• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Białka integralne

    Przeczytaj także...
    Protein Data Bank, w skrócie PDB (pol. Bank Danych Białkowych) to baza danych zawierająca przede wszystkim dane o strukturze przestrzennej białek i kwasów nukleinowych.Denaturacja białka – zmiany w II, III- i IV-rzędowej strukturze białka natywnego, które prowadzą do utraty aktywności biologicznej lub innej indywidualnej cechy charakterystycznej przy zachowaniu sekwencji aminokwasów.
    Białka adhezyjne (ang. CAM - Cell adhesion molecule lub ICAM - Intracellular adhesion molecule), inaczej adhezyny - białka uczestniczące w przyleganiu komórek do siebie.

    Białka integralnebiałka błonowe (lub ich agregaty) trwale związane z błoną biologiczną. Takie białka mogą być z niej wyizolowane tylko przy użyciu detergentów, rozpuszczalników niepolarnych lub czasami czynników denaturujących.

    Prawdopodobnie aż 30% białek kodowanych w ludzkim genomie stanowią białka błonowe, z czego większość stanowią integralne białka błonowe.

    Helisa alfa – struktura drugorzędowa białka (tak jak i harmonijka beta), stabilizowana przez wiązania wodorowe. Kształtem przypomina cylinder, tworzony przez ciasno, prawoskrętnie skręconą sprężynę. Ściany cylindra tworzy łańcuch polipeptydowy, a łańcuchy boczne (podstawniki) wystają na zewnątrz. Co cztery aminokwasy w łańcuchu polipeptydowym tworzone jest wiązanie wodorowe pomiędzy grupą karboksylową jednego aminokwasu a grupą aminową drugiego. Skok helisy następuje co 0,54 nm.W biologii i chemii, dwuwarstwa lipidowa - to spontanicznie powstająca w roztworach wodnych niektórych lipidów (głównie fosfolipidów) błona zbudowana z dwóch warstw cząsteczek tych związków chemicznych. Dwuwarstwa lipidowa stanowi podstawową część każdej błony biologicznej. Bez jej istnienia nie mogłyby funkcjonować żadne komórki żywe.

    Struktura[]

    Obecnie poznano jedynie około 160 różnych struktur integralnych białek błonowych z wysoką rozdzielczością dostępną za pomocą metody dyfrakcji rentgenowskiej lub spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego. Wiąże się to z trudnościami z izolacją takich białek i ich krystalizacją w środowisku pozabłonowym. Rozwiązaniem może być użycie technik rekonstytucji w kryształach 2-D przy uzyskiwaniu materiału odpowiedniego do technik dyfrakcyjnych – wciąż jednak nie wynaleziono przełomowej metody badania struktury takich białek. Baza struktur białkowych (Protein Data Bank) zawiera dodatkowo rozpuszczalne w wodzie domeny białek integralnych (które są łatwiejsze do krystalizacji), jednak takie podejście pozbawia takie struktury kluczowej informacji, jaką stanowią fragmenty kotwiczące.

    Białka receptorowe (receptory) – białka łączące się z określoną inną substancją (ligandem), taką jak np. neuroprzekaźnik albo hormon, i inicjujące kaskadę przewodzenia sygnału i reakcji komórki w odpowiedzi na ligand. W zasadzie ligand pasuje do receptora jak klucz do zamka, jednak jeden ligand może wiązać się z różnymi receptorami oraz jeden receptor może być pobudzany przez jeden lub więcej ligandów. Receptory mają ogromne znaczenie w biotechnologii i medycynie: badania nad nowymi lekami koncentrują się na znalezieniu substancji chemicznych blokujących lub pobudzających receptory.Kanał błonowy – białko transbłonowe, zwykle o strukturze α-helisy bądź β-beczułki, uczestniczące w dyfuzji wspomaganej. W swojej strukturze posiada jonoselektywny hydrofilowy por pozwalający na stosunkowo swobodny przepływ substancji (z szybkością ok. 1000 razy większą niż przez przenośnik).

    Integralne białka błonowe można podzielić na dwie grupy:

    1. białka przezbłonowe
    2. białka nieprzebijające błony

    Co znamienne, dla wszystkich znanych obecnie białek integralnych poznano jedynie dwa różne motywy ich kotwiczenia w błonie: strukturę helisy α lub beczułki β – co wymusza silnie hydrofobowy charakter lipidowej części błony. Struktury te wymuszają skierowanie polarnych łańcuchów bocznych aminokwasów danego białka do wnętrza struktury, co najczęściej daje efekt polarnego kanału pozwalającego na przepływ odpowiednich polarnych cząsteczek.

    Monowarstwa to inaczej warstwa monomolekularna (warstwa jednocząsteczkowa) lub warstwa monoatomowa, – warstwa o grubości odpowiadającej średnicy jednej cząsteczki (lub atomu). Jest to pojęcie pojawiające się m.in. w elektronice (produkcja elementów półprzewodnikowych) i w teorii zjawisk powierzchniowych (np. adsorpcji). Pojęcie jest też używane w biologii na określenie hodowli komórkowej w której komórki nie rosną jedna na drugiej.Błona biologiczna, biomembrana − membrana otaczająca lub rozdzielająca odrębne przedziały, zwykle w komórkach. Zalicza się do nich zarówno błony komórkowe jak i błony organelli wewnętrznych, na przykład mitochondrialne, tylakoidów lub dysków w pręcikach i czopkach. Są one podstawowymi strukturami budującymi komórki wszystkich organizmów, zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Pomimo wielkiego zróżnicowania struktur otoczonych błonami, podstawy budowy błon biologicznych we wszystkich organizmach są w zasadzie te same. Zgodnie z modelem płynnej mozaiki, zaproponowanym w w 1972 roku przez Jonathana Singera i Gartha Nicolsona, każdą błonę w komórce tworzy płynna dwuwarstwa cząsteczek fosfolipidowych, w której zanurzone są białka.

    Białka przezbłonowe[]

    Białka przezbłonowe przebijają całą grubość dwuwarstwy. Bardziej powszechna grupa białek integralnych.

    Główne motywy strukturalne białek przezbłonowych

    Białka nieprzebijające błony[]

    Dzielą się na białka listka (monowarstwy) wewnętrznego i zewnętrznego. Swoistą podgrupą białek nieprzebijających błony są jej białka wewnętrzne, ulokowane pomiędzy dwoma monowarstwami, w części hydrofobowej.

    Białka błonowe to białka związane ze strukturą błony biologicznej. W tych błonach białka pełnią rozliczne funkcje niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania komórki. Występują m.in. w roli:Ciało krystaliczne – ciało stałe, w którym cząsteczki (kryształy molekularne), atomy (kryształy kowalencyjne) lub jony (kryształy jonowe) są ułożone w uporządkowany schemat powtarzający się we wszystkich trzech wymiarach przestrzennych. W objętości ciała cząsteczki zajmują ściśle określone miejsca, zwane węzłami sieci krystalicznej, i mogą jedynie drgać wokół tych położeń.

    Funkcja[]

    Białka integralne pełnią cały szereg różnorakich funkcji w komórkach. Można wśród nich odnaleźć kanały, przenośniki, pompy, receptory, enzymy, białka strukturalne, białka uczestniczące w przemianach energetycznych w komórce, białka adhezyjne i wiele innych.

    Przypisy

    1. Helenius A., Simons K. Solublilization of membrane proteins by detergents Biochim. Biophys. Acta 415 (1975) 29-79
    2. Biochim. Biophys. Acta 1565 (2002) 143 (Editorial)
    3. J.-L. Rigaud Membrane proteins functional and structrural studies using reconstituted proteoliposomes and 2-D crystals Brazilian J. of Med. and Biol. Resarch 35 (2002) 753-766
    4. J.U. Bowie Stabilizing membrane proteins Curr. Opin. in Struct. Biol. 11 (2001) 397-402

    Bibliografia[]

    1. Booth, P.J., Templer, R.H., Meijberg, W., Allen, S.J., Curran, A.R., and Lorch, M. 2001. In vitro studies of membrane protein folding. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 36: 501-603.
    2. Bowie J.U. 2005. Solving the membrane protein folding problem. Nature 438: 581-589.
    3. Capaldi R.A., Green D.E. Membrane proteins and membrane structure FEBS Lett. 25 (1972) 205-209
    4. Popot J-L. and Engelman D.M. 2000. Helical membrane protein folding, stability, and evolution. Annu. Rev. Biochem. 69: 881-922.
    5. Protein-lipid interactions (Ed. L.K. Tamm) Wiley, 2005.

    Linki zewnętrzne[]

  • Baza PDB struktur integralnych białek błonowych i peptydów hydrofobowych ze szczególnym uwzględnieniem warunków krystalizacji (ang.)
  • Lipidy (gr. λίπος lípos – tłuszcz) – szeroka grupa występujących w naturze związków chemicznych. Zaliczają się do nich tłuszcze, woski, sterole, tak zwane rozpuszczalne w tłuszczach witaminy (jak witaminy A, D, E, K), monoacyloglicerole, diacyloglicerole, fosfolipidy i wiele innych grup. Główne biologiczne funkcje lipidów to magazynowanie energii, tworzenie błon biologicznych i udział w przesyłaniu sygnałów.Aminokwasy – organiczne związki chemiczne zawierające zasadową grupę aminową -NH2 oraz kwasową grupę karboksylową -COOH lub – w ujęciu ogólniejszym – dowolną grupę kwasową, np. sulfonową -SO3H. Aminokwasy są tzw. solami wewnętrznymi (amfolitami).



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, spektroskopia NMR (ang. Nuclear Magnetic Resonance) – jedna z najczęściej stosowanych obecnie technik spektroskopowych w chemii i medycynie.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.022 sek.