מבנה חלבון: מופשט, סוגים ודנטורציה

מבנה חלבון מתייחס לקונפורמציה הטבעית שלו הדרושה לביצוע תפקידיו הביולוגיים.

חלבונים הם מקרומולקולות הנוצרות על ידי איחוד חומצות אמינו.

חומצות אמינו קשורות זו בזו על ידי קשרי פפטיד. מולקולות הנובעות מהצטרפות חומצות אמינו נקראות פפטידים.

לחלבונים יש ארבע רמות מבניות: מבנה ראשוני, משני, שלישוני ורבעוני.

מבנה ראשוני של חלבונים

המבנה הראשוני תואם רצף חומצות אמינו לינאריות מצטרפים לקשרי פפטיד.

בחלק מהחלבונים, החלפת חומצת אמינו אחת באחרת יכולה לגרום למחלה ואף למוות.

מבנים מרחביים של חלבונים

המבנים המרחבים של חלבונים נובעים מקיפול וקיפול גדיל החלבון על עצמו.

התכונות הפונקציונליות של חלבונים תלויות במבנה המרחבי שלהם.

מבנה משני

המבנה המשני תואם את הרמה הראשונה של סלילה סלילית.

הוא מאופיין בדפוסים קבועים וחוזרים על עצמם המתרחשים באופן מקומי, הנגרמים על ידי המשיכה בין אטומי חומצות אמינו סמוכים מסוימים.

שני הסידורים המקומיים הנפוצים ביותר המתאימים למבנה משני הם אלפא-סליל ועלה בטא או קפלים בטא.

• קונפורמציה של סליל אלפא: מאופיין במערך תלת מימדי בו שרשרת הפוליפפטיד מניחה קונפורמציה סלילית סביב ציר דמיוני.
• קונפורמציה של גיליון בטא: מתרחשת כאשר שרשרת הפוליפפטיד משתרעת בזיג-זג וניתנת לסידור זה לצד זה.

מבנה משני. בסגול קונפורמציה אלפא-סליל ובצהוב עלה בטא

מבנה שלישוני

המבנה השלישוני תואם את קיפול שרשרת הפוליפפטיד על עצמה.

במבנה שלישוני, החלבון מקבל צורה תלת מימדית ספציפית בשל הקיפול הגלובלי של כל שרשרת הפוליפפטיד.

מבנה רביעי

בעוד שחלבונים רבים נוצרים על ידי שרשרת פוליפפטידית אחת. אחרים מורכבים מיותר משרשרת פוליפפטיד אחת.

המבנה הרבעוני תואם לשתי שרשראות פוליפפטידיות או יותר, זהות או לא, שהן מקבוצות ומשתלבות יחד כדי ליצור את המבנה הכולל של החלבון.

לדוגמא, מולקולת האינסולין מורכבת משתי שרשראות מחוברות זו לזו. בינתיים, המוגלובין מורכב מארבע שרשראות פוליפפטיד.

1. מבנה ראשוני; 2. מבנה משני; 3. מבנה שלישוני; 4. מבנה רביעי.

למידע נוסף על חלבונים.

דנטורציה חלבונית

על מנת לבצע את תפקידיהם הביולוגיים, חלבונים צריכים להציג את הקונפורמציה הטבעית שלהם.

חום, חומציות, ריכוז מלח, בין תנאים סביבתיים אחרים יכולים לשנות את המבנה המרחבי של חלבונים. כתוצאה מכך, שרשראות הפוליפפטיד שלהם מתרפות ומאבדות את הקונפורמציה הטבעית שלהן.

כשזה קורה, אנו קוראים לזה דנטורציה של חלבון.

התוצאה של דנטורציה היא אובדן התפקוד הביולוגי האופייני לאותו חלבון.

עם זאת, רצף חומצות האמינו אינו משתנה. דנטורציה מתאימה רק לאובדן קונפורמציה מרחבית של חלבונים.

למידע נוסף, קרא גם אודות פפטידים וקשרים פפטידיים.