En biología molecular , las clases de pliegues de proteínas son categorías amplias de topología de estructura terciaria de proteínas . Describen grupos de proteínas que comparten proporciones similares de aminoácidos y estructuras secundarias . Cada clase contiene múltiples superfamilias de proteínas independientes (es decir, no están necesariamente relacionadas evolutivamente entre sí). [1] [2] [3]
Cuatro grandes clases de proteínas en las que generalmente coinciden las dos bases de datos principales de clasificación de estructuras ( SCOP y CATH ).
Las proteínas totalmente α son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta enteramente por 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 pliegue de homeodominio .
Las proteínas totalmente β son una clase de dominios estructurales en los que la estructura secundaria está compuesta enteramente por láminas β , con la posible excepción de unas pocas hélices α aisladas en la periferia.
Los ejemplos comunes incluyen el dominio SH3 , el dominio de hélice beta , 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 de hélices α y cadenas β que se encuentran por separado a lo largo de la columna vertebral . Por 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 de hélices α y hebras β alternadas a lo largo de la columna vertebral. 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 la ribonucleasa .
Las proteínas de membrana interactúan con las membranas biológicas, ya sea insertándose en ellas o uniéndose a través de 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 medicamentos 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] Los desplazados internos cubren un espectro de estados desde completamente no estructurados hasta parcialmente estructurados e incluyen bobinas aleatorias , glóbulos (pre) fundidos y grandes proteínas multidominio conectadas por conectores 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 involucradas en la matriz extracelular . Hay muchas superfamilias de escleroproteínas que incluyen queratina , colágeno , elastina y fibroína . Las funciones de dichas proteínas incluyen protección y soporte, formación de tejido conectivo , tendones , matrices óseas y fibras musculares .
Las proteínas pequeñas suelen tener una estructura terciaria que se mantiene mediante puentes disulfuro ( proteínas ricas en cisteína ), ligandos metálicos ( proteínas de unión 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 se pueden diseñar desde cero ( diseño de novo ) o realizando variaciones calculadas sobre una estructura proteica conocida y su secuencia (conocido como rediseño de proteínas ). Los enfoques de diseño racional de proteínas hacen predicciones de secuencias de proteínas que se plegarán en estructuras específicas. Estas secuencias predichas pueden luego validarse experimentalmente mediante métodos como la síntesis de péptidos , la mutagénesis dirigida al sitio o la síntesis de genes artificiales .