Estructura de proteínas y polipéptidos

Hay cuatro niveles de estructura que se encuentran en los polipéptidos y proteínas. La estructura primaria de una proteína polipeptídica determina sus estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias.

La estructura primaria de polipéptidos y proteínas es la secuencia de aminoácidos en la cadena de polipéptidos con referencia a las ubicaciones de cualquier enlace disulfuro. La estructura primaria puede considerarse como una descripción completa de todos los Unión covalente en una cadena polipeptídica o proteína.

La forma más común de denotar una estructura primaria es escribir la secuencia de aminoácidos usando las abreviaturas estándar de tres letras para los aminoácidos. Por ejemplo, gly-gly-ser-ala es la estructura primaria para un polipéptido compuesto de glicinaglicina serinay alanina, en ese orden, desde el aminoácido N-terminal (glicina) hasta el aminoácido C-terminal (alanina).

La estructura secundaria es la disposición o conformación ordenada de aminoácidos en regiones localizadas de un polipéptido o molécula de proteína. La unión de hidrógeno juega un papel importante en la estabilización de estos patrones de plegado. Las dos estructuras secundarias principales son la hélice alfa y la hoja plegada beta antiparalela. Hay otras conformaciones periódicas, pero la hélice α y la lámina plegada β son las más estables. Un solo polipéptido o proteína puede contener múltiples estructuras secundarias.

Una hélice α es una espiral derecha o derecha en la que cada enlace peptídico está en el trans conformación y es plana. El grupo amina de cada enlace peptídico corre generalmente hacia arriba y paralelo al eje de la hélice; el grupo carbonilo apunta generalmente hacia abajo.

La lámina plegada en β consiste en cadenas de polipéptidos extendidas con cadenas vecinas que se extienden antiparalelas entre sí. Al igual que con la hélice α, cada enlace peptídico es trans y planar. Los grupos amina y carbonilo de los enlaces peptídicos apuntan uno hacia el otro y en el mismo plano, por lo que puede producirse un enlace de hidrógeno entre cadenas de polipéptidos adyacentes.

La hélice se estabiliza mediante enlaces de hidrógeno entre amina y carbonilo grupos de la misma cadena polipeptídica. La lámina plegada se estabiliza mediante enlaces de hidrógeno entre los grupos amina de una cadena y los grupos carbonilo de una cadena adyacente.

La estructura terciaria de un polipéptido o proteína es la disposición tridimensional de los átomos dentro de una sola cadena de polipéptidos. Para un polipéptido que consiste en un único patrón de plegamiento conformacional (p. Ej., Solo una hélice alfa), la estructura secundaria y terciaria puede ser la misma. Además, para una proteína compuesta por una sola molécula de polipéptido, la estructura terciaria es el nivel más alto de estructura que se alcanza.

La estructura terciaria se mantiene en gran medida por enlaces disulfuro. Los enlaces disulfuro se forman entre las cadenas laterales de cisteína por oxidación de dos grupos tiol (SH) para formar un enlace disulfuro (S-S), a veces también llamado puente disulfuro.

La estructura cuaternaria se usa para describir proteínas compuestas de múltiples subunidades (múltiples moléculas de polipéptidos, cada una llamada un "monómero"). La mayoría de las proteínas con un peso molecular superior a 50,000 consta de dos o más monómeros unidos de forma no covalente. La disposición de los monómeros en la proteína tridimensional es la estructura cuaternaria. El ejemplo más común utilizado para ilustrar la estructura cuaternaria es el hemoglobina proteína. La estructura cuaternaria de la hemoglobina es el paquete de sus subunidades monoméricas. La hemoglobina se compone de cuatro monómeros. Hay dos cadenas α, cada una con 141 aminoácidos, y dos cadenas β, cada una con 146 aminoácidos. Debido a que hay dos subunidades diferentes, la hemoglobina exhibe una estructura heteroquaternary. Si todos los monómeros en una proteína son idénticos, existe una estructura homoquaternary.

La interacción hidrofóbica es la principal fuerza estabilizadora de las subunidades en la estructura cuaternaria. Cuando un solo monómero se pliega en una forma tridimensional para exponer sus cadenas laterales polares a una solución acuosa ambiente y para proteger sus cadenas laterales no polares, todavía hay algunas secciones hidrofóbicas en el expuesto superficie. Se ensamblarán dos o más monómeros para que sus secciones hidrofóbicas expuestas estén en contacto.

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