Classificazione delle proteine (1)

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1 Classificazione delle proteine (1)
Per convenzione i polipeptidi con un numero di residui amminoacidi <50 sono denominati peptidi, se >50 proteine (macromolecole più abbondanti negli esseri viventi (50% del peso cellulare secco) Classificazione in base alla composizione chimica Semplici: per idrolisi → n a-amminoacidi (n=50÷8300) Coniugate: per idrolisi → n a-amminoacidi + gruppo prostetico Classe Gruppo prostetico Esempio Lipoproteine Lipidi Lipoproteine del sangue Glicoproteine Carboidrati Immunoglobulina G Fosfoproteine Gruppi fosforici Caseina del latte Emoproteine Eme (ferro porfirina) Emoglobina Flavoproteine Nucleotidi flavinici Succinato deidrogenasi Metalloproteine Ferro (Fe2+) Ferritina Zinco (zn2+) Alcol deidrogenasi Calcio (Ca2+) Calmodulina

2 Classificazione delle proteine (2)
Classificazione in base loro funzione biologica e forma Funzione biologica Esempio a) Azione a livello molecolare Catalisi enzimatica Trasporto Nutrimento e riserva Difesa Controllo della crescita Controllo espressione genica ~ 2000 enzimi diversi Hb, Mb, permeasi ovalbumina, caseina anticorpi, fibrinogeno ormoni repressori, attivatori b) Materiale strutturale Tendini e cartilagini Legamenti Capelli, unghie, piume collageno elastina a-cheratine c) Movimento Muscoli Microtuboli actina, miosina Tubulina Forma Esempio Fibrose Materiale strutturale (b) Movimento (c) collageno, a-cheratine actina, miosina Globulari Azione a livello molecolare (a) enzimi, anticorpi,ormoni

3 Struttura delle proteine
La struttura primaria è costituita dalla sequenza di amminoacidi legati tra loro da legami peptidici covalenti e eventualmente, se presenti, da ponti disolfuro. La risultante catena polipeptidica a causa delle interazioni dei suoi residui amminoacidici intracatena e intercatena può avvolgersi (folding) e formare strutture più complesse (struttura secondaria, terziaria e quaternaria)

4 Nel secondo caso la proteina oligomerica si scinde in subunità
Struttura primaria (1) I ponti disolfuro possono essere intracatena o intercatena e possono essere rotti da agenti riducenti (es: b-mercaptoetanolo). Nel secondo caso la proteina oligomerica si scinde in subunità S SH S-CH2-CH2-OH + 2HS-CH2-CH2-OH → S SH

5 Mutazioni conservative Mutazioni non conservative
Struttura primaria (2) Mutazioni puntiformi del DNA possono essere conservative o non conservative Mutazioni conservative Sostituzione di uno o più amminoacidi con caratteristiche simili (polare con polare o apolare con apolare) senza nessuna sensibile conseguenza Mutazioni non conservative Sostituzione di uno o più amminoacidi con caratteristiche diverse (polare con apolare o viceversa) con conseguenze positive (adattamento evolutivo) o negative (anomalie funzionali, vedi tabella) Malattia Effetti fisiologici Enzima o proteina colpita Fibrosi cistica Anormale secrezione nei polmoni Canali per il cloro Malattia di Lesch-Nyhan Deficienze neurologiche, automutilazioni Ipoxantina-guanina fosforibosil trasferasi Immunodeficienza Mancanza di risposta immunitaria Adenosina deaminasi Gotta Sovrapproduzione di acido urico (artrite) Fosforibosil pirofosfato sintetasi Anemia falciforme Dolori e edemi alle mani e piedi Emoglobina

6 Struttura primaria & evoluzione
Dal confronto delle sequenze amminoacidiche di proteine omologhe si è risaliti all’albero evolutivo delle specie

7 Struttura secondaria (1)
Sulla base delle possibili rotazioni intorno ai legami Ca-N (Y) e Ca-C (F) sono state determinate teoricamente le conformazioni che conferiscono massima stabilità alla catena Grafico di Ramachandran

8 Struttura secondaria (2)
Struttura a-elica Ogni gruppo C=O e NH del legame peptidico si trova nella posizione giusta per formare legami idrogeno intracatena I residui laterali R si trovano all’esterno dell’a-elica L’a-elica può essere destrogira o levogira

9 Restrizioni alla stabilità dell’a-elica
Struttura secondaria (3) Asp -CH2-COO- Restrizioni alla stabilità dell’a-elica  Repulsione (o attrazione) elettrostatica tra i residui amminoacidici (gruppi laterali R) carichi, adiacenti o spaziati di 3-4 residui  Impedimento sterico di gruppi R voluminosi  Presenza di prolina  manca la libera rotazione Ca-N  manca l’H libero per formare il legame idrogeno  Interazione tra gruppi R carichi alle estremità dell’elica e il dipolo elettrico generato dalla struttura Arg -(CH2)3-NH-C=NH2+ NH2

10 Presenza dell’a-elica nelle proteine globulari
Struttura secondaria (4) Presenza dell’a-elica nelle proteine globulari Es: mioglobina ed emoglobina (78% di struttura a-elica)

11 Presenza dell’a-elica nelle proteine fibrose
Struttura secondaria (5) Presenza dell’a-elica nelle proteine fibrose Es: a-cheratina dei capelli Le a-cheratine sono prodotte dalle cellule epidermiche. Sono presenti nei capelli, lana, peli, unghie,corna, piume, gusci di tartaruga L’ insolubilità è dovuta alla predominanza di gruppi R non polari. Le a-eliche sono tenute insieme da ponti disolfuro intercatena: più sono numerosi più la struttura è resistente (nel guscio di tartaruga e nelle corna di rinoceronte il 18% dei gruppi R sono cisteine impegnate in ponti disolfuro)

12 Struttura secondaria (6)
Il collageno: una proteina fibrosa costituita da un’a-elica particolare

13 E’ la proteina più abbondante nei mammiferi
Collagene (1) E’ la proteina più abbondante nei mammiferi (30% delle proteine totali) Tutte le varie forme di collagene hanno una composizione amminoacidica ripetitiva di glicina (35%) con alte percentuali di prolina e idrossiprolina (21%), tutti amminoacidi non essenziali (basso valore nutrizionale) Il collagene è composto da tre eliche sinistrorse (catene a da non confondere con le a-eliche delle cheratine) superavvolte a formare una triplice elica destrorsa. L’alto contenuto di questi residui conferisce alla triplice elica

14 Collagene (2) Struttura è molto compatta e non elastica a causa dei numerosi residui di glicina che trovano posto all’interno della spirale e della prolina che crea delle anse che ne impediscono l’allungamento. La sostituzione di un solo residuo di Gly con Lys o Ser causa l‘osteogenesi imperfetta e la sindrome di Ehlers-Danlos

15 Rigidità e fragilità fibrille
Collagene (3) I legami trasversali tra i filamenti di tropo-collagene aumentano la resistenza meccanica della struttura (superiore a un filo di acciaio di pari spessore) * coda Inibita dai semi di lathyrus odoratus: latirismo (anomalie nelle ossa e giunzioni) testa L’entità dei legami dipende dalla funzione biologica e dall’età del tessuto Numero legami Rigidità e fragilità fibrille Sezione di una molecola di tropocollageno (unità base del collageno) Fragilità ossea Opacità cornea

16 Fibroblasto L’ascorbato (vitamina C)
Biosintesi del collagene: un esempio di modificazioni post-traduzionali (1) L’ascorbato (vitamina C) previene l’ossidazione del Fe Se carente può causare lo scorbuto (malattia dei marinai) Fe2+ Fibroblasto *Se carente nei bovini causa una malattia del tessuto connettivo “la dermatospassia” * P. Champe, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006

17 P. Champe, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006
Biosintesi del collagene: un esempio di modificazioni post-traduzionali (2) P. Champe, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006

18 Struttura b o foglietto ripiegato (b-cheratine)
Struttura secondaria (7) Struttura b o foglietto ripiegato (b-cheratine) Ogni gruppo C=O e NH del legame peptidico forma legami idrogeno intercatena I residui laterali R sono piccoli e idrofobici e si trovano sopra e sotto il piano della molecola Struttura prevalente nelle proteine fibrose Legami idrogeno intercatena Struttura prevalente nelle proteine globulari Legami idrogeno intracatena

19 Struttura secondaria (8)
Le catene sono più distese rispetto all’a-elica: stirando una catena a-elica si ottiene una struttura b (la distanza tra due amminoacidi è 3.5 Å contro 1,5 Å dell’a-elica) Sfruttando questa proprietà si ottiene la “permanente dei capelli” a-cheratina b-cheratina a-cheratina

20 Struttura secondaria (9)
Le b-cheratine sono prevalentemente proteine insolubili flessibili e non allungabili Es: fibroina della seta e della tela di ragno Residui piccoli e idrofobici disposti alternativamente sopra e sotto la struttura a zig zag Fili di fibroina estrusi dalla filiera di un ragno

21 Tabella riassuntiva delle proteine fibrose con struttura secondaria
Caratteristiche Esempi a-elica,con ponti disolfuro intercatena Strutture dure e insolubili di varie resistenza e flessibilità a-cheratine dei capelli, penne e unghie Struttura b Filamenti flessibili Fibroina della seta Tripla elica del collagene Molto resistente alla tensione, senza elasticità Collagene dei tendini, della matrice delle ossa

22 La struttura b è presente anche nelle proteine globulari
Struttura secondaria (11) La struttura b è presente anche nelle proteine globulari Le proteine globulari con zone a struttura b sono possibili grazie ai ripiegamenti b il gruppo carbonilici del 1°amminoacido forma un legame idrogeno con il gruppo amminico del 4° residuo. I residui coinvolti sono glicina e prolina, il primo perché piccolo e flessibile, il secondo perché il legame peptidico con l’azoto imminico della prolina assume la configurazione cis, una forma che si adatta al cambio di direzione. Il ripiegamento parallelo è meno probabile

23 Struttura terziaria (1)
La struttura terziaria consiste in un ripiegamento della catena (folding) per formare una struttura tridimensionale ben definita (conformazione) Parti lontane della catena vengono a trovarsi spazialmente vicine creando siti specifici di riconoscimento per particolari molecole Es: Enzima-Substrato Anticorpo-Antigene Recettore-Ormone Emoglobina-Ossigeno Esempi di proteine globulari con domini a struttura a e b Il folding comporta un compattamento delle dimensioni (Es: albumina bovina con 584 residui amminoacidici) Statisticamente una proteina globulare contiene: 50-60% a-elica 25-35% struttura b 15% struttura disordinata

24 La sequenza amminoacidica è la base molecolare dell’attività biologica
Struttura terziaria (2) La sequenza amminoacidica è la base molecolare dell’attività biologica Sequenza (Struttura primaria ) Conformazione (Struttura terziaria ) Funzione

25 Struttura terziaria (3)
Interazioni che concorrono al folding e alla stabilizzazione delle proteine Tutti questi legami concorrono alla formazione della struttura terziaria In genere i residui polari si dispongono rivolti verso la superficie a contatto con H2O, mentre quelli apolari all’interno della proteina

26 Struttura terziaria (4)
allontanamento del mercapto-etanolo Stato inattivo con ponti disolfuro non corretti (es: cys 58 con cys 95) aggiunta di mercapto-etanolo e successivo allontanamento di mercapto-etanolo e urea Esperimento di Anfinsen Denaturazione e rinaturazione della ribonucleasi Questo esperimento dimostra che: La sequenza specifica la conformazione e quindi l’attività biologica La conformazione è funzione dell’ambiente La conformazione nativa è quella termodinamicamente più stabile (minor contenuto energetico)

27 Struttura terziaria (5)
Alcune proteine hanno un ripiegamento assistito da chaperoni e chaperonine I chaperoni (es: DnaK e DnaJ nell’e-coli) si legano in via transitoria alla proteina non ripiegata impedendo un folding prematuro Le proteine parzialmente ripiegate dai chaperoni vengono successivamente ripiegate dalle chaperonine

28 Struttura terziaria (6)
Molte proteine hanno un ripiegamento assistito da due enzimi (PDI e PPI) La Proteina Disolfuro Isomerasi (PDI) è un enzima che rimuove ponti disolfuro non corretti (caso a) e facilita la formazione di quelli corretti (caso b) La Peptide Prolil cis-trans Isomerasi (PPI) catalizza la interconversione dei legami peptidici cis-trans della prolina

29 Morte per ripiegamento sbagliato: le malattie da “prione”
Struttura terziaria (7) PrP PrPSc Morte per ripiegamento sbagliato: le malattie da “prione” I prioni (PrP) sono delle normali proteine presenti nel cervello degli organismi superiori la cui funzione non è nota. Per eventi ancora non completamente chiariti la proteina può modificare un tratto della sua struttura da a-elica a foglietto b (PrPSc) innescando un processo a cascata che porta alla completa trasformazione di tutti i PrPc in PrPSc. Il PrPSc non subisce degradazione proteolitica (turnover proteico) e si accumula nel tessuto cerebrale determinando una degenerazione spongiforme che porta a lungo termine a forme di demenza e morte (BSE o mucca pazza nei bovini, scrapie negli ovini, morbo di Creutzfeld-Jacob nell’uomo) Il termine “Prione” è stato introdotta da Stanley Prusiner nel 1984 Prion (Proteinaceus infections only) Sezione colorata di corteccia cerebrale spongiforme Sc in PrPSc = Scrapie

30 Struttura quaternaria delle proteine (1)
L a struttura quaternaria deriva dalle interazioni deboli (identiche a quelle che stabilizzano la struttura terziaria) che si stabiliscono tra più catene polipeptidiche (subunità) identiche o diverse per dare complessi proteici tridimensionali chiamati oligomeri o multimeri se il numero delle subunità è molto elevato Struttura quaternaria della emoglobina: oligomero con quattro subunità a due a due identiche (a2b2) Rivestimento proteico icoesaedrico di molti virus sferici (poliovirus, rinovirus). L’icoesaedro è un poliedro regolare a 12 vertici con 20 facce a triangolo equilatero. Multimero con subunità identiche autoaggreganti (risparmio di materiale genomico)

31 Struttura quaternaria delle proteine (2)
Vi sono dei limiti alle dimensioni delle proteine E’ più semplice ed efficace sintetizzare molte copie di una proteina piccola che una sola copia di una proteina molto grande La maggior parte delle proteine che hanno massa superiore a possiedono più subunità, uguali o diverse, per evitare la formazione di proteine danneggiate (diminuisce la probabilità di errori durante la sintesi proteica) Esempi di proteine con struttura quaternaria Proteina Peso molecolare Numero subunità Emoglobina 64.000 4 Piruvatochinasi Istidina decarbossilasi 10 Glutammina sintetasi E. coli 12 Proteina del capside del poliovirus 130 Proteina del capside virus mosaico tabacco 2.130

32 Interazione proteina-legando Modificazione conformazionale
Struttura & funzione delle proteine Interazione proteina-legando Le subunità di molte proteine oligomeriche, per azione di un ligando vanno incontro ad un adattamento indotto che provoca una modificazione conformazionale che permette all’intera proteina di svolgere una determinata funzione biologica (Es: trasporto ossigeno, attività enzimatica, risposta immunitaria, contrazione muscolare) Sito di legame Ligando Proteine allosteriche (Emoglobina, enzimi allosterici) Proteina oligomerica Adattamento indotto Modificazione conformazionale Sistema immunitario (Antigene-Anticorpo) Motori molecolari (Contrazione muscolare)

33 Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (1)
La mioglobina (Mb) e le singole catene a e b dell’emoglobina (Hb) hanno una struttura terziaria molto simile idonea a legare reversibilmente O2 al Fe+2 senza ossidarlo a Fe+3, grazie alla tasca idrofobica in grado di alloggiare il gruppo eme Mb Hb Voet, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2007 Questa somiglianza fa ipotizzare che Mb e Hb derivino dallo stesso gene ancestrale che nel corso dell’evoluzione ha subito modifiche indipendenti per adattarsi alle esigenze dell’organismo

34 Differenze funzionali fra Mb e Hb
Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (2) Differenze funzionali fra Mb e Hb Hb rispetto a Mb è una proteina allosterica Questo è frutto di due tipi di interazioni: Interazioni omotropiche: il legame O2-Hb facilita il legame di altro O2 alla stessa molecola di Hb (legame cooperativo)  Interazioni eterotropiche: il legame con gli H+, la CO2 (effetto Bohr) e il 2,3 difosfoglicerato modificano l‘affinità di Hb con O2 Y Funzione Hb: legare O2 nei polmoni e cederlo ai tessuti per la fosforilazione ossidativa; contemporaneamente legare CO2 nei tessuti e rilasciarla a livello polmonare (600 litri/24 ore di O2 e 400 litri/24 di CO2 valori che aumentano di circa 10 volte durante l’attività muscolare) Funzione Mb: legare O2 in eccesso trasportato dall’Hb e rilasciarlo all’occorrenza Champe, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006

35 Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (3)
Il sito di legame per O2 O2 si lega al 6° legame di coordinazione del Fe+2 in modo non lineare a causa dell’ingombro sterico della istidina distale con il vantaggio di rendere più difficile il legame Hb-CO (nell’eme libero CO è più affine rispetto a O2 mentre nell’eme legato all’Hb è solo 250 volte più affine) Istidina distale (E7-His 64) Eme Istidina prossimale (F8-His 93) Istidina prossimale (F8-His 93)

36 Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (4)
L’Hb deossigenata è irrigidita da otto legami ionici tra le catene (ponti salini) L’emoglobina esiste in due conformazioni in equilibrio: Stato T (Tesa): forma deossigenata a bassa affinità per O2 irrigidita da otto legami ionici Stato R (Rilasciata): forma ossigenata ad alta affinità per O2 senza legami ionici

37 Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (5)
Cooperatività tra i siti (interazioni omotropiche) Quando O2 si lega al Fe+2 nel primo dei quattro siti, trova difficoltà per la presenza degli otto ponti salini. In seguito a questo legame il Fe+2 entra nel piano dell’eme (diminuisce di dimensioni passando da alto spin a basso spin) e trascina con se la catena F a cui e legato tramite l’istidina prossimale (His F8) Y 30 60 90 pO2 (mm Hg) Questo spostamento provoca una modificazione della conformazione che rompe i ponti salini e sposta l’equilibrio dallo stato T a quello R. Ciò favorisce l’ingresso successivo di O2 negli altri siti (andamento sigmoide della curva di saturazione Hb-O2)

38 Interazioni eterotropiche tra Hb, H+ e CO2 (Effetto Bohr)
Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (6) Interazioni eterotropiche tra Hb, H+ e CO2 (Effetto Bohr) Nei tessuti l’aumento della [CO2] porta ad una diminuzione del pH. I protoni liberati favoriscono la formazione di coppie ioniche in particolare His Asp 94 che stabilizzano la forma T CO2 + H2O → HCO3- + H+ Inoltre la CO2 si lega direttamente ai gruppi amminici liberi della Hb formando carbammati che stabilizzano ulteriormente la forma T Stryer, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006

39 Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (2)
Trasporto di O2 e CO2 5% 85% 10% *Hb-NHCOO- * *

40 Trasporto di CO2 e lo scambiatore cloruro-bicarbonato
Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (2) Trasporto di CO2 e lo scambiatore cloruro-bicarbonato Stryer, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006

41 Interazioni eterotropiche tra Hb e 2,3 difosfoglicerato (DPG o BPG)
Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (2) Interazioni eterotropiche tra Hb e 2,3 difosfoglicerato (DPG o BPG) Il 2,3DPG (un intermedio della glicolisi nel globulo rosso) con le sue 5 cariche negative si lega, con altrettante cariche positive fornite dalle due subunità b, in una zona centrale dell’Hb presente solo nello stato T. Per il principio di Le Chatellier l’equilibrio si sposta verso lo stato T con conseguente diminuzione dell’affinità dell’Hb per O2. Stato T Stato R

42 Effetto del 2,3-DPG sulla curva di saturazione Hb-O2
Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (4) Effetto del 2,3-DPG sulla curva di saturazione Hb-O2 Hb “in vivo” (~4 mM 2,3-DPG) Hb “in vitro” (sangue conservato) (0.5 mM 2,3-DPG) Hb-O2 + DPG  Hb-DPG + O2 Lo spostamento dell’equilibrio verso l’emoglobina deossigenata, a causa del DPG che si lega solo alla forma T, diminuisce affinità di Hb per O2 e aumenta sensibilmente l’efficienza del trasporto di O2 come dimostrato dalla curva di saturazione Hb-O2 più sigmoide e spostata verso destra.

43 Adattamento ad alta quota e ipossia
Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (4) Adattamento ad alta quota e ipossia pO2 nei tessuti pO2 nei polmoni (4500 m) pO2 nei polmoni (0 m) Aumentando la concentrazione di 2,3-DPG nel sangue, aumenta ulteriormente l’efficienza del trasporto. Quando si va in alta quota (>4000m) dopo poche ore aumenta [DPG] per adattare la respirazione alla minore pressione di ossigeno. Una situazione analoga si crea in soggetti che soffrono di ipossia dovuta ad una minore ossigenazione dei tessuti periferici per un cattivo funzionamento dei polmoni o del sistema circolatorio 66% 4mM DPG 8mM DPG 66%

44 Emoglobina fetale (HbF) e DPG
Emoglobina: un esempio di proteina allosterica (4) Emoglobina fetale (HbF) e DPG HbF (a2g2) non lega DPG perché His 143 (carica ), presente nel sito di legame del DPG della catena β, è sostituita da Ser (neutra) nella catena g. Ne consegue che il sangue fetale, avendo una affinità per O2 maggiore del sangue adulto (a2b2), “strappa” O2 al sangue materno attraverso la placenta 98% 2%

45 Anemia falciforme: un esempio di malattia molecolare
Le proprietà di molte proteine possono variare in seguito a modificazioni non conservative della sequenza amminoacidica e causare malattie Nell’anemia falciforme questo tipo di mutazione sulle catene b di Hb ha invece portato ad un vantaggio. Gli individui con un solo allele di HbS hanno una maggior resistenza alla malaria (il plasmodio ha più difficoltà a nutrirsi e riprodursi nel globulo rosso con HbS) Un approccio terapeutico consiste nel mantenere l’equilibrio dell’HbS verso la forma R che non polimerizza (aumento del pH del sangue con bicarbonato e ossigenazione dei polmoni )

46 Componenti molecolari del sistema immunitario
Interazioni proteine-ligandi & sistema immunitario (1) Componenti molecolari del sistema immunitario Antigene (Ag, Antibody generator): molecola o parte di molecola in grado di indurre una risposta immunitaria Anticorpo (Ab, Antibody): proteina che riconosce specificamente un antigene Leucociti (globuli bianchi) Macrofagi (ingestione per fagocitosi) Linfociti B (producono e secernono Ab) Linfociti TC (cellule killer) Linfociti TH (cellule Helper) Risposta immunitaria Anticorpale o Umorale (dal latino humor = fluido) Produzione di Ab solubili che circolano nel sangue. Sono immunoglobuline (Ig) prodotte dai linfociti B nel midollo osseo (Bone marrow). Ab si lega a Ag e il complesso Ab-Ag precipita la sostanza estranea (con l’aiuto del complemento) o la marca per la distruzione (nei macrofagi) Cellulare Produzione di cellule T citossiche,TC (così chiamate in quanto l’ultima fase del loro differenziamento avviene nel Timo)

47 Interazioni proteine-ligando & sistema immunitario (2)
IgG: immunoproteina più importante e abbondante del sistema immunitario Frammento che lega l’antigene (antigen binding) Frammento cristallizzabile

48 Le immunoglubuline G sono molto flessibili
Interazioni proteine-ligando & sistema immunitario (3) Le immunoglubuline G sono molto flessibili La molecola di IgG è molto flessibile per adattarsi ai diversi determinanti antigenici presenti sulla superficie dell’antigene e formare aggregati facilmente riconoscibili dai macrofagi. Per avere risposta immunitaria di piccole molecole (apteni) si aggiunge un coadiuvante Un determinante antigenico Tre determinanti antigenici Due determinanti antigenici

49 Esempi di azione coordinata IgG e macrofagi
Interazioni proteine-ligando & sistema immunitario (4) Esempi di azione coordinata IgG e macrofagi Fagocitosi di un virus Fagocitosi di un batterio

50 Attivazione delle cellule B
Interazioni proteine-ligando & sistema immunitario (5) Attivazione delle cellule B Ogni linea di linfociti B produce un solo tipo di Ig • Nei linfociti B non attivi (vergini o memoria), Ig si presentano nella forma insolubile nella membrana, ed hanno la funzione di recettore per Ag • Nei linfociti B attivi, Ig si presentano nella forma solubile secreta, ed hanno la funzione di attaccare Ag

51 Interazioni proteine-ligando & sistema immunitario (6)
La selezione clonale Cellule B effettrici o plasmacellule producono Ig solubili nel sangue La cellula staminale si diversifica in numerose cellule B “vergini”, ognuna con una Ig diversa, e con il sito antigenico verso l’esterno Il contatto con uno specifico Ag genera la replica di un solo un clone e produce numerose cellule B contenenti solo quella Ig

52 Interazione tra proteine modulata dall’energia chimica (1)
Filamento spesso Filamento sottile F-actina (Fibrosa) Miosina G-actina (Globulare) Actina

53 Interazione tra proteine modulata dall’energia chimica (2)

54 Interazione tra proteine modulata dall’energia chimica (3)
La contrazione muscolare è innescata da un rapido aumento citosolico di Ca2+ I tubuli T (Trasversi) trasmettono il potenziale d’azione, innescato da uno stimolo del SNC, che apre in pochi millisecondi i canali del Ca 2+ sul reticolo sarcoplasmatico. L’ingresso del Ca 2+ nel citosol è temporaneo perché dopo circa 30 msec è pompato indietro dalla pompa Ca2+-ATPasi

55 Interazione tra proteine modulata dall’energia chimica (4)
La contrazione muscolare innescata da Ca2+ è mediata da proteine accessorie La tropomiosina e le troponine T, I, C, (chiamate così per la loro attività rispettivamente di legame alla Tropomiosina, Inibitrice e di legame del Ca 2+), sono proteine accessorie strettamente associate ai filamenti sottili di actina. La tropomiosina, una molecola disposta lungo le scanalature dell’elica dell’actina, quando è legata con la troponina I maschera il sito di legame della miosina con l’actina. Quando la troponina C si lega a Ca2+, va incontro ad un cambiamento conformazionale che si trasmette alla tropomiosina, inducendola a staccarsi dalla troponina I e a muoversi verso il centro dell’elica del filamento sottile di actina. In questo modo i siti di legame sull’actina si rendono disponibili al legame con la testa della miosina, permettendo la contrazione.