Tema 3
Estructura Tridimensional de las Proteínas




Proteínas globulares

Las proteínas fibrosas tienen misiones estructurales en los organismos y por tanto son muy abundantes y esenciales para el mismo. Sin embargo, la gran mayoría de las funciones celulares las llevan a cabo proteínas globulares. Su nombre se debe a que sus cadenas polipéptídicas se pliegan sobre si misma de manera compacta. La gran variedad de plegamientos diferentes que encontramos en las proteínas globulares refleja la variedad de funciones que realizan estas proteínas. A pesar de esta enorme variedad de plegamientos podemos encontrar una serie de motivos y principios comunes.
La estructura terciaria de una proteína es el modo en el cual se pliega la cadena polipetídica. La complejidad que presenta la estructura terciaria de las proteínas hace que que se distingan subestructuras dentro de ésta. En la imagen vemos diferentes representaciones de la estructura terciaria de la mioglobina.


Estructuras supersecundarias y dominios

También se llaman motivos o plegamientos. Podemos definir la estructura supersecundaria como una determinada combinación de estructuras secundarías que aparecen en diferentes proteínas. La estructura supersecundaría puede tener una determinada función o simplemente pertenecer a una unidad funcional mayor denominada dominio. Por otro lado, el mismo tipo de estructura supersecundaría puede tener diferente función en proteínas diferentes.
Existen varios ejemplos de este tipo de estructura el tipo beta-alfa-beta consta de dos hojas beta paralelas unidas mediante una hélice alfa. Los meandros constan de hojas betas antiparalelas conectadas por giros beta, cuando solo hay dos hojas beta se habla de horquilla beta. La guardas griecas o grecas se forman cuando porciones de hojas betas no son secuenciales. Otro motivo común es la hélice-bucle-hélice
Muchas cadenas polipeptídicas se pliegan en dos o más unidades globulares estables que se denominan dominios. Estos dominios pueden presentarse claramente separados formando zonas lobulares o interaccionar fuertemente con otros dominios haciendo más dificir la distinción entre dominios individuales.
La relación entre la estrutura de un dominio y la función es compleja. A veces una determinada función es realizada por un dominio individual, mientras que en otras ocasiones la función requiere la existencia de más de un dominio, por ejemplo, los sitios de unión para pequeñas moléculas o los sitios activos de determinados enzimas se forman en la interfase de dos dominios con participación de residuos de ambos.


Clasificación estructural de las Proteínas

Actualmente se clasifican las proteínas desde el punto estructural en cuatro grupos principales (todo a, todo b, a/b y a+b) junto con otros tres grupos adicionales. Esta clasificación se recoge en el banco de datos de SCOP ("Structural Casification Of Proteins").
Práticamente todas las proteínas presentan similaridades estruturales con otras proteínas y en algunos de los casos esta similiaridad va acompañada de un origen evolutivo común. la base de datos SCOP proporciona una descrpción detallada y comprensiva de las relaciones estructurales y evolutivas entre las estructuras proteicas conocidas.
Esta clasificación de la base de datos de SCOP es jerarquica. Las proteínas se clasifican en familias cuando presentan similitudes de secuencia primaria y/o estructura y función demostrable. Cuando dos o más familias con poco similitud en estructura primaria presentan similitud en estructura y función se agrupan en una superfamilia. Los dos grupos más altos, plegamiento y clase, se basan exclusivamente en aspectos estructurales. En la tabla se muestran los diferentes grupos de la calificación SCOP y se puede visualizar un ejemplo de cada clase.
SCOP: Clasificación Estructural de Proteínas

versión 1.67 (15 mayo 2004). (Excluye ácidos nucleicos y modelos teóticos)
Clase
Plegamientos
Superfamilias
Familias
Ejemplo con Jmol
Proteínas todo alfa
202
342
550
mioglobina
Proteínas todo beta
141
280
529
inihibidor de la alfa amilasa
Proteínas alfa y beta (a/b)
Principalmente hojas betas paralelas (unidades beta-alfa-beta)
130
213
593
triosa fosfato isomerasa
Proteínas alfa y beta (a+b)
Principalmente hojas betas antiparalelas (regiones alfa y betas separadas)
260
386
650
transclicosilasa D unida a membrana, MltD
Proteínas multidominio
Proteínas con dos o más dominios pertenecientes a diferentes clases
40
40
55
utiril-CoA deshidrogenasa
Proteinas de membrana y superficie celular
No incluye las proteínas del sistema inmune
42
82
91
alfa-hemolisina
Proteínas pequeñas
Proteínas con ligandos metálicos, grupo hemo y/o puentes disulfuro
72
104
162
inhibidor de tripsina pancreático bovino, BPTI
Total
887
1447
2630



Última actualización: 16-May-2005
Comentarios y sugerencias: José Luis Urdiales