¿Qué aminoácidos podrías encontrar en una hélice alfa que atraviesa una bicapa lipídica?

Respuesta corta:

Generalmente aminoácidos hidrófobos y pequeños en el medio, residuos cargados y aromáticos en los bordes, en contacto con los grupos de cabeza de fosfato.

Respuesta larga:

Esto se puede investigar de varias maneras, con un estudio particularmente interesante que viene a la mente.

Como un impresionante testimonio del poder de la granulación gruesa para el estudio de las interacciones lípido-proteínas, un estudio reciente creó una tubería directamente desde el PDB a una simulación CGMD de construcción de membrana, permitiendo así el establecimiento de la proteína de la proteína de orientación para unas 2.000 proteínas [1], como se muestra a continuación:

Además de producir una base de datos útil de cómo las proteínas de membrana con estructuras resueltas se sientan dentro de una bicapa lipídica (Home – MemProtMD), proporciona una cuantificación de las posiciones de los residuos con respecto a la membrana:

Distribuciones de aminoácidos: Frecuencias de aparición de cadenas laterales de aminoácidos que interactúan con la membrana dentro de los dominios TM de proteínas de membrana. Los datos se muestran con respecto a la bicapa para todas las proteínas de membrana únicas de hélice α, con el plano medio de la bicapa marcado como cero y la región del grupo de cabeza marcada con líneas grises. En todos los casos, el lado citoplasmático de la membrana (In) se relaciona con la distancia negativa desde el centro de masa bicapa.

(¡Tengo esta figura impresa y pegada a mi pared!)

A partir de esto, puede predecir que los residuos cargados (básicos y ácidos) y los residuos aromáticos se encuentran generalmente en el borde de la membrana , mientras que los residuos pequeños e hidrófobos se encuentran con mayor frecuencia en contacto con las colas de lípidos (como era de esperar).

Por supuesto, esta no es una regla difícil, y los residuos cargados a menudo se pueden encontrar en el centro de la hélice. En estos casos, esto a menudo implica una función útil o específica del residuo.

Ubicaciones inesperadas de residuos: (A-D) Las frecuencias observadas de ocurrencia de residuos en relación con una bicapa (ver Figura 6) se pueden usar como una guía para identificar residuos en ubicaciones inusuales dentro de la membrana. En muchos casos en los que los residuos aparecen fuera de lugar, se producen deformaciones bicapa y / o snorkeling de cadenas laterales para acomodar aminoácidos cargados dentro de la bicapa (mostrada como esferas amarillas). En algunos otros casos, el residuo (que se muestra en forma de esferas rojas) está enterrado profundamente dentro de la bicapa y, por lo tanto, es poco probable que sea acomodado por dichos mecanismos. Se muestran ejemplos para (A) Lys288 en LeuT (PDB: 4MM8, ensamblaje biológico monomérico-1 en el PDB), mientras que Lys196 y Arg453 pueden bucear; (B) Asn58 en MelB (PDB: 4M64, ensamblaje biológico monomérico en el AP), mientras que Arg52 puede escapar del núcleo hidrófobo; (C) Lys 972 en SERCA (PDB: 4BEW, ensamblaje biológico monomérico en el PDB); y (D) Glu 73 en VDAC1 (PDB: 4C69, ensamblaje biológico monomérico en el AP). En cada caso, la proteína considerada es monomérica.

Notas a pie de página

[1] http://www.sciencedirect.com/sci…