Globulasti proteini
Globulasti proteini ili globuloproteini (od globula= mali globus) ili sferoproteini su sferni ("nalik globusu") proteini i jedan su od uobičajenih tipova proteina (ostalisu vlaknasti, nesređeni i membranski proteini). Globulasti proteini su donekle topljivi u vodi (tvore koloide), za razliku od vlaknastih ili membranskih proteina.[1] Postoji više klasa savijanja globulastih proteina, budući da postoji mnogo različitih arhitektura koje se mogu presavijati u otprilike sferni oblik.
Termin globin može se konkretnije odnositi na proteine uključujući globinsko savijanje.[2]
Globulasta struktura in rastvorljivost
[uredi | uredi izvor]Termin globulasti protein prilično je star (vjerovatno datira iz 19. stoljeća), a sada je pomalo arhaičan s obzirom na stotine hiljada proteina i elegantniji i opisniji rječnik strukturnih motiva . Globulasta priroda ovih proteina može se odrediti bez upotrebe suvremenih tehnika, već samo upotrebom ultracentrifuga ili tehnika raspršivanja dinamičkog svjetla.
Sferna struktura inducirana je tercijarnom strukturom proteina. Apolarne (hidrofobne) aminokiselina vezane su prema unutrašnjosti molekula, dok su polarne (hidrofilne) aminokiseline vezane prema van, omogućavajući dipol-dipolne interakcije s rastvaračem, što objašnjava topljivost molekula.
Globulasti proteini su samo marginalno stabilni jer je slobodna energija koja se oslobađa kada se protein sklopi u svoju prirodnu konformaciju relativno mala. To je zato što savijanje proteina zahtijeva entropijske troškove. Kako primarna sekvenca polipeptidnog lanca može formirati brojne konformacije, nativna globulayasta struktura ograničava njegovu konformaciju na samo nekoliko. Rezultat je smanjenje nasumičnosti, iako nekovalentne interakcije, poput hidrofobnih , stabiliziraju strukturu.
Iako još uvijek nije poznato kako se proteini prirodno nakupljaju, novi dokazi pomogli su boljem razumijevanju. Dio problema savijanja proteina je u tome što se stvara nekoliko nekovalentnih, slabih interakcija, poput vodikovih veza i Van der Waalsove interakcije. Kroz nekoliko tehnika sada se proučava mehanizam nakupljanja proteina. Čak i u denaturiranom stanju, protein se može presaviti u ispravnu strukturu.
Čini se da globulasti proteini imaju dva mehanizma za savijanje ili model difuzije-sudara ili model kondenzacijske nukleacije, iako su nedavni nalazi pokazali da se globulasti proteini, poput PTP-BL PDZ2, sklapaju s karakterističnim obilježjima oba modela . Ovi novi nalazi pokazali su da prijelazna stanja proteina mogu uticati na način njihovog savijanja. Sklapanje globulastih proteina također je nedavno povezano s liječenjem bolesti, a razvijeni su i antikancerogeni ligandi koji se vežu na presavijeni, ali ne i prirodni protein. Ove studije su pokazale da nakupljanje globulastih proteina utiče na njihvu funkciju.[3]
Po drugom zakonu termodinamike, razlikama slobodne energije između rasklopljenih i presavijenih stanja doprinose entlapiji i promjeni entropije. Kako je razlika u slobodnoj energiji u globulastom proteinu koja nastaje preklapanjem u njegovu nativnu konformaciju mala, marginalno je stabilna, čime se osigurava brza stopa fluktuacije i efikasna kontrola razgradnje i sinteze proteina.
Uloga
[uredi | uredi izvor]Za razliku od vlaknastih proteina, koji imaju samo strukturnu funkciju, kuglasti proteini mogu djelovati kao:
- Enzimi, katalizatori organske reakcije koje se odvijaju u organizmu u blagim uvjetima i sa velikom specifičnošću. Različite esteraze ispunjavaju ovu ulogu.
- Glasnici, prenošenjem poruka za regulaciju bioloških procesa. Ovu funkciju obavljaju hormoni, tj. insulin itd.
- Transporteri drugih molekula kroz membrane
- Zalihe aminokiselina.
- Regulacijske uloge takođe imaju ovakvi, a ne vlaknasti proteini.
- Strukturni proteini, naprimjer aktin i tubulin, koji su globulasti i topivi kao monomerni, ali se polimeriziraju u dugačka, kruta vlakna
Članovi
[uredi | uredi izvor]Među najpoznatijim globulastim proteinima je hemoglobin, član porodice globinskih proteina. Ostali globulasti proteini su alfa, beta i gama (IgA, IgD, IgE, IgG i IgM) globulin. Gotovo svi enzimi s glavnim funkcijama u metabolizmu su globulastog oblika, kao i mnogi proteini transdukcije signala.
Albumini su takođe globulastii proteini, iako su, za razliku od svih drugih takvih proteina, potpuno topljivi u vodi. Nisu rastvorljivi u ulju.
Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ Andreeva A, Howorth D, Chothia C, Kulesha E, Murzin AG (January 2014). "SCOP2 prototype: a new approach to protein structure mining". Nucleic Acids Research. 42 (Database issue): D310-4. doi:10.1093/nar/gkt1242. PMC 3964979. PMID 24293656.
- ^ Globins na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- ^ Travaglini-Allocatelli C, Ivarsson Y, Jemth P, Gianni S (February 2009). "Folding and stability of globular proteins and implications for function". Current Opinion in Structural Biology. 19 (1): 3–7. doi:10.1016/j.sbi.2008.12.001. PMID 19157852.