La estructura secundaria de las proteínas

¿Cómo se llegó a la determinación de las estructuras secundarias de las proteínas?

Pauling empleó lo aprendido de las estructuras de aa y enlaces peptídicos para establecer unos principios que las estructuras regulares debían cumplir

1. Ángulos y longitud de enlaces no pueden alejarse de lo ya establecido.

2. Dos átomos no pueden acercarse a una longitud menor de la que les permiten sus radios de Van der Waals.

3. El enlace peptídico forma un grupo amida con estructura planar y en configuración trans. Por tanto la libertad de giro queda limitada a los enlaces Calfa-N y Calfa-C de cada residuo de aa.

4. Es necesario estabilizar la estructura por medio de interacciones no covalente – Enlaces de H (que descubre el mismo Pauling) Esto es dado que hay grupos donadores y aceptores, por lo que debía ser ese tipo de enlace.

Así llegó a los otras hélice 3.10, hélice pi, lámina beta, hélice alfa. Las dos últimas son las más abundantes, pero la hélice pi no ha sido encontrada todavía, posiblemente porque en esta hélice el diámetro interno es demasiado grande, que se podrían estabilizar con moléculas de agua, pero no es suficientemente grande.

Resumiendo, las estructuras vienen determinadas por:

·Estructura del enlace peptídico. Este es el más importante

·Naturaleza de las cadenas laterales de los residuos.

Pero, si el enlace peptídico es una estructura rígida que da de mantenerse a lo largo de las estructuras regulares de las proteínas… Se mantiene gracias a la rotación del Calfa-N y Calfa-C. Esto llega a definir dos parámetros:

Ángulos de torsión o diédricos:

·Φ (phi) – ángulo de giro C-N.

·Ψ (psi) - ángulo de giro  Calfa-C.

El ángulo máximo que pueden alcanzar es +/-180º.

Si son los ángulos de torsión los responsables de la aparición de estructuras secundarias, ¿por qué sólo hay cuatro posibles estructuras?

Esto se debe a que no es posible cualquier combinación de phi y psi por el impedimento estérico que se produce por:

1.El H unido a uno de los N y el O unido a uno de los C

2.Colisiones entre los anteriores elementos y los átomos de las cadenas laterales

Ramachandran y sus colaboradores estudiaron todas las posibles combinaciones de ángulos de torsión y cuáles de ellas podrían tener lugar. Probaron todas las combinaciones posibles de fi y si con sus representaciones de Ramachandran.