Anfinsens dogm

Vikt, 3D-struktur av ribonukleas A

Anfinsens dogm , även känd som den termodynamiska hypotesen , är ett postulat inom molekylärbiologi . Det sägs att åtminstone för ett litet globulärt protein i dess fysiologiska standardmiljö, bestäms den naturliga strukturen endast av proteinets aminosyrasekvens . Dogmen försvarades av Nobelpristagaren Christian B. Anfinsen från hans forskning om vikning av ribonukleas A . Postulatet går ut på att säga att, vid de miljöförhållanden (temperatur, lösningsmedelskoncentration och sammansättning, etc.) vid vilka veckning sker, är den naturliga strukturen ett unikt, stabilt och kinetiskt tillgängligt minimum av den fria energin. Med andra ord finns det tre förutsättningar för bildandet av en unik proteinstruktur:

  • Unikhet – Kräver att sekvensen inte har någon annan konfiguration med en jämförbar fri energi. Därför måste det fria energiminimumet vara oomtvistat .
  • Stabilitet – Små förändringar i den omgivande miljön kan inte ge upphov till förändringar i minimikonfigurationen. Detta kan avbildas som en fri energiyta som ser mer ut som en tratt (med det ursprungliga tillståndet i botten av den) snarare än som en sopptallrik (med flera närbesläktade lågenergitillstånd); den fria energiytan runt det ursprungliga tillståndet måste vara ganska brant och hög för att ge stabilitet.
  • Kinetisk tillgänglighet – Innebär att vägen i den fria energiytan från det utvikta till det vikta tillståndet måste vara någorlunda jämn eller, med andra ord, att veckningen av kedjan inte får innebära mycket komplexa förändringar i formen (som knutar eller andra höga ordningskonformationer).

Utmaningar till Anfinsens dogm

Proteinveckning i en cell är en mycket komplex process som involverar transport av de nyligen syntetiserade proteinerna till lämpliga cellulära avdelningar genom målinriktning , permanent felveckning , tillfälligt oveckade tillstånd , posttranslationella modifieringar , kvalitetskontroll och bildning av proteinkomplex som underlättas av chaperones .

Vissa proteiner behöver hjälp av chaperoneproteiner för att vika sig ordentligt. Det har föreslagits att detta motbevisar Anfinsens dogm. Ledsagarna verkar dock inte påverka det slutliga tillståndet av proteinet; de verkar främst fungera genom att förhindra aggregering av flera proteinmolekyler före det slutliga vikta tillståndet av proteinet. Emellertid krävs åtminstone några chaperoner för korrekt veckning av deras ämnesproteiner.

Många proteiner kan också genomgå aggregering och felveckning . Till exempel prioner stabila konformationer av proteiner som skiljer sig från det naturliga veckningstillståndet. Vid bovin spongiform encefalopati återveckas naturliga proteiner till en annan stabil konformation, vilket orsakar dödlig amyloiduppbyggnad . Andra amyloidsjukdomar, inklusive Alzheimers sjukdom och Parkinsons sjukdom , är också undantag från Anfinsens dogm.

Vissa proteiner har flera naturliga strukturer och ändrar sin veckning baserat på vissa yttre faktorer. Till exempel, växlar KaiB-proteinkomplexet viker sig under dagen och fungerar som en klocka för cyanobakterier. Det har uppskattats att omkring 0,5–4 % av PDB-proteinerna byter veck. Bytet mellan alternativa strukturer drivs av interaktioner mellan proteinet och små ligander eller andra proteiner, av kemiska modifieringar (som fosforylering ) eller av förändrade miljöförhållanden, såsom temperatur, pH eller membranpotential . Varje alternativ struktur kan antingen motsvara det globala minimum av fri energi för proteinet vid de givna förhållandena eller vara kinetiskt fångad i ett högre lokalt minimum av fri energi.

  1. ^   Anfinsen CB (1973). "Principer som styr veckningen av proteinkedjor". Vetenskap . 181 (4096): 223–230. Bibcode : 1973Sci...181..223A . doi : 10.1126/science.181.4096.223 . PMID 4124164 .
  2. ^ "Pressmeddelande: 1972 års Nobelpris i kemi" . Nobelprize.org (Pressmeddelande).
  3. ^   Vit FH (1961). "Regenerering av naturliga sekundära och tertiära strukturer genom luftoxidation av reducerat ribonukleas" . J. Biol. Chem . 236 (5): 1353–1360. doi : 10.1016/S0021-9258(18)64176-6 . PMID 13784818 .
  4. ^    Anfinsen CB, Haber E, Sela M, White FH Jr (1961). "Kinetiken för bildning av nativt ribonukleas under oxidation av den reducerade polypeptidkedjan" . PNAS . 47 (9): 1309–1314. Bibcode : 1961PNAS...47.1309A . doi : 10.1073/pnas.47.9.1309 . PMC 223141 . PMID 13683522 .
  5. ^    Kris Pauwels och andra (2007). "Chaperoning Anfinsen: The Steric Foldases" (PDF) . Molekylär mikrobiologi . 64 (4): 917–922. doi : 10.1111/j.1365-2958.2007.05718.x . PMID 17501917 . S2CID 6435829 . Arkiverad från originalet (PDF) 2012-05-23.
  6. ^ "Proteinvikning och felveckning" . Yale University Rhoades Lab. Arkiverad från originalet 2012-07-19 . Hämtad 2012-08-24 .
  7. ^    Porter, Lauren L.; Looger, Loren L. (5 juni 2018). "Bevarade veckväxlingsproteiner är utbredda" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 115 (23): 5968–5973. doi : 10.1073/pnas.1800168115 . PMC 6003340 . PMID 29784778 .
  8. ^   Varela, Angela E.; England, Kevin A.; Cavagnero, Silvia (2019). "Kinetisk fångst vid proteinveckning" . Protein Engineering Design & Urval . 32 (2): 103–108. doi : 10.1093/protein/gzz018 . PMID 31390019 .

Vidare läsning

Hämtad från " https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Anfinsen%27s_dogma&oldid=1059167722 "