En biología molecular , las clases de plegamiento de proteínas son categorías amplias de topología de estructura terciaria de proteínas . Describen grupos de proteínas que comparten proporciones similares de aminoácidos y estructura secundaria . Cada clase contiene múltiples superfamilias de proteínas independientes (es decir, no necesariamente relacionadas evolutivamente entre sí). [1] [2] [3]
Cuatro grandes clases de proteínas que son generalmente acordadas por las dos principales bases de datos de clasificación de estructura ( SCOP y CATH ).
Las proteínas All-α son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta enteramente de hélices α , con la posible excepción de unas pocas láminas β aisladas en la periferia.
Los ejemplos comunes incluyen el bromodominio , el pliegue de globina y el s .
Las proteínas totalmente β son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta enteramente de láminas β , con la posible excepción de unas pocas hélices α aisladas en la periferia.
Los ejemplos comunes incluyen el dominio SH3 , el dominio beta-propeller , el pliegue de inmunoglobulina y el dominio de unión al ADN B3 .
Las proteínas α+β son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta por hélices α y cadenas β que se encuentran por separado a lo largo de la cadena principal . Por lo tanto, las cadenas β son en su mayoría antiparalelas . [4]
Los ejemplos comunes incluyen el pliegue de ferredoxina , la ribonucleasa A y el dominio SH2 .
Las proteínas α/β son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta por hélices α y cadenas β alternadas a lo largo de la cadena principal. Por lo tanto, las cadenas β son en su mayoría paralelas . [4]
Los ejemplos comunes incluyen el pliegue de flavodoxina , el barril TIM y las proteínas de repetición rica en leucina (LRR) como el inhibidor de ribonucleasa .
Las proteínas de membrana interactúan con las membranas biológicas ya sea insertándose en ellas o uniéndose a ellas mediante un lípido unido covalentemente. Son uno de los tipos comunes de proteínas junto con las proteínas globulares solubles , las proteínas fibrosas y las proteínas desordenadas . [5] Son el objetivo de más del 50% de todos los fármacos modernos. [6] Se estima que entre el 20 y el 30% de todos los genes en la mayoría de los genomas codifican proteínas de membrana. [7]
Las proteínas intrínsecamente desordenadas carecen de una estructura tridimensional fija u ordenada . [8] [9] [10] Las IDP cubren un espectro de estados desde completamente desestructuradas hasta parcialmente estructuradas e incluyen espirales aleatorias , glóbulos (pre) fundidos y grandes proteínas multidominio conectadas por enlaces flexibles. Constituyen uno de los principales tipos de proteínas (junto con las proteínas globulares , fibrosas y de membrana ). [5]
Las proteínas en espiral forman fibras largas e insolubles que participan en la matriz extracelular . Existen muchas superfamilias de escleroproteínas, entre ellas la queratina , el colágeno , la elastina y la fibroína . Las funciones de estas proteínas incluyen la protección y el soporte, la formación de tejido conectivo , tendones , matrices óseas y fibra muscular .
Las proteínas pequeñas suelen tener una estructura terciaria que se mantiene mediante puentes disulfuro ( proteínas ricas en cisteína ), ligandos metálicos ( proteínas que se unen a metales ) y/o cofactores como el hemo .
Numerosas estructuras proteicas son el resultado de un diseño racional y no existen en la naturaleza. Las proteínas pueden diseñarse desde cero ( diseño de novo ) o haciendo variaciones calculadas sobre una estructura proteica conocida y su secuencia (conocido como rediseño proteico ). Los enfoques de diseño proteico racional hacen predicciones de secuencias proteicas que se plegarán a estructuras específicas. Estas secuencias predichas pueden luego validarse experimentalmente a través de métodos como la síntesis de péptidos , la mutagénesis dirigida al sitio o la síntesis artificial de genes .