ASPETTI SPERIMENTALI PURIFICAZIONE: Ultracentrifugazione elettroforesi cromatografia STRUTTURA: Metodi chimici e biochimici Spettroscopie (NMR) Diffrattometria a raggi X PREDIZIONE DELLA STRUTTURA Modellistica molecolare Analisi di banche dati FORMA DELLE MOLECOLE Viscosità Spettroscopia risolta in tempo

COME SI FORMANO LE STRUTTURE TERZIARIE? Quali sono i percorsi conformazionali che portano alla formazione di una struttura ben precisa che possiede la funzionalità biologica necessaria? STUDIO DELL’INTERAZIONE CON ALTRE MOLECOLE Equilibri di dialisi Studio di equilibri multipli

LA STRUTTURA DELLE PROTEINE RUOLO DELLE PPROTEINE: GENOMA PROTEINE PROTEINE ALTRE MOLECOLE (DNA, POLISACCARIDI, ETC.)

FUNZIONI BIOLOGICHE DELLE PROTEINE Enzimi proteine con attività catalitica Proteine di trasporto emoglobina (eritrociti) trasporta ossigeno lipoproteine (plasma) trasportano i lipidi dal fegato agli altri organi proteine delle membrane cellulari Proteine di nutrimento o di riserva i semi di molte piante accumulano proteine di riserva ovoalbumina (albume d’uovo) caseina (latte) ferritina (tessuti animali) serve ad immagazzinare ferro Proteine dei sistemi contrattili actina e miosina (muscolo scheletrico) tubulina costituisce e microtubuli che sono componenti delle ciglia e dei flagelli cellulari

Proteine strutturali collagene (tendini e cartilagine) elastina (legamenti) cheratina (capelli, unghie, penne) fibroina (seta e tela di ragno) Proteine di difesa immunoglobuline o anticorpi fibrinogeno e trombina (coagulazione) Proteine di regolazione ormoni repressori (regolano la biosintesi di enzimi nelle cellule batteriche).

CLASSIFICAZIONE DELLE PROTEINE IN BASE ALLA FORMA proteine globulari: catena o catene polipeptidiche strettamente ripiegate in forme sferiche compatte o globulari. Se solubili nei sistemi acquosi diffondono facilmente. Se solubili in ambienti idrofobici sono spesso segregate nelle membrane cellulari. Hanno funzioni dinamiche enzimi, proteine di trasporto, anticorpi, proteine di riserva. proteine fibrose: allungate a forma di cordoncino. Spesso insolubili in acqua Funzione strutturale, di protezione, contrattili cheratine, fibroina, collagene, actina e miosina. PROTEINE SEMPLICI E CONIUGATE semplici: contengono solo amminoacidi coniugate: contengono altri composti chimici (gruppo prostetico) lipidi, carboidrati, gruppi fosfati, metalli.

DENATURAZIONE proteine native proteine denaturate La conseguenza della denaturazione è che la proteina perde la sua attività biologica. La denaturazione delle proteine è prodotta dal calore, da pH estremi, da alcuni solventi organici (alcool, acetone), da alcuni soluti (urea), da detergenti. la denaturazione causa la rottura di legami deboli. La struttura covalente non viene rotta, ma viene persa l’attività biologica in seguito alla perdita della struttura terziaria.

Ammino acidi e legame peptidico Gli -ammino acidi (AA) si Differenziano per il gruppo R Vengono classificati in base alla natura di questo gruppo

Peptidi Polipeptidi Proteine Legame peptidico tra due ammino acidi Peptidi Polipeptidi Proteine

LE PROTEINE SONO DEI POLIMERI LE CUI UNITA’ RIPETITIVE SONO GLI -AMMINO ACIDI: Legame peptidico

Indicazione di sequenza: …..Glu-Lys-Ala-Val-Leu-… oppure: ….. E-K-A-V-L

Diagramma di Venn per la classificazione degli amminoacidi

MODOFICHE POST-TRADUZIONALI Il caso dell’insulina

Glicosilazione Il legame N-glicosidico Il legame O-glicosidico

Legame O-glicosidico sulla catena laterale della serina 2-N-Acetilglucosammina

Legame N-glicosidico sulla catena laterale della asparagina 2-N-Acetilglucosammina

Modifiche post-traduzionali: Idrossiprolina L’idrossiprolina è un amminoacido non essenziale che viene prodotto nella biosintesi del collagene. La trasformazione della prolina in idrossiprolina richiede la presenza di vitamina C