5.6 : Globular and Fibrous Proteins

Białka ewoluowały, tworząc struktury czwartorzędowe i kompleksy wielojednostkowe, gdy komórka potrzebuje większych cząsteczek, a nie ma dłuższych łańcuchów aminokwasowych. Większość białek należy do jednej z dwóch kategorii: globularnych i włóknistych.

Białka kuliste są zwarte, a ich łańcuch aminokwasowy jest nawinięty w sferoidalny kształt. Ich drugorzędowe struktury są zwykle mieszaniną alfa-helis i beta-arkuszy.

Większość białek wewnątrzkomórkowych jest kulistych i rozpuszczalnych w wodzie, takich jak wiele enzymów i czynników transkrypcyjnych. W tych strukturach aminokwasy hydrofobowe ciasno pakują się w środku struktury sferoidalnej, podczas gdy aminokwasy hydrofilowe znajdują się na zewnętrznej powierzchni.

Białka kuliste oddziałują ze sobą w różnych konfiguracjach, tworząc różne typy struktur, w tym włókna lub kompleksy multimeryczne.

Wiele z nich tworzy struktury czwartorzędowe, pojedynczą jednostkę funkcjonalną złożoną z więcej niż jednego łańcucha aminokwasowego. Na przykład hemoglobina działa jako tetramer, składający się z dwóch podjednostek alfa i dwóch beta.

Jeszcze większe struktury mogą być zbudowane, gdy białko kuliste łączy się z jednym lub kilkoma dodatkowymi białkami. Na przykład włókno aktyny powstaje, gdy wiele globularnych monomerów aktyny łączy się ze sobą, tworząc długie spiralne nici białkowe.

W przeciwieństwie do zwartych białek globularnych, białka włókniste często znajdują się w macierzy zewnątrzkomórkowej, zapewniają strukturę i tworzą rozszerzone kształty.

Białka włókniste zwykle składają się z alfa-helis lub beta-arkuszy, ale rzadko są mieszanką obu. Często mają hydrofobowe aminokwasy na swoich zewnętrznych powierzchniach, które oddziałują z innymi monomerami, tworząc większe struktury.

Na przykład kolagen jest białkiem włóknistym złożonym z wydłużonej helisy alfa. Trzy helisy owijają się wokół siebie, tworząc strukturę zwaną zwiniętą cewką. Włókna kolagenowe zapewniają strukturę i elastyczność w tkankach łącznych.

Białko fibroina jest przykładem włóknistego białka składającego się z arkuszy beta i jest białkiem w jedwabiu, dzięki czemu pasma jedwabiu są zarówno elastyczne, jak i mocne.