» » » Складывание белков


Складывание белка представляет собой процесс, с помощью которого полипептидная цепь складывается, чтобы стать биологически активным белком в своей собственной трехмерной структуре. Структура белка имеет решающее значение для его функции. Сложенные белки удерживаются вместе различными молекулярными взаимодействиями.

Во время трансляции каждый белок синтезируется как линейная цепь аминокислот или случайная катушка, не имеющая стабильной трехмерной структуры. Аминокислоты в цепи в конечном счете взаимодействуют друг с другом с образованием четко определенного сложенного белка. Аминокислотная последовательность белка определяет его трехмерную структуру. Складывание белков в их правильную нативную структуру является ключом к их функции. Неправильное складывание приводит к образованию неактивных или токсичных белков, которые вызывают сбои и вызывают ряд заболеваний.

Четыре стадии складывания белка

Складывание белка представляет собой сложный процесс, включающий четыре стадии, что приводит к возникновению различных трехмерных структур белка, необходимых для различных функций в организме человека. Структура белка устроена иерархически – от первичной до четвертичной структуры. Широкое разнообразие аминокислотных последовательностей объясняет различные конформации в структуре белка.

  • Первичная структура относится к линейной последовательности аминокислотных остатков в полипептидной цепи.
  • Вторичная структура образуется путем образования водородных связей между атомами в полипептидной основной цепи, которая складывает цепи в альфа-спирали или бета-листы.
  • Третичная структура образуется путем складывания вторичных структурных листов или спиралей друг в друга. Третичная структура белка представляет собой геометрическую форму белка. Она обычно имеет полипептидную цепь в качестве основы, с одной или несколькими вторичными структурами. Третичная структура определяется взаимодействием и связыванием боковых цепей аминокислот в белке.
  • Четвертичная структура образуется из сложенных аминокислотных цепей в третичных структурах, взаимодействующих далее друг с другом, с образованием функционального белка, такого как гемоглобин или ДНК-полимераза.

Факторы, влияющие на свертывание белка

Складывание белка является очень чувствительным процессом, на который влияют несколько внешних факторов, включая электрические и магнитные поля, температура, рН, химические вещества, ограничение пространства и молекулярное скопление. Эти факторы влияют на способность белков складываться в их правильные функциональные формы.

Экстремальные температуры влияют на стабильность белков и заставляют их разворачиваться или денатурироваться. Точно так же экстремальные рН, механические силы и химические денатурирующие вещества могут денатурировать белки. Во время денатурации белки теряют свои третичные и вторичные структуры и становятся случайной катушкой. Хотя денатурация не всегда обратима, некоторые белки могут повторно складываться при определенных условиях.

Некоторые клетки содержат белки теплового шока или шапероны, которые защищают белки от тепловой денатурации. Шапероны помогают белкам складываться и оставаться сложными при экстремальных температурах.

Заболевания, связанные с неправильной складкой белка

Несоответствующие белки легко денатурируются и теряют свою структуру и функцию. Неправильное сложение белка может привести к многим заболеваниям человека.

Болезнь Альцгеймера является примером нейродегенеративного состояния, которое вызыватеся неправильным сплетением белка. Это заболевание характеризуется плотными бляшками в мозге, которые являются результатом неправильного размещения вторичных β-листов фибриллярных β-амилоидных белков, присутствующих в мозговом веществе. Болезнь Хантингтона и болезнь Паркинсона являются другими примерами нейродегенеративных заболеваний, связанных с белковым расстройством.

Кистозный фиброз является фатальным заболеванием, которое вызывается неправильным использованием белка CFTR. В большинстве случаев кистозного фиброза в положении 508 отмечается отсутствие фенилаланина, что приводи к неправильному определению белка регулятора.