Carboidrati: Struttura e Funzioni PDF

‭I CARBOIDRATI‬ S‭ ono le molecole più abbondanti sulla terra.‬ ‭La loro ossidazione è la principale via di produzione di energia nelle cellule non fotosintetiche.‬ ‭Svolgono diverse funzioni:‬ ‭-‬ ‭strutturale‬ ‭-‬ ‭lubrificazione‬ ‭-‬ ‭riconoscimento ed adesione cellular...

‭I CARBOIDRATI‬ S‭ ono le molecole più abbondanti sulla terra.‬ ‭La loro ossidazione è la principale via di produzione di energia nelle cellule non fotosintetiche.‬ ‭Svolgono diverse funzioni:‬ ‭-‬ ‭strutturale‬ ‭-‬ ‭lubrificazione‬ ‭-‬ ‭riconoscimento ed adesione cellulare‬ ‭-‬ ‭segnali per la localizzazione intracellulare‬ ‭ etti idrati del carbonio, hanno come gruppo funzionale OH per questo possono essere definiti‬ D ‭anche come polialcoli.‬ ‭Sono poliidrossi aldeidi o chetoni, possiamo dividerli in tre classi‬ ‭Recentemente sono stati divisi in‬ ‭-‬ ‭carboidrati a rapido assorbimento‬ ‭-‬ ‭carboidrati a lento assorbimento‬ ‭Un afflusso di glucosio troppo rapido si ripercuote negativamente sul livello di glicemia nel sangue‬ ‭Hanno ruoli diversi :‬ ‭-‬ ‭forniscono calore‬ ‭-‬ ‭formano macromolecole strutturali‬ ‭-‬ ‭hanno effetti sulla sazietà‬ ‭-‬ ‭controllano la glicemia ed il metabolismo del glucosio‬ ‭-‬ ‭non solo fermentabili e quindi aumentano la massa fecale‬ ‭-‬ ‭fermentazione (fibre) con la formazione di acidi a corta catena (acido propionico, acido‬ ‭butirrico, acido acetico)‬ ‭-‬ ‭regola la glicosilazione delle proteine cellulari e plasmatiche (albumina, emoglobina,‬ ‭lipoproteine)‬ -‭ ‬ ‭MONOSACCARIDI‬ ‭sono zuccheri semplici sono fatti da una sola unità di poliidrossi aldeide o chetone. Il monosaccaride‬ ‭più abbondante in natura è il D-glucosio, se sono a quattro o più atomi tendono a formare strutture‬ ‭cicliche‬ ‭Sono aldeidi o chetoni con due o più gruppi ossidrilici, il glucosio ed il fruttosio, sono a 6c e hanno 5‬ ‭gruppi ossidrilici. Molti C sono centri chirali e == generano stereoisomeri degli zuccheri, questo è‬ ‭importante in quanto gli enzimi che agiscono su questi zuccheri sono‬‭stereospecifici‬‭, questa affinità si‬ ‭riflette poi sulla Km o sulle costanti di legame‬ S‭ ono solidi cristallini incolori e solubili in h2o. Sono fatti da una catena non ramificata di atomi di‬ ‭carbonio dove tutti gli atomi sono uniti da legami singoli. Nella forma a catena aperta un’atomo di C è‬ ‭legato con un doppio legame ad un ossigeno formando un gruppo carbonilico. In base a dove si trova‬ ‭il doppio legame saranno aldeidi o chetoni, aldo…. cheto…. ( es aldotetrosi, chetoesosi)‬ ‭NB FORMULE FRUTTOSIO, GLUCOSIO, RIBOSIO‬ t‭ riosi 3‬‭uno importante è la‬ ‭gliceraldeide, presenta il numero‬ ‭minimo di atomi di C disponibili.‬ ‭Presenta un solo C chirale, il fatto che‬ ‭sia D o L dipende dalla posizione del‬ ‭gruppo ossidrilico rispetto al C chirale‬ ‭tetrosi 4‬‭insieme a quelli a 7 sono‬ ‭detti zuccheri inusuali in quanto si‬ ‭formano solo come prodotti‬ ‭intermedi nel ciclo dei‬‭trioso fosfati.‬ ‭pentosi‬‭5 D-ribosio e 2 deossi D- ribosio‬ ‭esosi 6‬‭tra i principali abbiamo D-glucosio (aldoso)‬‭e D-fruttosio (chetoso)‬ ‭eptosi 7‬ T‭ utti i monosaccaridi, tranne il diidrossiacetone, hanno 1 o più centri chirali e quindi hanno in natura‬ ‭forme isometriche otticamente attive. Per rappresentare la conformazione di uno zucchero su un‬ ‭piano si usano le‬‭formule proiettive di fisher‬‭dove‬‭i legami orizzontali si proiettano verso il lettore al‬ ‭di fuori del piano, mentre quelli verticali sono orientati verso il basso.‬ ‭Gli stereoisomeri possono essere divisi in due gruppi che differiscono per la‬ ‭configurazione intorno al centro chirale più lontano dal gruppo carbonilico.‬ ‭Quelli che a livello di questo atomo di C hanno una conformazione identica a‬ ‭quella della L gliceraldeide vengono detti isomeri L, quelli simili alla D‬ ‭gliceraldeide saranno D.‬ ‭Quindi quando il gruppo OH dell’atomo di carbonio chirale è a destra nella‬ ‭formula di proiezione che mette il carbossilico all’estremità in alto è un‬ ‭isomero D (destrogiro), se OH è a sinistra è isomero L (levogiro)‬ ‭La maggior parte degli esosi presenti negli organismi appartiene agli isomeri‬ ‭D, ma non si sa ancora il perchè.‬ ‭Mentre tutti gli aminoacidi presenti in una proteina appartengono alla serie‬ ‭L‬ ‭Quando due zuccheri differiscono solo per‬ ‭la configurazione attorno ad un C allora‬ ‭sono detti‬‭EPIMERI‬‭, es D-glucosio e‬ ‭D-galattosio, negli aldosi ho 4 carboni‬ ‭chirali e quindi posso avere molti epimeri,‬ ‭infatti posso ottenere una molecola diversa‬ ‭cambiando solo 1 C‬  I‭n soluzione acquosa però gli‬ ‭aldotetrosi e tutti gli altri‬ ‭monosaccaridi con 5 o più C assumono una forma ciclica, ad anello in quanto il gruppo carbonilico‬ ‭forma un legame covalente con l’atomo di O.‬ ‭La formazione di queste strutture ad anello è il‬ ‭risultato di reazioni generali tra aldeidi o chetoni ed‬ ‭alcoli a dare‬‭emiacetali‬‭o‬‭emichetali‬‭.‬ ‭Ad un atomo di carbonio carbonilico posso‬ ‭aggiungere due alcoli, con il primo formo gli‬ ‭emiacetali. Se in queste strutture =O e OH sono‬ ‭presenti sulla stessa molecola allora si forma un‬ ‭anello a 5 o 6 atomi.‬ ‭Dalla prima aggiunta si generale un ulteriore centro‬ ‭chirale, e dato che l’alcol si può attaccare su‬ ‭entrambi i lati si creeranno due stereoisomeri indicati con alfa e beta.‬ ‭Se aggiungo una seconda molecola di alcol produco l’acetale o chetale completo e il legame che si‬ ‭forma viene detto‬‭glicosidico‬‭.‬ ‭Se a reagire sono due monosaccaridi allora l’acetale o chetale che si forma è un disaccaride‬ ‭Le forme isomeriche dei monosaccaridi che differiscono solo per la configurazione intorno all’atomo‬ ‭di C emiacetalico sono dette‬‭anomeriche‬‭e il C è detto‬‭carbonio anomerico.‬ ‭Quando il fruttosio forma i composti ciclici, e come lui tutti i chetoesosi, formano un anello‬ ‭furanosico‬‭contenente un legame emichetalico‬ ‭Gli anelli a 6 membri sono detti‬‭piranosi‬‭perchè derivano‬‭dal pirano, anello eterociclico a 6 membri.‬ ‭Le strutture cicliche degli zuccheri vengono rappresentate dalle formule prospettiche di‬‭haworth‬‭,‬ ‭dove l’anello viene inclinato in modo da rendere il piano quasi perpendicolare a quello della pagina‬ ‭ er converitrli in forma circolare devo numerare i C partendo da quello anomerico e poi andare in‬ P ‭senso orario. Se nella proiezione di Fischer il gruppo ossidrilico è a destra allora nella formula di‬ ‭Haworth questo sarà in basso rispetto all’atomo su cui è legato e viceversa‬ ‭Se il gruppo terminale è CH2OH protenderà verso l’alto nell’enantiomero D e verso il basso nell’L‬ ‭ volte nella forma ciclica, per esempio nel glucopiranosio gli angoli di‬ A ‭legame sono di 120°, ma noi sappiamo che la misura più stabile di angolo‬ ‭è 109,5° e quindi la molecola si distorce per rendere gli angoli il più vicino‬ ‭possibile ai valori ideali e == ottengo conformazioni a sedia ed a barca‬ ‭Le‬‭conformazioni‬‭, sono interconvertibili senza la‬‭rottura di legami‬ ‭covalenti, mentre due‬‭configurazioni‬‭,, possono essere‬‭convertite l’una‬ ‭nell’altra solo con la rottura. Quelle interconvertibili sono per esempio le‬ ‭conformazioni a sedia ed a barca, queste strutture sono indispensabili per‬ ‭determinare proprietà e funzioni bioligiche.‬ ‭la figura di fianco è conformazione a sedia‬ -‭ ‬ ‭derivati degli esosi‬ ‭Esistono derivati saccaridici in cui un gruppo ossidrilico viene rimpiazzato da un altro sostituente,‬ ‭oppure un atomo di carbonio viene ossidato a gruppo carbossilico.‬ ‭-‬ ‭Negli‬‭amminozuccheri‬‭ho la sostituzione dell’ossidrile‬‭OH con NH3, questi formano molti‬ ‭polimeri, compresi quelli delle pareti cellulari dei batteri. Trasformano quindi gli zuccheri‬ ‭nella relativa ammina.‬ ‭La galattosammina nello schema ha un altro epimero, la glucosamina dove cambia la‬ ‭posizone di OH in C4‬  ‭-‬ ‭ ei‬‭deossizuccheri‬ n ‭sostituisco OH con H,‬ ‭questi fanno parte delle‬ ‭glicoproteine e dei‬ ‭glicolipidi e nei‬ ‭polisaccaridi delle piante‬ ‭-‬ ‭negli‬‭zuccheri acidi‬‭,‬ ‭ossido il gruppo‬ ‭carbonilico in carbossilico‬ ‭-‬ ‭acidi sialici‬‭zucchero con‬ ‭uno scheletro a 9 atomi‬ ‭di C,‬ ‭Il gruppo carbossilico di questi‬ ‭derivati è ionizzato a PH 7 ed è‬ ‭quindi corretto chiamarli‬ ‭carbossilati‬ ‭ ella sintesi e nel metabolismo‬ N ‭dei carboidrati gli intermedi che si‬ ‭formano spesso non sono zuccheri ma i loro derivati fosforilati. La‬‭fosforilazione‬ ‭è un processo con‬ ‭cui elimino un H dal gruppo OH ed aggiungo PO3- (gruppo fosfato) questa sostituzione avviene sul‬ ‭carbonio 1 anomerico o sul 6 (nel glucosio) e serve per il metabolismo, infatti il glucosio che si trova‬ ‭nel sangue entra nella cellula che ne ha bisogno per gradiente di concentrazione, devo però evitare‬ ‭che questo fuoriesca prima che la cellula lo utilizzi, per farlo allora appena entra nella cellula un‬ ‭enzima della glicolisi lo maschera attaccando il‬ ‭fosfato, cosi il glucosio non esce più. La‬ ‭fosforilazione serve anche per attivare gli‬ ‭zuccheri per le trasformazioni successive‬ -‭ ‬ ‭ossidazione dei carboidrati‬ ‭avviene con l’aggiunta di un gruppo‬ ‭carbossilico (COOH) , e può avvenire in due‬ ‭punti, o al c1, o al c6 o entrambi‬ -‭ ‬ ‭reazione di Fehling‬ ‭i monosaccaridi possono essere ossidati da agenti ossidanti come dallo ione rameico Cu+ o da Fe3+.‬ ‭In queste reazioni il gruppo carbossilico. Il glucosio e gli altri zuccheri in grado di ridurre lo ione‬ ‭rameico sono detti‬‭zuccheri riducenti‬  -‭ ‬ ‭OLIGOSACCARIDI‬ ‭Sono formati da una catena corta di monosaccaridi uniti tra loro da legami glicosidici. I più‬ ‭abbondanti sono i disaccaridi formati da due unità, di cui il più comune è il saccarosio fatto da‬ ‭d-glucosio e d-fruttosio. Nelle cellule la maggior parte degli oligosaccaridi che hanno 3 o più unità‬ ‭non si trovano isolati, ma legati a molecole non glucidiche, lipidi e proteine a formare i glicoconiugati.‬ ‭Sono quelle strutture che formano il glicocalice, il guscio protettivo che sta fuori della cellula e serve‬ ‭per il riconoscimento e la protezione.‬ ‭Sono glucidi biologicamente attivi se coniugati con proteine (glicoproteine) e lipidi (glicolipidi).‬ ‭La loro principale funzione è il riconoscimento cellulare.‬ ‭Sono zuccheri che pongono resistenza alla digestione nel tratto gastrointestinale superiore; arrivano‬ ‭nel colon immutati dove avviene la fermentazione‬ I‭ disaccaridi come maltosio, lattosio e saccarosio sono fatti da due monosaccaridi uniti da un legame‬ ‭O-glicosidico che si forma quando un gruppo ossidrilico dello zucchero reagisce con l’atomo di C‬ ‭anomerico dell’altro zucchero, questa reazione forma un acetale da un emiacetale e da un alcol. Il‬ ‭composto generato si chiama‬‭glicoside‬‭, ed avviene‬‭con la liberazione di una molecola di h2o‬ ‭I legami glicosidici sono facilmente idrolizzati dagli acidi, ma sono resistenti all’azione delle basi.‬ ‭Il legame N glicosidico unisce il C anomerico di uno zucchero con un azoto delle glicoproteine e dei‬ ‭nucleotidi.‬ ‭Quando un carbonio anomerico è impegnato in un legame glicosidico l’interconversione tra le forme‬ ‭cicliche e quelle lineari non può avvenire. E quindi la formazione di un legame glicosidico rende lo‬ ‭zucchero resistente all’ossidazione e == non riducente.‬ ‭Nei disaccaridi o polisaccaridi l’estremità di una catena con un C anomerico libero viene dette‬ ‭estremità riducente‬‭della catena‬ ‭ er nominare il nome ai disaccaridi riducenti scrivo il nome del composto con l’estremità non‬ P ‭riducente a sinistra e lo costruisco così‬ ‭1.‬ ‭indico la configurazione alfa o beta dell’atomo di C anomerico che congiunge la prima unità‬ ‭monosaccaridica (sinistra) con la seconda‬ ‭2.‬ ‭do il nome al monosaccaride non riducente, e metto ‘’furanosil’’ se è a 5c o ‘’piranosil’’ se è a‬ ‭6 c‬ ‭3.‬ ‭indico tra parentesi i due C uniti con una freccia tra i due numeri (1–4) ed inserisco il nome‬ ‭del secondo monosaccaride‬ ‭Es maltosio_ alfa-d-glucopiranosil-d-glucopiranosio‬ ‭Quindi questa nomenclatura specifica l’ordine delle unità, la configurazione di ogni C anomerico e gli‬ ‭atomi di C coinvolti nel legame glicosidico‬ S‭ e la reazione è tra due beta allora il legame sarà obliquo (a forma di onda) perché i due OH sono in‬ ‭posizioni diverse. Se è alfa sarà lineare‬ L‭ ATTOSIO : d glucosio + d galattosio‬ ‭MALTOSIO: d glucosio + d'glucosio‬ ‭SACCAROSIO: glucosio + fruttosio, viene sintetizzato dalle piante, ma non dagli animali superiori, non‬ ‭ha C anomerici liberi perché entrambi quelli presenti sono coinvolti nel legame glicosidico‬  -‭ ‬ ‭POLISACCARIDI‬ ‭sono polimeri di zuccheri con più di 20 unità, alcuni ne hanno anche migliaia‬ ‭-‬ ‭cellulosa: catena lineare‬ ‭-‬ ‭glicogeno: catena ramificata‬ ‭-‬ ‭amido: catena lineare (amilosio) o ramificata (amilopectina) Noi non siamo in grado di‬ ‭produrla, ma possiamo introdurla ed usarla come unità singole di glucosio spacchettando.‬ ‭infatti il nostro metabolismo ha un ordine preciso‬ ‭1.‬ ‭usa per prima la glicemia contenuta nel sangue‬ ‭2.‬ ‭usa fruttosio, galattosio e mannosio, i disaccaridi‬ ‭3.‬ ‭passa la glicogeno che prende dai serbatoi del corpo‬ ‭4.‬ ‭attua in fine il metabolismo lipidico‬ L‭ a maggior parte dei carboidrati è presente in natura sotto questa forma, sono polimeri con massa‬ ‭molecolare molto elevata. Sono chiamati anche‬‭glicani‬ ‭Possono essere‬ ‭-‬ ‭omopolisaccaridi‬‭contengono solo un tipo di unità‬‭monomerica, sono spesso usati come‬ ‭riserva di unità monomeriche‬ ‭-‬ ‭eteropolisaccaridi‬‭sono formati da due o più tipi‬‭di unità monomeriche, forniscono supporto‬ ‭extracellulare, per esempio compongono il peptidoglicano‬ I‭ polisaccaridi hanno una massa definita a differenza della proteine. Per la loro sintesi non si ha uno‬ ‭stampo definito, ma la il processo è intrinseco agli enzimi che catalizzano la polimerizzazione‬ I‭ principali sono AMIDO nelle piante e GLICOGENO negli animali, entrambi si trovano all’interno delle‬ ‭cellule sotto forma di granuli.‬ ‭AMIDO‬‭, fatto da due polimeri di glucosio,‬‭l’amilosio‬‭e l’amilopectina. il primo è fatto da due catene‬ ‭non ramificate di residui di Dglucosio, uniti da legami alfa 1-4, queste hanno un peso molecolare che‬ ‭varia da poche migliaia a più di un milione, è più stabile in quanto fatto da strutture rigide a sedia‬ ‭adiacenti‬ ‭Anche‬‭L’amilopectina‬‭ha elevato peso molecolare, ma‬‭la differenza è che è altamente ramificata,‬ ‭infatti i legami sono sia alfa 1-4 che alfa 1-6, presenta ramificazioni ogni 20 redui di glucosio‬ ‭E’ presente in forma di granuli in tutte le cellule vegetali, in particolare nei semi e nei tuberi‬ ‭GLICOGENO‬‭, è il polisaccaride di riserva più importante‬‭negli animali, fatto da residui di glucosio 1-4‬ ‭alfa, con ramificazioni che‬ ‭iniziano da 1-6. E’ più‬ ‭ramificato e più compatto‬ ‭dell’amido, uno ogni 1 ogni 8‬ ‭residui. Presente in granuli‬ ‭nelle cellule epatiche e nei‬ ‭tessuti muscolari‬ I‭l glucosio ha la stessa struttura di base dell’amilopectina, ma con più ramificazioni‬ ‭Nella figura in basso a sx vedo un pt di ramificazione dell’amilopectina‬ ‭nella figura in basso a dx un granulo di amido‬ ‭ ome possiamo vedere ogni ramificazione di glucosio termina con un residuo non riducente quindi‬ C ‭se ha n ramificazioni avrà n+1 estremità non riducenti.‬ ‭Quando il glicogeno viene usato come riserva di energia le unità di glucosio vengono rimossi una alla‬ ‭volta dalle estremità non riducenti‬ ‭ ELLULOSA‬ C ‭una fibra resistente ed insolubile in h2o, si trova nelle cellule delle pareti vegetali. Come l’amilosio è‬ ‭un omopolisaccaride lineare non ramificato contenete d-glucosio. Ha però, a differenza dell’amilosio‬ ‭residui di glucosio con configurazione beta, quindi i residui sono legati da legami beta 1-4, questo‬ ‭conferisce la proprietà di ripiegarsi in modo diverso nello spazio.‬ ‭Ha una struttura dura e fibrosa che la rende molto utile per la produzione di alcuni prodotti‬ ‭commerciali.‬ ‭ licogeno ed amido quando vengono ingeriti vengono idrolizzati dalle alfa amilasi e dalle glicosidasi,‬ G ‭mentre la cellulosa ha bisogno di enzimi diversi per idrolizzare il legame beta 1-4, enzimi che molti‬ ‭animali non possiedono, sono presenti invece in molti animali invertebrati, come artropodi e‬ ‭nematodi. L’unica eccezione sono i bovini e gli ovini, == i ruminanti che hanno un compartimento‬ ‭dello stomaco con enzimi appositi per la digestione della cellulosa.‬ ‭Determinati organismi possono portarne la degradazione e formare petrolio greggio‬ ‭ na struttura chimica molto simile alla cellulosa è la‬‭chitina‬‭, differiscono solo per la sostituzione‬‭di‬ U ‭un ossidrile con un gruppo acetilico in C2, è un omopolisaccaridie formato da residui di‬ ‭n-acetilglucosamina. Forma fibre estese e non può essere digerita dagli animali. E’ il componente‬ ‭principale dell’esoscheletro degli insetti e dei molluschi‬ L‭ A FIBRA‬ ‭E’ costituita da composti che non possono essere degradati dagli enzimi umani. E’ fatta infatti da‬ ‭cellulosa, lignina (una fibra insolubile), emicellulosa, beta-glucani, pectine, gomme, altri polisaccaridi‬ ‭(di fibre solubili).‬ ‭Le‬‭pectine‬‭sono un polimero dell’acido galatturonico‬‭contenenti molti gruppi metossilici.‬ ‭Sono fondamentali per controllare i movimenti dei fluidi nei vegetali.‬ ‭Le emicellulose sono polimeri molto eterogenei (xilani e arabinogalattani) che costituiscono la‬ ‭principale fibra dei cereali.‬ ‭L’unità bae della lignina è il fenil-propano, derivatizzato da molti gruppi metossilici. Non viene ne‬ ‭degradato ne fermentato‬ ‭LEGAMI IDROGENO E RIPIEGAMENTO DEI POLISACCARIDI‬ I‭l ripiegamento dei polisaccaridi segue le stesse leggi dei‬ ‭polipeptidi: strutture con legami covalenti formano strutture‬ ‭macromolecolari trinsionali stabilizzate da interazioni deboli tra le‬ ‭molecole: legami a idrogeno, interazioni idrofobiche, van der‬ ‭waals, interazioni elettrostatiche (solo per i polimeri con le‬ ‭subunità cariche).‬ ‭I 3 polisacc. sono fatti da subunità‬‭piranosiche‬‭:‬‭con anelli a 6‬ ‭membri; possiamo quindi rappresentare le molecole come una‬ ‭serie di anelli pranosici rigidi uniti da 1 atomo di O che fa da ponte‬ ‭tra 2 C (legame‬‭glicosidico‬‭). La rotazione attorno‬‭a questo legame‬ ‭che fa da ponte è limitata dall’ingombro sterico dei sostituenti, ed‬ ‭inoltre influisce anche l’effetto elettronico del carbonio‬ ‭anomerico.‬ L‭ a struttura tridimensionale più stabile nelle molecole con legami‬ ‭alfa 1-4 è quella dell’elica fortemente avvolta, stabilizzata da‬ ‭legami ad H intercatena.‬ ‭ EGRADAZIONE DEI POLISACCARIDI‬ D ‭Per i disaccaridi ci sono delle specifiche‬‭idrolasi‬‭,‬‭saccarasi, lattasi,‬ ‭maltasi, se gli enzimi non operano efficientemente si possono avere fenomeni di intolleranza.‬ ‭I monosaccaridi vengono assorbiti molto rapidamente (importanza del rilascio lento)‬ ‭Amidi glicemici e resistenti non vengono degradati nell’intestino tenue ma si fermano nel crasso‬ E‭ TEROPOLISACCARIDI‬ ‭Peptidoglicano,‬‭è il componente della parete batterica‬‭ed è un ETEROPOLIMERO fatto da successione‬ ‭di residui di N-acetilglucosammina e di acido N- acetilmuramico, uniti da legami beta 1-4.‬ ‭I polimeri lineari giacciono l’uno accanto all’altro nella parete cellulare, legati tra loro da piccoli‬ ‭peptidi, la cui struttura dipende dalla specie batterica.‬ ‭I peptidi uniscono quindi i polisaccaridi in un'unica struttura, il peptidoglicano che avvolge l’intera‬ ‭cellula, impedendo il rigonfiamento e la lisi dovuti all’entrata di acqua per osmosi.‬ ‭Il‬‭lisozima‬‭ha il compito di uccidere i batteri idrolizzando‬‭il legame glicosidico beta 1-2 tra questi due‬ ‭acidi N; questo enzima è presente anche nelle lacrime degli esseri umani, presumibilmente come‬ ‭difesa contro le infezioni batteriche dell’occhio e viene prodotto da alcuni virus batterici che lo usano‬ ‭per abbandonare la cellula ospite, tappa del loro ciclo di infezione.‬ ‭La penicillina ed altri antibiotici uccidono le cellule batteriche impedendo loro di fare la sintesi dei‬ ‭legami crociati dei peptidoglicani, con l'obiettivo di diminuire la resistenza della cellula, rendendo la‬ ‭parete più debole e mandare la cellula in lisi osmotica‬ ‭GRAM POSITIVI E NEGATIVI‬ ‭-‬ ‭positivi, nella loro parete cellulare il legame di collegamento è costituito da un ponte di‬ ‭pentaglicina. Hanno la parete più spessa per compensare l’assenza di una seconda‬ ‭membrana‬  ‭-‬ ‭ egativi nella loro parete cellulare il legame tra i tetrapeptidfi di catene di carboidrati‬ n ‭adiacenti nel peptidoglicano coinvolge un legame ammidico diretto tra la catena laterale‬ ‭della lisina su un tetrapeptide ed una d-alanina presente su un altro. Hanno una parete‬ ‭formata da 2 membrane e da un peptidoglicano (membrana lipidica esterna a doppio strato,‬ ‭peptidoglicano, membrana lipidica interna a doppio strato)‬ ‭LIPIDI‬ I‭ lipidi biologici costituiscono un gruppo di composti diversi che hanno in comune la caratteristica di‬ ‭essere insolubili in acqua.‬ ‭I grassi e gli oli sono le principali forme di riserva di energia in molti organismi. I fosfolipidi e gli steroli‬ ‭sono gli elementi strutturali principali delle membrane biologiche. Altri lipidi in quantità più piccole‬ ‭hanno ruolo importante come cofattori enzimatici , trasportatori di elettroni, pigmenti che assorbono‬ ‭la luce, ancore idrofobiche per le proteine, come i chaperoni che ne favoriscono il corretto‬ ‭avvolgimento.‬ l‭ipidi di riserva‬ ‭I grassi e gli oli, usati come riserva energetica dagli organismi viventi, sono composti derivati dagli‬ ‭acidi grassi‬‭che a loro volta sono derivati degli‬‭idrocarburi.‬ ‭La loro ossidazione, così come quella degli idrocarburi fossili è un processo altamente esoergonico.‬ ‭ li acidi grassi sono acidi carbossilici con una catena idrocarburica da 4 a 36 atomi di C. In alcuni casi‬ G ‭è satura e == non presenta doppi legami e == non è‬ ‭ramificata, in altri casi ci sono 1 o più doppi legami. 16:0‬ ‭vuol dire che l’acido grasso ha 16 atomi e nessun doppio‬ ‭legame; 18:1 ha 18 atomi di C e 1 doppio legame‬ ‭Gli acidi grassi più comuni sono quelli a catena non‬ ‭ramificata con un numero di atomi di C da 12 a 24, e sono‬ ‭sempre pari.‬ ‭Nella maggior parte degli acidi con 1 doppio legame‬ ‭questo si trova tra c9 e c10 mentre gli altri spesso sono‬ ‭tra 12 e 15. e li indico scrivendo davanti al nome‬ L‭ e proprietà fisiche sono influenzate dalla lunghezza della‬ ‭catena idrocarburica e dal numero di doppi legami‬ ‭presenti nella molecola. Le catene non polari sono‬ ‭responsabili della scarsa solubilità degli acidi grassi in‬ ‭acqua.‬ ‭Quanto è più lunga la catena acilica e quanto più è‬ ‭limitato il numero dei doppi legami, tanto più bassa è la‬ ‭sua solubilità in acqua. Il gruppo carbossilico acido è polare e da questo dipende la modesta‬ ‭solubilità in acqua degli acidi grassi a catena corta.‬ ‭A temperatura ambiente gli acidi grassi saturi hanno una consistenza cerosa, mentre quelli insaturi di‬ ‭stessa lunghezza sono liquidi e oleosi. Questa differenza è data da un diverso grado di‬ ‭impacchettamento delle molecole di acidi.‬ ‭ ei composti‬‭saturi‬‭infatti la libertà di movimento attorno ad ogni legame è di grande flessibilità, la‬ N ‭conformazione più stabile è quella completamente estesa, in cui sono ridotte al minimo le‬ ‭interferenze steriche tra atomi vicini. Questa struttura forma un cristallino in cui atomi stabiliscono‬ ‭legami di van der Waals con quelli delle catene vicine‬ ‭Nei composti‬‭insaturi‬‭il doppi legame cis prodce un‬‭ripiegamento nella catena idrocarburica, questi‬ ‭non posono impacchettarsi così saldamente come accade agli aciid grasi asturi, per cui le loro‬ ‭interazione con le altre molecole sono più deboli. e == serve una quantità di calore minore per‬ ‭disimpacchettare una struttura meno ordinata e == hanno pt di fusione più bassi‬ ‭ ei vertebrati gli acidi grassi liberi circolano nel sangue leati non covalentemente alla proteina‬ N ‭trasportatrice,‬‭l’albumina del siero‬‭, gli acidi grassi‬‭sono però presenti prevalentemente nel plasma‬ ‭sotto forma di derivati carbossilici, come esteri ed amidi, questi non hanno carica e == sono meno‬ ‭solubili in acqua di quelli liberi‬ c‭ ere‬ ‭Le cere biologiche sono esteri di acidi grassi saturi ed insaturi a lunga catena, da 14 a 36 C, con alcoli‬ ‭a lunga catena da 16 a 30. Non sono polari perché le parti polari di tutti i componenti sono impegnati‬ ‭tra loro in legame estere, sono altamente idrorepellenti. In molti vertebrati sono secrete da‬ ‭ghiandole della pelle, in quanto hanno funzione di protezione, impermeabilizzazione, lubrificazione…‬ ‭Le cere biologiche, == non di sintesi chimica, sono molto usate nell'industria farmaceutica e‬ ‭cosmetica, lonilina, cera delle ali, olio spermacetico del capodoglio…‬ ‭Hanno punti di fusione più alti dei triglieceridi‬ t‭ rigliceridi‬ ‭I lipidi più semplici sono i‬‭triacilgliceroli‬‭detti‬‭anche trigliceridi.Sono composti da tre acidi grassi,‬ ‭legati con legame estere ai gruppi ossidrilici di una molecola di glicerolo, si legano al suo gruppo Oh.‬ ‭Dato le porzioni polari sono impegnate nel legame estere questi sono apolari.‬ ‭Quelli che contengono lo stesso tipo di acido grasso in tutte e tre le posizioni sono detti semplici e‬ ‭prendono il nome dell'acido che contengono.‬ ‭La maggior parte di quelli naturali sono‬‭misti‬‭e contengono‬‭più acidi grassi diversi, in questi bisogna‬ ‭specificare il nome e la posizione di ogni singolo acido grasso.‬ ‭Per es se ci sono 2 code idrocarburiche diverse legate al c1 e c3 il c2 diventa chirale e questi‬ ‭triacilgliceroli assumono conformazione L‬ ‭Queste molecole sono apolari, idrofobiche ed insolubili in h2o. I lipidi hanno densità minore‬ ‭dell’acqua il che spiega perché si formano le miscele di acqua e olio dove l’olio galleggia.‬ ‭Nella maggior parte delle cellule i trigliceridi costituiscono una fase separata sotto forma di‬ ‭microscopiche gocce oleose presenti nel citosol acquoso che servono da depositi di sostanze‬ ‭energetiche.‬ ‭Nei vertebrati alcune cellule specializzate dette adipociti o cellule grasse conservano grandi quantità‬ ‭di trigliceridi sotto forma di gocce di grasso che riempiono quasi completamente la cellula. Queste‬ ‭cellule contengono‬‭lipasi‬‭enzimi che catalizzano l'idrolisi‬‭dei trigliceridi rilasciando acidi grassi che son‬ ‭poi esportati nei siti dove c'è bisogno di energia. E’ più vantaggioso usare questi rispetto ai‬ ‭carboidrati perchè contengono un minore numero di C e danno una quantità di energia doppia, poi i‬ ‭trigliceridi sono idrofobici e quindi non idratati e gli organismi che conservano energia sotto forma di‬ g‭ rassi non devono trasportare un peso extra in acqua. Nell’uomo questo tessuto è sotto la pelle nella‬ ‭cavità addominale e nelle ghiandole mammarie‬ ‭I legami esteri dei triglicerid possono essere soggetti a idrolisi da parte di acidi ed alcoli. Riscladando‬ ‭grassi animali saturi con KOH e NaOH si ha la‬‭saponificazione‬‭con produzione di glicerolo e di sali di K‬ ‭o Na degli adici grassi, i salponi‬ L‭ a riduzione industriale degli olii li trasforma in‬‭margarina‬‭, l’esposizione prolungata dei grassi‬ ‭all’ambeinte O2 ne provoca l’‬‭irrancidimento‬‭per la‬‭rottura dei doppilegami e la formazione di aldeidi,‬ ‭corte e puzzolenti e di acidi carbossilici‬ l‭ipidi strutturali‬ ‭Le strutture portanti delle membrane biologiche sono costituite da un doppio strato lipidico che‬ ‭agisce come una barriera al passaggio di molecole polari e ioni. I lipidi di membrana sono anfipatici,‬ ‭una parte è idrofobica, l’altra è idrofila. Questo le porta a disporsi in foglietti detti doppi strati di‬ ‭membrana.‬ ‭steroli‬‭: composti caratterizzati da un‬ ‭sistema rigido di 4 anelli idrocarburici fusi.‬ ‭Le parti idrofiliche in questi composti‬ ‭possono essere costituite da un unico‬ ‭gruppo OH posto a un’estremità del‬ ‭sistema ad anelli degli steroli o da gruppi‬ ‭chimici molto più complessi.‬ ‭Nei‬‭fosfolipidi‬‭la testa polare è unita alla‬ ‭parte idrofobica della molecola da un‬ ‭legame, o ponte fosfodiestere.‬ ‭Nei‬‭glicolipidi‬‭la testa polare contiene‬ ‭zuccheri semplici o complessi.‬ ‭Esistono poi una enorme eterogeneità‬ ‭molecolare data dalle diverse combinazioni‬ ‭possibili tra le cose degli acidi grassi e le teste polari.‬ g‭ licerofosfolipidi‬ ‭I glicerofosfolipidi detti anche fosfogliceridi sono lipidi di membrana in cui due acidi grassi sono legati‬ ‭con legame‬‭estere‬‭al primo e al secondo atomo di C‬‭del glicerolo, mentre un gruppo molto polare è‬ ‭legato tramite un legame fosfodiestere al terzo atomo di C e costituisce la testa polare del lipide.‬ ‭Spesso contengono un acido grasso da C16 a C18 saturo sul C1 del glicerolo e un acido grasso da C18‬ ‭a C20 insaturo su C2.‬ ‭Si tratta di una molecola‬‭prochirale‬‭non possiede‬‭atomi‬ ‭di C asimmetrici, ma il legame di un fosfato a una‬ ‭estremità lo converte in una molecola chirale detta‬ ‭L-glicerolo 2 fosfato‬‭o‬‭D-glicerolo 1 fosfato‬ ‭L’alcol può essere carico‬ ‭negativamente(‬‭fosfatidilinositolo 4,5-bisfosfato‬‭),‬ ‭positivamente (‬‭fosfatidilcolina‬‭) o essere‬ ‭neutro(‬‭fosfatidilserina‬‭).‬ ‭ ueste cariche sono di particolare importanza per la determinazione delle proprietà delle membrane‬ Q ‭biologiche.‬ ‭I glicerofosfolipidi contengono una grande varietà di acidi grassi e la loro distribuzione è molto‬ ‭diversa non solo da organismo ad organismo ma anche da tessuto a tessuto nello stesso organismo.‬ l‭ipidi-etere‬ ‭Alcuni tessuti sono ricchi di lipidi-etere, in cui una delle due catene aciliche è legata al glicerolo con‬ ‭un legame etere invece che estere. La‬ ‭catena legata con questo legame può‬ ‭essere satura oppure può contenere un‬ ‭legame doppio tra c1 e c2 come nei‬ ‭plasmalogeni‬‭. Non si conosce ancora la‬ ‭funzione di questa classe, forse servono‬ ‭come resistenza alle fosfolipasi, enzimi che‬ ‭staccano dai lipidi gli acidi grassi legati con‬ ‭un legame estere.‬ ‭Almeno un lipide etere, il fattore che attiva‬ ‭le piastrine è un importante segnale‬ ‭ olecolare viene rilasciato dai leucociti del sangue detti basofili e stimola l’aggregazione delle‬ m ‭piastrine e la secrezione di serotonina da parte delle piastrine stesse‬ s‭ fingolipidi‬ ‭Hanno una testa polare e due code non polari, ma a differenza degli altri non contengono glicerolo.‬ ‭Sono composti da una molecola di‬‭sfingosina‬‭, un amminoalcol‬‭a catena lunga, o da un suo derivato‬ ‭un acido grasso a lunga catena e con una testa polare unita da un legame glicosidico o da un ponte‬ ‭fosfodiestere.‬ ‭Quando una molecola di acido grasso si lega con un legame ammidico al gruppo NH2 sull'atomo c2‬ ‭della sfingosina, si forma un‬‭ceramide‬‭, simile ad‬‭un diacilglicerolo e rappresenta l'unità fondamentale‬ ‭degli sfingolipidi.‬ ‭In base alla testa polare si distinguono tre classi:‬ ‭-‬ ‭Le sfingomieline‬‭, come testa polare hanno‬‭fosfocolina‬ ‭o‬‭fosfoetanolammina‬‭, hanno‬ ‭proprietà generali e struttura tridimensionale simili a quelle della fosfatidilcolina, non hanno‬ ‭carica netta nella testa polare. Si trovano nella membrana plasmatica delle cellule animali‬ ‭-‬ ‭Gli glicosfingolipidi‬‭si trovano soprattutto sulla‬‭membrana esterna delle membrane‬ ‭plasmatiche: hanno una testa polare fatta da‬ ‭uno o più zuccheri legati direttamente al‬ ‭gruppo Oh del c1, non contengono fosfato.‬ ‭Vengono a loro volta divisi in‬ ‭‬ ‭cerebrosidi‬ ‭hanno una sola unità‬ ‭saccaridiche legata a un ceramide,‬ ‭quelli per es con il galattosio si trovano‬ ‭nelle membrane plasmatiche del‬ ‭tessuto neurale,con il glucosio invece‬ ‭sono in diversi tessuti nervosi‬ ‭‬ ‭globosidi‬‭sono neutri e contengono‬ ‭due o più zuccheri: d-gluc, d-galatt,‬ ‭n-acetil-galattosammina.‬ ‭Sono detti neutri perché a Ph 7 non hanno‬ ‭carica‬ ‭-‬ ‭I gangliosidi‬‭sono quelli più complessi, hanno‬ ‭teste polari date da oligosaccaridi complessi‬ ‭che terminano con una o più residui di acido‬‭N-acetilneuraminico‬‭.‬‭a Ph=7 hanno carica‬ ‭negativa‬ ‭ li glicosfingolipidi sono i determinanti dei gruppi sanguigni infatti una parte della distinzione dei 3‬ G ‭gruppi sanguigni umani dipende dal tipo di gruppi oligosaccaridici degli glicosfingolipidi delle‬ ‭membrane degli eritrociti. Inoltre questi oligosaccaridi si legano a particolari proteine presenti nel‬ ‭sangue degli individui 0 A e B aumentando la specificità del gruppo sanguigno stesso.‬ ‭ EGRADAZIONE‬ D ‭La maggior parte delle cellule degrada e sostituisce continuamente i suoi lipidi di membrana , questo‬ ‭processo avviene nei lisosomi, dove esistono enzimi idrolitici specifici per ogni tipo di legame.‬ F‭ osfolipasi A1 e A2 rimuovono uno dei due acidi grassi in c1 e‬ ‭in c2, producendo un liso fosfolipide; le lisofosfolipidi‬ ‭rimuovono l’acido grasso rimasto‬ ‭Fosfolipasi C e D rompono i legami fosfodiesterici a livello delle‬ ‭teste polari.‬ s‭ teroli‬ ‭Sono lipidi strutturali presenti nella membrana di molte cellule‬ ‭eucariotiche, ma sono anche precursori di molti altri composti‬ ‭con diverse attività biologiche.‬ ‭La caratteristica è il loro nucleo steroideo fatto da 4 anelli fusi, tre‬ ‭a 6C e uno a 5C.‬ ‭Il nucleo è quasi planare e relativamente rigido, gli anelli fusi non‬ ‭consentono alcuna rotazione intorno ai legami C–C.‬ ‭Il‬‭colesterolo‬‭è il principale sterolo dei tessuti‬‭animali, è‬ ‭anfipatico con una testa polare e un corpo idrocarburico non polare. Deriva dal‬ ‭ciclopentanoperidrofenantrene‬ ‭L’OH sul C3 da un debole carattere idrofilico.‬ ‭Si trova nella membrana plasmatica delle cellule animali, nelle piante sono invece presenti altri‬ ‭steroli che hanno una diversa catena laterale. E’ assente nei procarioti, ha un debole carattere‬ ‭anfifilico, regola la fluidità delle membrane.‬ ‭E’ il precursore degli ormoni steroidei, sono potenti segnali biologici che regolano l’espressione‬ ‭genica, come i‬‭glucocorticoidi, i mineralcorticoidi‬‭e gli ormoni sessuali‬ ‭Gli‬‭acidi biliari‬‭sono derivati polari del colesterolo‬‭e agiscono da detergenti nell'intestino,‬ ‭emulsionando i grassi della dieta per renderli più accessibili all'azione digestiva delle lipasi‬ ‭E’ il precursore anche della‬‭vitamina D‬‭, viene infatti‬‭rotto il legame tra C9 e C10, è molto importante‬ ‭perché stimola l’assorbimento dello ione Ca2+. Le persone con deficit di vitamina D soffrono di‬ ‭rachitismo, che da l’arresto della crescita e la deformazione delle ossa‬ ‭ icosanoidi‬ e ‭Si tratta di ormoni paracrini che agiscono solo sulle cellule vicine al punto dove vengono sintetizzati‬ ‭per agire in organi e tessuti lontani. derivano dagli acidi grassi e hanno azione diversa nei tessuti.‬ ‭Sono coinvolti nella funzione riproduttiva, nell’infiammazione, nel rialzo termico, nel dolore associato‬ ‭ai traumi ed alle malattie, nella formazione di coaguli, nella regolazione della pressione, nella‬ ‭secrezione acida gastrica e in vari altri processi che interessano la salute umana.‬ ‭Tutti gli eicosanoidi derivano dall‬‭arachidonato‬‭e‬‭dall’acido‬‭eicosapentaenoico‬ ‭Ne esistono 4 classi‬ ‭-‬ ‭prostaglandine‬‭sono in grado di stimolare la contrazione‬‭uterina, regolano il flusso sanguigno‬ ‭-‬ ‭trombossani‬‭servono per la formazione di coaguli sanguigni‬ ‭-‬ ‭leucotrieni‬‭causano gli attacchi asmatici‬ ‭-‬ ‭lipossine‬‭sono agenti antinfiammatori‬ ‭PROTEINE‬ ‭ anno il compito di mediare quasi tutti i processi che hanno luogo nelle cellule e svolgono un‬ H ‭numero enorme di funzioni.‬ ‭Sono le macromolecole più abbondanti, più della metà del peso di una cellula è dato da loro; hanno‬ ‭una varietà molto elevata, migliaia di tipi diversi. Sono anche strumenti molecolari attraverso cui si‬ ‭esprime l’informazione genica.‬ ‭Sono formate sempre dalla stessa serie di 20 aminoacidi, che sono una sorta di alfabeto con cui sono‬ ‭scritte le proteine.‬ ‭Per formare le proteine gli aminoacidi vengono legati covalentemente in una sequenza lineare.‬ ‭Tra tutte le proteine gli enzimi sono i composti più vari e specializzati in quanto sono i catalizzatori di‬ ‭quasi tutte le reazioni cellulari.‬ ‭Hanno diverse funzioni:‬ ‭-‬ ‭enzimi‬ ‭-‬ ‭componenti cellulari‬ ‭-‬ ‭trasporto‬ ‭-‬ ‭deposito‬ ‭-‬ ‭signaling‬ ‭-‬ ‭recettori‬ ‭-‬ ‭gene regulation‬ ‭-‬ ‭funzioni speciali‬ ‭ MINOACIDI‬ A ‭Le proteine sono dati dal legame covalente tra residui aminoacidici vicini. Le proteine possono essere‬ ‭idrolizzate nei loro aminoacidi costitutivi in molti modi. La sequenza di questi aminoacidi determina‬ ‭la struttura e la funzione di una proteina.‬ T‭ utti i 20 aminoacidi sono alfa aminoacidi. Hanno un gruppo carbossilico e un gruppo amminico‬ ‭legati allo steso C, differiscono per la catena laterale, o catena R, si differenzia per struttura,‬ ‭dimensione e carica, influenza allora anche la solubilità dell’aminoacido in acqua.‬ ‭Ne esistono anche di meno comuni hanno infatti subito delle modificazione dopo essere stati inseriti‬ ‭nelle proteine‬ s‭ truttura‬ ‭In tutti gli aminoacidi, tranne la glicina, il carbonio alfa è legato a 4 sostituenti diversi, un gruppo‬ ‭carbossilico, uno amminico, un gruppo R e un atomo di H.‬ ‭Il carbonio alfa è quindi un centro chirale. I gruppi tetraedrici possono disporsi nello spazio in due‬ ‭ odi diversi e == ho due stereoisomeri per ogni aminoacido, ho quindi due enantiomeri, saranno‬ m ‭anche otticamente attive.‬ ‭Queste strutture sono state stabilizzate da un sistema D,L basato sulla configurazione assoluta dello‬ ‭zucchero. Se hanno una conformazione correlata alla L-gliceraldeide saranno designati con la lettera‬ ‭L, se sono correlati alla D-gliceraldeide sono indicati con D.‬ ‭I gruppi della D e della L possono essere inter convertiti tramite una semplice reazione ad un‬ ‭passaggio e quindi il gruppo carbossilico della L-alanina occupa la stessa posizione intorno all’atomo‬ ‭di C chirale della L-gliceraldeide in quanto il gruppo aldeidico della gliceraldeide può essere‬ ‭facilmente convertito, ossidato, in un gruppo carbossilico.‬ ‭Non tutti gli aminoacidi levogiri sono L, non c'è correlazione‬ I‭ residui degli aminoacidi nelle molecole proteiche sono tutti stereoisomero L, quelli della serie D‬ ‭sono presenti solo in pochi peptidi, piccoli, questo perché per formare strutture stabili e ripetitive c’è‬ ‭bisogno che gli aminoacidi appartengano tutti alla stessa serie stereochimica. Gli enzimi catalizzano‬ ‭reazioni stereospecifiche.‬ ‭Alcune proteine richiedono un componente non proteico per migliorare la loro funzione‬ ‭-‬ ‭cofattori, termine generale per indicare un componente funzionale non amminoacidico, sono‬ ‭spesso vitamine o ioni metallici‬ ‭-‬ ‭coenzimi, sono fattori richiesti da enzimi, nadh, nadph, fadph‬ ‭-‬ ‭gruppo prostetici, == non proteici, come il gruppo Eme‬ ‭Possono legarsi alla proteina sia in modo covalente che non‬ c‭ lassificazione‬ ‭Possiamo dividere i 20 aminoacidi in 5 gruppi principali in base alla loro polarità (tendenza ad‬ ‭interagire con l’acqua a pH fisiologico, 7 )‬ ‭Tuttavia alcuni aminoacidi come l’istidina e la cisteina sono difficilmente caratterizzabili e non si‬ ‭adattano bene in alcun gruppo, e quindi sono stati assegnati grazie al ragionamento e non per criteri‬ ‭assoluti‬ ‭1.‬ G ‭ ruppi R alifatici e non polari‬‭, sono quindi‬ ‭idrofobici. Ne fanno parte‬‭Alanina, valina, leucina,‬ ‭isoleucina‬‭, a questo gruppo sono state aggiunte‬ ‭anche la‬ ‭-‬ ‭glicina‬‭che ha la struttura più semplice‬ ‭anche se è nei non polari la sua catena è‬ ‭così corta che non contribuisce alla‬ ‭formazione di interazioni idrofobiche‬ ‭-‬ ‭metionina‬‭, perchè uno dei 2 aminoacidi‬ ‭contenente zolfo S, ha un gruppo tioetere‬ ‭non polare nella catena laterale‬ ‭-‬ ‭prolina‬‭ha una catena laterale alifatica con‬ ‭una struttura ciclica‬ ‭2.‬ g‭ ruppi R aromatici‬‭, i tre aminoacidi‬‭fenilalanina,‬ ‭tirosina, triptofano‬‭, hanno catene laterali aromatiche‬ ‭non polari, tutti e tre possono interagire per dare‬ ‭interazioni idrofobiche.‬ ‭Il gruppo ossidrilico della tirosina può formare legami‬ ‭ad idrogeno. Tirosina e triptofano sono più polari della‬ ‭fenilalanina per la presenza di un gruppo ossidrilico‬ ‭nella tirosina e dell’atomo di N nell’anello del‬ ‭triptofano‬ ‭3.‬ g‭ ruppi R aromatici polari, non carichi‬‭, molto molto‬‭più‬ ‭solubili in h2o == idrofilici. Sono non polari perché‬ ‭hanno gruppi che formano legami H con h2o. Ne fanno‬ ‭parte la‬‭serina, treonina, cisteina, asparagina,‬ ‭glutammina‬‭. Serina e treonina sono polari grazie al‬ ‭gruppo ossidrilico, mentre asparagina e glutammina‬ ‭sono polari per i gruppi ammidici.‬ ‭La cisteina è un caso particolare perché la sua polarità,‬ ‭data dal suo gruppo sulfidrilico è modesta, è infatti una‬ ‭acido debole e forma legami H deboli con O e N.‬ ‭L’asparagina e la glutammina sono ammidi di altri due‬ ‭amminoacidi, l’aspartato e il glutammato, le due‬ ‭ammidi possono essere convertite mediante idrolisi‬ ‭acida o basica.‬ ‭La cisteina è facilmente ossidabile e forma, grazie ad un legame covalente, un dimero detto‬ ‭cistina‬‭dove i due monomeri sono uniti da un ponte‬‭disolfuro, questi residui saranno moto‬ ‭idrofobici‬ ‭4.‬ g‭ ruppi R carichi positivamente‬‭, sono basici, i gruppi‬‭più‬ ‭idrofilici sono quelli che contengono cariche nette sia +‬ ‭che -. Sono‬‭lisina‬‭, ha un secondo gruppo amminico‬ ‭primario sulla catena alifatica,‬‭arginina‬‭, che ha‬‭un gruppo‬ ‭guanidinico carico +,‬‭istidina‬‭, contiene un gruppo‬ ‭imidazolico aromatico, è inoltre l’unico aminoacido con‬ ‭catena laterale ionizzabile con pKa vicino alla neutralità‬ ‭5.‬ g‭ ruppi R carichi negativamente‬‭, sono acidi, sono‬ ‭aspartato e glutammato‬‭, ognuno dei quali ha un secondo‬ ‭gruppo carbossilico‬ ‭ MINOACIDI NON COMUNI‬ A ‭Le proteine possono contenere residui‬ ‭amminoacidici, formati per‬ ‭modificazione chimica dei residui gia‬ ‭incorporati in un polipeptide.‬ ‭Es:‬‭4-idrossiprolina‬‭, deriva dalla prolina.‬ ‭5-idrossilisina‬‭derivato dalla lisina. La 4‬ ‭si trova nelle proteine della parete‬ ‭cellulare delle cellule vegetali ed‬ ‭entrambe si trovano nel collagene.‬ ‭La‬‭6-N-metillisina‬‭si trova nella miosina,‬ ‭una proteina contrattile del muscolo.‬ ‭la‬‭γ-carbossiglutammato‬‭presente nella‬ ‭protrombina partecipa al processo di‬ ‭coagulazione del sangue‬ ‭Desmosina‬‭, molto complesso, deriva dai‬ ‭4 residui di lisina presenta nella proteina‬ ‭fibrosa elastina.‬ ‭Selenocisteina‬‭è un caso particolare,‬ ‭sono rari e non sono prodotti da‬ ‭modificazioni biosintetiche, vengono‬ ‭introdotti durante la sintesi della‬ ‭proteine mediante un adattamento insolito del codice genetico. Contiene selenio al posto di N nella‬ ‭cisteina.‬ ‭ lcuni residui possono essere modificati transitoriamente nelle‬ A ‭proteine, per regolarne la funzione, le modifiche ne‬ ‭aumentano o ne diminuiscono l’attività. Un Esempio molto‬ ‭comune è la fosforilazione. Nelle cellule sono stati identificati‬ ‭altri 300 aminoacidi, hanno diverse funzioni ma non sono‬ ‭costituenti delle proteine, come‬‭l’ornitrina‬‭e la‬‭citrullina‬‭, sono‬ ‭infatti intermedi fondamentali nella biosintesi dell’arginina e‬ ‭nel ciclo dell’urea‬ ‭AMINOACIDI STANDARD, COMUNI‬ -‭ ‬ g‭ licina‬ -‭ ‬ f‭ enilalanina‬ ‭-‬ ‭alanina‬ ‭-‬ ‭tirosina‬ ‭-‬ ‭prolina‬ ‭-‬ ‭triptofano‬ ‭-‬ ‭valina‬ ‭-‬ ‭lisina‬ ‭-‬ ‭leucina‬ ‭-‬ ‭arginina‬ ‭-‬ ‭isoleucina‬ ‭-‬ ‭istidina‬ ‭-‬ ‭metionina‬ ‭-‬ ‭glutammato‬  -‭ ‬ a‭ spartato‬ -‭ ‬ c‭ isteina‬ ‭-‬ ‭serina‬ ‭-‬ ‭asparagina‬ ‭-‬ ‭treonina‬ ‭-‬ ‭glutammina‬ ‭AMINOACIDI NON STANDARD, NON COMUNI‬ -‭ ‬ ‭ -idrossiprolina‬ 4 -‭ ‬ g‭ amma-carbossiglutammato‬ ‭-‬ ‭5-idrossiprolina‬ ‭-‬ ‭Desmosina‬ ‭-‬ ‭6-N-metilisina‬ ‭-‬ ‭selenocisteina‬ ‭ MINOACIDI ESSENZIALI‬ A ‭Sono chiamati così perché devono essere assunti con la dieta, in quanto l’organismo non è in grado di‬ ‭sintetizzare, il termine essenziale ha significato solo nutrizionale si riferisce == alla necessità che quel‬ ‭aminoacido sia presente nella dieta in quantità sufficiente e non alla sua importanza nel‬ ‭metabolismo.‬ ‭ MINOACIDI NON ESSENZIALI‬ A ‭Sono quelli che vengono prodotti dall’organismo in quantità sufficiente per soddisfare le richieste‬ ‭ MINOACIDI SEMI ESSENZIALI‬ A ‭Sono quelli che l’organismo sintetizza ma in quantità limitata, sufficienti per un animale adulto ma‬ ‭non per un animale in accrescimento‬ ‭Variano nel metabolismo da animale ad animale‬ ‭ EPTIDI‬ P ‭Si tratta dei polimeri degli aminoacidi. I peptidi hanno dimensioni che variano da 2 o 3 fino a migliaia‬ ‭di residui‬ ‭ ue molecole di amminoacidi possono unirsi covalentemente‬ D ‭mediante un legame‬‭ammidico‬‭chiamato‬‭legame peptidico‬‭,‬‭formando‬ ‭un dipeptide.‬ ‭Questo tipo di legame si genera per eliminazione di una molecola di‬ ‭H20 (deidratazione) dal gruppo alfa carbossilico di un aminoacido e‬ ‭dall’alfa amminico dell’altro. L’equilibrio della reazione favorisce gli‬ ‭aminoacidi rispetto al peptide. Per rendere la reazione‬ ‭termodinamicamente favorevole, il gruppo carbossilico deve essere‬ ‭chimicamente modificato in modo che il suo gruppo ossidrilico possa‬ ‭essere eliminato più facilmente.‬ ‭In un peptide il residuo amminoacidico con cui termina la catena può essere:‬ ‭-‬ ‭amminoterminale‬‭, se ha un alfa amminico libero‬ ‭-‬ ‭carbossiterminale‬‭, se ha un alfa carbossilico libero‬ ‭ el legame peptidico si ha C=O, che è effettivamente un doppio legame, che viene però condiviso in‬ N ‭una struttura di risonanza tra l’ossigeno carbonilico e l'azoto adiacente del gruppo amminico. Per‬ ‭questo il legame peptidico è molto simile ad un doppio legame: è più corto di un singolo, ma più‬ ‭lungo di un doppio e NON ESISTE ROTAZIONE attorno a questo legame‬ T‭ re amminoacidi possono essere uniti tra loro mediante due legami peptidici, formando un‬ ‭tripeptide; 4 formano un tetrapeptide…‬ ‭Quando il numero degli amminoacidi è piccolo la struttura viene detta‬‭oligopeptide‬‭, se gli aminoacidi‬ ‭sono tanti si chiama‬‭polipeptide‬‭,‬ L‭ ’idrolisi del legame peptidico, anche se si tratta di una reazione esoergonica avviene molto‬ ‭lentamente a causa dell’elevata energia di attivazione; per questo i legami peptidici delle proteine‬ ‭sono abbastanza stabili‬ S‭ TRUTTURA‬ ‭Le proteine sono molecole molto grandi, lo scheletro covalente di una proteina contiene numerosi‬ ‭legami, poichè la rotazione attorno a molti di questi legami è libera queste potrebbero assumere un‬ ‭numero infinito di strutture.‬ ‭Ogni proteina ha una specifica funzione chimica o strutturale, e == ogni proteina ha una sola‬ ‭struttura tridimensionale‬ ‭Si dice‬‭conformazione‬‭la disposizione spaziale degli‬‭atomi di una proteina o di una sua porzione, le‬ ‭conformazioni possibili sono tutte le strutture che la proteina può assumere senza rottura di legami‬ ‭covalenti; per esempio variazioni conformazionali si verificano per rotazione intorno ai legami‬ ‭singole.‬ ‭La proteina assume conformazioni diverse tenendo a quelle termodinamicamente più stabili quindi‬ ‭quelle che hanno un valore più basso di energia libera di Gibbs.‬ ‭Quando si trovano in uno dei loro stati conformazionali funzionali le proteine sono dette‬‭native‬‭.‬ ‭In alcuni casi la proteina ha delle strutture che sono intrinsecamente disordinate e non posso‬ ‭identificarle in modo chiaro.‬ ‭La‬‭stabilità‬‭della proteina è la sua tendenza a mantenere‬‭la conformazione nativa.‬ ‭La conservazione nativa è mantenuta da interazioni deboli:‬ ‭-‬ ‭interazioni idrofobiche‬ ‭-‬ ‭legami a H‬ ‭-‬ ‭legami ionici‬ ‭-‬ ‭Forze di van der Waals‬ I‭n condizioni particolari di calore, pH o trattamenti chimici la proteina può perdere la sua‬ ‭conformazione con un processo di‬‭denaturazione‬‭, unfolding.‬‭Nel momento in cui queste condizioni‬ ‭vengono rimosse, la proteine riassume la sua struttura iniziale nativa‬ L‭ e interazioni deboli hanno una rilevanza particolare nell’avvolgimento delle catene polipeptidiche in‬ ‭strutture secondarie, terziarie e quaternarie.‬ I‭nfatti la rottura di una interazione debole richiede appena 0,4-3 kJ/mole, decisamente meno rispetto‬ ‭per esempio ai ponti disolfuro.‬ ‭La conformazione proteica con la più bassa energia libera, quindi quella con la conformazione più‬ ‭stabile è quella con il maggior numero di interazioni deboli.‬ ‭Per ogni legame a H che si forma all’interno di una proteina durante il suo avvolgimento un’altro‬ ‭legame H deve essere rotto tra lo stesso gruppo e H2o‬ I‭ residui idrofobici, le catene laterali degli aminoacidi, per lo più si trovano all’interno delle proteine,‬ ‭lontano dall'acqua, quando la proteina ha completato il suo ripiegamento, queste catene laterali‬ ‭vengono raggruppate all'interno formando il nucleo idrofobico della proteina‬ I‭l numero di legami H che delle interazione ioniche nella proteina è massimo, riducendo in questo‬ ‭modo il numero di legami H e deo gruppi ionici non correttamente appaiati‬ l‭egami peptidici‬ ‭Anche i legami covalenti hanno un ruolo importante nel determinare la conformazione di un‬ ‭polipeptide.‬ ‭Studi hanno dimostrato che il legame peptidico C–N è un po’ più corto del legame C–N delle ammine‬ ‭primarie, e che gli atomi del primo legame sono‬‭complanari‬‭.‬ ‭Queste informazioni indicano la presenza di una risonanza o di una parziale condivisione di due‬ ‭coppie di elettroni tra O carbonilico e N ammidico, infatti le due cariche parziali + e - generano un‬ ‭dipolo elettrico.‬ ‭I 6 atomi del gruppo peptidico giacciono sullo stesso piano e l’atomo di O del carbonilico è in‬ ‭posizione trans rispetto a quello di H legato all'azoto ammidico.‬ ‭Si concluse allora che i legami C–N non possono ruotare liberamente , è invece permessa la rotazione‬ ‭del legame tra C alfa e N.‬ ‭Possiamo allora considerare la catena polipeptidica come una serie di piani rigidi in cui piani‬ ‭consecutivi hanno in comune un punto di rotazione, in corrispondenza di C alfa.‬ ‭La rigidità di questo legame limita il numero di conformazioni che la catena può assumere.‬ L‭ a conformazione del peptide è definita da tre angoli‬ ‭diedrici, detti anche‬‭angoli di torsione‬‭, detti phi‬‭Φ, psi Ψ,‬ ‭omega ω che riflettono la rotazione intorno a ciascuno dei‬ ‭tre legami che si ripetono nello scheletro del peptide. Tre‬ ‭vettori descrivono due piani, e l’angolo tra questi due è‬ ‭quello che dobbiamo misurare per ottenere la‬ ‭conformazione di una proteina.‬ ‭phi assume diversi valori quando il piano è rotato in senso‬ ‭orario‬ ‭psi quando in senso antiorario‬ ‭I valori di questi 3 angoli determinano la conformazione‬ ‭della proteina‬ ‭Phi e psi possono assumere qualsiasi valore da -180 a +180, ma molti valori non sono permessi a‬ ‭causa degli impedimenti sterici tra gli atomi dello scheletro e delle catene laterali.‬ ‭ er questo la conformazione in cui questi angoli hanno valori =0 non è permessa, viene presa solo‬ P ‭come pt di riferimento per gli angoli.‬ I‭ valori permessi vengono descritti nel‬‭grafico di‬‭Ramachandran‬‭esso ci permette di visualizzare in‬ ‭modo semplice la distribuzione degli angoli di torsione in una struttura proteica, e ci dice == anche‬ ‭quelli non permessi.‬ ‭Tale grafico per una proteina può servire anche come indicatore della‬ ‭qualità delle sue strutture tridimensionali‬ ‭Gli angoli di torsione phi e psi forniscono la flessibilità richiesta per lo‬ ‭scheletro polipeptidico per adottare un certo ripiegamento, poiché il‬ ‭legame peptidico è essenzialmente piatto e fissato a 180° (a causa del‬ ‭carattere a doppio legame parziale).‬ ‭Grazie a questo metodo matematico vengono calcolate tutte le possibili‬ ‭combinazioni dei valori dell’angolo di torsione, dal loro calcolo si ottengono‬ ‭aree di maggiore probabilità statistica di avere strutture stabili senza‬ ‭impedimento sterico.‬ ‭-‬ ‭Le aree in blu scuro rappresentano le conformazioni consentite stericamente (nessuna‬ ‭sovrapposizione sterile) Sono completamente consentite‬ ‭-‬ ‭Le regioni blu, le conformazioni sempre possibili, ma sono nella massima estensione della‬ ‭stabilità nel contesto di non buoni contatti tra gli atomi. quindi possono avvenire ma solo in‬ ‭certi contesti‬ ‭-‬ ‭Nelle aree blu chiaro sono permesse solo quelle strutture che si verificano solo per la‬ ‭presenza di piccoli residui voluminosi, sono le conformazioni permesse quando è possibile‬ ‭una certa flessibilità degli angoli di legame‬ ‭-‬ ‭le aree bianche sono le conformazioni non consentite‬ s‭ truttura primaria‬ ‭sequenza lineare degli aminoacidi‬ s‭ truttura secondaria‬ ‭Descrive l’organizzazione spaziale della catena principale, senza tener conto della conformazione‬ ‭delle catene laterali o della relazione con altri segmenti della proteina.‬ ‭Una struttura secondaria regolare si ha quando ogni angolo rimane invariato all'interno di un‬ ‭segmento. Le principali sono alfa elica e beta foglietto.‬ ‭Se non posso identificare una struttura regolare allora la definirò casuale, anche se è impropria‬ ‭perché il riarrangiamento assume sempre una struttura specifica e mai completamente casuale‬ ‭ LFA‬ A ‭Nella struttura‬‭alfa‬‭lo scheletro carbonioso polipeptidico‬‭si avvolge strettamente intorno a un asse‬ ‭immaginario che attraversa longitudinalmente la parte centrale della spirale, mentre i gruppi i R dei‬ ‭residui aminoacidici sporgono al di fuori dello scheletro elicoidale.‬ ‭L’unità che si ripete è un singolo giro dell’elica, che si estende per circa 5,4 A° lungo l’asse maggiore, il‬ ‭che corrisponde ad un valore medio di 3.6 aminoacidi per giro‬ ‭E’ quella che si forma più spesso perché in questa la disposizione dei legami H è la migliore possibile.‬ I‭ legami H si formano tra l’atomo di H legato all’azoto elettronegativo di un legame peptidico e‬ ‭l’atomo di O carbonilico del quarto amminoacido successivo.‬ ‭Nell’alfa elica ciascun legame peptidico partecipa alla formazione di legami H.‬ ‭Ciascun giro dell'elica è collegato ai giri adiacenti da 3 o 4 legami H che conferiscono una buona‬ ‭stabilità all’intera struttura‬ ‭Gli H legami stabilizzano la struttura, si formano ogni quattro legami peptidici (quando C=O e N-H‬ ‭sono posti di fronte)‬ ‭ iascun residuo amminoacidico ha una intrinseca tendenza a formare un’alfa elica, che dipende dalle‬ C ‭proprietà del gruppo R e dal modo in cui influenzano la capacità degli atomi dello scheletro peptidico‬ ‭di formare i caratteristici angoli.‬ ‭E’ importante anche la posizione di un amminoacido rispetto a quelli adiacenti, le interazioni tra le‬ ‭catene laterali possono stabilizzare o destabilizzare la struttura dell’alfa elica.‬ ‭Ci sono 5 diversi tipi di restrizioni in grado di modificare la stabilità dell’elica.‬ ‭1.‬ ‭la propensione intrinseca di un residuo amminoacidico a formare un’alfa elica‬ ‭2.‬ ‭le interazioni tra i gruppi R, specialmente quelli che si trovano lontani 3 o 4 residui‬ ‭3.‬ ‭l’ingombro sterico di gruppi R adiacenti‬ ‭4.‬ ‭la presenza di residui di prolina e glicina‬ ‭5.‬ ‭le interazioni tra residui amminoacidici che si trovano alla fine del segmento dell’elica e il‬ ‭dipolo elettrico dell’alfa elca‬ ‭ na limitazione alla formaizone dell’alfa elica è rappresentata dai residui di‬‭prolina e glicina‬‭, hanno‬‭la‬ U ‭propensione più bassa a formare strutture ad alfa elica.‬ ‭Nella‬‭prolina‬‭, l’atomo di N fa parte di un anello‬‭rigido e non è possibile alcuna rotazione attorno al‬ ‭legame N–C alfa. Ogni residuo induce allora un ripiegamento destabilizzante in una struttura ad alfa‬ ‭elica, distorsioni di circa 20 gradi nella direzione dell’asse dell’elica (vengono rotti due legami H‬ ‭nell’elica). Per altri motivi la prolina è presente solo raramente all’interno dell’elica.‬ ‭Nella‬‭glicina‬‭si ha una flessibilità conformazionale‬‭superiore a tutti gli altri residui, i polimeri di glicina‬ ‭tendono allora ad assumere strutture avvolte casualmente, diverse dall'alfa elica. E’ infatti troppo‬ ‭piccola e destabilizzata per la piccolezza del sostituente, e lascia troppi spazi vuoti nella strututra‬ ‭dell’elica‬ ‭ ETA‬ B ‭E’ una conformazione più estesa, definita dalla disposizione degli atomi dello scheletro secondo‬ ‭specifici angoli diedrici. La catena assume una conformazione a zigzag anziché a spirale. Diversi‬ ‭segmenti nella conformazione beta formano il foglietto beta, che‬ ‭appare di forma piatta.‬ ‭I legami H si formano tra regioni adiacenti delle catene‬ ‭polipeptidiche all’interno del foglietto. I singoli segmenti che‬ ‭formano il foglietto sono vicini l’uno all'altro nella catena. Potrebbero‬ ‭però anche trovarsi lontani, oppure trovarsi addirittura in catene‬ ‭diverse.‬ ‭Ho 2 residui di amminoacidi per ogni piega‬ ‭Gli aminoacidi sporgono dalla struttura creando un'alternanza‬ ‭sopra-sotto che è osservabile dalla prospettiva laterale.‬ L‭ e catene adiacenti devono essere o‬‭parallele‬‭, corrono nella stessa direzione con tratti‬‭a loop nella‬ ‭stessa direzione o‬‭antiparallele‬‭, ogni catena polipeptidica‬‭corre in modo opposto al tratto da lei‬ ‭vicina, hanno == orientamento uguale o opposto nel legame carboamidico; le due strutture sono‬ ‭abbastanza simili anche se il periodo che si ripete è più corto per la conformazione parallela, 6,5 A°‬ ‭invece che 7.‬ ‭Tra le due cambia anche la disposizione dei legami H, nell’antiparallelo i legami sono rettilinei, nella‬ ‭variante parallela sono distorti‬ s‭ truttura terziaria‬ ‭E’ la disposizione nello spazio di tutti gli atomi di una proteina, essa tiene conto delle relazioni a‬ ‭lungo raggio nella sequenza amminoacidica. Amm che sono lontani nella sequenza fanno parte di tipi‬ ‭diversi di strutture secondarie, possono però interagire tra di loro nella forma completamente‬ ‭avvolta.‬ ‭Segmenti della catena che interagiscono vengono mantenuti nelle loro caratteristiche posizioni della‬ ‭struttura terziaria tramite diversi tipi di interazioni deboli e a volte anche con legami covalenti, come i‬ ‭ponti disolfuro tra i diversi segmenti di una proteina.‬ s‭ truttura quaternaria‬ ‭Alcune proteine hanno due o più catene polipept diverse, quando si riarrangiano in complessi‬ ‭tridimensionali diventano strutture quaternarie.‬ ‭Possiamo allora dividere le proteine in‬ -‭ ‬ ‭LE FIBROSE‬ ‭Hanno le catene disposte lungo fasci o in foglietti, sono fatte da un unico tipo di struttura secondaria‬ ‭e quella terziaria è semplice. Sono quelle che determinano la resistenza, la forma e la protezione‬ ‭esterna delle cellule dei vertebrati. Hanno una struttura secondaria bidimensionale, anche se poi‬ ‭l’organizzazione è tridimensionale.‬ ‭Tutte queste sono insolubili in H2o, data l’elevata presenza di aa idrofobici‬ ‭Alcune proteine sono elementi strutturali di base ed hanno particolari proprietà meccaniche, sono‬ ‭componenti per esempio della pelle, dei vasi del T connettivo, sclera cornea‬ ‭Es:‬ ‭1.‬ ‭cheratina‬‭, compone i capelli, le corna e le unghie.‬‭Sono strutture‬ ‭adatte per resistere alla tensione, si trovano solo nei mammiferi.‬ ‭Fanno parte di una classe di proteine dette‬‭proteine‬‭dei filamenti‬ ‭intermedi‬‭.‬ ‭E’ fatta da due eliche destrorse avvolte tra loro con andamento‬ ‭sinistrorso a formare una‬‭coiled-coil‬‭, avvolgimento-avvolto,‬‭ed‬ ‭organizzate in protofilamenti e protofibrille. Questa struttura‬ ‭aumenta la resistenza. La distanza delle due catene nel‬ ‭superavvolgimento è minima.‬ ‭2 eliche formano il coiled coil dimerico‬ ‭2 file di coiled coil associati formano un protofilamento‬ ‭i protofilamenti dimerizzano formando una protofibrilla‬ ‭4 protofibrille formano una microfibrilla‬  ‭2.‬ c‭ ollagene‬‭E’ la proteina più abbondante dell'organismo il più importante componente‬‭della‬ ‭matrice extracellulare, è anch'essa resistente alle tensioni. E’ presente nei tessuti connettivi,‬ ‭come i tendini, la cartilagine, la matrice organica delle ossa.‬ ‭Si tratta di una struttura secondaria unica distinta dall’alfa elica, è sinistrorsa e ha 3 residui‬ ‭per giro, è coiled coil ma è in grado di assumere una struttura terziaria e quaternaria: tre‬ ‭catene polip separate sono superavvolte le une sulle altre, l’avvolgimento è destrorso mentre‬ ‭le singole catene sono sinistrorse, quindi l’opposto. Questa struttura di tripla elica è definita‬ ‭super alfa elica‬‭.‬ ‭Le triple molecole si uniscono per formare le fibre e si associano tra di loro in diversi modi‬ ‭per generare diversi gradi di resistenza alla tensione.‬ ‭Il collagene è una glicoproteina contenente residui di‬‭galattosio‬‭e‬‭glucosio‬‭come componenti‬ ‭carboidratici.‬ ‭La sequenza è particolare e spesso si trova ripetuta G-X-Y‬ ‭G= glicina‬ ‭X=prolina‬ ‭Y=idrossiprolina‬ ‭Il ruolo della prolina e della glicina risulta essere differente da quello normalmente descritto nelle‬ ‭strutture secondarie proteiche‬ ‭prolina‬‭= facilita la formazione di una alfa elica‬‭perchè la sua struttura ciclica induce una curva‬ ‭nella catena e == la formazione della superelica‬ ‭glicina‬‭= si trova in ogni terza posizione della catena.‬‭E’‬ ‭perfettamente collocata negli spazi ristretti che si formano al‬ ‭momento che le 3 eliche si avvolgono insieme‬ ‭L’idrossilazione di prolina e lisina avviene dopo la loro incorporazione‬ ‭nella catena polipeptidica (modificazione post-traduzionale) con una‬ ‭reazione di idrossilazione indotta dalla prolil idrossilasi e lisil idrossilasi.‬ ‭Dalla reazione della prolina si genera 4‬‭idrossiprolina‬‭o 3 idrossiprolina,‬ ‭mentre dalla reazione della lisina si genera 5 idrossilisina‬ ‭In una seconda modificazione i gruppi idrossilici di alcuni residui di‬ ‭idrossilisina del collagene sono enzimaticamente glicosilati con‬ ‭l’aggiunta di‬‭galattosio‬ ‭e‬‭glucosio‬‭che costruiscono‬‭la componente saccaridica. Gli enzimi coinvolti‬ ‭sono glucosiltransferasi e galattosiltransferasi.‬ L‭ ’idrossiprolina dà stabilità al collagene grazie ai ponti idrogeno, senza questa il collagene‬ ‭denaturerebbe a 24°, invece che ai 39° per formare gelatina.‬ ‭Per la formazione dell’idrossiprolina e dell’idrossilina è richiesta la presenza della vitamina C perchè è‬ ‭il cofattore delle due idrossilasi, è richiesta però anche la presenza di ferro.‬ ‭Se manca la vitamina C è compromessa la formazione dei legami H e non si forma nemmeno una 3‬ ‭elica stabile.‬ ‭Inoltre le fibrille non possono formare il reticolo di impalcatura e viene ridotta la resistenza alla‬ ‭trazione delle fibre assemblate.‬ ‭La mancanza di vitamina C altera mor funzionalmente il tessuto connettivo dando righe, rallentando‬ ‭il tempo di guarigione delle ferite, perdendo elasticità nei tessuti, disorganizzando le macromolecole‬ ‭e perdendo matrice extracellulare. Nei casi più gravi si hanno lesioni della pelle, ferite, lassità grave‬ ‭del connettivo e dei tendini.. tutti gli aspetti dello‬‭scorbuto‬‭, questa malattia si presenta come sintomi‬ ‭ i malattia e letargia, poi ho la formazione di macchie sulla pelle, gengive spugnose e sanguinamento‬ d ‭delle mucosa. Questi soggetti hanno spesso lividi agli arti per la fragilità capillare che da stravasi‬ ‭sottocutanei‬ I‭noltre nel collagene le catene laterali amminoacidiche devono essere esposte in modo radiale sulla‬ ‭superficie della superelica, questo consente la formazione di legami tra i gruppi R esposti di diversi‬ ‭monomeri di collagene posti vicini tra loro, facendoli aggregare nelle‬‭fibrille‬‭.‬ ‭Nel collagene inoltre i legami covalenti crociati di tipo insolito si stabiliscono tra le catene alfa‬ ‭all’interno di una molecola di collagene e quella di collagene di una fibra, la quantità ed il tipo di‬ ‭legami varia con il tipo e l’età del tessuto. Questi legami creano dei residui non comuni come la‬ ‭deidro-idrossi-lisi norleucina‬ ‭3.‬ ‭elastina‬‭fibra non strutturata che dà elasticità ai‬‭tessuti‬ ‭4.‬ ‭fibroionina‬‭è la proteina della seta, prodotta da‬‭insetti e ragni, le catene si trovano quasi‬ ‭esclusivamente sulla beta, è ricca di residui di alanina e glicina che consentono un‬ ‭impacchettamento tra i diversi foglietti beta, perchè le R si integrano perfettamente.‬ ‭La struttura è flessibile ed elastica molto più della cheratina a causa delle numerose‬ ‭interazioni deboli che tengono insieme i foglietti a differenza dei legami covalenti dei ponti‬ ‭sulfidrilici della cheratina‬ ‭Le proteine possono formare molti tipi di aggregati, possono formare eliche, fibre ed anelli‬ ‭-‬ L‭ E GLOBULARI‬‭hanno le catene ripiegate ed assumono‬‭forme globulari o sferiche,‬ ‭contengono più tipi di struttura secondaria. Sono quelle che determinano gli enzimi e le‬ ‭proteine regolatrici. Hanno struttura terziaria o quaternaria‬ ‭La comprensione di queste proteine nasce dallo studio sulla mioglobina, la proteina‬ ‭muscolare che lega O, essa immagazzina l’ossigeno e ne facilita la diffusione nei muscoli in‬ ‭rapida contrazione.‬ ‭E’ fatta da 153 amminoacidi e da 1 singola protoporfirina o gruppo eme, è lo stesso gruppo‬ ‭dell’emoglobina.‬ ‭La mioglobina si avvolge fino ad assumere una struttura tridimensionale caratteristica che‬ ‭corrisponde alla sua terziaria.‬ ‭Il suo scheletro è composto da 8 segmenti compatti di alfa elica interrotti da ripiegamenti,‬ ‭alcuni dei quali sono beta.‬ ‭La maggior parte dei gruppi R idrofobici si trova all’interno della molecola lontano dal‬ ‭contatto con H2O.‬ ‭Tutti i gruppi polari, tranne 2, sono all'esterno a contatto e == sono idratati.‬ ‭Si è visto allora che tutti i legami peptidici sono trans, le alfa eliche osservate nella‬ ‭mioglobina sono state la prima evidenza sperimentale diretta dell’esistenza di questo tipo di‬ ‭struttura secondaria.‬ ‭La molecola è così compatta che dentro c’è spazio solo per 4 molecole di H2O, questo denso‬ ‭nucleo idrofobico è tipico di tutte le globulari‬  ‭ eterminando le strutture delle mioglobine di molte specie diverse è stato possibile‬ D ‭osservare le correlazioni tra la struttura di una proteina e la sua funzione.‬ ‭La funzione biologica di alcune molecole è determinata dalla presenza di più catene‬ ‭polipeptidiche, proteine‬‭multimeriche‬‭, le catene possono‬‭essere identiche‬‭omodimero‬‭o‬ ‭diverse‬‭eterodimero‬‭la loro stabilizzazione dipende‬‭dalle stesse interazioni presenti nelle‬ ‭strutture terziarie e secondarie‬ l‭egami crociati di stabilita‬‭, i collegamenti trasversali‬‭possono essere tra due parti di una‬ ‭proteina o tra 2 subunità, come tra due cisterne. Il legame disolfuro (S-S) è un legame che‬ ‭deriva da un processo ossidativo che collega -SH di cisterne non adiacenti presenti in una‬ ‭proteina‬ ‭ponti idrogeno‬‭si possono formare tra‬ ‭-‬ ‭atomi coinvolti nel legame peptidico‬ ‭-‬ ‭atomi di legame peptidico e gruppi R‬ ‭-‬ ‭gruppi R‬ I‭l ripiegamento delle catene polip. è sottoposto a delle costrizioni chimico-fisiche abbastanza severe.‬ ‭Le interazioni idrofobiche contribuiscono in modo essenziale alla stabilità della struttura delle‬ ‭proteine, il posizionamento delle catene laterali, gruppi I dei residui idrofobici all’interno della‬ ‭catena, per escluderli dal contatto con H2O, deve prevedere l’esistenza di almeno 2 elementi di‬ ‭struttura secondaria, sia alfa elica che beta foglietto ripiegato.‬ ‭Le connessioni tra elementi di struttura secondaria non possono incrociarsi tra di loro e non possono‬ ‭formare nodi‬ L‭ e proteine globulari hanno varie strutture terziarie, infatti abbiamo detto ogni proteina ha una‬ ‭forma propria legata alla sua funzione, tutte le proteine globulari sono però legate da una forma‬ ‭compatta con el catene laterali idrofobiche localizzate all’interno e le catene idrofiliche sulla‬ ‭superficie; ler strutture sono poi stabilizzate da legami H e interazioni ioniche. Per semplificare‬ ‭questa struttura possiamo vederla come un insieme di segmenti polip. assemblati in alfa elica e‬ ‭confor azione beta, uniti da elementi di connessione.‬ ‭La struttura di ogni proteina può essere descritta definendo il modo con cui i diversi segmenti si‬ ‭dispongono uno rispetto all’altro e come sono uniti tra loro dagli elementi di connessione.‬ ‭-‬ ‭motivo‬‭: è il‬‭ripiegamento‬‭o la struttura supersecondaria,‬‭è fatto da un avvolgimento polip.‬ ‭caratteristico e == ben riconoscibile, formato da due o più elementi di struttura secondaria e‬ ‭dagli elementi di connessione tra essi. Può essere fatto anche da due soli elementi di‬ ‭struttura secondaria ripiegati uno sull’altro, così come può essere una struttura elaborata‬ ‭formata da diversi segmenti uniti insieme che assumono una disposizione caratteristica come‬ ‭il‬‭barile beta‬‭,una struttura toroidale stabilizzata‬‭da interazioni deboli e molti ponti idrogeno,‬ ‭gran parte dei tratti sono arrangiati in modo antiparallelo.‬ ‭-‬ ‭dominio‬‭, è una parte di una catena polip. di per sé‬‭stabile, che potrebbe comportarsi come‬ ‭un’entità indipendente rispetto al resto della proteina. Spesso, in proteine di grandi‬ ‭dimensioni, anche quando vengono separati i domini continuano a mantenere la loro‬ ‭struttura tridimensionale (proteolisi), ma non è detto che mantenga la sua funzione‬  S‭ e in una proteina ne sono presenti tanti possono essere divisi, ma se interagissero tra loro‬ ‭allora diventerebbe difficile distinguerli; spesso domini diversi svolgono funzioni diverse,‬ ‭come il legame di piccole molecole o l’interazione con altre proteine.‬ ‭Proteine di piccole dimensioni solitamente hanno un solo dominio, == il dominio risulta‬ ‭essere la proteina stessa‬ ‭ ENATURAZIONE‬ D ‭Le proteine si sono evolute per svolgere la loro funzione nelle particolari condizioni ambientali della‬ ‭cellula, in ambienti diversi esse possono andare incontro a variazioni strutturali anche di notevole‬ ‭entità, questo fenomeno è la denaturazione.‬ ‭Questa non implica necessariamente il completo srotolamento della struttura proteica e‬ ‭l'acquisizione di una struttura casuale.‬ ‭Nella maggior parte dei casi le proteine denaturate assumono conformazioni parzialmente ripiegate.‬ L‭ a maggior parte delle prot. si denatura con il‬‭calore‬‭che produce effetti complessi sulle interazioni‬ ‭deboli, si tratta di un processo cooperativo, la perdita di struttura in una regione favorisce la‬ ‭destabilizzazione di altre regioni; l’effetto del calore non è facilmente prevedibile. Le proteine dei‬ ‭batteri termofili non vengono denaturate dal calore‬ ‭Le proteine possono denaturarsi anche per‬‭pH estremi‬‭o in solventi organici,questi però‬ ‭rappresentano trattamenti blandi perché tengono intatti i legami covalenti delle catene polip. infatti‬ ‭agiscono sulle interazioni idrofobiche.‬ ‭I pH invece alterano la carica netta delle proteine causando repulsioni elettrostatiche e la rottura dei‬ ‭legami H alterando le proprietà dei gruppi che stabilizzano la struttura terziaria e quaternaria.‬ ‭Anche gli‬‭agenti chimici‬‭possono dare denaturazione,‬‭come gli agenti‬‭caotropici‬‭come lo ione‬ ‭guanidinio e l’urea, a concentrazioni tra 5M e 10M aumentano la solubilità di sostanze apolari in H2o‬ ‭disgregando le interazioni idrofobiche. Agenti riducenti come‬‭beta mercaptoetanolo‬‭o‬‭ditiotreitolo‬ ‭rompono e == riducono i ponti disolfurici delle proteine‬ ‭ ueste condizioni portano spesso alla precipitazione della proteina con conseguente formazione di‬ Q ‭aggregati proteici spesso molto disordinati.‬ ‭Una proteina che è stata denaturata può però‬‭rinatuarsi‬‭e == ritornare alla sua forma nativa stabile,‬ ‭questo accade però solo in una minoranza di proteine di piccole dimensioni e dotate di stabilità che‬ ‭sanno ripiegarsi da sole; infatti ci sono 2 fattori che sembrano prevenire e ostacolare la corretta‬ ‭ripiegatura di proteine più grandi e sono‬ ‭-‬ ‭la tendenza a formare aggregati insolubili‬ ‭-‬ ‭la propensione a intraprendere percorsi diversi che portano a una ripiegatura errata, questo‬ ‭processo infatti potrebbe portare alla produzione di proteine mal ripiegate instabili e non‬ ‭funzionali o stabili e funzionali ma con funzione non corretta‬ ‭ eversibile‬‭, la rimozione dell’agente denaturante‬‭permette di riprendere spontaneamente la‬ R ‭struttura nativa‬ ‭Irreversibile‬‭: la proteina non ritorna più alla condizione‬‭originale nativa‬ ‭Una proteina che si ripiega passa da uno stato di elevata energia ed entropia ad uno stato di bassa‬ ‭energia ed entropia.‬‭folding funnel‬‭, un polipeptide‬‭non ripiegato esibisce numerose conformazioni,‬ ‭ a un alta entropia, man mano che si ripiega in un numero sempre minore di conformazioni la sua‬ h ‭entropia ed energia libera diminuiscono.‬ ‭ ROTEIN FOLDING‬ P ‭In che modo il polip. può assumere la sua conformazione nativa? E’ chiaro che il ripiegamento non‬ ‭può essere un processo casuale per tentativi ed errori. Esistono infatti delle scorciatoie‬ ‭Nel 1968 Cyrus Levinthal si fa questa domanda, egli fu infatti il primo ad assumere che a causa del‬ ‭grande numero di gradi di libertà di un polip non ripiegato questa molecola dovrebbe presentare un‬ ‭numero astronomico di possibili conformazioni finali. Da qui il ‘’paradosso di levinthal’’ , è l’enigma‬ ‭relativo alle dinamiche del folding proteico.‬ ‭Infatti se una proteina ha N residui e per ogni legame peptidico ci sono due angoli torsionali, phi e‬ ‭psi, e ciascun angolo ha 3 conformazioni stabili allora le conformazioni possibili per la proteina sono‬ ‭3‭2‬ N‬ ‭* 10‬‭N‭,‬ il che rappresenta anche un valore sottostimato‬‭perché non sono considerate le catene‬ ‭laterali.‬ ‭Sapendo che la proteina può esplorare una conformazione in 10‬‭-13‬ ‭sec (velocità con cui si riorientano‬ ‭i legami singoli) allora teoricamente il tempo impiegato dalla prot per ripiegarsi passando la tutte le‬ ‭conformazioni possibili è t= 10‬‭n‬‭*10‬‭-13‬ ‭sec e quindi‬‭un tempo lunghissimo, infatti per una prot con soli‬ ‭100 residui dovrei metterci 10‬‭87‬ ‭sec tipo miliardi‬‭di anni hahaha‬ S‭ appiamo invece che le proteine impiegano meno di un qualche secondo per ripiegarsi, questo‬ ‭perché avviene secondo una via diretta e non con una scelta casuale della struttura.‬ ‭Le principali vie di ripiegamento infatti hanno un carattere gerarchico:‬ ‭-‬ ‭Il ripiegamento inizia con la formazione di segmenti locali di struttura secondaria ( 5‬ ‭millisecondi), alcune sequenze aminoacidiche si ripiegano in alfa elica o foglietti beta, la‬ ‭scelta è influenzata dalle interazioni ioniche che interessa i gruppi carichi vicini nella‬ ‭sequenza lineare‬ ‭-‬ ‭Questo favorisce il successivo collasso idrofobico dei nuclei idrofobici compatti all’interno‬ ‭della proteina‬ ‭-‬ ‭Seguono poi le interazioni ad ampio raggio, per es tra due elementi di una struttura‬ ‭secondaria a formare strutture supersecondarie stabili, quindi seguono un cammino ben‬ ‭definito caratterizzato da conformazioni via via più stabili, diminuzione di G‬ ‭-‬ ‭Il processo continua fino a che non si formano domini completi e l’intero peptide assume la‬ ‭conformazione native‬ ‭La struttura nativa è quella termodinamicamente più stabile tra quelle cineticamente accessibili.‬ ‭ rocesso assistito‬ p ‭Non tutte le proteine si avvolgono spontaneamente dopo la loro sintesi nella cellula.‬ ‭Talvolta la proteina può riassumere la sua struttura tridimensionale solo nell'ambiente intracellulare‬ ‭per la presenza di altre proteine particolari che coadiuvano e partecipano al ripiegamento della‬ ‭proteina, queste proteine sono i‬‭CHAPERONI‬‭molecolari‬‭o chaperonine, operano attraverso un‬ ‭meccanismo di legame e rilascio dipendente dall’atp, esse legano le catene polip non ripiegate o solo‬ ‭parzialmente ripiegate allo scopo di prevenire l'associazione non corretta di segmenti idrofobici‬ ‭esposti che potrebbero causare una errata rinaturazione od aggregazione e precipitazione dei polip‬ ‭ umerosi chaperoni molecolari sono stati identificati come‬‭proteine da shock termico‬‭poiché la loro‬ N ‭sintesi aumenta in cellule esposte a temperature elevate presumibilmente per prevenire un errato‬ ‭ripiegamento in condizioni di stress ambientale.‬ ‭Impediscono anche il ripiegamento di certe proteine che devono rimanere non ripiegate fino a che‬ ‭non sono state trasferite attraverso la membrana‬ ‭Alcuni chaperoni molecolari facilitano anche l'organizzazione in strutture quaternarie delle proteine‬ ‭oligomeriche.‬ ‭Il legame di un polip non ripiegato da parte di un chaperone può rompere un aggregato di proteine o‬ ‭impedire la formazione di un nuovo aggregato. Quando viene rilasciato il polip legame esso ha la‬ ‭possibilità di riportare il ripiegamento alla sua struttura nativa, se questo non avviene in modo‬ ‭sufficientemente rapido il polip può essere nuovamente lato e il processo può essere ripetuto.‬ I‭n alternativa il polip può essere trasferito a una‬‭chaperonina‬‭, queste sono complessi proteici‬ ‭sofisticati necessari per il ripiegamento di alcune proteine cellulari che non si ripiegano‬ ‭spontaneamente.‬ ‭Nell’escherichia coli una parte delle proteine cellulari richiede per avvolgimento in condizioni normali‬ ‭l’intervento di un sistema di chaperonine detto GroEl/GroEs.‬ ‭Le chaperonine vennero scoperte quando si scoprì che esse servivano per la crescita di certi virus‬ ‭batterici.‬ ‭Questi chaperoni sono fatti da una serie di anelli multisubunità che formano due camere orientate‬ ‭schiena contro schiena.‬ ‭Una proteina non ripiegata viene prima legata a una superficie idrofobica esposta vicino all'estremità‬ ‭apicale di una camera di GroEl; la proteina viene poi intrappolata all’interno della camera, dove viene‬ ‭momentaneamente chiusa dal coperchio GroEs. Il primo va in contro ad una variazione‬ ‭conformazionale accoppiata all’idrolisi dell’atp, nel‬‭dominio atpasioco‬ ‭che regola a che il legame‬‭ed il‬ ‭rilascio del cappuccio. Dentro la camera‬ ‭la proteina ha a disposizione circa 10‬ ‭secondi per ripiegarsi, lo stesso tempo‬ ‭necessario per l’idrolisi dell’atp legata. Il‬ ‭fatto che la prot sia costretta li dentro‬ ‭impedisce che si appai non‬ ‭correttamente.‬ ‭La proteina viene rilasciata quando il‬ ‭cappuccio si stacca, però nel caso in cui il‬ ‭ripiegamento non fosse avvenuto‬ ‭correttamente il cappuccio può‬ ‭riattacarsi velocemente per ricominciare‬ ‭un nuovo ciclo‬ ‭ uesto processo avvine grazie all’idrolisi‬ Q ‭di 7 molecole di atp‬  S‭ TRUTTURA PRIMARIA E MUTAZIONI GENETICHE‬ ‭Tutte le funzioni delle proteine necessitano del riconoscimento tra zone o domini della proteina con‬ ‭altre molecole o parti di molecola: enzima substrato, anticorpo antigene…‬ ‭Il dominio preposto al riconoscimento e la molecola da riconoscere devono essere complementari in‬ ‭termini dis truttura e di carica‬ ‭Il riconoscimento dipende dalla distribuzione ei gruppi R e dalla sequenza degli aminoacidi‬ ‭Una mutazione della struttura primaria può impedire o rendere difficile il riconoscimento, causando‬ ‭disfunzioni più o meno gravi.‬ ‭Se ne deriva uno stato patologico, quella mutazione interessa il dominio di riconoscimento‬ ‭Se la mutazione è silente, == non genera malattie o disfunzioni allora è possibile che l’amminoacido‬ ‭mutato non sia nel dominio di riconoscimento‬ ‭Spesso è sufficiente la mutazione di un solo aminoacido‬ ‭Tutte le malattie causate da tali mutazioni sono genetiche‬ ‭Tutte le malattie genetiche originano una mutazione della struttura primaria della proteine‬ L‭ e malattie‬‭amiloidi‬‭derivano da un non corretto ripiegamento‬‭delle proteine, le proteine non‬ ‭correttamente ripiegate formano fibrille contenenti strutture beta estese.‬ ‭Almeno 35 patologie umane, solitamente con esito fatale, sono associate alla deposizione‬ ‭extracellulare in determinati tessuti di proteine, di norma solubili, sottoforma di aggregati fibrosi‬ ‭insolubili,‬‭amiloidi‬ ‭-‬ ‭morbo di alzheimer: proteina beta amiloide, condizione neurodegenerativa contraddistinta‬ ‭dalla presenza nel tessuto cerebrale di depositi amiloidi, placche, circondate da neuroni‬ ‭morti‬ ‭-‬ ‭sclerosi laterale amiotrofica: superossido dismutasi‬ ‭-‬ ‭malattia di Parkinson: alfa sinucleina‬ S‭ i è recentemente scoperto che certe infezioni associate a patologie neurologiche sono trasmesse da‬ ‭agenti simili ai virus ma costituiti solo da proteine.‬ I‭l peptide beta amiloide è il maggior costituente delle placche amiloidi, ed ha origine della proteina‬ ‭APP con un processo a due stadi,questa è una proteina di membrana codificata in un gene situato sul‬ ‭cromosoma 21. aderisce alla membrana cellulare attraversandola: una parte resta all’esterno e una‬ ‭all'interno‬ ‭Gli agenti che causano queste malattie sono chiamati‬‭prioni‬‭, strutture costituite dalla proteina PrP‬ ‭normalmente presente nel cervello con funzione ignota.‬ ‭I prioni sono forme aggregate della proteina Prp, questa normalmente contiene estese regioni‬ ‭ripiegate in alga elica, mentre negli aggregati alcune regioni della proteina si convertono in strutture‬ ‭beta che si associano a formare aggregati o fibrille amiloidi.‬ ‭EMOGLOBINA E MIOGLOBINA‬ L‭ e proteine non sono statiche, ma interagiscono con altre molecole modificando anche la propria‬ ‭forma e funzione.‬ ‭Per alcune interazioni il risultato è una reazione che modifica la configurazione chimica della‬ ‭molecola che interagisce, e la proteina agisce invece come catalizzatore, o‬‭enzima‬‭.‬ L‭ e funzioni di molte proteine richiedono il legame reversibile con altre molecole; una molecola legata‬ ‭ad una altra reversibilmente viene detta‬‭ligando‬‭,‬‭può essere qualsiasi tipo di molecola, anche una‬ ‭proteina.‬ ‭I ligando si legano a specifici siti sulla proteina detti‬ ‭siti di legame‬‭complementari al ligando.‬ ‭L’interazione è specifica per mantenere ordine nella molecola.‬ ‭Le proteine sono flessibili, le modificazioni che avvengono potrebbero essere impercettibili per‬ ‭questo si dice che una proteina ‘’respira’’, oppure le modifiche possono essere evidenti con grandi‬ ‭movimenti.‬ ‭Spesso quando avviene il legame con il ligando la proteina si modifica per rendere il sito più‬ ‭complementare al ligando, avviene cioè un‬‭adattamento‬‭indotto‬‭; sappiamo però che la‬ ‭modificazione di una subunità può portare alla modificazione delle altre vicine o lontane, questa‬ ‭interazione può avvenire anche per più ligandi che agiscono sulla stessa proteina.‬ ‭Le molecole su cui agiscono gli enzimi sono dette‬‭substrati‬‭ed il sito che lega il ligando è detto‬‭sito‬ ‭catalitico‬‭o‬‭sito attivo‬ l‭egame con O2‬ ‭Emoglobina e Mioglobina sono tra le proteine più studiate e meglio caratterizzate. Sono le prime di‬ ‭cui è stata determinata la struttura tridimensionale, sono importanti per la relazione che instaurano‬ ‭con altre molecole: legame reversibile proteina-ligando. Sono importanti per capire come le proteine‬ ‭