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Lezione

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Corso di Biochimica

Le proteine multimeriche sono caratterizzate da una struttura di tipo quaternaria.

Sono enzimi, recettori, proteine di trasporto…

Esse sono composte da subunità simili (omomultimeri) o diverse (eteromultimeri), che sono innanzitutto organizzate in strutture di tipo terziario e poi si associano a formare

strutture complesse di tipo quaternario.

Struttura quaternaria delle proteine

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Corso di Biochimica

L’associazione tra le singole subunità si realizzano tra superfici specifiche che hanno caratteristiche uniche di complementarietà e affinità geometrica.

Queste interazioni si avvalgono della capacità di dette subunità di formare legami deboli intramolecolari ed intermolecolari:

-interazioni idrofobiche;

-legami idrogeno;

-interazioni elettrostatiche, -forze di Van Der Waals

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Corso di Biochimica

Il fattore principale che favorisce l’associazione tra

subunità è la diminuzione dell’entropia che si verifica nel sistema costituito dal complesso multiproteico che si sta formando.

La perdita di entropia, che si ha quando due subunità perdono “la loro libertà”, è pagata, in termini

energetici, dalla compensazione derivante dalle interazioni deboli che si formano tra le subunità.

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica I vantaggi dell’assemblaggio delle subunità proteiche in una struttura di tipo quaternaria sono:

1) Stabilità

2) Cooperatività positiva o negativa

3) Possibilità di formazione di nuove interfacce di interazione

4) Efficienza funzionale (complessi multienzimatici) 5) Economia genetica

6) Efficienza strutturale (proteine del citoscheletro, virus).

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Corso di Biochimica

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1) Stabilità

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Corso di Biochimica

Un esempio : Aspartato transcarbammilasi

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

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1) Stabilità

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1) Stabilità

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Corso di Biochimica Ciclo di Krebs

Il complesso enzimatico della piruvato deidrogenasi

Enzima E1 Enzima E2 Enzima E3

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Corso di Biochimica Ciclo di Krebs

Il complesso enzimatico della piruvato deidrogenasi

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1) Stabilità

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Corso di Biochimica

Emoglobina e mioglobina

Confronto tra una proteina a struttura terziaria (la mioglobina) una a struttura quaternaria (l’emoglobina)

-Caratteristiche strutturali comuni -Funzioni o ruoli comuni

-Differenze strutturali e funzionali

Un paradigma del concetto struttura/funzione

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Corso di Biochimica

Evoluzione proteica e trasporto di O2

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Corso di Biochimica

Evoluzione proteica e trasporto di O2

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

Affinità del CO 25.000 volte

quella per l’O₂ in assenza della proteina

Affinità del CO 250 volte quella per l’O₂ in presenza della proteina

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

Curva di legame tra un ligando e una proteina qualsiasi avente un sito di legame

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Corso di Biochimica

Curva di saturazione della mioglobina da parte dell’ossigeno

Pressione parziale di O2 al livello degli organi periferici

(per es. muscoli)

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Corso di Biochimica

Curva di saturazione della mioglobina e dell’emoglobina da parte dell’ossigeno

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

Interazioni tra subunità nell’emoglobina

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Variazioni dei rapporti spaziali tra subunità nell’emoglobina

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Corso di Biochimica

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Variazioni delle posizioni atomiche al livello dell’eme nell’emoglobina

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

Modificazioni delle interazioni deboli nell’emoglobina dopo l’ossigenazione

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Corso di Biochimica Emoglobina e mioglobina

Modificazioni delle interazioni deboli nell’emoglobina dopo l’ossigenazione

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

Modificazioni conformazionali in una proteina dopo l’interazione con un ligando

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Modificazioni conformazionali e legame di tipo cooperativo

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Corso di Biochimica

Modello concertato Modello sequenziale

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Aspetti di biochimica e fisiologia della respirazione

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Corso di Biochimica

Modificazioni dell’affinità dell’emoglobina per l’O₂ al variare del pH

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

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Corso di Biochimica

Emoglobina normale

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Corso di Biochimica

Emoglobina falciforme

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