Clase de pliegue proteico

Un resumen de la anotación funcional de los pliegues de proteínas de traducción más ancestrales

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 beta-propulsor , 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 columna vertebral . 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 se compone de 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 uniéndose 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 completamente desestructurados hasta parcialmente estructurados e incluyen espirales aleatorias , glóbulos (pre) fundidos y grandes proteínas de múltiples dominios conectadas por enlazadores 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 a través de métodos tales como síntesis de péptidos , mutagénesis dirigida al sitio o síntesis de genes artificiales .

Ver también

• Superfamilia de proteínas
• Base de datos SCOP
• Base de datos CATH
• Base de datos FSSP

Referencias

1. 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 .
2. 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 .   
3. 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 .   
4. 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 . 
5. 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 .  
6. 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 . S2CID 11979420 .  
7. 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 . S2CID 15769874 .  
8. 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 .  
9. 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 . S2CID 18068406 .  
10. 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 .