Le macromolecole dei tessuti - 1

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1 Le macromolecole dei tessuti - 1

2 Che cosa sono le proteine? Sono macromolecole complesse ad alta informazione Sono costituite da una o più catene polipeptidiche Ogni catena peptidica è composta da centinaia di aminoacidi Nelle proteine sono presenti tipi diversi di aminoacidii La loro composizione in aminoacidi è variabile e sotto il controllo genetico Nell uomo ci sono circa proteine diverse e geni

3 Le funzioni delle proteine Le proteine possono essere classificate in: proteine a struttura fibrosa (funzioni biomeccaniche) (es. collagene, elastina) proteine a struttura globulare _ enzimi _ pigmenti respiratori _ trasportatori _ ormoni _ anticorpi _ recettori

4 Che cosa sono gli aminoacidi? Ogni aminoacido ha un atomo centrale di carbonio, che è conosciuto come carbonio alfa, o Cα. All'atomo Cα sono legati un atomo di idrogeno H, un gruppo amminico NH 2, un gruppo carbossilico COOH, e una catena laterale R. E' la catena laterale che distingue un aminoacido da un altro COOH NH 2 C R H

5 Come si legano gli aminoacidi? In una proteina, gli aminoacidi sono legati attraverso il legame peptidico In un legame peptidico, l'atomo di carbonio appartenente al gruppo carbossilico di un aminoacido si lega all'atomo di azoto appartenente al gruppo amminico dell'aminoacido seguente Credit:

6 I vari livelli di struttura Credit:

7 Le proteine si ripiegano La sequenza degli aminoacidi nella catena polipeptidica rappresenta la struttura primaria, specifica per ogni proteina. Con 20 aminoacidi si può formare un numero pressoché illimitato di strutture primarie L'interazione dei vari gruppi con l'acqua o tra di loro fa sì che la catena polipeptidica assuma una struttura più o meno ripiegata, detta struttura secondaria (α eliche e β foglietti) Credit: The Cell, cap.2

8 Le proteine si ripiegano Per struttura terziaria si intende il modo in cui l'intera catena polipeptidica è ripiegata nella struttura tridimensionale propria della proteina (FOLDING) La struttura quaternaria deriva dall associazione di due o più catene polipeptidiche unite da legami deboli o ponti disolfuro Credit:

9 Struttura Funzione All organizzazione tridimensionale è sempre associata una funzione biologica La conformazione spaziale di una proteina è fondamentale per lo svolgimento della sua funzione Anidrasi carbonica Proteina Nef di virus HIV Credit: Wikipedia.org/Wiki/Pproteine

10 α-elica

11 α-elica La struttura è stabilizzata da ponti idrogeno infracatena

12 β-foglietto La struttura è stabilizzata da ponti idrogeno intercatena

13 La cheratina La cheratina è una proteina filamentosa molto stabile e resistente prodotta dai tessuti epiteliali. Nei vertebrati è presente l α-cheratina: costituita da α eliche intrecciate fra loro. L α-cheratina si è evoluta con una struttura adatta a resistere alla tensione. Nei mammiferi rappresenta la quasi totalità del peso secco dei capelli, della lana, delle unghie, degli artigli, delle corna, degli zoccoli e degli strati esterni della pelle.

14 La cheratina La molecola di α-cheratina è costituita da una catena polipeptidica con struttura ad elica di lunghezza intorno ai 450 Å.

15 La cheratina Le singole eliche si associano, tramite interazioni idrofobiche, in coppie (dimeri) e ciascuna coppia, oltre all'avvolgimento delle eliche, si avvolge ulteriormente su se stessa.

16 A loro volta i dimeri così formati si associano tra loro, sia trasversalmente che longitudinalmente, tramite ponti disolfuro tra residui di cisteina di filamenti vicini e altre interazioni. Si formano in questo modo i profilamenti. La cheratina

17 I ponti disolfuro I ponti disolfuro (S-S) sono legami covalenti forti Si formano fra due catene laterali di residui di cisteina che vengano a trovarsi in prossimità a causa dei ripiegamenti della catena. Credit:

18 La cheratina I profilamenti si assemblano secondo un grado di organizzazione crescente: due profilamenti affiancati costituiscono le protofibrille, quattro protofibrille affiancate formano le microfibrille e infine più microfibrille formano le macrofibrille.

19 La cheratina Si tratta di una struttura quaternaria, composta da più strutture terziarie messe una in fila all'altra. È prodotta dai cheratinociti ed è il principale costituente dello strato corneo dell'epidermide. E ricca di zolfo, contenuto nei residui amminoacidici di cisteina.