Квартерна структура на белковините

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Примарна структура на белковинитеСекундарна структура на белковинитеТерциерна структура на белковинитеКвартерна структура на белковините
The image above contains clickable links
Интерактивен дијаграм на протеинската структура; за пример е искористен PCNA.

Квартерната структура на белковините (протеините) е бројот и распоредот на повеќекратните склопени протеински подединици во мултипротеинскиот комплекс. Таа вклучува организации од едноставни димери до големи хомоолигомери и комплекси со одреден или променлив број на подединици.[1] Таа може, исто така, да се однесува на биомолекуларните комплекси на протеини со нуклеински киселини или други кофактори.

Опис и примери[уреди | уреди извор]

Многу протеини се всушност агрегати на повеќе полипептидни синџири. Квартерната структура се однесува на бројот и распоредот на протеинските подединици една во однос на друга.[2] Примери на протеини со квартерна структура се хемоглобинот, ДНК полимеразата и јонските канали.

Ензимите кои се составени од подединици со различни функции понекогаш се нарекуваат холоензими, во кои некои делови може да бидат регулаторни подединици, а функционалното јадро е познато како каталитичка подединица. Други агрегати, кои, пак, се именуваат како мултипротеински комплекси, исто така поседуваат квартерна структура. Примери се нуклеозомите и микротубулите. Промените во квартерната структура може да се настанат преку конформациони промени во рамките на поединечните подединици или преку преориентација на едни подединици во однос на други. Токму преку таквите промени, кои се основата на кооперативноста и алостеријата кај „мултимерните“ ензими, многу протеини можат да ја вршат својата физиолошка функција и подложни се на регулација.

Горенаведената дефиниција го следи класичниот пристап кон биохемијата, поставена во времето кога не била правена разлика помеѓу протеин и функционална протеинска единица. Меѓутоа, во поново време, кога се говори за квартерна структура на протеините се мисли на интеракција помеѓу два или повеќе протеина, а сите агрегати на протеински молекули се разгледуваат како протеински комплекси.

Номенклатура[уреди | уреди извор]

Бројот на подединици во еден олигомерен комплекс се наведува со користење на имиња кои завршуваат со суфиксот -мер (грчки за „дел, подединица“). Формалните и грчко-латинските имиња генерално се користат за првите десет типови и можат да се користат за до дваесет подединици, додека комплексите од повисок ред обично се опишани со бројот на подединици, проследено со -мерен.

  • 1 = мономер/подединица
  • 2 = димер
  • 3 = тример
  • 4 = тетрамер
  • 5 = пентамер
  • 6 = хексамер
  • 7 = хептамер
  • 8 = октамер
  • 9 = нонамер
  • 10 = декамер
  • 11 = ундекамер
  • 12 = додекамер
  • 13 = тридекамер
  • 14 = тетрадекамер
  • 15 = пентадекамер*
  • 16 = хексадекамер
  • 17 = хептадекамер*
  • 18 = октадекамер
  • 19 = нонадекамер
  • 20 = еикозамер
  • 21-мер
  • 22-мер
  • 23-мер*
  • итн.
*Без познати примери

Иако поголемите комплекси од октамери ретко се забележуваат кај повеќето протеини, постојат некои важни исклучоци. Вирусните капсиди често се состојат од група на 60 протеини. Примери во клетките се некои молекуларни машини, како што се протеазомот (четири хептамерни прстени = 28 подединици), транскрипциониот комплекс и сплајсозомот. Рибозомот е веројатно најголемата молекуларна машина, составена од неколку РНК и мноштво на протеински молекули.

Во некои случаи, протеините може да градат комплекси кои потоа се собираат во уште поголеми комплекси. Во вакви случаи се користи номенклатурата, на пример, „димер на димери“ или „тример на димери“, за да се означи дека комплексот може да се дисоцира на помали под-комплекси пред дисоцијацијата во мономери.

Одредување[уреди | уреди извор]

Квартерната структура на протеините може да се одреди со користење на различни експериментални техники. Овие експерименти често даваат проценка за масата на нативниот протеин и, во комбинација со информациите за масите и/или стехиометријата на подединиците, дозволуваат да се предвиди квартерната структура со одредена точност. Од различни причини не секогаш е возможно да се добие прецизно одредување на составот на подединиците.

Бројот на подединици во протеинскиот комплекс често може да се одреди со мерење на хидродинамичкиот молекуларен волумен или масата на интактниот комплекс кој бара услови на нативниот раствор. За склопени протеини, масата може да се изведе од волуменот со употреба на парцијалниот специфичен волумен од 0,73 ml/g. Сепак, мерењата на волуменот се помалку сигурни од мерењата на масата, бидејќи несклопените протеини имаат многу поголем волумен од склопените протеини; потребни се дополнителни експерименти за да се утврди дали протеинот е несклопен или има формирано олигомер.

Предвидување[уреди | уреди извор]

Развиени се неколку биоинформатички методи за предвидување на квартерната структура на протеините врз основа на информации за нивните секвенци, со употреба на псевдо аминокиселински состав (PseAAC).[2][3][4]

Директно мерење на масата на интактни комплекси[уреди | уреди извор]

  • таложење - аналитичко ултрацентрифугирање
  • масена спектрометрија со електроспреј јонизација
  • Масено спектрометриски имуноесеј MSIA

Директно мерење на големина на интактни комплекси[уреди | уреди извор]

  • статичко расејување на светлината
  • гел ексклузивна хроматографија (бара калибрација)
  • Интерферометрија со двојна поларизација

Индиректно мерење на големина на интактни комплекси[уреди | уреди извор]

  • седиментационо-брзинска аналитичка ултрацентрифугација (ја мери транслационата константа на дифузија)
  • динамично расејување на светлината (ја мери транслационата константа на дифузија)
  • пулс-градиентна протеинска нуклеарна магнетна резонанца (ја мери транслационата константа на дифузија)
  • поларизација на флуоресценција (ја мери ротационата константа на дифузија)
  • диелектрична релаксација (ја мери ротационата константа на дифузија)
  • Интерферометрија со двојна поларизација (ја мери големината и густината на комплексот)

Поврзано[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert (2002 г). Quaternary Structure: Polypeptide Chains Can Assemble Into Multisubunit Structures (на en). „Biochemistry. 5th edition“. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22550/. 
  2. 2,0 2,1 Chou, Kuo-Chen; Cai, Yu-Dong (1 ноември 2003 г). Predicting protein quaternary structure by pseudo amino acid composition. „Proteins“ том  53 (2): 282–289. doi:10.1002/prot.10500. ISSN 1097-0134. PMID 14517979. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14517979. 
  3. Zhang, Shao-Wu; Chen, Wei; Yang, Feng; Pan, Quan (1 октомври 2008 г). Using Chou's pseudo amino acid composition to predict protein quaternary structure: a sequence-segmented PseAAC approach. „Amino Acids“ том  35 (3): 591–598. doi:10.1007/s00726-008-0086-x. ISSN 1438-2199. PMID 18427713. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18427713. 
  4. Xiao, Xuan; Wang, Pu; Chou, Kuo-Chen (14 февруари 2009 г). Predicting the quaternary structure attribute of a protein by hybridizing functional domain composition and pseudo amino acid composition (на en). „Journal of Applied Crystallography“ том  42 (2): 169–173. doi:10.1107/S0021889809002751. ISSN 0021-8898. http://scripts.iucr.org/cgi-bin/paper?S0021889809002751. 

Надворешни врски[уреди | уреди извор]

  • База на податоци за макромолекуларни структури (MSD) на Европскиот институт за биоинформатика (EBI) – поседува листа на можна квартерна структура за секој протеин во Банката на податоци за протеини - Protein Data Bank (PDB).
  • PISA – сервер за протеински интерфејси, површини и групации на MSD.
  • EPPIC – Evolutionary Protein–Protein Interface Classification: еволутивна проценка на интерфејси во кристалните структури (англиски)
  • 3D комплекс – Структурна класификација на протеински комплекси (англиски)
  • Proteopedia Насловна Страница 3D енциклопедија за протеини и други молекули.
  • ProtCID—база на податоци на слични протеин–протеин интерфејси во кристалните структури на хомологни протеини. (англиски)