Back to chapter

3.5:

البروتينات الكروية والليفية

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Globular and Fibrous Proteins

Languages

Share

تطوّرت البروتينات لتكوين تركيبات رباعية الشكل ومركبات ذات وحدات متعددة عندما يتطلب الأمر جزيئات أكبر بالخلية بدلاًمن أن يكون لها سلاسل حمضية أمينية أطول. تقع معظم البروتينات في واحد ة من فئتين كروية وخيطية. البروتينات الكروية صغيرة الحجم بسلاسل حمضها الأمينى ملفوفة في شكل كروى.تركيبهم الثانوى عادة ما تكون خليط من حلزونات ألفا وألواح بيتا. معظم البروتينات داخل الخلية هي كروية وقابلة للذوبان في الماء مثل العديد من الإنزيمات وعوامل النسخ في هذه التركيبات،الأحماض الأمينية كارهة الماء مُحكمة في وسط البنية الكروية بينما الأحماض الأمينية المحبة للماء موجودة على السطح الخارجي. تتفاعل البروتينات الكروية مع بعضها البعض في مجموعة متنوعة من التشكيلات, مكونةًانواع مختلفة من التركيبات بما في ذلك الخيوط أو مركبات متعددة الوحدات العديد من التركيبات الرباعية الأشكال،احادية الوظيفة تتألف من أكثر من سلسلة حمض أمينة واحدة.على سبيل المثال،وظائف الهيموجلوبين كرباعي الأوجه،يتكون من اثنين ألفا ووحدتان فرعيتان بيتا حتى التركيبات الأكبر يمكن بناؤها عندما تتحد البروتينات الكروية مع واحد أو أكثرمن البروتينات الإضافية على سبيل المثال،خيط الأكتين يتكون عندما ترتبط وحدات أكتين مع بعضها لتخليق خيوط بروتين حلزونية طويلة. على عكس البروتينات الكروية المدمجة, البروتينات الليفية الشكل تقع في الغالب خارج الخلية وتعطى بذلك شكل للخلية وتكوّن أشكالاًممتدة. البروتينات الليفية الشكل عادة ما تكون مكونة من أي من حلزونات الفا أو الواح بيتا ولكن نادراًما تتكون من مزيجاًمن الاثنين.وكثيراًما يكون عندها أحماض أمينية كارهه للماء على أسطحها الخارجية التي تتفاعل مع أحاديات الوحدات لتكوين تركيبات أكبر. على سبيل المثال،الكولاجين هو بروتين ليفي يتكون من حلزونيات الفا ممتدة ثلاث حلزونات ملتفة حول بعضها لإنشاء تركيب يسمى لفائف ملتفة لييفات الكولاجين تمنح الهيكل والمرونة في الأنسجة الضامّة بروتينات فيبروين هي مثال على بروتين ليفي يتكون من ألواح بيتا و هو البروتين الموجود فى الحرير و الذي يسمح بأن تكون الخيوط الحريرية مرنة وقوية.

3.5:

البروتينات الكروية والليفية

يمكن تصنيف العديد من البروتينات إلى نوعين فرعيين متميزين – كروي أو ليفي. ويختلف هذان النوعان في أشكالهما وقابليتهما للذوبان.

تُعرف البروتينات الكروية أيضًا بالبروتينات الكروية وعادة ما تكون مستديرة الشكل تقريباً. تحتوي على مزيج من أنواع الأحماض الأمينية وتحتوي على تسلسلات مختلفة في هياكلها الأولية. للبروتينات الكروية العديد من الوظائف المختلفة، مثل الإنزيمات، والرسائل الخلوية، والناقلات الجزيئية. غالباً ما تتطلب هذه الأدوار أن تكون البروتينات قابلة للذوبان في البيئة الخلوية المائية. كما أنها حساسة للتغيرات في بيئتها، مثل درجة الحموضة ودرجة الحرارة.   الهيموغلوبين والغلوبولين المناعي وبروتين كيناز أ هي أمثلة على البروتينات الكروية.

البروتينات الليفية هي إما بروتينات طويلة وضيقة أو تتجمع لتكوين هياكل طويلة ورفيعة. &#160؛ قد تحتوي على وحدات متكررة وعادة ما تتكون إما من حلزون ألفا أو صفائح بيتا، وفي حالات نادرة، مزيج من الاثنين. غالباً ما تتكون الأحماض الأمينية في الهيكل الأساسي من تكرار تسلسل الأحماض الأمينية. دور البروتينات الليفية دور هيكلي بالدرجة الأولى. &#160؛ يوجد العديد منها في المصفوفة خارج الخلية وموجودة في الأنسجة الضامة لإضفاء القوة وحركة المفاصل. لا تذوب عادة في الماء؛ ومع ذلك، قد تكون قابلة للذوبان في الأحماض أو القواعد القوية. &#160؛ الكولاجين والكيراتين والإيلاستين والحرير والفيبرين أمثلة على البروتينات الليفية. &#160؛

Suggested Reading

  1. 1PDB ID: 1GZX
    Paoli, M., Liddington, R., Tame, J., Wilkinson, A., Dodson, G. (1996)  Crystal Structure of T State Haemoglobin with Oxygen Bound at All Four Haems. J Mol Biol 256: 775
  2. 2PDB ID: 3UA0
    He, Y.X., Zhang, N.N., Li, W.F., Jia, N., Chen, B.Y., Zhou, K., Zhang, J., Chen, Y., Zhou, C.Z.
  3. (2012) N-Terminal Domain of Bombyx mori Fibroin Mediates the Assembly of Silk in Response to pH Decrease. J Mol Biol 418: 197-207
  4. H.M. Berman, J. Westbrook, Z. Feng, G. Gilliland, T.N. Bhat, H. Weissig, I.N. Shindyalov, P.E. Bourne. (2000) The Protein Data Bank Nucleic Acids Research, 28: 235-242.
  5. D. Sehnal, A.S. Rose, J. Kovca, S.K. Burley, S. Velankar (2018) Mol*: Towards a common library and tools for web molecular graphics MolVA/EuroVis Proceedings. doi:10.2312/molva.20181103