Beczka beta

Β beczki jest struktura białka składa się z dużego arkusza beta , że nici i rolki w celu utworzenia struktury quasi-cylindryczny zamknięty przez wiązania wodorowe . Arkusze beta są na ogół ułożone antyrównolegle, przy czym pierwsza nić jest połączona z ostatnią wiązaniami wodorowymi.

Istnieje kilka rodzajów beczek β o różnych średnicach. Większe umożliwiają zapewnienie centralnego kanału umożliwiającego wiązanie lub przechodzenie małych cząsteczek lub jonów. Inne są bardziej zwarte i nie mają centralnego kanału, ale wykorzystują ten motyw w strukturze białek globularnych, których często stanowią domeny strukturalne .

Β beczki znajdują się zatem w porynach i różnych białkach (takich jak translokazy wewnętrznej błony mitochondrialnej, a nawet w toksynach bakteryjnych, takich jak hemolizyna ), które rozciągają się na błony komórkowe, a także w białkach, które wiążą się z hydrofobowymi ligandami w centrum beczki, takie jak lipokaliny. Struktury Porin beczki są kodowane przez nie mniej niż 2 do 3% z genów w bakterii do bakterii Gram-ujemnych . Bardzo powszechnym zwartym motywem beczkowatym β jest tak zwany motyw OB-fold ( fałd wiązania oligonukleotydu ), który ma pięć nici beta, występuje u wszystkich żywych gatunków i jest obecny w około 300 białkach kodowanych w ludzkim genomie .

W wielu przypadkach, arkusze zawierają zarówno polarne i pozbawionej polarne aminokwasy , tak hydrofobowe reszty są zorientowane w kierunku wnętrza cylindra, aby utworzyć rdzeń hydrofobowy, natomiast hydrofilowe reszty są na zewnątrz cylindra, w kontakcie z cylindrem. Ośrodek wodny . Poryny i różne inne białka błonowe odwracają tę organizację, z resztami hydrofobowymi skierowanymi na zewnątrz od tulei w kontakcie z dwuwarstwą lipidową i resztami hydrofilowymi zorientowanymi w kierunku wewnętrznego poru.

Wszystkie beczki β można sklasyfikować według dwóch liczb całkowitych: liczby n splotów w arkuszu β i „liczby ścinania” S , która mierzy przesunięcie splotów w arkuszach β . Te dwa parametry, n i S , są związane z kątem nachylenia arkuszy β względem osi lufy.

Typologia beczek β

Tryby składania tworzące beczki β można podzielić na trzy typy poniżej:

Tam i z powrotem

Tak zwany tryb składania „ góra-dół ” jest najprostszą z konfiguracji beczek β, składających się z szeregu arkuszy β , na ogół antyrównoległych, z których każda nić jest połączona wiązaniem wodorowym z nitką bezpośrednio ją poprzedzającą i bezpośrednio po nim w strukturze pierwotnej . Jest to tryb obserwowany w białkach wiążących retinol .

klucz grecki

Tryb zwijania znany jako „klucz grecki” ( klucz grecki ) różni się od poprzedniego tym, że nici przesuwają się β związane ze sobą wiązaniami wodorowymi niekoniecznie sąsiadują ze strukturą pierwszorzędową, ale mogą być połączone peptydami o dużych pętlach , często związanymi z β łokcie . Jest to tryb obserwowany w krystalicznych γ , rozpuszczalnych w wodzie białkach strukturalnych soczewki .

Ciasto rolowane

Sposób składania znany jako „  cake roll  ” ( galaretka lub czasami Swiss roll w języku angielskim) wywodzi się z poprzedniego w przypadku np. arkuszy β z ośmioma pasmami, które łączą się w parach przeciwrównoległych od zewnątrz do wewnątrz struktury pierwotnej przed utworzeniem beczki. Jest to często obserwowane wzór w kapsydu białek z wielu kulistych wirusy , takie jak wirus martwicy tytoniu .

Funkcje beczek β

Porin

Struktury Sixteen- lub osiemnaście nici β-cylinder powszechne w poryn , które są białkami błonowymi, które działają jako przenośniki błony dla jonów i małych hydrofilowych cząsteczek , które nie przekraczają podwójną warstwę lipidową . Struktury takie obserwuje się w zewnętrznej błonie z bakterii do bakterii Gram-ujemnych , na błony zewnętrznej z chloroplastów , i z mitochondriami ( mitochondrialne błony zewnętrznej ). Centralny por białka jest wyłożony resztami polarnymi ułożonymi tak, że ładunki dodatnie i ujemne znajdują się po przeciwnych stronach poru. Długa pętla pomiędzy dwoma arkuszami β częściowo zamyka kanał centralny, nadając specyficzny kształt i konformację, która pomaga wybrać związki chemiczne, które mogą krążyć w porach.

Translokazy prebiałkowe

Struktury β cylinder również udział w transporcie białka poprzek błony w organellach , takich jak mitochondria i chloroplasty  :

Lipokaliny

W lipokalinybiałka mające zazwyczaj beta beczki do ośmiu nitek, które często są wydzielane w podłożu zewnątrzkomórkowym . Ich najbardziej charakterystyczną cechą jest zdolność do wiązania i transportu małych hydrofobowych cząsteczek w kielichu beczki. Należą do nich białka wiążące retinol (RBP) i główne białka moczu (MUP): te pierwsze wiążą się z retinolem, podczas gdy te drugie wiążą się z kilkoma małymi feromonami, takimi jak 2 - sec -butylo-4,5-dihydrotiazol (SBT lub DHT), 6 -hydroksy-6-metylo-3-heptanon (HMH) i 2,3-dihydro-egzo-browikomina (DHB).

Uwagi i referencje

  1. (w) William C Wimley , „  Wszechstronne białko błonowe β-beczki  ” , Current Opinion in Structural Biology” , tom.  13 N O  4,sierpień 2003, s.  404-411 ( PMID  12948769 , DOI  10.1016/S0959-440X (03) 00099-X , czytaj online )
  2. (w) AG Murzin , „  OB (wiązanie oligonukleotydów/oligosacharydów) – krotnie: wspólne rozwiązanie strukturalne i funkcjonalne dla sekwencji niehomologicznych  ” , EMBO J. , tom.  12,1993, s.  861-867 ( PMID  8458342 , PMCID  413284 )
  3. (w) Alexey G. Murzin, Arthur Lesk i Cyrus Chothia , „  Zasady określania struktury beczek β-kartki w białkach I. Analiza teoretyczna  ” , Journal of Molecular Biology , tom.  236 n O  5, 11 marca 1994, s.  1369-1381 ( PMID  8126726 , DOI  10.1016 / 0022-2836 (94) 90064-7 , czytaj online )
  4. (w) Alexey G. Murzin, Arthur Lesk i Cyrus Chothia , „  Zasady określania struktury beczek β-kartki w białkach II. Obserwowane struktury  ” , Journal of Molecular Biology , tom.  236 n O  5, 11 marca 1994, s.  1382-1400 ( PMID  8126727 , DOI  10.1016 / 0022-2836 (94) 90065-5 , czytaj online )
  5. (w) Wei-Min Liu , „  Liczby ścinania β-beczek białka: definicja i statystyki udoskonaleń  ” , Journal of Molecular Biology , tom.  275 n O  4, 30 stycznia 1998, s.  541-545 ( PMID  9466929 , DOI  10.1006/jmbi.1997.1501 , przeczytaj online )
  6. (w) Enrico Schleiff i Jürgen Soll , „  Insercja białek błonowych: koncepcje mieszania eukariotycznego i prokariotycznego  ” , EMBO Reports , tom.  6, n O  11 listopad 2005, s.  999-1103 ( PMID  16264426 , DOI  10.1038/sj.embor.7400563 , czytaj online )
  7. (w) Mimi Halpern i Alino Martınez Marcos , „  Struktura i funkcja układu lemieszowo-nosowego: aktualizacja  ” , Postępy w neurobiologii , tom.  70, n o  3, czerwiec 2003, s.  245-318 ( PMID  12951145 , DOI  10.1016/S0301-0082 (03) 00103-5 , przeczytaj online )
  8. (w) David E. Timm, LJ Baker, Heather Mueller, Lukas Zidek i Milos V. Novotny , „  Strukturalne podstawy wiązania feromonów z głównym białkiem moczu myszy (MUP-I)  ” , Protein Science , tom.  10 N O  5, maj 2001, s.  997-1004 ( PMID  11316880 , PMCID  2374202 , DOI  10.1110 / ps.52201 , czytaj online )
  9. (w) Stuart D. Armstrong, Duncan HL ROBERTSON, Sarah A. CHEETHAM, Jane L. Hurst i Robert J. BEYNON , „  Strukturalne i funkcjonalne różnice w izoformach głównych mysich białek moczowych: preferencyjnie wiąże się białko specyficzne dla mężczyzn. męski feromon  ” , Biochemical Journal , tom.  391 N O  P 2, 2005, s.  343-350 ( PMID  15934926 , PMCID  1276933 , DOI  10.1042/BJ20050404 , czytaj online )