Le proteine sono polimeri lineari costituiti da unità base formate da oltre 40 amminoacidi. Possono assumere forme diverse a seconda della funzione

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2 Le proteine sono polimeri lineari costituiti da unità base formate da oltre 40 amminoacidi Hanno elevato PM Possono assumere forme diverse a seconda della funzione svolgono molteplici funzioni

3 Tra le proteine esistono: Proteine Strutturali (collagene, cheratine) Proteine Contrattili (actina, miosina, tubuline) Proteine del Sistema Immunitario (immunoglobuline) Trasportatori: (emoglobina) di riserva ( ferritina, glutine) Recettori ( chimica della visione) Alcuni Ormoni (insulina, glucagone) Enzimi Di difesa (anticorpi)

4 PROTEINE CONIUGATE. La parte non amminoacidica viene definita GRUPPO PROSTETICO.

5 Le proteine possono essere classificate in due gruppi principali: proteine globulari e fibrose. Proteine globulari Le catene polipeptidiche sono ripiegate ed assumono forma compatta, sferica o globulare. Proteine Fibrose Hanno catene polipeptidiche disposte in lunghi fasci o in foglietti. In genere presentano un unico tipo di struttura secondaria. Sono insolubili in H 2 O

6 Sono solubili in acqua, di forma quasi sferica, Assolvono funzioni biologiche. Possono essere: Enzimi Ormoni Proteine di trasporto Proteine di deposito

7 Cheratine e collageni hanno strutture ad elica, Le sete hanno struttura foglietto beta Gruppi apolari e ponti disolfuro tendono a conferire rigidità e insolubilità alle proteine fibrose.

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9 Ogni proteina in un organismo possiede una sequenza definita di amminoacidi che costituisce la sua struttura primaria. Tutte le molecole di una data proteina di un certo organismo hanno la stessa struttura primaria. Proteine corrispondenti di organismi appartenenti a specie diverse presentano strutture primarie simili.

10 Dogma centrale della biologia molecolare: il DNA di un gene viene trascritto in una molecola di RNA con sequenza complementare al DNA. La sequenza di RNA viene tradotta in una corrispondente sequenza di amminoacidi per formare una proteina

11 la struttura primaria delle proteine è codificata dalla struttura primaria del DNA dei geni corrispondenti

12 Si distinguono fondamentalmente tre tipi di strutture secondarie: α-elica foglietto β reverse turn

13 È molto facile formare dei legami idrogeno La catena si avvolge in modo che l idrogeno di un ammino gruppo si leghi con legame ad idrogeno col carbonile di un altro residuo aa.

14 α-elica

15 o o o o o le α.eliche di tipo sinistrorso molto rare e limitate a pochi amminoacidi legami a H fra il gruppo carbonilico dell amminoacido n e il gruppo amminico dell amminoacido n+4. tutti i gruppi NH e CO saranno legati da legami a H, eccetto i primi 3 gruppi NH e gli ultimi 3 gruppi CO alle estremità dell elica L'α-elica è il risultato del ripiegamento probabilmente più "naturale" che una catena peptidica possa assumere. Perché è destrogira? È dovuto al fatto che gli amminoacidi proteici sono tutti nella configurazione "L" e in un'elica sinistrorsa i gruppi laterali R risulterebbero troppo vicini ai gruppi C=O, destabilizzando l'elica.

16 Champe et al., Le basi della biochimica, Ed. Zanichelli

17 I filamenti β sono allineati uno vicino all altro, in modo tale che si possano formare legami a H tra i gruppi CO di un filamento e i gruppi NH del filamento β adiacente e viceversa I polipeptidi che formano un foglietto b possono disporsi in modo parallelo o anti-parallelo. Un foglietto b può essere formato anche da una singola catena polipeptidica ripiegata su se stessa: in tal caso i legami a H sono legami intracatena.

18 I foglietti β formati da un certo numero di filamenti β sono pieghettati (pleated) Le catene laterali puntano alternativamente sopra e sotto il foglietto β. Spesso un lato del foglietto β può presentare tutte catene laterali polari e l altro tutte non polari

19 I gruppi R delle due catene si trovano una volta sopra e una volta sotto il piano. Possono dare repulsioni. Quindi la struttura beta si trova in proteine con amminoacidi che presentano R piccoli.

20 La struttura terziaria è la conformazione tridimensionale assunta da una proteina. È stabilizzata da legami non covalenti come ponti idrogeno, interazioni idrofobiche tra amminoacidi non polari e legami ionici. È indispensabile per la sua attività biologica.

21 Come si forma una struttura terziaria? Ponti S_S Interazioni idrofobiche Formazione di sali Legame idrogeno

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23 Le catene polipeptidiche formate da più di 200 amminoacidi in genere comprendono 2 o più domini, piccole unità compatte. I domini sono le unità strutturali e funzionali di una proteina. Ciascun dominio è una regione globulare, compatta, che si forma per la combinazione di più elementi strutturali secondari (aeliche, foglietti b, sequenze non ripetitive).

24 Molte proteine sono costituite da una sola catena polipeptidica (proteine monomeriche). Alcune proteine sono costituite da 2 o più catene polipeptidiche (subunità) strutturalmente identiche o diverse (proteine multimeriche). L associazione di queste subunità costituisce la struttura quaternaria. Le subunità sono tenute insieme da interazioni non covalenti.

25 E la perdita della conformazione nativa della proteina senza alterare sequenza AA Può essere provocato da: Agenti chimici (alcoli, acidi) Agenti fisici (calore, agitazione, luceuv) Porta a: Coagulazione Inattivazione enzimatica Aumento digeribilità