3.2: Organizzazione delle proteine

Panoramica

Le proteine sono uno degli elementi fondamentali della vita che svolgono molte funzioni diverse nella cellula. Le proteine sono assemblate da aminoacidi. La sequenza di aminoacidi è conosciuta come la struttura primaria di una proteina. Le interazioni locali dei singoli amminoacidi fanno sì che la catena lineare si ripieghi nelle strutture secondarie. Le interazioni di amminoacidi distanti portano a un ulteriore ripiegamento della proteina, la struttura terziaria. L’assemblaggio di più catene piegate (sottounità) è noto come struttura proteica quaternaria.

L’ordine degli amminoacidi determina la struttura primaria

Gli amminoacidi che sono legati insieme in una catena sono chiamati polipeptidi. Gli amminoacidi sono collegati dai loro gruppi di amminomidi (–NH₃₎e carboxyl (–COOH) che formano legami di peptide. La catena di atomi di carbonio e azoto collegati è la spina dorsale della proteina, con le catene laterali degli amminoacidi che sporge perpendicolarmente. L’ordine dei residui di amminoacidi nella catena polipeptide è la struttura primaria.

I legami di idrogeno tra i residui di amminoacidi vicini contribuiscono alla struttura secondaria

I gruppi di ammino e carboxyl della spina dorsale della proteina possono formare legami di idrogeno. Quando più residui di amminoacidi nelle immediate vicinanze formano legami di idrogeno, possono formarsi strutture locali come alfa-elice e fogli beta-pleated. Queste sono strutture localizzate comuni, dando origine alla cosiddetta struttura secondaria di una proteina.

Le interazioni delle catene laterali lontane determinano la struttura terziaria

La struttura terziaria di una proteina descrive la disposizione tridimensionale di una proteina. Per stabilizzare una struttura terziaria, i residui di aminoacidi interagiscono che potrebbero essere distanti all’interno della catena polipeptide. Le interazioni possono essere deboli e non covalenti (ad es. legami ionici, interazioni idrofobiche o legami di idrogeno) o forti e covalenti (ad esempio, ponti disulfidi). Tutte le interazioni contribuiscono alla forma della proteina e alla sua funzione.

Più catene polypeptide possono formare una singola proteina

Finora, abbiamo considerato le proteine che vengono create di una singola catena di polipeptidi. Molte proteine sono costituite da sottounità, ognuna formata da una catena di polipeptidi. La composizione e l’interazione di più sottounità proteiche sono note come struttura quaternaria.