20/12/ tipi di amino acidi: parecchie combinazioni

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1 20 tipi di amino acidi: parecchie combinazioni Le proteine sono polimeri di amino acidi 1

2 SEMPLICI : costituite solo da amino acidi PROTEINE CONIUGATE Apoproteina = parte proteica Gruppo prostetico = parte non proteica 2

3 H H 2 N C CO 2 H R Gruppo amminico Gruppo carbossilico Catena laterale 3

4 Forma non ionica Forma switterionica 4

5 Gli Amino Acidi sono Chirali * *eccezione: glicina (R = H) 5

6 Gruppi R Apolari o idrofobi (alifatici) Glicina Alanina Valina Prolina Leucina Metionina Isoleucina Gruppi R Polari o idrofili (non carichi) Serina Treonina Cisteina Asparagina Glutammina 6

7 Gruppi R con carica positiva (idrofili) Lisina Arginina Istidina Gruppi R con carica negativa (idrofili) Aspartato Glutammato 7

8 Gruppi R Aromatici Fenilalanina Tirosina Triptofano Triptofano Glicina Alanina La catena laterale ( R ) dei diversi amino acidi è caratterizzata da volumi di ingombro sterico molto differenti tra amino acido e amino acido 8

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10 FORMAZIONE DEL LEGAME PEPTIDICO (reazione di condensazione) Ser Gly Tyr Ala Leu 10

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12 Emoglobina StrutturaPrimaria H 2 N-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu- Lys-Ser-Ala-Val-Thr-Ala-Leu-Trp- Gly-Lys-Val-Asn-Val-Asp-Glu-Val- Gly-Gly-Glu-.. subunità beta - sequenza degli amino acidi Struttura Primaria Transtiretina, proteina trasporto nel sangue 12

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15 α-elica Ogni gruppo NH forma un ponte a idrogeno con un gruppo C=O (legami intra-catena) 5,4 Å = 0,54 nm Passo = 5,4 Å Ogni spira contiene 3,6 amino acidi 15

16 Una α-elica è un cilindro compatto le cui pareti sono fatte dalla catena polipeptidica avvolta a spirale. I gruppi R (catene laterali) stanno all esterno del cilindro e, a seconda del tipo di catena, conferiscono particolari proprietà alla superficie α-elica Una α-elica è un cilindro compatto le cui pareti sono fatte dalla catena polipeptidica avvolta a spirale. I gruppi R (catene laterali) stanno all esterno del cilindro e, a seconda del tipo di catena, conferiscono particolari proprietà alla superficie 16

17 Passo = 7 Å Ogni spira contiene 2 amino acidi Struttura β : Struttura β : piu catene con struttura piu catene con struttura β che si affiancano in modo parallelo o antiparallelo formano un piano β (β-sheet). Le varie catene sono legate tra loro da legami a ponte d idrogeno inter-catena. 17

18 Struttura terziaria Protein structure introduction Bioinformatics: genes, proteins and computers Orengo, Jones and Thornton (2003). 18

19 STRUTTURE QUATERNARIE Protein - Protein Interactions A protein with just one binding site can form a dimer with an identical protein. Identical proteins with two different binding sites can form a long helical filament. If the two binding sites are located appropriately to each other, the protein subunits can form a closed ring instead of a helix. 19

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21 I legami a ponte disolfuro stabilizzano le strutture terziarie (e quaternarie) 21

22 Ponti disolfuro (S-S) 22

23 Tipi di strutture proteiche Fibrose - (es: Cheratina, collageno, elastina) Globulari - Solubili in acqua (es: mioglobina, tripsina) di Membrana di Membrana (es: pompa sodiopotassio) 23

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25 Structure determines function Elasticity results from coiling and uncoiling of silk fibers 5 times stronger than steel Industrial applications Surgical thread Fishing line Bulletproof vests 25

26 Denaturazione e Rinaturazione delle proteine Mioglobina Emoglobina 26

27 Il gruppo EME è formato da un nucleo tetrapirrolico complessato con un ione ferro. Nella mioglobina e nella emoglobina il ferro ione è sempre nella forma Fe 2+ Se il Fe 2+ dell emoglobina si ossida a Fe 3+, si forma la metemoglobina che non funziona più come traspostatore di ossigeno 27

28 Nelle Globine, il gruppo eme è contenuto in una tasca idrofobica, e viene legato con il ferro mediante un legame covalente di coordinazione con l istidina detta F8 L emoglobina è trasportata dai globuli rossi del sangue. Lega l ossigeno (O 2 ) negli alveoli polmonari e lo trasporta ai tessuti, cedendolo alle cellule. 28

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30 Nei globuli rossi umani, la concentrazione del 2,3-BPG aumenta con l adattamento ad alta quota (vedi grafico alla quota di 4500 m 30

31 lega O 2 non lega O 2 Il 2,3-BPG si lega solo alla forma T dell emoglobina (forma de-ossigenata) e sposta l equilibrio tra le due forme favorendolo verso la forma de-ossigenata Effetto Bohr Negli alveoli polmonari il ph è più alto: il legame di Hb con O 2 è favorito! A livello dei tessuti il ph è più basso: è favorito il rilascio di O 2! CO 2 ph Some side groups remain protonated at lower ph. Stabilizes T state and promotes unloading of O 2 to active tissues. Binding of CO 2 also stabilizes T state. 31

32 Nell anemia falciforme, una patologia a base genetica, la catena β coniene una mutazione puntiforme (Glu Val). Il fenotipo omozigote può andare incontro a crisi anche mortali! 32

33 Because the heterozygous Sickle Cell Anemia genotype gives a higher resistance to malaria, however a homozygous genotype is still a disadvantage. DNA (gene) RNA protein trait Anemia faciforme ANEMIA FALCIFORME: blocco dei capillari 33