La struttura secondaria della proteina e la sua organizzazione spaziale. La formazione della struttura secondaria della proteina.

15/03/2019

Nel corpo, il ruolo delle proteine ​​è estremamente grande. Allo stesso tempo, un tale nome può essere indossato solo dopo aver acquisito una struttura prestabilita. Fino a questo punto, è un polipeptide, solo una catena di amminoacidi che non può svolgere le sue funzioni intrinseche. In generale, la struttura spaziale delle proteine ​​(primaria, secondaria, terziaria e dominio) è la loro struttura tridimensionale. E il più importante per le strutture secondarie, terziarie e di dominio del corpo.

Struttura proteica secondaria

Prerequisiti per lo studio della struttura proteica

Tra i metodi di studio della struttura dei prodotti chimici, la cristallografia a raggi X gioca un ruolo speciale. Attraverso di essa, si possono ottenere informazioni sulla sequenza degli atomi nei composti molecolari e sulla loro organizzazione spaziale. In poche parole, è possibile creare un'immagine a raggi X per una singola molecola, resa possibile negli anni '30 del XX secolo.

Fu allora che i ricercatori hanno scoperto che molte proteine ​​non solo hanno una struttura lineare, ma possono anche essere disposte in spirali, grovigli e domini. Come risultato della conduzione di una massa di esperimenti scientifici, si è scoperto che la struttura secondaria della proteina è la forma finale per proteine ​​strutturali e intermedia per enzimi e immunoglobuline. Ciò significa che le sostanze che alla fine hanno una struttura terziaria o quaternaria, nella fase della loro "maturazione" devono anche superare lo stadio di formazione a spirale, caratteristica della struttura secondaria.

Proteine, struttura proteica

Formazione della struttura proteica secondaria

Non appena la sintesi del polipeptide sui ribosomi è completata in una rete ruvida di endoplasma cellulare, un struttura proteica Il polipeptide stesso è una molecola lunga, che occupa molto spazio ed è scomoda per il trasporto e l'esecuzione di funzioni intrinseche. Pertanto, al fine di ridurre le sue dimensioni e dargli proprietà speciali, si sviluppa una struttura secondaria. Ciò avviene attraverso la formazione di alfa-eliche e beta-strati. In questo modo si ottiene una proteina di struttura secondaria, che in futuro si trasformerà in terziaria e quaternaria, o sarà utilizzata in questa forma.

La formazione della struttura secondaria della proteina

Organizzazione secondaria

Come numerosi studi hanno dimostrato, la struttura secondaria di una proteina è o un'alfa alfa o uno strato beta o un'alternanza di sezioni con questi elementi. Inoltre, la struttura secondaria è un modo di torcere e la formazione a spirale della molecola proteica. Questo è un processo caotico che si verifica a causa di legami idrogeno che si verificano tra le regioni polari dei residui di amminoacidi nel polipeptide.

Struttura secondaria ad alfa elica

Poiché solo gli aminoacidi L sono coinvolti nella biosintesi dei polipeptidi, la formazione della struttura secondaria della proteina inizia con una torsione in senso orario (svolta a destra). Per ogni giro di spirale, ci sono rigorosamente 3,6 residui di amminoacidi, e la distanza lungo l'asse della spirale è di 0,54 nm. Queste sono proprietà comuni per la struttura secondaria di una proteina, che non dipendono dal tipo di amminoacidi coinvolti nella sintesi.

Terzo livello secondario primario di struttura proteica

È stato determinato che non tutta la catena polipeptidica è completamente a spirale. La sua struttura contiene sezioni lineari. In particolare, la molecola della proteina pepsina è spiralizzata solo del 30%, il lisozima del 42% e l'emoglobina del 75%. Ciò significa che la struttura secondaria di una proteina non è una spirale rigorosa, ma una combinazione delle sue sezioni con quelle lineari o stratificate.

Struttura secondaria a livello beta

Il secondo tipo di organizzazione strutturale di una sostanza è lo strato beta, che consiste di due o più filamenti di un polipeptide collegato da un legame idrogeno. Quest'ultimo si verifica tra i gruppi CO NH2 gratuiti. Quindi, le proteine ​​strutturali (muscolari) sono principalmente unite.

La struttura delle proteine ​​di questo tipo è la seguente: un filo del polipeptide con la designazione delle sezioni terminali A-B è parallelo all'altro. L'unica avvertenza è che la seconda molecola si trova antiparallela e viene indicata come BA. Quindi, si forma uno strato beta, che può essere costituito da un numero qualsiasi di catene polipeptidiche, collegate da più legami idrogeno.

Legame idrogeno

La struttura secondaria di una proteina è un legame basato su interazioni polari multiple di atomi con diversi fattori di elettronegatività. 4 elementi hanno la maggiore capacità di formare un simile legame: fluoro, ossigeno, azoto e idrogeno. Nelle proteine ​​c'è tutto tranne il fluoro. Pertanto, un legame idrogeno può essere formato e formato, dando la possibilità di collegare catene di polipeptidi in strati beta e in alfa elica.

La struttura secondaria del legame proteico

Il modo più semplice per spiegare l'occorrenza di un legame idrogeno è l'esempio dell'acqua, che è un dipolo. L'ossigeno ha una forte carica negativa e, a causa dell'elevata polarizzazione del legame O-H, l'idrogeno è considerato positivo. In questo stato, le molecole sono presenti in alcuni ambienti. E molti di loro toccano e si scontrano. Quindi l'ossigeno della prima molecola d'acqua attira l'idrogeno dall'altro. E così sulla catena.

Processi simili si verificano nelle proteine: l'ossigeno elettronegativo del legame peptidico attira l'idrogeno da qualsiasi parte di un altro residuo amminoacidico, formando un legame idrogeno. Questa è una coniugazione polare debole, per la rottura è richiesto di spendere circa 6,3 kJ di energia.

Per confronto, il più debole legame covalente la proteina richiede 84 kJ di energia per romperla. Il legame covalente più forte richiederà 8400 kJ. Tuttavia, la quantità di legami di idrogeno in una molecola proteica è così grande che la loro energia totale consente alla molecola di esistere in condizioni aggressive e mantenere la sua struttura spaziale. Per questo motivo ci sono proteine. La struttura delle proteine ​​di questo tipo fornisce forza, che è necessaria per il funzionamento dei muscoli, delle ossa e dei legamenti. Così enorme è l'importanza della struttura secondaria delle proteine ​​per il corpo.