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3.6:

Proteine ​​intrinsecamente disordinate

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Molecular Biology
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Intrinsically Disordered Proteins

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Le proteine hanno spesso strutture rigide secondarie e terziarie che possono essere determinate sperimentalmente. Tuttavia, molte proteine hanno strutture flessibili senza una conformazione fissa;queste proteine intrinsecamente disordinate, o IDP, devono cambiare forma per svolgere le loro funzioni in un organismo. Sezioni disordinate di proteine contengono molti aminoacidi idrofili perché la loro catena aminoacidica deve essere solubile nel citoplasma.Gli IDP contengono pochi amminoacidi idrofobi quando l’intera catena è flessibile;ciò avviene perché, a differenza delle strutture proteiche compatte, queste strutture estese non hanno un nucleo proteico dove gli amminoacidi idrofobi possono 47.970:00:46.180 00:00:00 raggrupparsi. A differenza di proteine impropriamente o non-ripiegate, che di solito sono modificate o degradate dalla cellula, gli IDP non possono mai piegarsi in una struttura fissa o possono essere ordinati solo in condizioni cellulari specifiche. Quando una disposizione strutturata della catena amminoacidica forma un IDP, questo è classificato come scorretto per ordinare la transizione;quest’ultima può essere attivata da una modifica covalente o da un’interazione con un’altra molecola che induce una nuova conformazione.Alcuni IDP hanno piccoli segmenti flessibili che collegano sezioni rigide di proteina. I segmenti fanno unire le sezioni globulari della proteina, consentendone l’interazione o l’azione indipendente con altri bersagli. I segmenti flessibili possono anche fungere da interruttori molecolari, cambiando la funzione di una proteina a seconda della sua conformazione.La forma flessibile degli IDP permette loro di interagire in modo unico con le superfici di altre proteine. Queste proteine possono avvolgersi intorno ai loro partner leganti o agire come colla molecolare, portando all’unione diverse altre proteine. A causa della loro flessibilità, gli IDP possono avere molti partner vincolanti diversi e possono assumere differenti conformazioni ordinate secondo le loro interazioni;ciò permette ad una singola proteina di giocare parecchi ruoli differenti nella cellula.

3.6:

Proteine ​​intrinsecamente disordinate

Intrinsically disordered proteins are a group of proteins that do not fold into specific three-dimensional structures. Their structural flexibility allows them to complement ordered proteins to perform functions that are inaccessible to rigid structures. They are more common in eukaryotes than prokaryotes and may either be exclusively intrinsically disordered or hybrid proteins, consisting of a mix of ordered and disordered regions. The absence of a rigid structure in these proteins can be attributed to an abundance of polar and charged amino acid residues and relatively fewer hydrophobic amino acids, promoting an ordered structure.

Several factors influence the shape and level of disorder in a protein, such as pH and temperature. Additionally, other proteins that they bind to or associate with can also influence their shape. This binding can occur through multiple binding sites and can result in the permanent or temporary folding of an intrinsically disordered protein or region. Structural changes are made due to molecular recognition features —short, interaction amenable fragments of disordered proteins that can readily undergo disorder-to-order transitions upon binding to other proteins with defined structures.

Post-translational modifications during or after protein synthesis also contribute to the structure of intrinsically disordered proteins. These could include enzymatic cleavage of a peptide bond in the precursor protein, the formation of disulfide bonds, and covalent modifications of proteins with other molecules or chemical groups.

Suggested Reading

  1. Uversky, V. N. (2016). Dancing protein clouds: the strange biology and chaotic physics of intrinsically disordered proteins. Journal of Biological Chemistry, 291(13), 6681-6688.