Le funzioni svolte dalle proteine

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1 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Trasporto di sostanze Funzioni strutturali Movimento nvio o ricezione di segnali Difesa contro agenti infettivi Catalisi enzimatica Regolazione della funzione dei geni Le funzioni svolte dalle proteine Esempi di Proteine di trasporto albumina emoglobina transferrina pompe ioniche e canali 1

2 Proteine di trasporto: l emoglobina Proteine di trasporto: canali ionici 2

3 Proteine strutturali forniscono supporto meccanico e base per i movimenti a cellule e tessuti esempi collagene elastina actina tubulina cheratina Proteine strutturali: collagene 3

4 Proteine strutturali: tubulina e microtubuli 4

5 Proteine motrici generano movimenti nelle cellule e nei tessuti Esempi miosina chinesina dineina Le proteine motrici si muovono su rotaie formate da proteine strutturali L STRUTTUR TRDMENSONLE D UN PROTEN NON E RGD, M DNMC L NTERZONE CON LTRE MOLECOLE POTR MODFCRE REVERSBLMENTE L CONFORMZONE DELL PROTEN 5

6 Proteine motrici: chinesine e dineine Proteine segnalatrici Molecole segnale: ormoni (insulina) fattori di crescita (NGF, EGF) RECETTOR PER MOLECOLE SEGNLE 6

7 Proteine recettori rivelano i segnali che arrivano alle cellule e trasmettono l informazione Esempi Rodopsina Recettori olfattori Recettori ormonali La proteina cambia reversibilmente conformazione quando viene in contatto con il segnale (luce, sostanza odorosa, ormone) Proteine di difesa partecipano alla difesa dell organismo contro le aggressioni (batteri, virus, tossine) Esempi anticorpi 7

8 Struttura degli anticorpi ENZM catalizzatori delle reazioni chimiche degli organismi L MGGOR PRTE DEGL ENZM SONO PROTENE. NCHE LCUN RN SONO DOTT D TTVT CTLTC (RBOZM) ESEMP D ENZM ENZM proteasi sintetasi chinasi fosfatasi TPasi.. REZONE CTLZZT degradano le proteine sintetizzano molecole aggiungono gruppi fosfato rimuovono gruppi fosfato idrolizzano TP.. 8

9 LE VRZON D ENERG N UN REZONE ENERG POTENZLE MGGORE ENERG POTENZLE MNORE 1 2 N UN REZONE TERMODNMCMENTE FVOREVOLE L DFFERENZ TR ENERG FNLE ED ENERG NZLE H UN VLORE NEGTVO: L REZONE LBER ENERG ENERG DE REGENT > ENERG DE PRODOTT UN ENZM: NON RENDE POSSBLE UN REZONE CHE N SU SSENZ SREBBE CHMCMENTE O TERMODNMCMENTE MPOSSBLE. E PERÒ N GRDO D CCELERRL D MOLT MLON O MLRD D VOLTE CQU OSSGENT: H H ½O 2 H H SNGUE 9

10 REZONE POSSBLE M N SSENZ D UN SPNT L MSSO NON CDE PER VVRE UN REZONE E NECESSRO SUPERRE UN SOGL ENERGETC: L ENERG D TTVZONE 10

11 Numero di molecole Energia di attivazione Poche molcole hanno l energia sufficiente per superare la soglia di attivazione e quindi reagire Riscaldando l energia media aumenta (la curva si sposta verso destra). Un maggior numero di molecole ragirà Energia Reazione non catalizzata Reazione catalizzata GL ENZM RDUCONO L ENERG D TTVZONE PER VVRE UN REZONE E NECESSRO SUPERRE UN SOGL ENERGETC: L ENERG D TTVZONE 11

12 N SSENZ D CTLS LE REZON 1, 2, 3, 4 SRNNO QUS SSENT TR MOLTE REZON POSSBL PER UN DT MOLECOL, QUELL CTLZZT D UN ENZM S VERFCHER N MODO SGNFCTVO, MENTRE LE LTRE SRNNO PRTCMENTE SSENT SE UN ENZM CTLZZ L REZONE 1, SOLTNTO QUEST S VERFCHER N MODO PPREZZBLE nterazione enzima-substrato ENZM E + S ES E + P L ENZM S LEG L SUBSTRTO FORMNDO UN COMPLESSO ENZM- SUBSTRTO. PER QUESTO LEGME E ESSENZLE L CORRETTO RCONOSCMENTO TR ENZM E SUBSTRTO (SPECFCT ) L TERMNE DELL REZONE L ENZM S DSSOC D PRODOTT D REZONE. 12

13 SPECFCTÀ SPECFCTÀ D REZONE. OGN ENZM CTLZZ UN PRTCOLRE TPO D REZONE: D ESEMPO UN PEPTDS DROLZZ LEGM PEPTDC. SPECFCTÀ D SUBSTRTO. PUÒ ESSERE PÙ O MENO RGD: LCUNE PEPTDS, COME QUELLE CHE NTERVENGONO NELL DGESTONE, SONO D MPO SPETTRO, LTRE NVECE SONO STRETTMENTE SPECFCHE, RCONOSCENDO UN SOLO TPO D PROTEN ED ESEGUENDO L DROLS D UN SNGOLO E SPECFCO LEGME ENZM: reazione enzimatica Piruvato chinasi 13

14 LCUN POSSBL MECCNSM DELL CTLS ENZMTC GRUPP DE SUBSTRT DESTNT REGRE VENGONO PORTT SUL STO TTVO DELL ENZM NEL CORRETTO ORENTMENTO E LL GUST DSTNZ L LEGME CON L ENZM PUO DETERMNRE UN DSTORSONE DE LEGM MNOCD DEL STO TTVO DELL ENZM POSSONO REVERSBLMENTE CCETTRE O DONRE PROTON O ELETTRON O POSSONO TTRRRE O RESPNGERE ELETTRON DEL SUBSTRTO. LEGM CHMC DEL SUBSTRTO (DE SUBSTRT) VENGONO D CONSEGUENZ NFLUENZT ENZM: meccanismi della catalisi enzimatica 14

15 NBTOR COMPETTV L inibitore competitivo in genere è una molecola simile al substrato Se ambedue le molecole sono presenti, sia il vero substrato (B) che l inibitore (), in alternativa, si possono legare reversibilmente all enzima (E) E B B B 15

16 NBTOR COMPETTV B Se si lega il vero substrato ( B), questo viene idrolizzato in + B: L enzima è attivo E B B B NBTOR COMPETTV L inibitore ( ) si lega reversibilmente all enzima (E) in alternativa al vero substrato ( B). Fino a che è legato l inibitore è impossibile il legame del substrato E B B L entità dell inibizione dipende delle concentrazioni di inibitore e di substrato e dalle relative affinità nei confronti dell enzima 16

17 Enzima attivo NBZONE LLOSTERC Enzima inibito E S S L NBTORE LLOSTERCO, LEGNDOS NON COVLENTEMENTE D UN STO SPECFCO DELL ENZM, DVERSO DL STO TTVO, NDUCE UN CMBMENTO CONFORMZONLE REVERSBLE CHE RENDE L STO TTVO NON PU DTTO L SUBSTRTO Enzima inattivo TTVZONE LLOSTERC Enzima attivato E S E S L TTVTORE LLOSTERCO, LEGNDOS NON COVLENTEMENTE D UN STO SPECFCO DELL ENZM, DVERSO DL STO TTVO, NDUCE UN CMBMENTO CONFORMZONLE REVERSBLE CHE RENDE L STO TTVO DTTO L SUBSTRTO 17

18 COENZM MOLECOLE CHE NTERVENGONO N UN REZONE ENZMTC GENDO COME DONTOR O COME CCETTOR D GRUPP CHMC ESEMP D COENZM Coenzima TP NDH Coenzima BOTN Gruppi trasportati FOSFT ELETTRON CETLE CRBOSSLE MOLT COENZM DERVNO D VTMNE ESEMPO D NTERVENTO D UN COENZM TP GLUCOSO + TP GLUCOSO-6-FOSFTO + DP ESOCHNS 18

19 ΔG POSTVO E POSSBLE CHE L REZONE VD N QUEST DREZONE? S, M CON FTC, COE FORNENDO ENERG ENERG POTENZLE L ENERG CNETC S TRSFORM N CLORE 19

20 L TP RPPRESENT NELL CELLUL L PRNCPLE MOLECOL PER L TRSFERMENTO D ENERG TP -P-P-P TP -P-P + P DP + P 20

21 REZONE CON ΔG 0 POSTVO 1 + B B 2 TP DP + Pi REZONE CON ΔG 0 NEGTVO L ENERG LBERT DLL REZONE 2 E MGGORE D QUELL CONSUMT DLL REZONE 1 E NE PERMETTE LO SVOLGMENTO GLUCOSO + OSSGENO + DP + Pi CO 2 + H TP (MOLTE LTRE REZON POSSONO PRODURRE TP) CONTRZONE MUSCOLRE REZON D SNTES TRSPORTO CONDUZONE NERVOS LCUN ESEMP DE RUOL DELL TP 21