La estructura terciaria: proteínas globulares

Constituyen la inmensa mayoría de proteínas de un organismo. Por ello tienen una variedad de funciones. Tienen unas estructuras terciarias compactas. Se conocen la estructura terciaria de unas 80 000 proteínas. Cada proteína posee una estructura terciaria que le es única. No obstante, las proteínas globulares se organizan en torno a motivos espaciales comunes.

La mayoría de proteínas globulares poseen tanto hélices alfa como láminas beta, aunque en proporciones diferentes.

La situación de los residuos de aa en función de polaridad de sus cadenas laterales. Los aminoácidos no polares tienden a ocupar el interior de la estructura. Los aa con carga tienden a ocupar la superficie de la estructura. Si se sitúan en el interior poseen una función específica (catálisis unión de un ión…). Los aa polares (sin carga) tienden a ocupar la superficie de las proteínas aunque puedan situarse en el interior gracias a estabilizaciones  por medio de puentes de H.

Las proteínas globulares mayores están constituidas por varias regiones que aparecen plegarse de manera independiente entre sí. Cada una de estas regiones se denomina dominio. Los dominios son los distintos tramos de estructura terciaria distinguibles unos de otros dentro de una misma proteína. Cada dominio posee una misión específica dentro de la función global de la proteína.  Las proteínas globulares pequeñas solo cuentan con un dominio como la mioglobina.

Cuando tenemos unas proteínas de un tamaño pequeño, la estructura terciaria se ve como un conjunto, como un todo. Sin embargo, cuando es mayor se ve que se pliega en su estructura terciaria como en dos estructuras independientes, por lo que entonces no es un todo, sino que se divide en tramos de plegamiento de estructura terciaria.

Los dominios de una proteína se organizan en torno a lo que se conoce como motivos estructurales o estructuras supersecundaria, que son maneras de combinar estructuras secundarias.

• Motivoβαβ: Beta-hebra unida por un asa a una alfa-hélice que esta a su vez unida a otra Beta-hebra por otro lazo

• Horquillaβ: tres tramos de lámina β antiparalelos

• Motivoαα: dos hélices alfa unidas por una asa

• Clave griega: son cuatro tramos de lámina beta

La estructura terciaria es tomar distintas estructuras supersecundarias y combinarlas. Hay un número limitado de motivos espaciales. En función de lo que quiero se cogen distintos motivos y se combinan.

Todas las proteínas se organizan en torno a unos motivos estructurales comunes. Las combinaciones de los 20 aminoácidos proteinogénicos para generar secuencias primarias son prácticamente infinitas. Sin embargo, los cálculos teóricos han determinado que tan sólo podrían darse en la Naturaleza unos 8,000 plegamientos. Se han detectado 1,200 plegamientos y de ellos, la mitad de las proteínas cuya estructura ha sido establecida poseen sólo 20 plegamientos distintos.

Estructuras terciarias muy definidas y que se dan parecidos en diferentes proteínas, pueden hacer funciones muy distintas, esto se da porque lo importante está en otras zonas de estructura menos definida que es la responsable de la función.

La carboxipeptidasa A se dedica a hidrolizar enlaces peptídicos. La tiorrodoxina interviene en la transmisión del impulso nervioso.

Los dominios de las proteínas pueden clasificarse en:

1. Dominios alfa

2. Dominios beta

3. Dominios alfa/beta

Los dominios alfa

a. Plegamiento de tipo globina: como la mioglobina. Tienen 8 tramos de héliceα. Las globinas son proteínas dedicadas al transporte de oxígeno.

b. Ramillete 4 hélicesα: son 2α-α estructuras unidas entre sí. Como el citocromo b562 que forma parte de la cadena respiratoria transportando electrones. Y la hormona del crecimiento que envía señales para dividir la célula. Induce la expresión de los genes. Las conexiones con las hélices son distintas.

Los dominios beta

· Sandwich beta: está formado por una clave griega y horquillas beta. Consta de 4 láminas beta frente a tres formando un sandwich. Son características de inmunoglobulinas.

· Barrilβ: estructura cilíndrica con láminasβ. Pueden ser: -up and downβ-barrel: como una proteína de unión al retinol que participa en la transmisión del impulso nervioso. Cuando le llega luz cambia de conformación, le produce diversos cambios y transmite el impulso.

· Barriles doble clave griega: es cilíndrico. El primer tramo está entre el 2º y el 4º. Tiene estructura repetida. 8 tramos. Es característico de la cristalina y tiene loops que conectan por encima y por debajo. Tiene dos claves griegas.

· Barril rollo suizo. Es característico de amidasa que rompe aminas. Es parecido a la doble clave griega pero aquí los 8 tramos están conectados de manera diferente. No es como la clave griega porque aunque la dos se dobla sobre la uno, la siete se dobla sobre la dos, en vez de la tres.

Dominios α/β:

· Barriles α/β: estructura βαβ repetidamente. Cada lámina β está conectado al siguiente con una hélice α. Las láminas β están en el interior y las α en el exterior. Por ejemplo al triosa fosfato isomerasa.

· Láminas β abiertas: las láminas β están aplastadas en el interior por ejemplo la carboxipeptidasa. Es como una sábana central de láminas betas como aplastadas y en los exteriores las hélices alfa.

Proteínas con homologías de secuencia poseen motivos comunes. Hay proteínas relacionaras evolutivamente se parecen.