Ključna razlika med zvitimi in nezvitimi beljakovinami je, da je zvit protein biološko aktivna struktura, medtem ko je zvit protein biološko neaktivna struktura.
Prevajanje ustvari linearno verigo aminokislinskega zaporedja, ki nima stabilne 3D strukture. Zato zaporedja aminokislin medsebojno delujejo in se zvijajo prek kompleksnega procesa, imenovanega zvijanje beljakovin. To je pomemben proces, ki naredi beljakovino biološko aktivno. Pravilna naravna struktura proteina je zelo pomembna za njegovo delovanje. Polipeptidne verige se zložijo, da postanejo biološko aktiven protein v svoji 3D strukturi. Zložene beljakovine držijo skupaj različne molekularne interakcije. Imajo stabilno 3D strukturo; zato so biološko aktivni, za razliko od nezvitih proteinov.
Kaj je zvit protein?
Zloženi protein je biološko aktiven protein, ki je dosegel svojo stabilno 3D strukturo. Zvijanje beljakovin je proces, ki ima za posledico zvite beljakovine in se zgodi v endoplazmatskem retikulumu. Proces zvijanja beljakovin je termodinamično ugoden. Pojavi se kot spontana reakcija. Prvi korak zvijanja proteina je tvorba sekundarnih struktur, kot so alfa vijačnice ali beta listi iz primarne strukture proteina. Sekundarne strukture si nato utirajo pot terciarnim strukturam. α-vijačnice in β-listice se zložijo v tridimenzionalno strukturo. Terciarne strukture se nato še zvijejo in tvorijo kvartarno strukturo proteina.
Več dejavnikov vpliva na sposobnost beljakovin, da se zvijejo v svoje pravilne funkcionalne oblike. Nekateri dejavniki so električna in magnetna polja, temperatura, pH, kemikalije, omejitev prostora in molekularna gneča. Nepravilno zlaganje lahko povzroči različne bolezni. Alzheimerjeva bolezen in cistična fibroza sta dve pogosti bolezni, ki ju povzroča napačno zlaganje beljakovin.
Slika 01: Zvijanje beljakovin
Med zvijanjem polipeptidne verige medsebojno delujejo preko kovalentnih in nekovalentnih interakcij. Hidrofobne interakcije in van der Waalsove interakcije sta dve vrsti nekovalentnih interakcij, ki pomagata pri zvijanju beljakovin. Nekovalentne interakcije so šibke in kratkotrajne interakcije. Vendar zagotavljajo temeljne gonilne sile. Kovalentne interakcije, kot so disulfidne in ionske vezi, prav tako pomagajo pri zvijanju beljakovin in so močne interakcije. Zvijanje beljakovin poteka v vodnem okolju.
Kaj je razvita beljakovina?
Nezvit protein je linearno zaporedje aminokislin. Obstaja v primarni strukturi, ki je polipeptidna veriga. Nezvite beljakovine so biološko neaktivne. Poleg tega je neurejena odprta struktura z ohlapno zapakiranimi stranskimi verigami. Z drugimi besedami, razgrnjeni proteini nimajo urejene strukture. Razvite beljakovine prispevajo k patologiji številnih bolezni.
Slika 02: Odziv razvitega proteina
Da bi postali funkcionalen protein, se morajo razviti proteini zložiti v stabilne tridimenzionalne konformacije. V mnogih primerih se mora več polipeptidnih verig sestaviti v funkcionalni kompleks. Poleg tega je večina beljakovin podvržena modifikacijam, kot so cepitev ali kovalentne vezave z ogljikovimi hidrati in lipidi.
Kakšne so podobnosti med prepognjenimi in nezvitimi beljakovinami?
- Ekstremne temperature, ekstremni pH, mehanske sile in kemični denaturanti lahko prepognjeno beljakovino spremenijo v nezvito.
- Denaturacija proteinov je proces prehoda iz zloženega v nezvito stanje.
Kakšna je razlika med prepognjenimi in nezvitimi beljakovinami?
Zvit protein je urejen, kroglast protein s tesno zloženim hidrofobnim jedrom, medtem ko je zvit protein neurejena, odprta struktura z ohlapno zapakiranimi stranskimi verigami. Torej, to je ključna razlika med zvitimi in nezvitimi beljakovinami. Poleg tega so zvite beljakovine biološko aktivne in delujejo pravilno, medtem ko so zvite beljakovine biološko neaktivne in ne delujejo pravilno.
Spodnja infografika prikazuje podrobno primerjavo obeh proteinov, da jasno razločite razliko med zvitimi in razpetimi proteini.
Povzetek – prepognjene proti nezvitim beljakovinam
Na splošno morajo biti proteini pravilno zviti v specifične, stabilne, tridimenzionalne konformacije, da lahko pravilno delujejo. Nezvite beljakovine so biološko neaktivne, medtem ko so zvite beljakovine biološko aktivne. Zloženi proteini imajo 3D strukturo, medtem ko so nezloženi proteini neurejene, odprte strukture z ohlapno zapakiranimi stranskimi verigami. To torej povzema razliko med zvitimi in nezvitimi beljakovinami.
