Le proteine e le strutture - Biochimica Lezione 4 PDF

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Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 1 a 10 Biochimica Lezione 4 Le proteine e le strutture Prof. De Curtis – 14/12/2023 – Autore: Antonio Fusaro – Reviewer: Simone Durante – linea Gialla e Verde - 2029 Le proteine Le proteine sono le “macchine” che servono a svolgere tutte le funzioni biologiche. Ogni proteina è codificata da un gene, basi nucleotidiche che porta poi tramite l’RNA alla sequenza lineare delle proteine con i 20 α-n- amminoacidi che le costituiscono, tuttavia, la sequenza lineare delle proteine non è sufficiente di solito per permettere le funzioni biologiche; abbiamo bisogno di capire quindi come fanno ad acquisire la conformazione finale legata all’attività che svolgono nella cellula. Le proteine sono macromolecole versatili, cioè proteine diverse possono compiere le funzioni più differenti. Quindi, ad una proteina corrisponde una sequenza, una struttura tridimensionale e quindi una funzione biologica. Questa funzione può essere più o meno specifica, lo vedremo per esempio con gli enzimi, esistono enzimi che riescono a catalizzare tante reazioni diverse; il tipo di reazione è uno, di solito, ma possono usare tanti substrati diversi, quindi queste proteine sono meno specifiche nella loro reazione. Si può arrivare fino ad enzimi specifici per un’unica proteina, quindi che possono modificare un unico substrato; quindi, vuol dire che a seconda del tipo di proteine che consideriamo, possono agire in un modo più o meno specifico. LE FUNZIONI SVOLTE DALLE PROTEINE: - Trasporto di molecole: es. l’emoglobina che è la proteina che serve a distribuire l’O2 a tutte le cellule del nostro corpo perché noi siamo esseri viventi aerobici, questo vuol dire che le nostre cellule sono aerobiche, quindi il fatto che noi respiriamo è fondamentale perché grazie alla presenza dell’ossigeno a livello di tutte le cellule nel nostro corpo, riusciamo a produrre 10 volte più energia circa di quella che riusciremmo a produrre se non potessimo usare l’ossigeno, per questo l’ossigeno è vitale per noi, perché ci permette di svolgere tutte le attività che riusciamo a svolgere. - Catalisi di reazioni enzimatiche (enzimi): es. digestione alimenti, ecc. - Lavoro meccanico: es. la contrazione muscolare; noi riusciamo a muovere i nostri muscoli perché esistono alcune proteine che riescono a tradurre l’energia legata di solito all’uso dell’ATP in energia meccanica. - Trasmissione di impulsi nervosi: es. canali ionici, fondamentali per il passaggio di impulsi elettrici. - Regolazione delle funzioni del DNA: es. replicare o trascrivere un gene - Traffico di molecole, organelli, endosomi… regolato dalle proteine - Movimento della cellula: pensando alle cellule del sistema immunitario, devono muoversi per andare a difenderci da sostanze o agenti patogeni che cercano di entrare nel nostro organismo. Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 2 a 10 STRUTTURA DELLE PROTEINE: La sequenza lineare degli amminoacidi, che pure è essenziale per arrivare a un certo tipo di struttura proteica, non è sufficiente per svolgere una funzione; tuttavia, abbiamo osservato come nella struttura lineare, esistono dei gruppi reattivi funzionali, la cui reattività è importante, per esempio, per l’azione di tanti enzimi, cioè la possibilità delle catene laterali di particolari residui amminoacidici, dentro la catena polipeptidica, di essere modificata diventa fondamentale per far avvenire le reazioni catalizzate per esempio dagli enzimi. Un altro concetto è quello di complessi molecolari. Cos’è un complesso molecolare? È chiaro finora che cos’è una catena polipeptidica, una sequenza di amminoacidi collegata tra un ammino-terminale a un C-terminale. Spesso una catena polipeptidica non funziona da sola ma funziona associata, per esempio, ad altre catene polipeptidiche che possono essere uguali o diverse, oppure in altri casi il complesso molecolare può essere tra proteine e un acido nucleico. Quindi il termine “complesso molecolare” è un termine generale che sta ad indicare un’associazione che di solito non è covalente ma mediata sempre da interazioni deboli, tra diverse unità di macromolecole. Questi complessi possono essere stabili (es. emoglobina) cioè una volta creati resistono uniti come complessi molecolari fino alla loro distruzione, una volta che hanno svolto la loro funzione, oppure possono esistere complessi che si formano e si disfano a seconda delle necessità della cellula (esistono tantissimi complessi molecolari che non sono statici come l’emoglobina ma sono dinamici). Una cosa importante, che diventerà più evidente quando avremo capito completamente il folding di una proteina, è il concetto di flessibilità strutturale. (I riferimenti fatti a partire da questa lezione quando parleremo di livelli strutturali delle proteine saranno soprattutto sulle proteine globulari, quindi saranno proteine il cui folding finale è più o meno racchiudibile in una sfera; questa struttura finale è relativamente stabile di solito ed è importante che sia così perché per svolgere le varie funzioni devono avere una funzione stabile,, tuttavia non devono essere rigide, cioè ci deve essere la possibilità in questa struttura stabile di piccoli movimenti tra atomi; se le proteine fossero rigide dunque non sarebbe possibile la vita) Se facciamo la media della massa molecolare di un residuo amminoacidico una volta che ha reagito nella catena polipeptidica, possiamo dire che è di 110 Dalton; in realtà se ci pensiamo la glicina è molto più piccola di un triptofano, quindi questa è una media approssimata, però può essere tenuta in considerazione se vogliamo avere un’idea di quanti amminoacidi più o meno sono contenuti in una piccola proteina di 5000 Dalton (dividiamo per 110), se non è proprio 45, sarà 44 o 46 ma ci avviciniamo. Quando una proteina da struttura lineare arriva al folding finale funzionale si parla di conformazione o struttura nativa di una proteina. Cosa vuol dire? Se noi immaginiamo di tirar fuori da una cellula una proteina che funziona nella cellula, senza disturbarne la struttura, riusciamo a vederla nel suo stato funzionale, questa è la conformazione (o struttura) nativa della proteina. Questo per distinguere la cosiddetta struttura “denaturata” della proteina. Per studiare una proteina tante volte bisogna srotolarla, cioè rompere tutti i legami deboli che la tengono nella sua struttura nativa. È ovvio, tuttavia, che la sequenza amminoacidica di una certa proteina è quella che alla fine ne determina la conformazione nativa. Dal punto di vista termodinamico, energetico, si può dire che la conformazione nativa, così come si trova nella cellula la proteina, nelle condizioni fisiologiche, corrisponde ad un minimo di Energia Libera (l’energia libera di Gibbs, il G). Cosa vuol dire? Vuol dire che passando dalla proteina denaturata, distesa, che non può funzionare alla proteina con un folding tridimensionale ben preciso, c’è tutto un processo complicato che evidentemente dovrebbe corrispondere ad un minimo di energia. Tuttavia, il passaggio dalla sequenza amminoacidica alla conformazione nativa, seguendo la direzione verso il minimo di energia, ancora oggi non è chiaro. Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 3 a 10 Come facciamo a conoscere la struttura della proteina? Grazie alla cristallografia; la cristallografia è basata sull’uso di fasci di raggi X su cristalli della proteina che vogliamo studiare, che ci danno la struttura atomica della proteina; quindi, riusciamo a conoscere le distanze a livello di Ångstrom dei singoli atomi tra le migliaia di atomi che costituiscono una proteina. Questa è la massima conoscenza che possiamo avere della struttura nativa di una proteina. Se prendo l’emoglobina delle mie cellule e delle vostre e le confronto con la cristallografia, sono praticamente identiche, e questo vale per tutte le molecole di emoglobina che abbiamo nel corpo prese in qualsiasi momento della nostra vita: quindi vuol dire che c’è un modo unico di andare dalla sequenza primaria dei polipeptidi che portano a emoglobina fino alla struttura finale ma oggi non si conoscono ancora tutte le regole per arrivare alla struttura finale. (Negli ultimi anni è stato sviluppato da Google un programma di predizione di strutture proteiche, “AlphaFold”, un sistema di Intelligenza Artificiale, che usa la banca dati di tutte le strutture di tutte le proteine della biosfera note per estrarre informazioni di predizione della struttura. Questa è comunque un’ipotesi che va confrontata. Quindi c’è un modo di predire data una sequenza primaria? Si c’è ma solo se esiste già la struttura di proteine simili; quindi quello che fa AlphaFold non è scoprire la grammatica di costruzione di una proteina ma banalmente comparare i milioni di sequenze che esistono ed estrarre informazioni da quelle già presenti e vedere se possono essere applicate alla proteina che stiamo analizzando. Quindi va a copiare le informazioni per vedere se sono traducibili; se per caso non esistono proteine già strutturate con la cristallografia, AlphaFold non risolve il problema). Ora torniamo a descrivere avviene il folding di una proteina, cioè capire quali sono i diversi livelli di organizzazione strutturale possibili di una proteina. Considerando qualsiasi proteina (per ora ci riferiamo sempre alle proteine globulari), ci sono 4 possibili livelli di organizzazione. Tutte le proteine (ci sono delle eccezioni) arrivano alla struttura terziaria e solo una parte di queste arriva anche alla quaternaria. - STRUTTURA PRIMARIA: non è altro che la sequenza ordinata amminoacidica della catena polipeptidica - STRUTTURA SECONDARIA: è qual conformazione regolare assume una certa regione di una proteina; quindi, le strutture secondarie sono di solito relative a delle porzioni di catena polipeptidica (nell’immgine ad esempio è indicata un’elica. Cosa sta ad indicare? Rappresenta un’α-elica che è una delle due strutture secondarie che analizzeremo nel dettaglio; L’elica appunto è una struttura geometrica regolare, che si ripete n volte, a seconda di quante spire ha l’elica). - STRUTTURA TERZIARIA: Se noi consideriamo una proteina lunga, che abbia ad esempio 100 amminoacidi, possiamo immaginare che dalla regione del 5º amminoacido al 25º si ottiene una struttura secondaria, per esempio un’α-elica, poi dal 35º al 50º ancora un’altra struttura secondaria, e così via… Tutte queste strutture secondarie fanno parte della stessa catena polipeptidica; quindi, una volta che i vari pezzi della catena hanno formati i vari “elementi di struttura secondaria” questi vanno ad avvicinarsi tra loro attraverso interazioni deboli (ponti ad idrogeno, interazioni idrofobiche…) a dare una struttura terziaria. Questo è il folding finale di una certa proteina globulare, e la maggior parte di queste si fermano a questo livello di organizzazione, però ne esistono parecchie, ad iniziare dall’emoglobina, che non sono ancora funzionali se arrivano alla struttura terziaria perché sono dei complessi molecolari. (Per esempio, l’emoglobina è fatta associando tra loro 4 catene polipeptidiche indipendenti che sono a due a due uguali (catene α, catene β). - STRUTTURA QUATERNARIA: è solo presente nelle proteine che sono formate da almeno 2 catene polipeptidiche, uguali o diverse non importa. Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 4 a 10 Se abbiamo una proteina che è funzionante, nativa, con la sua attività enzimatica, di trasporto, ecc. , come singola catena polipeptidica che ha raggiunto questa struttura terziaria allora c’è coincidenza nei termini catena polipeptidica e proteina; Quindi nel caso di proteina con struttura quaternaria, che siano 2,3,4,15… le catene che devono andare insieme, quello che conta come termine di proteina è solo la molecola funzionante; siccome l’emoglobina fatta da 1, 2 o 3 non funziona, la proteina (funzionante) è fatta da 4 catene polipeptidiche. STRUTTURA PRIMARIA È la sequenza lineare ordinata dei residui amminoacidici che compongono la proteina. Sequenza lineare ordinata perché va dall’ammino-terminale, NH3 libero legato al C α, al Carbossi-terminale COO- libero legato all’ultimo amminoacido. Che cosa ci dice la struttura primaria? Chiaramente è fondamentale conoscere la struttura primaria della proteina se vogliamo capire poi tutto quello che segue, però è una conoscenza limitata, conoscere esattamente la composizione della sequenza della struttura primaria può non dirci nulla sulla sua funzione, soprattutto se si tratta di una sequenza che non è mai stata scoperta prima, però ci da delle informazioni, ci dice ad esempio quanti e quali amminoacidi (quante alanine, quante cisteine…) e anche come sono messi, in quale ordine preciso. È detta anche sequenza proteica o sequenza polipeptidica, anche se come abbiamo detto questo termine non è sempre appropriatissimo. Quindi “sulla carta” è rappresentata dalla sequenza ordinata dei simboli di tutti gli amminoacidi che compongono la proteina. Aprendo una parentesi semi-pratica vediamo un’applicazione di questo. Prendiamo un esempio di una proteina che abbiamo iniziato a studiare più di 30 anni fa in laboratorio, che prende il nome di RAC 1. RAC 1 è un enzima e in particolare è una proteina che idrolizza il GTP a dare GDP e un Fosfato, quindi un’idrolasi come viene detta in generale. Questa GTPasi ha una funzione fondamentale nel nostro sviluppo come esseri umani, perché serve a regolare tante cose ma tra le tante è fondamentale per la migrazione delle cellule. Come si fa a capire che una proteina è fondamentale per lo sviluppo dell’uomo? Andiamo nel topo, che comunque è un mammifero, ha gli stessi geni più o meno che abbiamo noi e se noi eliminiamo il gene per Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 5 a 10 RAC 1 quindi non abbiamo la proteina, l’embrione si sviluppa fino ad uno stadio di blastula, dopodiché muore, perché durante lo sviluppo abbiamo una serie di movimenti e migrazioni e se noi blocchiamo l’azione di questa GTPasi, blocchiamo questi movimenti e quindi l’embrione non si può sviluppare. Dopo abbiamo iniziato a vedere se esistevano delle proteine simili (di solito le proteine fanno parte di una famiglia di proteine, cioè con funzioni simili che però partono da geni diversi). Se guardiamo la sequenza (v. foto) ovviamente non ci sta tutta sul foglio ma abbiamo il primo amminoacido in alto a sinistra, poi si va avanti e accapo. Una cosa da considerare è che il primo amminoacido è sempre una metionina. Questo è dovuto al fatto che quando si inizia la sintesi di una qualsiasi proteina, il primo amminoacido che viene montato sui ribosomi come catena polipeptidica è una metionina, quindi l’amminoacido che di solito ha il gruppo amminico α libero di una proteina è legato a una metionina. Rac 1 è una proteina relativamente piccola, 192 amminoacidi e con un peso molecolare di 21 kDa. Quindi la struttura primaria ci dice esattamente quali e quanti aa ci sono. Qual è una possibile applicazione della conoscenza di una sequenza primaria? Quello che noi abbiamo voluto fare circa 20 anni fa è quello di cercare delle proteine della stessa famiglia, quindi simili che fosse specifica dei neuroni, perché a noi interessava studiare la migrazione dei neuroni nel cervello dei mammiferi. Quindi una serie di esperimenti ci hanno portato identificare una seconda sequenza che abbiamo purificato sempre partendo da materiale di topo. Avevamo l’idea che probabilmente fosse una proteina simile al Rac 1, questa che abbiamo chiamato Rac 3, ma volevamo essere sicuri; quindi, come fare a testare in pochi secondi se questo è vero o no? Un altro programma gratuito, messo a disposizione da due associazioni del governo americano che investono miliardi di dollari per la ricerca: BLAST. Quello che fa è prendere la sequenza e dire quanto sono simili. Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 6 a 10 Che cos’è una struttura secondaria? Corrisponde al ripiegamento della proteina per formare elementi strutturali particolari che si trovano in alcune regioni della sequenza polipeptidica. I due angoli di torsione o rotazione (Φ e Ψ) determinano la struttura secondaria. I due piani possono ruotare di 360° (da -180° a +180°) grazie al Cα, che ha una funzione di perno. Quindi la formazione della struttura secondaria è dovuta alla coppia di angoli Φ e Ψ che si ripete più volte lungo la sequenza dei Cα, dal gruppo amminico terminale al C carbossilico terminale. Gli angoli ω sono legami di torsione relativi al legame peptidico ed, essendo planare, questi angoli possono assumere i valori di 0° e di 180°, quindi sono rigidi perché sono le uniche due conformazioni in cui è possibile il parziale doppio legame. STRUTTURA SECONDARIA Ciò che determina la conformazione secondaria sarà come girano gli angoli giri e quindi sarà importante nel determinare oltre alla catena amminoacidica, relativamente dipendente, in quanto possiamo ottenere la stessa struttura secondaria con sequenze amminoacidiche molto diverse tra loro, le coppie di angoli giro legati ad ogni Cα che fa parte della struttura secondaria. Guardiamo la stessa cosa come proiezione piatta della catena polipeptidica, bisogna ricordarsi che in questa sequenza, nell’asse centrale del polipeptide, sono esclusi i residui, quello che conta della struttura secondaria è la parte centrale, quella comune a qualsiasi polipeptide e questo rende la struttura secondaria indipendente dalla sequenza, dalla struttura primaria che sta sotto la struttura secondaria. In altre parole possiamo avere sequenze amminoacidiche diverse che portano alla stessa struttura secondaria. CIS O TRANS Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 7 a 10 L’altro punto che crea confusione è la situazione cis o trans : È il legame peptidico a determinare che R1 legato al Cα1 e R2 legato al Cα2 sono rispettivamente in cis e in trans. Cis e trans per definizione è solo riferito al piano creato dal legame peptidico, il fatto che φ è ψ ruotando spostino nello spazio R1, non cambia il fatto che R1 sia in trans rispetto a R2. L’unico modo di influenzare il rapporto cis o trans tra due residui consecutivi è solo attraverso l’apertura a livello del legame peptidico. La struttura secondaria rappresenta il modo in cui parti di una proteina si ripiegano, girano per formare elementi strutturali particolari che prendono il nome di elementi di struttura secondaria. Quindi gli elementi di struttura secondaria sono definiti dai valori delle coppie φ e ψ, ovvero dalle coppie di angoli giri, associati ai Cα facenti parti dell’elemento della struttura secondaria. La struttura secondaria è associata a una relativa costanza dei valori di angoli diedri associati ai Cα-N che compongono quella struttura secondaria. Il legame peptidico ha carattere di parziale doppio legame e quindi è contenuto in una porzione di piano che però nella struttura secondaria cambia disposizione in modo rigido grazie alla rotazione degli assi che partono dal Cα. L’angolo ω può essere solo 0 (legame peptidico cis) e 180 (legame peptidico trans) ed è più raro avere la condizione cis, quindi 0 gradi, a livello dell’angolo omega del legame peptidico, in quanto c’è l’ingombro sterico; In alcuni casi può capitare : es. due glicine vicine possono andare in cis se questo è importante per la struttura di una certa proteina, se aumentiamo le dimensioni delle catene laterali questo non può succedere. Il legame trans è favorito perché provoca meno ingombri (conflitti) sterici tra i residui adiacenti. Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 8 a 10 Legame peptidico in trans : l’H del Legame peptidico cis : l’H del gruppo gruppo ammidico e l’O del gruppo ammidico e l’O del gruppo carbonilico carbonilico sono su lati opposti sono dalla stessa parte GRAFICO DI RAMACHANDRAN Osserviamo ciò appena detto nel grafico di ramachandran, che permette di identificare la combinazione degli angoli di torsione φ e ψ favorite dal punto di vista energetico. Il grafico di ramachandran è un piano che contiene punti infiniti, ed è dato da una serie infinita di valori che va da - 180 a +180 che in teoria può assumere la rotazione del singolo legame che lega il Cα al NH (angolo di rotazione φ) in ascissa, mentre in ordinata è indicata la rotazione, in teoria illimitata, dell’angolo ψ relativo alla rotazione dell’asse che va da Cα a CO. Questi infiniti punti rappresentano una coppia di valori associabili ad un certo Cα, quindi quello che viene definito dal piano sono tutti gli infiniti teorici valori che un qualsiasi Cα di qualsiasi proteina può assumere. Ramachandran aveva scoperto che in realtà tantissime aree hanno una probabilità, non nulla ma molto bassa di esistere (aree di colore grigio). Se prendiamo i miliardi di valori di Cα che sono stati trovati in tutte le strutture note di tutte le proteine di tutti gli animali, piante e batteri, vediamo che si concentrano nelle regioni di piano azzurre, e soprattutto nelle regioni azzurro scuro, corrispondenti alle due strutture secondarie più diffuse in biosfera : 1. α elica 2. β foglietto Quindi le combinazioni di angoli φ e ψ energicamente favorevoli formano le aree colorate nel grafico : Quelle più scure sono quelle più energicamente favorevoli da punto di vista termodinamico Quelle azzurre, un po’ meno Quelle grigie meno ancora (sempre parlando di probabilità) COS’È UNA STRUTTURA SECONDARIA ? Le strutture secondarie sono disposizioni regolari della catena polipeptidica principale, e sono classificate senza fare riferimento al tipo di amminoacidi. La struttura secondaria non dipende dalla sequenza di residui specifici. Importante per la struttura secondaria è la catena principale, ovvero la sequenza ripetuta n volte nella proteina di : Cα e CONH. La regolarità della conformazione della struttura secondaria, non è casuale ma dipende dalla regolarità della struttura atomica della parte principale della catena polipeptidica e sono guidate da particolari valori di coppie di angoli diedri collegati ad ognuno dei Cα che fanno parte dell’elemento di struttura secondaria. Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 9 a 10 Inoltre le strutture secondarie sono stabilizzate da legami idrogeno fra il gruppo amminico e il gruppo carbonilico della catena principale. TRE TIPI FONDAMENTALI DI STRUTTURE SECONDARIE (Limitiamo adesso l’analisi, per semplificare le cose, alle proteine globulari, cioè a quella grossa popolazione nella biosfera di proteine che assumono una forma più o meno sferica) Se noi consideriamo nella biosfera, quindi non solo l’uomo ma tutte le piante, gli animali e batteri le proteine globulari di cui è nota la struttura, dalla struttura ai raggi X di tutte queste proteine si è visto che il 70-80 % delle sequenze di queste proteine globulari è occupato da una di queste tre strutture secondarie : 1. α elica 2. β foglietto 3. reverse turn I segmenti di catena polipeptidica che non sono in α elica, β foglietto o turn, hanno la conformazione chiamata loop o random coil : una struttura non ripetitiva né regolare, spesso priva di legami idrogeno tra i residui amminoacidi che la compongono. STRUTTURA α-ELICA Lo scopritore della struttura α-elica è il chimico Louis Pauling, il quale ha cominciato a lavorare su questa struttura già negli anni 40, quindi prima della scoperta del DNA (1953). Il chimico ha vinto un Nobel per la chimica, per la scoperta della struttura α-elica, e un Nobel per la pace, essendo un attivista contro l’uso dell’energia atomica sull’uomo. Perché è così importante la scoperta della struttura α-elica ? L’importanza non sta solo nell’α-elica in se, ma perché lui per scoprire la struttura atomica dell’α-elica ha dovuto inventarsi l’uso della cristallografia a raggi X per riuscire a definire la struttura delle proteine a livello atomico. Nel modello dell’α-elica di Pauling, che ancora oggi è valido, quello che è indicato in questa rappresentazione semplificata sono i Cα, quelli in nero, e soltanto i residui laterali. Vedete come mentre i Cα della catena principale, insieme ai CONH, sono inclusi nell’elica, i residui son tutti fuori, questo a sottolineare il fatto che la sequenza o struttura primaria dell’α-elica non è essenziale per la costruzione della stessa, quello che è importante è la catena principale quindi i Cα e i legami peptidici. Se noi guardiamo la struttura dellα- elica, quello che vediamo è : L’asse principale dell’elica è quello che ha Cα-CO-NH I trattini tratteggiati sono invece i ponti idrogeno, togliendo quest’ultimi l’α-elica si disassembla, ciò per affermare che legami deboli deboli sono fondamentali per la struttura di una proteina. Se giriamo di 90 gradi l’α-elica, sembra un tubo cavo e rende l’idea di due cose importanti : 1. Tutti i residui laterali, di tutti i residui amminoacidici che compongono l’α-elica, sono fuori dall’elica, e non danno quindi fastidio a quest’ultima 2. Il modo in cui è disegnata l’α-elica, N-terminale in alto (primo amminoacido dell’α-elica) e C- terminale in basso (ultimo residuo dell’α-elica) Biochimica#4 – Prof. De Curtis – Le proteine e le strutture Pag. 10 a 10 Domanda : la tipologia di amminoacido influenza l’α-elica ? No, non va ad influenzare la struttura dell’α- elica ma le sue proprietà. Le α-eliche sono strutture ripetitive, caratterizzate come tutte le eliche dalle seguenti caratteristiche : P è il passo, la distanza proiettata tra un punto dell’α-elica e lo stesso punto dopo un giro che è di 5,4 Å. L’α-eliche favorite dal punto di vista termodinamico, sono quelle destrorse (girano in senso orario) in quanto i residui essendo fuori, non interferiscono con l’α-elica. D è la distanza tra due residui amminoacidici successivi (1,5 Å) N è il numero di residui per spira e si ottiene dividendo il passo per la distanza (5,4/1,5) ottenendo così 3,6 residui per giro di elica Le coppie di angoli diedri o di torsione tipici in un α-elica sono : -φ : circa -60° -ψ : circa -50° Gli angoli diedri associati sono di un valore definito in quanto stiamo costruendo una struttura stabile, relativamente rigida. Quindi se costringo con i ponti idrogeno i vari Cα a ruotare gli angoli associati in un certo modo, quei valori rimangono stabili e la probabilità è che sia intorno a questi valori. Non è un valore preciso altrimenti nel grafico avremmo un punto e non una regione di spazio come rappresentato