Back to chapter

3.5:

Globular ve Fibröz Proteinler

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

Hücre tarafından daha büyük moleküllere ihtiyaç duyulduğunda, proteinler, uzun amino asit zincirlerine sahip olmak yerine, dördüncül yapılar ve çok birimli kompleksler oluşturmak üzere evrimleşmiştir. Çoğu protein, küresel ve lifsi olmak üzere iki kategoriden birine girer. Küresel proteinler, amino asit zincirleri küresel bir şekle sarılmış olarak kompakttır.İkincil yapıları genellikle alfa sarmalları ve beta yapraklarının bir karışımıdır. Birçok enzim ve transkripsiyon faktörü gibi çoğu hücre içi protein küreseldir ve suda çözünür. Bu yapılarda, hidrofobik amino asitler küremsi yapının ortasına sıkıca paketlenirken, hidrofilik amino asitler dış yüzeyde bulunur.Küresel proteinler, çeşitli konfigürasyonlarda birbirleriyle etkileşime girerek, filamentler veya multimerik kompleksler de dahil olmak üzere farklı tipte yapılar oluşturur. Birçoğu, birden fazla amino asit zincirinden oluşan tek bir işlevsel birim olan dördüncül yapılar oluşturur. Örneğin, hemoglobin, iki alfa ve iki beta alt biriminden oluşan bir tetramer olarak işlev görür.Bir küresel protein, bir veya daha fazla ilave proteinle birleştiğinde daha büyük yapılar da oluşturulabilir. Örneğin, birçok küresel aktin monomeri uzun sarmal protein şeritleri oluşturmak için bir araya geldiğinde bir aktin filamenti oluşur. Kompakt küresel proteinlerin aksine, lifsi proteinler genellikle hücre dışı matriste bulunur, yapıyı sağlar ve geniş şekiller oluşturur.Lifsi proteinler genellikle ya alfa sarmallardan veya beta yapraklardan oluşur, ancak nadiren bu ikisinin bir karışımı da olabilir. Genellikle dış yüzeylerinde, daha büyük yapılar oluşturmak için diğer monomerlerle etkileşime giren hidrofobik amino asitlere sahiptirler. Örneğin kolajen, genişletilmiş bir alfa sarmalından oluşan bir lifsi proteindir.Üç sarmal, birbirinin etrafında dolanarak sarılmış sarmal adı verilen bir yapı oluşturur. Kolajen fibriller, bağlayıcı dokularda yapı ve esneklik sağlar. Fibroin proteini, beta yapraklardan oluşan lifsi proteinin bir örneğidir ve ipekte, ipek iplikçiklerinin hem esnek hem de güçlü olmasını sağlayan proteindir.

3.5:

Globular ve Fibröz Proteinler

Birçok protein iki farklı alt tipe ayrılabilir- globüler veya fibröz. Bu iki tip şekil ve çözünürlük bakımından farklılık gösterir.

Globüler proteinler ayrıca sferoproteinler olarak da bilinir ve tipik olarak olarak yuvarlağa yakın şekildedirler. Amino asit türlerinin bir karışımını ve birincil yapılarında farklı dizilere sahiptirler. Globüler proteinler, enzimler, hücresel haberciler ve moleküler taşıyıcılar gibi birçok farklı fonksiyona sahiptir. Bu roller genellikle proteinlerin sulu hücresel ortamda çözünmesini gerektirir. Ayrıca pH ve sıcaklık gibi ortamlarındaki değişikliklere de duyarlıdırlar. Hemoglobin, immünoglobulin, ve protein kinaz A globüler proteinlerin örnekleridir.

Fibröz proteinler ya uzun ve dar şekilde bulunurlar ya da uzun ve ince yapılar oluşturmak için bir araya gelirler. Bunlar tekrarlayan birimler içerebilir ve genellikle alfa sarmallarından veya beta tabakalarından ve nadir durumlarda her ikisinin bir karışımından oluşur. Birincil yapıdaki amino asitler genellikle tekrarlayan amino asit dizilerinden oluşur. Fibröz proteinlerin rolü öncelikle yapısaldır. Birçoğu hücre dışı matriste bulunur ve eklemlere güç ve hareketlilik kazandırmak için bağ dokularda yer alır. Genellikle suda çözünmezler ancal bununla birlikte, güçlü asitlerde veya bazlarda çözünebilirler. Kollajen, keratin, elastin, ipek ve fibrin fibröz proteinlerin örnekleridir.

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