esperto prof. Ciro Formica PON C-1 Le proteine esperto prof. Ciro Formica Immagini e testi tratti dai website di: genome.wellcome.ac.uk, dnaftb.org, unipv.it, unimi.it, wikipedia.it, unibs.it, unisi.it, unina.it, uniroma2.it, nih.gov, zanichelli.it, sciencemag.org, ncbi.gov

Proteine e proteoma La regolazione genica differenziale fa esprimere le proteine (proteoma) che interessano un dato tessuto, organo o apparato. La proteomica indaga identità, quantità, struttura e funzioni di tutte le proteine presenti in un tessuto, cellula ecc. Obiettivi: Comparazione tra tessuti malati e normali, nuovi bersagli proteici per farmaci. Analisi dei tessuti nelle patologie tumorali

Lo zolfo (S) negli amminoacidi: metionina e cisteina

Strutture terziaria e quaternaria I ripiegamenti della catena fanno sì che le catene laterali R dei residui amminoacidici possano interagire fra loro formando legami (deboli o forti) che contribuiscono a stabilizzare la conformazione 3D della proteina. legami idrogeno legami ionici ponti disolfurici interazioni idrofobiche forze di Van der Waals ( )4 4 Collageno

Insulina e glucagone glucagone Ser 3 Leu 6 Arg 1 Ala 1 Gly 4 Thr 2 Pro 1 Val 3 Ile 2 Cys 6 (3 ponti S-S) Trp Met glucagone

Famiglie geniche: i geni della globina

Emoglobina (Hb) Hb: 4 subunità ai vertici di un tetraedro + 4 eme. trasporta O2, CO2e H+ capacità di legare O2 varia con il pH, CO2 Nei tessuti l’anidrasi carbonica catalizza la reazione: CO2 + H2O  H2CO3  HCO3- + H+. Ne deriva un maggiore fabbisogno di O2 che viene rilasciato dall’Hb: effetto Bohr. Il tampone del sangue protegge dall’aggiunta di un acido forte, (l’H+ liberato viene tamponato da HCO3- con formazione di H2CO3) o di base forte (reaz. inversa)

Mioglobina (Mb) Mb: 1 subunità + 1 eme. trasporta O2, capacità di legare O2 non varia con il pH, CO2

Anticorpi Proteine (immunoglobuline Ig) con struttura a Y, dove sono presenti vari “domini”. Ne esistono 5 classi: IgA, IgD, IgG, IgE, IgM

Collageno e cheratina Proteine strutturali dotate di un’elevata resistenza alla trazione

Proteine responsabili di malattie distrofina: distrofia muscolare beta-amiliode: m. Alzheimer Prione: mucca pazza

Contrazione muscolare Muscolo striato: la contrazione si basa sulla struttura del sarcomero, in cui i filamenti di actina e di miosina si intercalano e scivolano gli uni sugli altri. (teoria dello scorrimento dei filamenti) ACTINA MIOSINA SARCOMERO: unità funzionale del muscolo

Gli ioni calcio e la regolazione della contrazione Il sito di legame della miosina sul filamento di actina è normalmente mascherato dalla tropomiosina, che deve essere rimossa per permettere l’attacco della miosina. La dipendenza dal calcio è regolata dalla troponina C (TnC). La tropomiosina, si muove verso il centro dell’elica del filamento sottile., così i siti di legame sull’actina si rendono disponibili legame con la testa della miosina contrazione. I ponti si formano grazie all’idrolisi dell’ATP, catalizzata da un’ATPasi attivata dall’actina, localizzata nella testa della miosina. Alla fine si stacca l’ADP e la miosina si riattacca all’actina

Esempi di attività enzimatiche: DNA polimerasi Azione svolta Elicasi Srotola l'elica e taglia i legami a idrogeno tra le basi complementari. Primasi Sintesi di una piccola catena ribonucleotidica che fa da innesco o primer (lunghezza 9-10 nucleotidi) necessaria per promuovere l’aggiunta di altri nucleotidi. Polimerasi Aggiunta di 1 nucleotide per volta al 3' OH della catena in accrescimento Ligasi Unisce i frammenti neosintetizzati (dopo la rimozione enzimatica degli RNA-primer). Nucleasi Corregge gli eventuali errori nell'aggiunta dei nucleotidi Nelle nostre cellule la frequenza di errori nell'incorporazione delle basi è minima, dell'ordine di 10-9 -10-10 (un errore ogni miliardo – uno ogni 10 miliardi di basi), .