Tema 4 (part 3): Xaperones (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Estructura i funció de biomolècules
Año del apunte 2016
Páginas 4
Fecha de subida 21/04/2016
Descargas 19
Subido por

Vista previa del texto

Xaperones moleculars Les xaperones moleculars ajuden a les proteïnes (de nova síntesi o mal plegades) a trobar el seu camí cap a la seva estructura nativa. Així, o bé l’ajuden a tornar-ho a provar, a plegar-se nou, o la dirigeix cap als sistemes de degradació.
Quan els ribosomes comencen a traduir la proteïna hi haurà una transició on encara no ha començat a plegar-se de manera que tindrà regions hidrofòbiques inestables exposades transitòriament que moltes vegades són la base de malalties degeneratives, aleshores les xaperones els hi dóna un ambient adequat a aquetes regions perquè puguin sortir de la síntesi en el ribosoma per un correcte plegament de la proteïna.
També podem trobar xaperones en el sistema de control cel·lular de la homeòstasi cel·lular, on hi ha proteïnes que tenen un plegament incorrecte, degut a alteracions en la seqüència primària que provoquen problemes estructurals i generen proteïnes no funcionals que són nocives per la cèl·lula (citotoxicitat) i generen agregats tòxics (perquè deixa d’haver funcionalitat de la proteïna i per la toxicitat) que generen impediment de transit cel·lular, etc. Aleshores les xaperones obren les proteïnes mal plegades i ajuden a que es tornin a plegar correctament.
Quan la proteïna ja ha acabat el seu procés, s’han de portar a processos de degradació, i de degradar proteïnes s’encarrega el proteasoma, cilindre format per segments on la proteïna entra per la part superior mitjançant el consum d’ATP, per poder generar moviment, que implica el trencament d’enllaços covalents de la proteïna, i després surt del proteasoma, i els aminoàcids tornaran a estar disponibles per noves síntesis proteiques.
Per tant, com veiem, les xaperones són un control per proteïnes mal pegades, per donar una nova oportunitat per plegar-se correctament o funcionen com a transportadores cap al seu sistema de degradació. Generalment la senyal de degradació és la ubiqüitina, una petita proteïna que de manera selectiva incorpora unitats de ubiqüitina a la proteïna, de manera que dóna el marcatge a les proteïnes que han de ser degradades, i aquestes seran reconegudes pel proteasoma que mitjançant ATP les degradarà.
Malalties conformacionals Amb les malalties, el problema principal és que hi ha problemes amb el sistema de manteniment de les proteïnes, com l’envelliment o el mal plegament, que poden arribar a provocar diferents malalties molt comuns avui en dia com l’Alzheimer i el Parkinson.
Aleshores el sistema de xaperones, per evitar el mal plegament de les proteïnes, funciona molt bé en edats joves, però a mesura que l’individu es va fent gran adquirim més mutacions i el requeriment de la necessitat del sistema de xaperones augmenta, però per contra, el sistema de control disminueix, i així es com les proteïnes en les cèl·lules estan en concentració de super-saturació, en el límit. Aleshores la maquinària cel·lular fa que mentre no hi hagi problemes a nivell de super-saturació, tot estigui controlat, però a la que falla, les proteïnes que estiguin en aquest nivell no es mantindran i és quan apareixen els problemes.
I aquestes malalties que sorgeixen, són malalties lentes, degut a problemes de desorganització acumulatius de les proteïnes. I les proteïnes poden ser molt diferents, fins que es dóna un canvi conformacional en la seva estructura que porta cap a l’agregació i la formació de dipòsits, i és aleshores, en forma d’aquets agregats quan sempre adopten la conformació beta amiloide.
Els Prion diseases generen un tipus concret de malaltia, ja que aquests tenen la capacitat de passar duna cèl·lula a una altra, poden transformar una cèl·lula sense problemes en una cèl·lula amb problemes, i per tant, generar problemes en les cèl·lules que l’hereten.
 Els llevats els fan servir per coses positives per ell, però en el cas de cèl·lules de mamífer sempre estan associats a fenotips amb malaltia.
Predicció de l’estructura proteica La funció pot ser predita a partir d’alineaments de seqüència: - L’estructura primària donarà informació de com serà la estructuració en l’espai de la proteïna, per tant podem predir una funció d’una proteïna si trobo una proteïna amb la qual comparteix molta similitud de seqüència, en les bases de dades. % identitat= semblança. Es poden compartir aa en la mateixa posició (identitat), i hi ha aa que no són idèntics però que poden compartir el caràcter si són aa de les mateixes característiques, aleshores no parlem de identitat sinó de similitud seqüencial. A més, hi ha un límit d’identitat seqüencial, ja que si tenim el 40% dels aa iguals ja podem parlar de proteïnes semblants. Quanta més identitat, més contundent pot ser la predicció.
Hi ha aa que tenen una localització preferent en unes estructures secundàries o unes altres, aleshores tenint en compte la seqüència primària, i les propietats dels residus, hi ha predictors que fan models de quines estructures secundàries poden adoptar aquelles regions.
I si volem saber la estructura 3D hem de fer models amb proteïnes que tinguin un model conegut, amb les coordenades de tots els aa, els elements en l’espai (PDB, coordenades en l’espai X, Y i Z de cada aa). Però no qualsevol proteïna pot servir com a motllo, com a model, fa falta que tingui un mínim d’identitat seqüencial amb una proteïna de la que sí que es tingui l’estructura determinada. La identitat seqüencial ha de ser mínim del 40%.
Així, les estructures terciàries poden ser predites per modelats d’homologia molecular.
...