Famiglie di proteine

Una famiglia di proteine corrisponde a un gruppo di proteine derivato da un antenato genetico comune. Queste proteine possiedono somiglianze nelle strutture tridimensionali e nelle funzioni svolte. Le proteine all'interno di una stessa famiglia sono definite omologhe.

Le proteine omologhe che si sono evolute nella stessa specie sono definite paraloghe mentre le proteine omologhe in specie diverse sono chiamate ortologhe. Una superfamiglia è composta da due o più famiglie che si sono evolute da un antenato comune più lontano di quello di una famiglia proteica. Le proteine in una superfamiglia hanno variazioni maggiori nella struttura e nella funzione.

Le famiglie proteiche possono aiutarci a fare un'ipotesi per quanto riguarda la funzione di una proteina con una sequenza di amminoacidi nota, ma forma o funzione sconosciuta. Queste proteine possono essere confrontate con altre proteine della stessa famiglia per cercare di prevederne la struttura tridimensionale e aiutare a determinare la funzione della proteina. Le famiglie proteiche spesso si creano attraverso la duplicazione dei geni quando i meccanismi genetici in un organismo creano una copia extra di un gene.

La copia originale del gene e la sua copia duplicata possono mutare e divergere in funzione poichè le loro sequenze genetiche codificano per differenti sequenze amminoacidiche rispetto ai loro antenati genetici. Le proteine all'interno di una famiglia possono avere identità di sequenza fino al 30%cioè solo il 30%della sequenza primaria di amminoacidi può essere identico. Tuttavia, la struttura proteica globale e i domini all'interno della proteina sono spesso incredibilmente simili;per esempio, emoglobina e mioglobina sono proteine che si pensa si siano evolute dalla duplicazione genica.

Le subunità alfa e beta dell'emoglobina hanno solo il 49%di identità di sequenza amminoacidica, ma hanno lo stesso modello generale di struttura proteica secondaria e terziaria-00:01:53.820 00:01:56.010 cioè, posizioni simili della loro alfa elica e delle spire della catena amminoacidica. La subunità alfa dell'emoglobina e della mioglobina hanno solo il 26%di identità di sequenza ma hanno strutture secondarie e terziarie simili. Tutte e tre le proteine possono legarsi all'ossigeno attraverso un gruppo eme poiché queste proteine omologhe sono membri di una famiglia di proteine che si legano all'ossigeno.