Sekundarna struktura#
Sekundarna struktura je takoj nad primarno (aminokislinsko zaporedje) – gre za dele polipeptidne verige, kjer diherdalni koti aminokislinskih ostankov v Ramachandranovem diagramu zasedajo značilna območja.
Vijačnice#
V naravnih proteinih prevladujejo desne \(\alpha\) vijačnice. Občasno najdemo (ponavadi krajše) leve \(\alpha\) vijačnice, ki pa so zaradi bližine karbonilnega kisikovega atoma in atoma CB energijsko manj ugodne. Oba tipa vijačnic sta prikazana na primeru domene človeške MAPK fosfataze MKP-3, ki veže ERK2 (PDB 1HZM). Levo \(\alpha\) vijačnico tvori del polipeptidne verige z zaporedjem IMLR (61–64), ki je del ključne regije, odgovorne za vezavo MAPK (regija 63–65). Na splošno velja, da so leve vijačnice v večini proteinov, kjer se pojavljajo, pomemben strukturno-funkcijski element.
Povezave
\(3_{10}\) vijačnice so ponavadi kratke, lahko se nahajajo na začetku ali koncu \(\alpha\) vijačnic ali pa samostojno. Difteria toksin (PDB 1SGK) vsebuje kar nekaj izoliranih \(3_{10}\) vijačnic, kjer je mogoče opaziti značilno N-kapico – to je aspartatni ali asparaginski ostanek (pozicija i), ki preko stranske verige tvori vodikovo vez z NH skupino ostanka na poziciji i+2.
Povezave
V naravi najdemo daljše \(3_{10}\) vijačnice le izjemoma, lahko pa jih ustvarimo umetno. Primer je sintetični peptid z zaporedjem GelUUlk elUUlke lUUlkel UUlkUUU bkG (U = Aib = \(\alpha\)-aminoizobutanojska kislina; b = 4-bromo-D-phenylalanine; ostalo so standardni ak ostanki, male črke označujejo D-izomer), ki tvori amfipatično \(3_{10}\) vijačnico, osem takih vijačnic pa se zloži v snop. Za Aib je znano, da omogoča oster obrat smeri polipeptidne verige, kar je ugodno za tvorbo \(3_{10}\) vijačnic. PDB 7QDI
Povezave
Primer, ko je insercija aminokislinskega ostanka vodila do nastanka \(\pi\) vijačnice na mestu \(\alpha\) vijačnice ter posledično do spremembe funcionalnosti, predstavlja veja od PLP odvisnih fosforilaz. Le-ta se je odcepila od starodavnih od UDP-glukoza odvisnih glikozil transferaz. Medtem ko slednje v aktivno mesto ob \(\alpha\) vijačnici vežejo UDP-glukozo, je pri veji fosforilaz prišlo na tem mestu do insercije enega aminokislinskega ostanka. To je rezultiralo v nastanku \(\pi\) vijačnice, kjer ravno prav orientiran triptofanski ostanek, ki je del te vijačnice, sodeluje pri vezavi koencima PLP (piridoksal fosfat); slednji je sicer kovalentno preko Schiffove baze vezan na bližnji lizinski ostanek. Prikazana je struktura kunčje od PLP odvisne glikogen fosforilaze (PDB 2GPB).
Povezave
\(\beta\) nagubane strukture#
Ena izmed oblik \(\beta\) vijačnice je struktura, ki jo tvori polipeptidna veriga antibiotika gramicidin A iz Bacillus brevis (PDB 1BDW), pri katerem si alternirajoče sledijo D- in L-aminokislinski ostanki. Verigi potekata antiparalelno. Ta oblika \(\beta\) vijačnice se imenuje \(\beta\)(6.3) (ima 6,3 ak ostanka na zavoj), obstaja pa npr. tudi \(\beta\)(4.4) vijačnica. Glede na to, da so dihedralni koti kot v \(\beta\) trakovih, ne govorimo o posebnem elementu sekundarne strukture.
Povezave
Drug primer \(\beta\) vijačnic so strukture, sestavljene iz kratkih \(\beta\) trakov, povezanih s kratkimi regijami, pri čemer se polipeptidna veriga zavija tako, da nastanejo paralelne \(\beta\) površine; v osnovi gre za t.i. solenoidno strukturo. To najdemo npr. v pektat liazah, tu pa je prikazan drug primer – antifreeze protein iz Chorisoneuta fumerana (vešča, katere ličinke se prehranjujejo na smrekah) (PDB 1M8N). Glede na to, da so dihedralni koti kot v \(\beta\) trakovih, ne govorimo o posebnem elementu sekundarne strukture, gre za tip zvitja.
V razmislek: Kakšen karakter (hidrofoben, polaren) imajo aminokislinski ostanki, ki tvorijo prikazano \(\beta\) vijačnico? Kako je to povezano s stabilizacijo strukture?
Povezave
