3.2: Organizacja białek

Przegląd

Białka są jednym z podstawowych elementów budulcowych życia, które pełnią wiele różnych funkcji w komórce. Białka są składane z aminokwasów. Sekwencja aminokwasów jest znana jako pierwszorzędowa struktura białka. Lokalne oddziaływania poszczególnych aminokwasów powodują fałdowanie się łańcucha liniowego w struktury drugorzędowe. Interakcje odległych aminokwasów prowadzą do dalszego fałdowania białka – struktury trzeciorzędowej. Składanie wielu pofałdowanych łańcuchów (podjednostek) jest znane jako czwartorzędowa struktura białka.

Kolejność aminokwasów określa strukturę pierwszorzędową

Aminokwasy, które są połączone ze sobą w łańcuchu, nazywane są polipeptydami. Aminokwasy są połączone grupami aminowymi (–NH₃) i karboksylowymi (–COOH), które tworzą wiązania peptydowe. Łańcuch połączonych atomów węgla i azotu jest kręgosłupem białka, przy czym łańcuchy boczne aminokwasów wystają prostopadle. Kolejność reszt aminokwasowych w łańcuchu polipeptydowym jest strukturą pierwszorzędową.

Wiązania wodorowe między bliskimi resztami aminokwasowymi przyczyniają się do struktury drugorzędowej

Grupy aminowe i karboksylowe szkieletu białkowego mogą tworzyć wiązania wodorowe. Gdy wiele reszt aminokwasowych w bliskiej odległości tworzy wiązania wodorowe, mogą tworzyć się lokalne struktury, takie jak alfa-helisy i beta-plisowane arkusze. Są to powszechne struktury zlokalizowane, powodujące powstanie tak zwanej struktury drugorzędowej białka.

Oddziaływania odległych łańcuchów bocznych determinują strukturę trzeciorzędową

Trzeciorzędowa struktura białka opisuje trójwymiarowy układ białka. Aby ustabilizować strukturę trzeciorzędową, reszty aminokwasowe oddziałują ze sobą, które mogą być daleko od siebie w łańcuchu polipeptydowym. Oddziaływania mogą być słabe i niekowalencyjne (np. wiązania jonowe, oddziaływania hydrofobowe lub wiązania wodorowe) lub silne i kowalencyjne (np. mostki dwusiarczkowe). Wszystkie interakcje wpływają na kształt białka i jego funkcję.

Wiele łańcuchów polipeptydowych może tworzyć pojedyncze białko

Do tej pory braliśmy pod uwagę białka, które są zbudowane z pojedynczego łańcucha polipeptydowego. Wiele białek składa się z podjednostek, z których każda składa się z jednego łańcucha polipeptydowego. Skład i interakcja wielu podjednostek białkowych jest znana jako struktura czwartorzędowa.