RAZPOREDITEV AMINOKISLIN V INTEGRALNIH MEMBRANSKIH PROTEINIH

1. RAZPOREDITEV AMINOKISLIN V INTEGRALNIH MEMBRANSKIH PROTEINIH Katarina Logar

2. INTEGRALNI MEMBRANSKI PROTEINI • Približno 30% genov lahko kodira membranske proteine. β-sodčkasti proteini (zunanja mem. Gram negativnih bakterij, celična stena Gram pozitivnih bakterij, zunanje membrane mitohondrijev in kloroplastov) α-helikalni proteini (v vseh drugih tipih bioloških membran) • razporeditev AK v TM delih • primerjava razporeditve AKmed TM α-heliksi in β-trakovi

4. Določanje razporeditve aminokislin v TM delu • 1. SEKVENČNA METODA: temeljina zaporedjih vseh strukturno znanih α-heliksov in β-trakov (izračuna se frekvenco pojavljanja vsake aminokisline na določeni poziciji v TM α-heliksu oz. β-traku) • 2. STRUKTURNA METODA: temelji na Cαkoordinatah aminokislin glede na center domnevnega lipidnega dvosloja

5. Porazdelitev aminokislin vzdolž dvosloja Ulmschneider MB & Sansom MSP (2001) Amino acid distributions in integral membrane protein structures. BBA 1512, 1-14

6. Aminokislinska sestava TM dela α-helikalnih in β-sodčkastih proteinov • hidrofobneAK (Ala, Ile, Leu,Val)predstavljajo1/3 (34%) vseh AK v α-helikalnih proteinih in 28% v β-sodčkastih proteinih Št. AK Ulmschneider MB & Sansom MSP (2001) Amino acid distributions in integral membrane protein structures. BBA 1512, 1-14

7. Pogostnost aminokislin v TM delih za α-helikalne in β-sodčkaste membranske proteine • nabite AK bolj pogosto v TM delu β-sodčkov, medtem ko hidrofobnebolj pogosto v TM delu α-helikalnihproteinov • Leu 2x bolj pogosto v α- helikalnih proteinih (močan tvorec heliksa) kot vβ-sodčkih • Val, Ilebolj pogosta v TM delih α-helikalnihproteinov Ulmschneider MB & Sansom MSP (2001) Amino acid distributions in integral membrane protein structures. BBA 1512, 1-14

8. Polarni nabiti ostanki (Arg, Asp, Glu, Lys) • α-helikalni proteini:na površini proteinovv interfazi lipidi/voda (interagirajo z lipidnimi glavami) • β-sodčki: pogosto se pojavljajo tudi v sredini TM dela Polarni nenabiti ostanki 2 različna tipa “obnašanja”: • Asn, Gln – izogibanje TM regiji • Ser, Thr – ne kažeta preference za transmembranski ali zunaj membranski del

9. Hidrofobni ostanki • Hidrofobni alifatski ostanki (Ala, Ile, Leu, Val) locirani v TM delu tako pri α-helikalnih proteinih kot pri β-sodčkih Leu - kaže največjo preferenco za TM del pri obeh tipih proteinov - 2x več na površini proteina v primerjavi z ostalim delom proteina pri β-sodčkih

10. Hidrofobni ostanki Ulmschneider MB & Sansom MSP (2001) Amino acid distributions in integral membrane protein structures. BBA 1512, 1-14

11. Aromatski ostanki • v TM delu skriti v proteinu, na koncih TM dela usmerjeni proti glavam lipidov (v interfazi) • Tyr in His - v obeh interfazah očitni vrhovi • Trp bolj na ne-citoplazemski strani • Phe je razporejen po celotni TM regiji • “aromatski pasovi” so v β-sodčkih bolj blizu skupaj kot pri α-helikalnih proteinih (ožji dvosloj zunanjih membran Gram negativnih bakterij) Ulmschneider MB & Sansom MSP (2001) Amino acid distributions in integral membrane protein structures. BBA 1512, 1-14

12. ZAKLJUČKI HIDROFOBNI OSTANKI- v TM delu • β-sodčki: na površini proteina (izjema Ala) • α-helikalni membranski proteini: enakomerno porazdeljeni med notranjostjo in površino proteina AROMATSKI OSTANKI - skriti v notranjosti proteina v TM delu, na površini proteinovv interfazah lipidi/voda (sedlasti tip distribucije) NABITI OSTANKI - na površini proteinovvinterfazah lipidi/voda, pogosto tudi v TM delu β-sodčkov (vodi dostopne površine)