Tertiaire structuur (eiwitten): verschil tussen versies
| Regel 11: | Regel 11: | ||
==Vouwing van tertiaire structuur== |
==Vouwing van tertiaire structuur== |
||
===Natieve conformatie=== |
|||
{{Zie ook|Meer informatie: [[Eiwitvouwing]]}} |
|||
De tertiaire structuur van een eiwit komt tot stand door de ruimtelijke vouwing van een [[polypeptide]]. Een eiwit dat in zijn ''[[natieve conformatie]]'' is gevouwen, heeft doorgaans een lagere [[Gibbs vrije energie|vrije energie]] (een combinatie van [[enthalpie]] en [[entropie]]) dan de ongevouwen conformatie. Een eiwit heeft altijd de neiging een conformatie aan te nemen met de laagste hoeveelheid vrije energie. Omdat er veel conformaties bestaan die een vergelijkbare hoeveelheid vrije energie hebben, zijn eiwitstructuren dynamisch: ze kunnen makkelijk van de ene structuur in de andere structuur overgaan.<ref>{{en}}{{sc|Privalov, PL.}} (1992) "Physical Basis for the Stability of the Folded Conformations of Proteins", in ''Protein Folding'', TE Creighton, ed., W. H. Freeman, pp. 83–126.</ref> |
De tertiaire structuur van een eiwit komt tot stand door de [[eiwitvouwing|ruimtelijke vouwing]] van een [[polypeptide]]. Een eiwit dat in zijn ''[[natieve conformatie]]'' is gevouwen, heeft doorgaans een lagere [[Gibbs vrije energie|vrije energie]] (een combinatie van [[enthalpie]] en [[entropie]]) dan de ongevouwen conformatie. Een eiwit heeft altijd de neiging een conformatie aan te nemen met de laagste hoeveelheid vrije energie. Omdat er veel conformaties bestaan die een vergelijkbare hoeveelheid vrije energie hebben, zijn eiwitstructuren dynamisch: ze kunnen makkelijk van de ene structuur in de andere structuur overgaan.<ref>{{en}}{{sc|Privalov, PL.}} (1992) "Physical Basis for the Stability of the Folded Conformations of Proteins", in ''Protein Folding'', TE Creighton, ed., W. H. Freeman, pp. 83–126.</ref> |
||
[[Globulair eiwit|Globulaire eiwitten]] hebben een kern van [[hydrofobe]] aminozuurresiduen en een oppervlakte van geladen, [[hydrofiel]]e residuen die interacties aangaan met water. Deze rangschikking van aminozuren kan de tertiaire structuur stabiliseren. Bij [[secretie]]-eiwitten bijvoorbeeld, die buiten het cytoplasma worden [[eiwitlokalisatie|gelokaliseerd]], komen [[zwavelbrug]]gen voor tussen cysteïneresiduen om de tertiaire structuur te behouden. Zowel zwavelbruggen als een hydrofobe kern zijn onderdelen van de tertiaire structuur die bij zeer veel eiwitten voorkomen, zelfs bij eiwitten met verschillende evolutionaire achtergronden.<ref>{{sc|Bajaj, M., & Blundell, T.}} (1984). Evolution and the Tertiary Structure of Proteins. ''Annual Review of Biophysics and Bioengineering'', '''13'''(1), 453–492. {{doi|10.1146/annurev.bb.13.060184.002321}}.</ref> |
[[Globulair eiwit|Globulaire eiwitten]] hebben een kern van [[hydrofobe]] aminozuurresiduen en een oppervlakte van geladen, [[hydrofiel]]e residuen die interacties aangaan met water. Deze rangschikking van aminozuren kan de tertiaire structuur stabiliseren. Bij [[secretie]]-eiwitten bijvoorbeeld, die buiten het cytoplasma worden [[eiwitlokalisatie|gelokaliseerd]], komen [[zwavelbrug]]gen voor tussen cysteïneresiduen om de tertiaire structuur te behouden. Zowel zwavelbruggen als een hydrofobe kern zijn onderdelen van de tertiaire structuur die bij zeer veel eiwitten voorkomen, zelfs bij eiwitten met verschillende evolutionaire achtergronden.<ref>{{sc|Bajaj, M., & Blundell, T.}} (1984). Evolution and the Tertiary Structure of Proteins. ''Annual Review of Biophysics and Bioengineering'', '''13'''(1), 453–492. {{doi|10.1146/annurev.bb.13.060184.002321}}.</ref> |
||
===Andere determinanten=== |
|||
De natieve conformatie van een eiwit is [[thermodynamica|thermodynamisch]] gezien een stabiele toestand. [[Chaperonne-eiwitten]] in het cytoplasma helpen een nieuw gesynthetiseerd polypeptide zijn natieve conformatie aan te nemen. Sommige chaperonne-eiwitten zijn zeer specifiek aangepast aan hun doeleiwit, zoals [[proteïne disulfide-isomerase]]. Andere chaperonnes functioneren bij meerdere eiwitten, bijvoorbeeld [[GroEL]] en [[GroES]] in prokaryoten. |
|||
De tertiaire structuur van een eiwit kan veranderen wanneer het bindt aan een [[ligand (biochemie)|ligand]], bijvoorbeeld aan een [[cofactor (biochemie)|cofactor]]. Een eiwit dat gebonden is aan zijn ligand, noemt men de ''holostructuur''. Een ongebonden eiwit daarentegen wordt ''apostructuur'' genoemd.<ref>{{citeer journal|pmid=20066034|pmc=2796265|year=2010|auteur=Seeliger, D & De Groot, B. L.|title=Conformational transitions upon ligand binding: Holo-structure prediction from apo conformations|journal=PLoS Computational Biology|volume=6|issue=1|page=e1000634|taal=en|doi=10.1371/journal.pcbi.1000634}}</ref> |
|||
==Zie ook== |
==Zie ook== |
||
Versie van 14 mrt 2020 13:53
De tertiaire eiwitstructuur is de volledige driedimensionale vouwing van een eiwit.[1] De tertiaire structuur is afhankelijk van de aminozuursequentie van het polypeptide. De zijketens van de aminozuren waaruit het eiwit bestaat gaan interacties aan met elkaar, en zorgen ervoor dat het eiwit zich als geheel ruimtelijk opvouwt. Door elektrostatische, polaire en hydrofobe interacties treedt stabilisatie op van de ruimtelijke vorm.[2] Nadat de tertiaire structuur is aangenomen, kan een eiwit in de meeste gevallen zijn functie vervullen. Sommige eiwitten vormen met andere eiwitten een groot complex: de quaternaire structuur.
Belangrijk bij de totstandkoming van de tertaire structuur is de vorming van zwavelbruggen. Dit zijn covalente verbindingen die optreden tussen cysteïne-residuen. Zwavelbruggen zijn vele malen sterker dan de non-covalente interacties en geeft de gevouwen polypeptideketen een grote stabiliteit.[3]
In de biofysica wordt de tertiaire structuur van eiwitten gedefinieerd door middel van atomaire coördinaten.[4] Deze coördinaten kunnen ook gebruikt worden om eiwitdomeinen te beschrijven. Een eiwitdomein is een zelfstandig functionerend onderdeel van een eiwit met een geconserveerde tertiaire structuur.[5]
Geschiedenis
Kennis van de tertiaire structuur van eiwitten ontwikkelde zich vanaf 1900. Hoewel Hermann Emil Fischer al gesuggereerd had dat eiwitten opgebouwd waren uit polypeptiden met specifieke aminozuurzijketens, kwam Dorothy Maud Wrinch als eerste met gegronde theorieën over de ruimtelijkheid van eiwitstructuren. Wrinch toonde dit aan met het Cyclol-model: een (wiskundige) voorspelling van de structuur van een globulair eiwit.[6] Met de opkomst van meer geavanceerde microscopische technieken kreeg men de mogelijkheid tertiaire structuren te bepalen tot binnen 5 ångström (0,5 nm) voor kleine eiwitten (<120 residuen) en, onder gunstige omstandigheden, betrouwbare voorspellingen te doen over secundaire structuren.[7]
Vouwing van tertiaire structuur
Natieve conformatie
De tertiaire structuur van een eiwit komt tot stand door de ruimtelijke vouwing van een polypeptide. Een eiwit dat in zijn natieve conformatie is gevouwen, heeft doorgaans een lagere vrije energie (een combinatie van enthalpie en entropie) dan de ongevouwen conformatie. Een eiwit heeft altijd de neiging een conformatie aan te nemen met de laagste hoeveelheid vrije energie. Omdat er veel conformaties bestaan die een vergelijkbare hoeveelheid vrije energie hebben, zijn eiwitstructuren dynamisch: ze kunnen makkelijk van de ene structuur in de andere structuur overgaan.[8]
Globulaire eiwitten hebben een kern van hydrofobe aminozuurresiduen en een oppervlakte van geladen, hydrofiele residuen die interacties aangaan met water. Deze rangschikking van aminozuren kan de tertiaire structuur stabiliseren. Bij secretie-eiwitten bijvoorbeeld, die buiten het cytoplasma worden gelokaliseerd, komen zwavelbruggen voor tussen cysteïneresiduen om de tertiaire structuur te behouden. Zowel zwavelbruggen als een hydrofobe kern zijn onderdelen van de tertiaire structuur die bij zeer veel eiwitten voorkomen, zelfs bij eiwitten met verschillende evolutionaire achtergronden.[9]
Andere determinanten
De natieve conformatie van een eiwit is thermodynamisch gezien een stabiele toestand. Chaperonne-eiwitten in het cytoplasma helpen een nieuw gesynthetiseerd polypeptide zijn natieve conformatie aan te nemen. Sommige chaperonne-eiwitten zijn zeer specifiek aangepast aan hun doeleiwit, zoals proteïne disulfide-isomerase. Andere chaperonnes functioneren bij meerdere eiwitten, bijvoorbeeld GroEL en GroES in prokaryoten.
De tertiaire structuur van een eiwit kan veranderen wanneer het bindt aan een ligand, bijvoorbeeld aan een cofactor. Een eiwit dat gebonden is aan zijn ligand, noemt men de holostructuur. Een ongebonden eiwit daarentegen wordt apostructuur genoemd.[10]
Zie ook
Referenties
Literatuur
|