Las clases de pliegues de proteínas son categorías amplias de topología de estructura terciaria de proteínas . Describen grupos de proteínas que comparten proporciones similares de aminoácidos y estructuras secundarias. Cada clase contiene múltiples superfamilias de proteínas independientes (es decir, no están necesariamente relacionadas evolutivamente entre sí). [1] [2] [3]
Clases generalmente reconocidas
Cuatro grandes clases de proteínas que generalmente están de acuerdo con las dos bases de datos de clasificación de estructuras principales ( SCOP y CATH ).
todo-α
Todas las proteínas α son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta enteramente por hélices α , con la posible excepción de unas pocas láminas β aisladas en la periferia.
Los ejemplos comunes incluyen el bromodominio , el pliegue de la globina y el pliegue del homeodominio .
todo-β
Todas las proteínas β son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta enteramente por láminas β , con la posible excepción de unas pocas hélices α aisladas en la periferia.
Los ejemplos comunes incluyen el dominio SH3 , el dominio de hélice beta , el pliegue de inmunoglobulina y el dominio de unión al ADN B3 .
α + β
Las proteínas α + β son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta por hélices α y hebras β que se encuentran por separado a lo largo de la cadena principal . Por lo tanto, las cadenas β son en su mayoría antiparalelas . [4]
Los ejemplos comunes incluyen el pliegue de ferredoxina , ribonucleasa A y el dominio SH2 .
α / β
Las proteínas α / β son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta por hélices α y hebras β alternas a lo largo del esqueleto. Por lo tanto, las cadenas β son en su mayoría paralelas . [4]
Los ejemplos comunes incluyen el pliegue de flavodoxina , el barril TIM y proteínas de repetición rica en leucina (LRR) como el inhibidor de ribonucleasa .
Clases adicionales
Proteínas de membrana
Las proteínas de membrana interactúan con las membranas biológicas, ya sea insertándose en ellas o atadas a través de un lípido unido covalentemente. Son uno de los tipos comunes de proteína junto con solubles proteínas globulares , proteínas fibrosas y proteínas desordenadas . [5] Son objetivos de más del 50% de todas las drogas medicinales modernas. [6] Se estima que del 20 al 30% de todos los genes en la mayoría de los genomas codifican proteínas de membrana. [7]
Proteínas intrínsecamente desordenadas
Las proteínas intrínsecamente desordenadas carecen de una estructura tridimensional fija u ordenada . [8] [9] [10] Los desplazados internos cubren un espectro de estados, desde totalmente desestructurados hasta parcialmente estructurados e incluyen espirales aleatorias , glóbulos (pre) fundidos y grandes proteínas multidominio conectadas por conectores flexibles. Constituyen uno de los principales tipos de proteínas (junto con las proteínas globulares , fibrosas y de membrana ). [5]
Proteínas en espiral
Las proteínas en espiral forman fibras largas e insolubles involucradas en la matriz extracelular . Hay muchas superfamilias de escleroproteínas que incluyen queratina , colágeno , elastina y fibroína . Las funciones de tales proteínas incluyen protección y soporte, formando tejido conectivo , tendones , matrices óseas y fibra muscular .
Pequeñas proteínas
Las proteínas pequeñas suelen tener una estructura terciaria que se mantiene mediante puentes disulfuro ( proteínas ricas en cisteína ), ligandos metálicos ( proteínas de unión a metales ) y cofactores como el hemo .
Proteínas diseñadas
Numerosas estructuras de proteínas son el resultado de un diseño racional y no existen en la naturaleza. Las proteínas se pueden diseñar desde cero ( diseño de novo ) o realizando variaciones calculadas en una estructura de proteína conocida y su secuencia (conocido como rediseño de proteínas ). Los enfoques de diseño de proteínas racionales hacen predicciones de secuencias de proteínas que se plegarán a estructuras específicas. Estas secuencias predichas pueden luego validarse experimentalmente mediante métodos como la síntesis de péptidos , la mutagénesis dirigida al sitio o la síntesis de genes artificiales .
Ver también
- Superfamilia de proteínas
- Base de datos SCOP
- Base de datos CATH
- Base de datos FSSP
Referencias
- ^ Hubbard, Tim JP; Murzin, Alexey G .; Brenner, Steven E .; Chothia, Cyrus (1 de enero de 1997). "SCOP: una base de datos de clasificación estructural de proteínas" . Investigación de ácidos nucleicos . 25 (1): 236–239. doi : 10.1093 / nar / 25.1.236 . ISSN 0305-1048 . PMC 146380 . PMID 9016544 .
- ^ Greene, Lesley H .; Lewis, Tony E .; Addou, Sarah; Brazalete, Alison; Dallman, Tim; Dibley, Mark; Redfern, Oliver; Pearl, Frances; Nambudiry, Rekha (1 de enero de 2007). "La base de datos de estructura de dominio CATH: los nuevos protocolos y niveles de clasificación brindan un recurso más completo para explorar la evolución" . Investigación de ácidos nucleicos . 35 (supl. 1): D291 – D297. doi : 10.1093 / nar / gkl959 . ISSN 0305-1048 . PMC 1751535 . PMID 17135200 .
- ^ Fox, Naomi K .; Brenner, Steven E .; Chandonia, John-Marc (1 de enero de 2014). "SCOPe: Clasificación estructural de proteínas: ampliado, integrando datos SCOP y ASTRAL y clasificación de nuevas estructuras" . Investigación de ácidos nucleicos . 42 (D1): D304 – D309. doi : 10.1093 / nar / gkt1240 . ISSN 0305-1048 . PMC 3965108 . PMID 24304899 .
- ^ a b Efimov, Alexander V. (1995). "Similitud estructural entre α / β y β-proteínas de dos capas". Revista de Biología Molecular . 245 (4): 402–415. doi : 10.1006 / jmbi.1994.0033 . PMID 7837272 .
- ^ a b Andreeva, A (2014). "Prototipo de SCOP2: un nuevo enfoque para la minería de estructuras de proteínas" . Ácidos nucleicos Res . 42 (Problema de la base de datos): D310–4. doi : 10.1093 / nar / gkt1242 . PMC 3964979 . PMID 24293656 .
- ^ Overington JP, Al-Lazikani B, Hopkins AL (diciembre de 2006). "¿Cuántos objetivos farmacológicos hay?". Nat Rev Drug Discov . 5 (12): 993–6. doi : 10.1038 / nrd2199 . PMID 17139284 .
- ^ Krogh, A .; Larsson, BR; Von Heijne, G .; Sonnhammer, ELL (2001). "Predicción de la topología de proteínas transmembrana con un modelo de Markov oculto: aplicación para completar genomas" . Revista de Biología Molecular . 305 (3): 567–580. doi : 10.1006 / jmbi.2000.4315 . PMID 11152613 .
- ^ Dunker, AK; Lawson, JD; Brown, CJ; Williams, RM; Romero, P; Oh, JS; Oldfield, CJ; Campen, AM; Ratliff, CM; Hipps, KW; Ausio, J; Nissen, MS; Reeves, R; Kang, C; Kissinger, CR; Bailey, RW; Griswold, MD; Chiu, W; Garner, EC; Obradovic, Z (2001). "Proteína intrínsecamente desordenada". Revista de modelado y gráficos moleculares . 19 (1): 26–59. CiteSeerX 10.1.1.113.556 . doi : 10.1016 / s1093-3263 (00) 00138-8 . PMID 11381529 .
- ^ Dyson HJ , Wright PE (marzo de 2005). "Proteínas intrínsecamente desestructuradas y sus funciones". Nat. Rev. Mol. Cell Biol . 6 (3): 197–208. doi : 10.1038 / nrm1589 . PMID 15738986 .
- ^ Dunker AK, Silman I, Uversky VN, Sussman JL (diciembre de 2008). "Función y estructura de proteínas intrínsecamente desordenadas". Curr. Opin. Struct. Biol . 18 (6): 756–64. doi : 10.1016 / j.sbi.2008.10.002 . PMID 18952168 .