Proteine: composizione chimica

Le proteine sono delle macromolecole biologiche costituite dall’unione chimica di molecole semplici chiamate amminoacidi, legati l’uno all’altro da un legame chiamato legame peptidico. In natura esistono 20 amminoacidi differenti, con i quali possono essere costruite migliaia e migliaia di proteine di dimensioni differenti e con funzioni specifiche differenti. Le più piccole proteine contengono almeno una cinquantina di amminoacidi, ma generalmente esse contengono centinaia di amminoacidi.
Gli amminoacidi sono costituiti da carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto e alcuni contengono anche zolfo e sono caratterizzati dalla presenza di un
gruppo amminico (-NH2) e di un gruppo acido (-COOH).

Il gruppo amminico e quello acido sono entrambi legati allo stesso atomo di carbonio, che si lega anche ad un atomo di idrogeno (-H) e a un residuo aminoacidico (-R) variabile. Nel più semplice degli amminoacidi il gruppo -R è costituito da un solo atomo di idrogeno, mentre tutti gli altri amminoacidi presentano gruppi -R più complessi, che possono contenere atomi di carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto e zolfo.
Il
legame peptidico si forma fra il carbonio del gruppo acido di un amminoacido con l'azoto del gruppo amminico del secondo amminoacido; questo legame comporta l'eliminazione di una molecola d'acqua.

+
+ H2O

Si chiamano dipeptidi, tripeptidi, oligopeptidi, polipeptidi molecole costituite, rispettivamente, dall'unione chimica di 2, 3, pochi, molti amminoacidi.

Le proteine possono essere unite ad una molecola non proteica indispensabile per lo svolgimento del compito che è loro assegnato. In questo caso la parte proteica funge da supporto per la molecola funzionale. Si chiama gruppo prostetico questa molecola aggiuntiva, e la proteina si dice coniugata. Le proteine che agiscono senza molecole aggiuntive si dicono semplici. Sono esempi di proteine coniugate l'emoglobina e la mioglobina, che possiedono il gruppo prostetico eme capace di trasportare ossigeno.

Ogni proteina ha una funzione specifica, e per essere svolta è indispensabile che gli amminoacidi si susseguano secondo una precisa sequenza: il DNA contenuto nel nucleo delle cellule contiene le informazioni per indicare come si devono susseguire gli amminoacidi. L'RNA trasporta le informazioni dal nucleo agli organelli cellulari dove avviene la produzione delle proteine.

Curato da Alessandra "Barby" Bugliari, Classe 1X, A.S. 2003/04
Revisione: hf

Proteine: strutture

  1. Struttura primaria: è data dalla sequenza degli amminoacidi nella catena polipeptidica. I radicali degli amminoacidi a seconda di come di susseguono interagiscono fra di loro

  2. Struttura secondaria: deriva da interazioni instaurano tra i vari amminoacidi e che fanno assumere una certa forma ai vari tratti della catena proteica. Nella struttura secondaria vi sono 2 possibili configurazioni:

    a a-elica 

    a libro

    oppure la struttura secondaria è assente.
    struttura secondaria ad a-elica in tratti di una proteina globulare

  3. Struttura terziaria: è data dalla configurazione della proteina nello spazio e dalla combinazione di più regioni ad elica collegate tra loro da segmenti che formano delle anse. La struttura terziaria è stabilizzata da legami secondari che si stabiliscono tra le catene laterali degli aminoacidi. Le proteine sono organizzate con catene laterali idrofobe all'interno (nascoste all'acqua) e quelle idrofile sulla superficie (a contatto con l'acqua). La maggior parte delle proteine ha una forma sferica, globulare, altrimenti è fibrosa. Esempi di proteine fibrose sono la cheratina, presente nello strato corneo dell’epidermide ed il collagene, presente nel derma.
    proteina fibrosa: intreccio di tre polipeptidi

  4. Struttura quaternaria: relativa alla disposizione reciproca, all’interno di una proteina, di subunità polipeptidiche caratterizzate, a loro volta, da una struttura primaria, secondaria e terziaria. In pratica la proteina è formata da più catene unite con lo stesso tipo di legami che stabilizzano le struttura terziaria. La proteina completa dell’emoglobina, ad esempio, è formata da quattro catene polipeptidiche ripiegate e serve per il trasporto dell'ossigeno nel sangue. Non tutte le proteine possiedono una struttura quaternaria: per esempio, la mioglobina, che trasporta l'ossigeno dei muscoli, è costituita da un solo polipeptide.

Curato da Gioia Cangialosi, Classe 1X, A.S. 2003/04
Revisione: hf

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