thumb|300px| Konformacijska fleksibilnost u SUMO-1 proteina (PDB:1a5r). Centralni dio pokazuje relativno uređenu strukturu. Suprotno tome, N – i C-terminalne regije (lijevo i desno) pokazuju 'unutrašnji poremećaj', iako kratka spiralna regija opstaje u N-terminalnom repu. Modificirano je deset alternativnih NMR modela. Elementi sekundarne strukture: α-heliks (crveno), β-lanci (plave strelice). Unutrašnje poremećeni protein ili (po tuđici) intrinzično poremećeni protein (IDP), preciznije unutarmolekulski poremećeni protein je protein kojem nedostaje fiksna ili uređena trodimenzijska struktura. Tipski se javlja u odsustvu njegovih makromolekulskih partnera u interakciji, kao što su drugi proteini ili RNK. IDP se kreću od potpuno nestrukturiranih do djelimično strukturiranih i uključuju nasumični zavoj, globulaste agregate ili fleksibilne linkere u velikim proteinima s više domena. Ponekad se smatraju zasebnom klasom proteina, zajedno sa globulastim, vlaknastim i membranskim proteinima.

Otkriće IDP-a opovrglo je ideju da trodimenzijske strukture proteina moraju biti fiksirane da bi ostvarile svoje biološke funkcije. Dogma o krutoj proteinskoj strukturi napuštena je zbog sve više dokaza da je za proteinske mehanizme neophodna dinamika. Uprkos nedostatku stabilne strukture, IRL su veoma velika i funkcionalno važna klasa proteina. Mnogi IRL mogu usvojiti fiksnu trodimenzijsku strukturu nakon vezivanja za druge makromolekule. Sve u svemu, IDP se razlikuju od strukturiranih proteina na mnogo načina i imaju tendenciju da imaju karakterističnu funkciju, strukturu, sekvencu, interakcije, evoluciju i regulaciju.

Strukturni aspekti Unutrašnje poremećeni proteini prilagođavaju mnoge različite strukture in vivo prema uslovima ćelije, stvarajući strukturni ili konformacijski sklop .

Stoga su njihove strukture snažno funkcionalno povezane. Međutim, samo nekoliko proteina je potpuno poremećeno u svom prirodnom stanju. Poremećaj se uglavnom nalazi u intrinzično poremećenim regijama (IDR) unutar inače dobro strukturiranog proteina. Termin intrinzično poremećeni protein (IDP) stoga uključuje proteine koji sadrže IDR kao i potpuno poremećene proteine.

Postojanje i vrsta proteinskog poremećaja je kodirana u njegovoj aminokiselinskoj sekvenci. Općenito, karakterizira ih nizak sadržaj glomaznih hidrofobnih aminokiselina i visok udio polarnih i nabijenih aminokiselina, koje se obično nazivaju niskohidrofobne. Ovo svojstvo dovodi do dobrih interakcija s vodom. Nadalje, visoki neto naboji promovišu poremećaj zbog elektrostatičke odbijanja koja je rezultat jednako nabijenih ostataka. Tako poremećene sekvence ne mogu dovoljno zatrpati hidrofobno jezgro da bi se sklopile u stabilne globulaste proteine. U nekim slučajevima, hidrofobni klasteri u neuređenim sekvencama daju tragove za identifikaciju regiona koji prolaze kroz spregnuto savijanje i vezivanje (pogledajte biološke uloge).

Mnogi neuređeni proteini otkrivaju regije bez ikakve pravilne sekundarne strukture. Ove regije se mogu nazvati fleksibilnim, u poređenju sa strukturiranim petljama. Dok su potonji kruti i sadrže samo jedan skup Ramachandranovih uglova, IDP-ovi uključuju više skupova uglova. Termin fleksibilnost se također koristi za dobro strukturirane proteine, ali opisuje drugačiji fenomen u kontekstu poremećenih proteina. Fleksibilnost u strukturiranim proteinima je vezana za stanje ravnoteže, dok kod IDP nije tako.

Mnogi poremećeni proteini takođe otkrivaju niskosložene sekvence, tj. sekvence sa prevelikom zastupljenošću nekoliko ostataka. Dok su sekvence niske složenosti jak pokazatelj poremećaja, obrnuto nije nužno tačno, odnosno nemaju svi poremećeni proteini sekvence niske složenosti. Neuređeni proteini imaju nizak sadržaj predviđene sekundarne strukture.

Biološke uloge Visoko dinamički poremećeni regioni proteina povezani su sa funkcionalno važnim fenomenima kao što su alosterna regulacija i enzimska kataliza. Mnogi poremećeni proteini imaju afinitet vezivanja sa svojim receptorima regulisan posttranslacionom modifikacijom; stoga je predloženo da fleksibilnost poremećenih proteina olakšava različite konformacijske zahtjeve za vezivanje modifikujućih enzima kao i njihovih receptora.. Un utarmolekulski poremećaj je posebno obogaćen proteinima koji su uključeni u ćelijsku signalizaciju, transkripciju i funkcije remodeliranja hromatina. Geni koji su nedavno nastali de novo imaju tendenciju da imaju veći poremećaj.

Poremećaji i bolesti Intrinzično nestrukturirani proteini uključeni su u brojne bolesti. Agregacija pogrešno savijenih proteina je uzrok mnogih sinukleinopatija i toksičnosti jer ti proteini počinju da se nasumično vezuju jedni za druge i mogu dovesti do kancera ili kardiovaskularnih bolesti. Na taj način, pogrešno savijanje može se dogoditi spontano jer se milioni kopija proteina prave tokom života organizma. Smatra se da je odgovorna agregacija ujnutarmolekulski nestrukturiranog proteina α-sinukleina. Strukturna fleksibilnost ovog proteina zajedno sa njegovom osjetljivošću na modifikacije u ćeliji dovodi do pogrešnog savijanja i agregacije. Genetika, oksidativni i nitrativni stres, kao i oštećenje mitohondrija utiču na strukturnu fleksibilnost nestrukturiranog proteina α-sinukleina i povezane mehanizme bolesti. Mnogi ključni tumorski supresori imaju velike intrinzično nestrukturirane regije, na primjer p53 i BRCA1. Ovi regioni proteina su odgovorni za posredovanje mnogih njihovih interakcija. Uzimajući prirodne odbrambene mehanizme ćelije kao uzor, mogu se razviti lijekovi koji pokušavaju blokirati mjesto štetnih supstrata i inhibirati ih, i na taj način suzbijati bolest.

Također pogledajte NMR DisProt baza podataka MobiDB baza podataka Mali protein Upredena zavojnica Proteom

Reference

Vanjski linkovi Intrinsically disordered protein at Proteopedia MobiDB: a comprehensive database of intrinsic protein disorder annotations IDEAL - Intrinsically Disordered proteins with Extensive Annotations and Literature D2P2 Database of Disordered Protein Predictions Gallery of images of intrinsically disordered proteins First IDP journal covering all topics of IDP research IDP Journal Database of experimentally validated IDPs IDP ensemble database

Kategorija:Proteini po strukturi Kategorija:Struktura proteina