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Haz helicoidal

Un haz de hélices es un pequeño pliegue de proteína compuesto por varias hélices alfa que suelen ser casi paralelas o antiparalelas entre sí.

Haces de tres hélices

Un ejemplo del pliegue del haz de tres hélices, el dominio de la cabeza de la proteína villin tal como se expresa en pollos (PDB ID 1QQV).

Los haces de tres hélices se encuentran entre los dominios estructurales de plegamiento cooperativo más pequeños y más rápidos conocidos. [1] El haz de tres hélices en el dominio de la cabeza de la villina tiene solo 36 aminoácidos de longitud y es un tema común de estudio en simulaciones de dinámica molecular porque su tiempo de plegamiento a escala de microsegundos está dentro de las escalas de tiempo accesibles para la simulación. [2] [3] La proteína accesoria del VIH de 40 residuos tiene un plegamiento muy similar y también ha sido objeto de un estudio extenso. [4] No hay un motivo de secuencia general asociado con los haces de tres hélices, por lo que no necesariamente se pueden predecir a partir de la secuencia sola. Los haces de tres hélices a menudo ocurren en proteínas de unión a actina y en proteínas de unión a ADN .

Haces de cuatro hélices

Los haces de cuatro hélices suelen estar formados por cuatro hélices empaquetadas en una disposición de espiral enrollada con un núcleo hidrofóbico estéricamente compacto en el centro. Los pares de hélices adyacentes suelen estar estabilizados adicionalmente por puentes salinos entre aminoácidos cargados. Los ejes de las hélices suelen estar orientados unos 20 grados con respecto a las hélices vecinas, una inclinación mucho menos pronunciada que en la estructura helicoidal más grande del pliegue de globina . [5]

La topología específica de las hélices depende de la proteína: las hélices adyacentes en secuencia suelen ser antiparalelas , aunque también es posible disponer enlaces antiparalelos entre dos pares de hélices paralelas. Debido a que las hélices superpuestas diméricas son en sí mismas relativamente estables, los haces de cuatro hélices pueden ser dímeros de pares de hélices superpuestas, como en la proteína Rop . El haz de cuatro hélices puede tener una estabilidad térmica de más de 100 °C. Otros ejemplos de haces de cuatro hélices incluyen citocromo , ferritina , hormona de crecimiento humana , citocina , [5] y represor Lac C-terminal. El pliegue del haz de cuatro hélices ha demostrado ser un objetivo atractivo para el diseño de proteínas de novo , y se han diseñado con éxito numerosas proteínas de haces de cuatro hélices de novo mediante métodos racionales [6] y combinatorios [7] . Aunque la secuencia no se conserva entre los haces de cuatro hélices, los patrones de secuencia tienden a reflejar aquellos de las estructuras de hélice enrollada en las que cada cuarto y séptimo residuo es hidrófobo.

Véase también

Referencias

  1. ^ Wickstrom, L; Okur, A; Song, K; Hornak, V; Raleigh, DP; Simmerling, CL. (2006). "El estado desplegado del subdominio helicoidal de la cabeza de villina: estudios computacionales del papel de la estructura estabilizada localmente". J Mol Biol . 360 (5): 1094–107. doi :10.1016/j.jmb.2006.04.070. PMC  4805113 . PMID  16797585.
  2. ^ Duan, Y; Kollman, PA. (1998). "Vías hacia un intermediario de plegamiento de proteínas observadas en una simulación de 1 microsegundo en solución acuosa". Science . 282 (5389): 740–4. Bibcode :1998Sci...282..740D. doi :10.1126/science.282.5389.740. PMID  9784131.
  3. ^ Jayachandran, G; Vishal, V; Pande, VS. (2006). "Uso de simulación masivamente paralela y modelos markovianos para estudiar el plegamiento de proteínas: examen de la dinámica de la cabeza de villina". J Chem Phys . 124 (16): 164902. Bibcode :2006JChPh.124p4902J. doi : 10.1063/1.2186317 . PMID  16674165.
  4. ^ Herges, T; Wenzel, W. (2005). "Plegamiento in silico de una proteína de tres hélices y caracterización de su paisaje de energía libre en un campo de fuerza de todos los átomos". Phys Rev Lett . 94 (1): 018101. arXiv : physics/0310146 . Bibcode :2005PhRvL..94a8101H. doi :10.1103/PhysRevLett.94.018101. PMID  15698135. S2CID  1477100.
  5. ^ ab Branden C, Tooze J. (1999). Introducción a la estructura de proteínas 2.ª ed. Garland Publishing: Nueva York, NY.
  6. ^ Regan, L.; DeGrado, WF (1988). "Caracterización de una proteína helicoidal diseñada a partir de principios básicos". Science . 241 (4868): 976–978. Bibcode :1988Sci...241..976R. doi :10.1126/science.3043666. PMID  3043666.
  7. ^ Hecht, MH; Das, A; Go, A; Bradley, LH; Wei, Y (2004). "Proteínas de novo a partir de bibliotecas combinatorias diseñadas". Protein Science . 13 (7): 1711–1723. doi :10.1110/ps.04690804. PMC 2279937 . PMID  15215517. 

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