background image

3.  Четвъртична   структура   –   роля   за   регулация   на   биологичната   активност   на   белтъците.   Механизми   за 
поддържане на конформацията на белтъците – участие на ензими и шаперони. Значение на взаимната връзка  
между   структурата   и   функцията   на   белтъците   за   медицината.   Дефекти   в   рецептори  (фамилна 
хиперхолестеролемия, diabetes insipidus). Болести поради нарушена конформация (прионова болест, болест на 
Алцхаймер). Експресия на точкови мутации (сърповидно-клетъчна анемия). Дефекти в пост-транслационната 
обработка на белтъците (скорбут и гликиран хемоглобин).

 

Четвъртичната   структура

  се   определя   от   пространственото   разположение   на   две   или   повече 

полипептидни вериги (наричани субединици или протомери), образуващи общ комплекс.

Всяка субединица има своя първична, вторична и третична структура. 
Първичната структура на субединиците може да бъде еднаква, или различна и съответно белтъците 

биват хомо- или хетеро-олигомери. 

Субединиците   са   свързани   чрез   нековалентни   взаимодействия   (водородни   връзки,   хидрофобни   и 

електростатични   взаимодействия).   Ако   са   налице   ковалентни   връзки,   те   са   резултат   от   следсинтетична 
модификация.

Едни   от   субединиците   изпълняват   каталитична   функция,   а   други   разпознавателна   и   регулаторна 

функции.

Промяната   в   пространственото   разположение   на   субединиците   променя   свойствата   на   молекулата. 

Затова белтъците с четвъртична структура имат важна роля за регулацията на вътреклетъчните процеси.

Хемоглобинът е пример за белтък с четвъртична структура. Изграден е от 4 субединици – две алфа- и 

две бета – вериги, всяка със 141 и 146 остатъка съответно. Всяка от субединиците и глобуларен белтък и 
комплексът също има форма на глобула. Всяка от веригите носи хем (Fe – порфиринов комплекс). Връзките 
между   четирите   вериги   на   хемоглобина   са   слаби,   нековалентни  (йонни,   йон-диполни,   дипол-диполни)  и 
водородни.   Полученият   тетрамер   има   биологична   активност,   но   тя   се   губи   при   разграждането   му   до 
субединици.

Конформацията

  на белтъка, в която той изпълнява биологичната си функция, се приема за нативна. 

Денатурацията

  е   процес,   при   който   под   въздействия   на   различни   химични   и   физични   агенти   (висока 

температура, киселини, основи, детергенти, лъчения) се нарушава конформацията на молекулата, променят се 
физикохимичните свойства и се губи биологичната активност.
Тя може да бъде обратима или необратима. При обратимата денатурация след отстраняване на денатуриращото 
въздействие молекулата отново приема нативна конформация (ренатурация). 
Белтъците в изоелектричната си точка губят хидратационната обвивка и се утаяват. Утаените белтъци по-
лесно денатурират. 

В клетките има механизми, които поддържат конформацията на белтъците и съдействат за правилно 

“нагъване” (folding) на  полипептидната верига.
В клетките има специални белтъци, които улесняват процеса на нагъване. Това са:

1. протеин дисулфид измерази, които катализират преместване на дисулфидни връзки, 
2. пролил цис-транс изомерази. 
3. Шаперони
Образуването   на   дисулфидни   мостове   на   точно   определените   места   в   полипептидната   верига   е 

необходимо условие за запазване на тяхната биологична активност.

Протеин-дисулфид   изомеразата   (PDI)   е   един   комплексен   ензим   с   много   домени,   който   катализира 

едновременно   образуването   на   дисулфидните   мостове   и     преместването   им,   преподрежда   ги,     когато   са 
образувани на места, които не са детерминирани от първичната структура. 

PDI   притежава   силно   реактиво-способен   цистеинов   остатък     (pKa   4),   който   атакува   образуваните 

неправилно   дисулфидни   мостове.   Образуваният   в   резултат   на     тази   реакция   смесен   дисулфид   участва   в 
преподреждането и образуване на дисулфиден мост на правилното място.  

Дисулфидните   мостове   в  нативната   конформация   не   се   атакуват  от  ензима,   защото  обикновено  са 

включени в стабилна третична структура и не са са достъпни за действието на ензима.

Това е само предварителен преглед!

Четвъртична структура и биологична роля на белтъците

Дефекти в рецептори (фамилна хиперхолестеролемия, diabetes insipidus). Болести поради нарушена конформация (прионова болест,болест на Алцхаймер) Експресия на точкови мутации (сърповидно-клетъчна анемия). Дефекти в пост-транслационната обработка на...

Четвъртична структура и биологична роля на белтъците

Предмет: Биохимия, Биология
Тип: Теми
Брой страници: 4
Брой думи: 1131
Брой символи: 7665
Изтегли
Този сайт използва бисквитки, за да функционира коректно
Ние и нашите доставчици на услуги използваме бисквитки (cookies)
Прочети още Съгласен съм