STRUTTURA QUATERNARIA Presente in proteine costituite da 2 o più subunità, quindi da 2 o + catene poipetidiche. Le subunità (o monomeri) possono essere identiche o diverse I monomeri si associano nee superfici di contatto per mezzo di Interazioni idrofobiche, Forze eettrostatiche, egami idrogeno, ponti disofuro Chaperonina Emogobina
DENATURAZIONE DI UNA PROTEINA è a perdita dea struttura tridimensionae (terziaria e quaternaria) che si accompagna anche aa perdita dea funzione dea proteina. Può essere reversibie. AGENTI DENATURANTI: -CALORE (agisce sui egami idrogeno) -ph ESTREMI (agiscono sue interazioni ioniche e egami idrogeno) -SOLVENTI o SOLUTI ORGANICI (es. acooi, acetone, urea, coruro di guanidinia) - (agiscono su interazioni idrofobiche) -DETERGENTI (es. SDS) - (agiscono su interazioni idrofobiche) -AGENTI RIDUCENTI (β-mercaptoetanoo, ditiotreitoo) (agiscono sui ponti disofuro) Aggiunta di urea e mercaptoetanoo Rimozione di urea e mercaptoetanoo Ribonuceasi A nativa, cataiticamente attiva Ribonuceasi A denaturata e cataiticamente inattiva Ribonuceasi A rinaturata con i ponti disofuro riformati correttamente, cataiticamente attiva
Modificazioni dee proteine POST-TRADUZIONALI = avvengono dopo a sintesi proteica CO-TRADUZIONALI = avvengono durante a sintesi proteica Sono modificazioni chimiche dea catena poipeptidica ad opera, generamente (ma non sempre!) di enzimi specifici. Servono a modificare a funzione di una proteina (attivara, inibira, regoara) Sono modificazioni che riguardano a CATENA LATERALE di DERMINATI RESIDUI AMMINOACIDICI che si trovano a interno di specifiche sequenze consenso o in particoari motivi strutturai. Tai modificazioni possono essere di natura covaente (ponti disofuro, Acetiazione, Ossidazioni, Fosforiazioni, Tagi proteoitici, Gicosiazioni..) o non covaente (coniugazioni con metai o gruppi prostetici attraverso interazioni poari o idrofobiche)
Modificazioni post/co-traduzionai possono coesistere nea stessa proteina generando diverse proteoforme con attività differenti. Preniazione Gicosiazione Ponti disofuro 2x PDI S Fosforiazione CHINASI O - P=O O - Modificata da James Hougand, Syracuse University, Department of Chemistry
GLICOPROTEINE La gicosiazione è a più comune forma di modificazione subita dae proteine e può essere co-traduzionae (N-gicoproteine) o post-traduzionae (O-gico-proteine). Le gicoproteine svogono importanti funzioni bioogiche in svariati processi ceuari: riconoscimento recettoriae e immunoogico, trasporto transmembrana di proteine, infiammazione, patogenicità, metastasi
N-GLICOPROTEINE gi zuccheri sono egati ad un residuo di asparagina (Asn) mediante un egame β-n-gicosidico I primo zucchero è sempre N-Acetigucosamina (NAcGc) fra i C-1 anomerico de NAcGc e AZOTO ammidico dea catena aterae de Asn (riasciata 1 H 2 O) H 3 N + C=O CH 2 NH-CH-CO-NH-X-Ser/Thr Asn Catena poipeptidica COO - L asparagina deve trovarsi in una sequenza consenso: Asn-X-Ser/Thr
O-GLICOPROTEINE gi zuccheri sono generamente egati ad un residuo di serina (Ser) o treonina (Thr) mediante un egame β-o-gicosidico fra i C1 anomerico dea NAcGa e OSSIGENO ossidriico dea catena R dea Ser i primo zucchero è frequentemente N-Acetigaattosamina (NAcGa), ma potrebbe essere anche N- Acetigucosamina, fucosio, mannosio, gaattosio o xiosio. H 3 N + O CH 2 NH-CH-CO- COO - La serina o a treonina non sono dentro una sequenza consenso, ma sono esposte sua superficie dea proteina
Tutti gi N-gicani hanno o stesso core pentasaccaridico costituito da 2 N- acetigucosammine e 3 mannosi, Core pentasaccaridico α(1 3) Core pentasaccaridico α(1 6) β(1 4) Su 2 di questi mannosi sono caricati da 2 a 4 rami di composizione variabie. Fuc Ga NAcGc Fuc Ga NAcGc β(1 4) Man Man Man NAcGc NAcGc --- Asn---
Una stessa gicoproteina può esistere in diverse isoforme (GLICOFORME), che differiscono per: 1) Numero di siti di gicosiazione occupati 2) Composizione dei gicani nei diversi siti 3) Ramificazione dei gicani 4) Stereoisomeria dei egami gicosidici
PROTEINE FIBROSE: RUOLO STRUTTURALE Non assumono una struttura terziaria ma presentano una struttura fondamentamente secondaria e fiamentosa che si associano in strutture poimeriche. Esempi: cheratine (α-eiche appaiate con un doppio avvogimento) >>> capei, unghie fibroina (fogietti β) >>> fibre dea seta coagene (tripa eica) >>> tendini, tessuto connettivo, matrice ossea COLLAGENE 25%-35% dee proteine totai dei mammiferi Catene poipeptidiche eicoidai sinistrorse (NON sono α- eiche) con ~3.0 residui per giro e un passo di 0,94 nm (sono più estese di un afa-eica). Ogni eica possiede ~ 1000 residui. 3 eiche sinistrorse si avvogono una a atra in senso destrorso a formare una tripa eica = TROPOCOLLAGENE
La sequenza amminoacidica di ogni eica è costituita da ripetizioni di 3 residui: - Gy-X-Y- X = spesso Proina Y = spesso 4-idrossiproina Frequentemente presenti Lisina e 5-idrossiisina Limitata fessibiità conformazionae, Rigidità Impossibiità a formare α-eiche Ne superavvogimento i residui di gicina dee 3 eiche sono ocaizzati ungo asse centrae dea tripa eica (in rosso), dove o stretto impaccamento non consente a presenza di atri amminoacidi
H COO - 3 N + COO - 1 2 C H + H 2 N 3 CH 2 5 4 H 2 C C-H OH 4-IDROSSI-PROLINA H 3 N + IDROSSILAZIONE ad opera di proi-idrossiasi e isi-idrossiasi che utiizzano come cofattore ac.ascorbico, vengono introdotti gruppi OH sue catene aterai, che servono a formare egami idrogeno nei punti di contatto dee 3 eiche de tropocoegeno. COO - 1 COO - + 2 H 3 N C H 3 CH 2 4 CH 2 5 H-C-OH 6 CH 2 NH 3 + 5-IDROSSILISINA
I residui di isina e idrossiisina possono essere ossidati su gruppo ε- amminico dea catena R che diventa un gruppo adeidico LA LISINA DIVENTA ALLISINA LA 5-IDROSSILISINA DIVENTA 5-IDROSSI-ALLISINA CHO aisina 5-idrossi-aisina LISINA, ALLISINA e 5-IDROSSI-ALLISINA formano LEGAMI CROCIATI covaenti ne tropocoagene, che stabiizzano fortemente a sua struttura.
I coagene è una proteina atamente modificata: -Idrossiazioni sui residui di proina e isina PREPROCOLLAGENE -Ossidazione su residui di isina PROCOLLAGENE -Gicosiazione sui residui di idrossi-lys -Rimozione domini N- teminai e C-terminai (Tagio di egami peptidici) -Legami crociati TROPOCOLLAGENE COLLAGENE