¿Por qué y cómo pueden las proteínas hacer lo que hacen?

Su forma / plegamiento desde un polipéptido lineal a una forma tridimensional se debe a interacciones hidrofóbicas e hidrofílicas de cadenas laterales de aminoácidos con agua y entre sí.

La mayoría de las proteínas solubles tendrán aminoácidos hidrofóbicos orientados hacia el núcleo y aminoácidos hidrófilos hacia el agua. Antes de este nivel de organización, los enlaces de hidrógeno entre amino (NH) y carboxilo (C = O) en la parte posterior del polipéptido permiten que se forme una estructura secundaria tal como alfa hélices y láminas beta.

La funcionalidad de las proteínas se determina por la forma, generalmente hay tres sitios en las proteínas enzimáticas; el sitio de unión del sustrato, el sitio activo (donde se produce la reacción enzimática) y un sitio alostérico (muy alejado del sitio del sustrato) que se une a una molécula / producto aguas arriba o río abajo y cuando se une cambia la forma de la proteína de modo que el sustrato / el sitio activo ahora es accesible / funcional. Luego comienzan a reaccionar con los productos hasta que no queda nada de la enzima que se vuelve inactiva, debido a un ciclo de retroalimentación que actúa sobre el sitio alostérico.

Los pasos individuales en las reacciones enzimáticas pueden ser complejos y numerosos, pero ocurren tan rápidamente que son casi instantáneos. Pueden involucrar átomos nucleófilos y electrofílicos, acerando / intercambiando electrones para romper o hacer enlaces químicos en el sustrato, permitiendo que las reacciones que normalmente no son favorables energéticamente ahora sean energéticamente favorables, a veces a la temperatura del cuerpo o con el uso de un poco de energía. obtener por hidrólisis de los enlaces de fosfato en ATP / GTP.

Si esto no tiene mucho sentido, me tomó toda una licenciatura en bioquímica para entender, pero puedo recomendar que la academia de Khan sea un buen lugar para comenzar a aprender más.

Bueno, se tambalean y adivinan. Si hay una molécula que cabe en su centro activo debido a la difusión y la electrostática, hacen algo. Luego, el producto se libera. Si entra agua o algo más, generalmente no sucede nada. A menos que la estructura molecular sea similar. Entonces, también se puede formar un producto secundario. Algunas veces la molécula del producto formado entra y no los reactivos. Luego, la molécula del producto se divide en reactivos, porque a veces actúan en ambos sentidos. A veces el inhibidor se une, por lo que simplemente se tambalean y descansan …

La secuencia de aminoácidos (estructura primaria) está determinada por el gen que codifica esa proteína específica. Los genes cambian y evolucionan con el tiempo.

Cómo se pliega la secuencia de aminoácidos y se une a sí misma (secundaria y terciaria) y la adición de elementos no proteicos (cuaternario) está determinada por el procesamiento postraduccional en el retículo endoplásmico de eucariotas y orgánulos similares en procariotas.

Una enzima como la glucosa 6 fosfato deshidrogenasa (G6PD) se encuentra de alguna forma en todas las células vivas del planeta. Hay algunas variaciones en la secuencia de genes dependiendo de la especie, pero todas las formas de G6PD catalizan la misma reacción; agregando un fosfato a la glucosa.

Gen G6PD