Estructura terciaria de proteínas
La estructura terciaria de la proteína es la forma tridimensional de una proteína . La estructura terciaria tendrá un único "esqueleto" de cadena polipeptídica con una o más estructuras secundarias proteicas , los dominios proteicos . Las cadenas laterales de aminoácidos pueden interactuar y unirse de varias formas. Las interacciones y los enlaces de las cadenas laterales dentro de una proteína particular determinan su estructura terciaria. La estructura terciaria de la proteína se define por sus coordenadas atómicas . Estas coordenadas pueden referirse a un dominio de proteína o a la estructura terciaria completa. [1] [2] Varias estructuras terciarias pueden plegarse en unaestructura cuaternaria . [3]
La ciencia de la estructura terciaria de las proteínas ha progresado de una hipótesis a una de definición detallada. Aunque Emil Fischer había sugerido que las proteínas estaban formadas por cadenas polipeptídicas y cadenas laterales de aminoácidos, fue Dorothy Maud Wrinch quien incorporó la geometría en la predicción de las estructuras de las proteínas . Wrinch demostró esto con el modelo Cyclol , la primera predicción de la estructura de una proteína globular . [4] Los métodos contemporáneos son capaces de determinar, sin predicción, estructuras terciarias dentro de los 5 Å(0,5 nm) para proteínas pequeñas (<120 residuos) y, en condiciones favorables, predicciones confiables de la estructura secundaria .
Una proteína plegada en su estado nativo o conformación nativa típicamente tiene una energía libre de Gibbs más baja (una combinación de entalpía y entropía ) que la conformación desplegada. Una proteína tenderá hacia conformaciones de baja energía, lo que determinará el pliegue de la proteína en el entorno celular . Debido a que muchas conformaciones similares tendrán energías similares, las estructuras de las proteínas son dinámicas y fluctúan entre una gran cantidad de estas estructuras similares.
Las proteínas globulares tienen un núcleo de residuos de aminoácidos hidrófobos y una región superficial de residuos hidrófilos cargados, expuestos al agua . Esta disposición puede estabilizar las interacciones dentro de la estructura terciaria. Por ejemplo, en las proteínas secretadas , que no están bañadas en el citoplasma , los enlaces disulfuro entre los residuos de cisteína ayudan a mantener la estructura terciaria. Existe una similitud de estructuras terciarias estables observadas en proteínas de función diversa y evolución diversa . Por ejemplo, el barril TIM , llamado así por la enzima triosafosfatoisomerasa, es una estructura terciaria común al igual que la estructura de espiral en espiral dimérica , altamente estable . Por tanto, las proteínas pueden clasificarse según las estructuras que contienen. Las bases de datos de proteínas que utilizan tal clasificación incluyen SCOP y CATH .
La cinética de plegado puede atrapar una proteína en una conformación de alta energía , es decir, una conformación intermedia de alta energía bloquea el acceso a la conformación de menor energía. La conformación de alta energía puede contribuir a la función de la proteína. Por ejemplo, la proteína hemaglutinina de la influenza es una única cadena polipeptídica que, cuando se activa, se escinde proteolíticamente para formar dos cadenas polipeptídicas. Las dos cadenas se mantienen en una conformación de alta energía. Cuando el pH local desciende, la proteína experimenta un reordenamiento conformacional energéticamente favorable que le permite penetrar la membrana de la célula huésped .
Algunas estructuras de proteínas terciarias pueden existir en estados de larga duración que no son el estado más estable esperado. Por ejemplo, muchas serpinas (inhibidores de serina proteasa) muestran esta metaestabilidad . Sufren un cambio conformacional cuando una proteasa corta un bucle de la proteína . [5] [6] [7]
