Kluczowa różnica między białkiem zwiniętym a niesfałdowanym polega na tym, że białko zwinięte jest strukturą biologicznie aktywną, podczas gdy białko niesfałdowane jest strukturą biologicznie nieaktywną.
Translacja tworzy liniowy łańcuch sekwencji aminokwasowej, który nie posiada stabilnej struktury 3D. Dlatego sekwencje aminokwasowe oddziałują ze sobą i fałdują się w złożonym procesie zwanym fałdowaniem białek. Jest to ważny proces, który sprawia, że białko staje się biologicznie aktywne. Prawidłowa struktura natywna białka jest bardzo istotna dla jego funkcji. Łańcuchy polipeptydowe fałdują się, aby stać się biologicznie aktywnym białkiem w swojej trójwymiarowej strukturze. Pofałdowane białka są utrzymywane razem przez różne interakcje molekularne. Mają stabilną strukturę 3D; dlatego są one aktywne biologicznie, w przeciwieństwie do białek niesfałdowanych.
Co to jest składane białko?
Białko zwinięte jest biologicznie aktywnym białkiem, które osiągnęło stabilną strukturę 3D. Fałdowanie białek to proces, który prowadzi do fałdowania białek i zachodzi w retikulum endoplazmatycznym. Proces fałdowania białek jest termodynamicznie korzystny. Występuje jako spontaniczna reakcja. Pierwszym etapem fałdowania białka jest tworzenie struktur drugorzędowych, takich jak alfa helisy lub arkusze beta, ze struktury pierwszorzędowej białka. Struktury drugorzędowe następnie torują drogę do struktur trzeciorzędowych. α-helisy i β-arkusze składają się w trójwymiarową strukturę. Struktury trzeciorzędowe następnie fałdują się dalej i tworzą czwartorzędową strukturę białka.
Kilka czynników wpływa na zdolność białek do fałdowania się we właściwe formy funkcjonalne. Niektóre czynniki to pola elektryczne i magnetyczne, temperatura, pH, chemikalia, ograniczenie przestrzeni i stłoczenie molekularne. Nieprawidłowe składanie może prowadzić do różnych stanów chorobowych. Choroba Alzheimera i mukowiscydoza to dwie powszechne choroby spowodowane nieprawidłowym fałdowaniem białek.
Rysunek 01: Składanie białek
Podczas fałdowania łańcuchy polipeptydowe oddziałują poprzez interakcje kowalencyjne i niekowalencyjne. Oddziaływania hydrofobowe i oddziaływania van der Waalsa to dwa rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych, które pomagają w fałdowaniu białek. Oddziaływania niekowalencyjne są oddziaływaniami słabymi i krótkozasięgowymi. Stanowią jednak podstawowe siły napędowe. Oddziaływania kowalencyjne, takie jak wiązania dwusiarczkowe i wiązania jonowe, również pomagają w fałdowaniu białek i są to oddziaływania silne. Fałdowanie białka odbywa się w środowisku wodnym.
Co to jest niesfałdowane białko?
Niesfałdowane białko jest liniową sekwencją aminokwasową. Istnieje w strukturze pierwszorzędowej, która jest łańcuchem polipeptydowym. Białka niesfałdowane są biologicznie nieaktywne. Co więcej, jest to nieuporządkowana otwarta struktura z luźno ułożonymi łańcuchami bocznymi. Innymi słowy, niesfałdowane białka nie mają uporządkowanej struktury. Niesfałdowane białka przyczyniają się do patologii wielu chorób.
Rysunek 02: Odpowiedź na nierozwinięte białko
Aby stać się funkcjonalnym białkiem, niesfałdowane białka muszą zwinąć się w stabilne trójwymiarowe konformacje. W wielu przypadkach wiele łańcuchów polipeptydowych musi łączyć się w funkcjonalny kompleks. Oprócz tego większość białek ulega modyfikacjom, takim jak rozszczepienie lub wiązanie kowalencyjne z węglowodanami i lipidami.
Jakie są podobieństwa między białkiem zwiniętym a rozłożonym?
- Ekstremalna temperatura, ekstremalne pH, siły mechaniczne i chemiczne środki denaturujące mogą przekształcić złożone białko w niezłożone białko.
- Denaturacja białek to proces przejścia od stanu zwiniętego do rozłożonego.
Jaka jest różnica między białkiem zwiniętym a niesfałdowanym?
Białko zwinięte to uporządkowane, kuliste białko z ciasno upakowanym hydrofobowym rdzeniem, podczas gdy białko niesfałdowane to nieuporządkowana, otwarta struktura z luźno upakowanymi łańcuchami bocznymi. To jest więc kluczowa różnica między białkiem zwiniętym a niesfałdowanym. Ponadto sfałdowane białka są biologicznie aktywne i działają prawidłowo, podczas gdy niezwinięte białka są biologicznie nieaktywne i nie działają prawidłowo.
Poniższa infografika pokazuje szczegółowe porównanie obu białek, aby wyraźnie dostrzec różnicę między białkiem zwiniętym a niesfałdowanym.
Podsumowanie – Białko zwinięte vs rozłożone
Ogólnie rzecz biorąc, białka muszą być prawidłowo sfałdowane w określone, stabilne, trójwymiarowe konformacje, aby prawidłowo funkcjonowały. Białka niezwinięte są biologicznie nieaktywne, natomiast białka zwinięte są biologicznie aktywne. Białka zwinięte mają strukturę 3D, podczas gdy białka niezwinięte są nieuporządkowanymi, otwartymi strukturami z luźno upakowanymi łańcuchami bocznymi. Tak więc podsumowuje to różnicę między białkiem zwiniętym a niesfałdowanym.
