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Eliminación de azúcares unidos a una proteína

Eliminación de azúcares unidos a una proteína


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Recientemente compré un poco de proteína de unión a maltosa y, como su nombre indica, esta proteína se une a la maltosa. El problema que tengo es que la proteína llega con maltosa unida. Lo sé a través del análisis de espectrometría de masas nativa.

¿Existe alguna forma de eliminar la maltosa unida a mi muestra de proteína y al mismo tiempo mantener la proteína en su estado original?

Aquí se pueden ver ejemplos de dos estados del AP: Consolidado y no consolidado


No queda claro a partir de la pregunta cuál es la fuente biológica de la proteína de unión a maltosa (MBP). Como podrias saber E. coli MBP se utiliza como socio de fusión en un sistema de purificación de expresión comercializado por New England Biolabs (esto se vuelve relevante a continuación).

Mi pensamiento inicial al leer su pregunta fue sugerir diálisis. Sin embargo, encontré algunos indicios en línea de que esto podría ser problemático y finalmente encontré esto en una pregunta frecuente en el sitio de New England Biolabs. Parece que esta puede ser tu respuesta.

Pregunta: Para volver a unir MBP a la columna, se debe eliminar la maltosa. ¿Se puede hacer esto mediante diálisis?

La diálisis no funciona muy bien para eliminar la maltosa de la proteína que se une a la maltosa. Este es un fenómeno general de interacciones proteína / ligando de unión; una vez que el ligando libre desaparece, el ligando que se libera del sitio de unión generalmente encuentra otro sitio de unión antes de encontrar la membrana de diálisis (28). Hemos determinado empíricamente que unir la fusión a una resina cromatográfica y luego lavar la maltosa es mucho más eficaz. Preferimos la cromatografía estándar (por ejemplo, DEAE) como paso de separación, ya que puede separar el Factor Xa y MBP de la proteína de interés. En caso de que la MBP coeluya con la proteína de interés, incluimos un paso de lavado de gran volumen para eliminar la maltosa antes de iniciar el gradiente de sal. De esta manera, la mezcla se puede pasar después sobre una columna de amilosa si es necesario.

Entonces, en resumen, están sugiriendo que una la proteína a una columna de intercambio iónico; lavar con abundante tampón; luego eluya la proteína limpiada (usando sal o un cambio de pH; tendrá que saber algo sobre el comportamiento de su proteína en la columna para hacer esto).


12 proteínas

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Describir las funciones que realizan las proteínas en la célula y en los tejidos.
  • Discutir la relación entre aminoácidos y proteínas.
  • Explicar los cuatro niveles de organización de las proteínas.
  • Describir las formas en las que la forma y la función de las proteínas están relacionadas.

Las proteínas son una de las moléculas orgánicas más abundantes en los sistemas vivos y tienen la gama de funciones más diversa de todas las macromoléculas. Las proteínas pueden ser estructurales, reguladoras, contráctiles o protectoras. Pueden servir en transporte, almacenamiento o membranas o pueden ser toxinas o enzimas. Cada célula de un sistema vivo puede contener miles de proteínas, cada una con una función única. Sus estructuras, al igual que sus funciones, varían mucho. Sin embargo, todos son polímeros de aminoácidos dispuestos en una secuencia lineal.

Tipos y funciones de las proteínas

Las enzimas, que producen las células vivas, son catalizadores de reacciones bioquímicas (como la digestión) y suelen ser proteínas complejas o conjugadas. Cada enzima es específica del sustrato (un reactivo que se une a una enzima) sobre el que actúa. La enzima puede ayudar en las reacciones de descomposición, reordenamiento o síntesis. A las enzimas que descomponen sus sustratos las llamamos enzimas catabólicas. Aquellas que forman moléculas más complejas a partir de sus sustratos son las enzimas anabólicas, y las enzimas que afectan la velocidad de reacción son las enzimas catalíticas. Tenga en cuenta que todas las enzimas aumentan la velocidad de reacción y, por lo tanto, son catalizadores orgánicos. Un ejemplo de enzima es la amilasa salival, que hidroliza su sustrato amilosa, un componente del almidón.

Las hormonas son moléculas de señalización química, generalmente pequeñas proteínas o esteroides, secretadas por células endocrinas que actúan para controlar o regular procesos fisiológicos específicos, incluidos el crecimiento, el desarrollo, el metabolismo y la reproducción. Por ejemplo, la insulina es una hormona proteica que ayuda a regular el nivel de glucosa en sangre. (Figura) enumera los tipos y funciones primarios de las proteínas.

Tipos de proteínas y funciones
Escribe Ejemplos de Funciones
Enzimas digestivas Amilasa, lipasa, pepsina, tripsina Ayuda en los alimentos catabolizando los nutrientes en unidades monoméricas.
Transporte Hemoglobina, albúmina Transportan sustancias en la sangre o la linfa por todo el cuerpo.
Estructural Actina, tubulina, queratina Construye diferentes estructuras, como el citoesqueleto.
Hormonas Insulina, tiroxina Coordinar diferentes sistemas corporales y actividad # 8217
Defensa Inmunoglobulinas Protege el cuerpo de patógenos extraños.
Contractible Actina, miosina Efecto contracción muscular
Almacenamiento Proteínas de almacenamiento de leguminosas, clara de huevo (albúmina) Proporcionar nutrición en el desarrollo temprano del embrión y la plántula.

Las proteínas tienen diferentes formas y pesos moleculares. Algunas proteínas tienen forma globular, mientras que otras son de naturaleza fibrosa. Por ejemplo, la hemoglobina es una proteína globular, pero el colágeno, ubicado en nuestra piel, es una proteína fibrosa. La forma de la proteína es fundamental para su función, y muchos tipos diferentes de enlaces químicos mantienen esta forma. Los cambios en la temperatura, el pH y la exposición a productos químicos pueden provocar cambios permanentes en la forma de la proteína, lo que lleva a la pérdida de función o desnaturalización. Las diferentes disposiciones de los mismos 20 tipos de aminoácidos comprenden todas las proteínas. Recientemente se descubrieron dos nuevos aminoácidos raros (selenocisteína y pirrolisina), y es posible que se agreguen nuevos descubrimientos a la lista.

Aminoácidos

Los aminoácidos son los monómeros que componen las proteínas. Cada aminoácido tiene la misma estructura fundamental, que consiste en un átomo de carbono central, o el alfa (α) carbono, unido a un grupo amino (NH2), un grupo carboxilo (COOH) y un átomo de hidrógeno. Cada aminoácido también tiene otro átomo o grupo de átomos unidos al átomo central conocido como grupo R ((Figura)).


Los científicos usan el nombre & # 8220aminoácido & # 8221 porque estos ácidos contienen tanto el grupo amino como el grupo ácido carboxílico en su estructura básica. Como mencionamos, hay 20 aminoácidos comunes presentes en las proteínas. Nueve de estos son aminoácidos esenciales en el ser humano porque el cuerpo humano no puede producirlos y los obtenemos de nuestra dieta. Para cada aminoácido, el grupo R (o cadena lateral) es diferente ((Figura)).


¿Qué categorías de aminoácidos esperaría encontrar en una proteína soluble & # 8217s en la superficie y cuáles esperaría encontrar en el interior? ¿Qué distribución de aminoácidos esperaría encontrar en una proteína incrustada en una bicapa lipídica?

La naturaleza química de la cadena lateral determina la naturaleza del aminoácido (es decir, si es ácido, básico, polar o no polar). Por ejemplo, el aminoácido glicina tiene un átomo de hidrógeno como grupo R. Los aminoácidos como la valina, la metionina y la alanina son de naturaleza no polar o hidrófoba, mientras que los aminoácidos como la serina, la treonina y la cisteína son polares y tienen cadenas laterales hidrófilas. Las cadenas laterales de lisina y arginina están cargadas positivamente y, por lo tanto, estos aminoácidos también son aminoácidos básicos. La prolina tiene un grupo R que está unido al grupo amino, formando una estructura similar a un anillo. La prolina es una excepción a la estructura estándar de aminoácidos, ya que su grupo amino no está separado de la cadena lateral ((Figura)).

Una sola letra mayúscula o una abreviatura de tres letras representa los aminoácidos. Por ejemplo, la letra V o el símbolo val de tres letras representan valina. Así como algunos ácidos grasos son esenciales para una dieta, también son necesarios algunos aminoácidos. Estos aminoácidos esenciales en humanos incluyen isoleucina, leucina y cisteína. Los aminoácidos esenciales se refieren a los necesarios para construir proteínas en el cuerpo, pero no a los que produce el cuerpo. Los aminoácidos esenciales varían de un organismo a otro.

La secuencia y el número de aminoácidos determinan en última instancia la forma, el tamaño y la función de la proteína. Un enlace covalente, o enlace peptídico, se une a cada aminoácido, que forma una reacción de deshidratación. Un grupo carboxilo del aminoácido # 8217s y el grupo amino del aminoácido # 8217s entrante se combinan, liberando una molécula de agua. El enlace resultante es el enlace peptídico ((Figura)).


Los productos que forman tales enlaces son péptidos. A medida que se unen más aminoácidos a esta cadena en crecimiento, la cadena resultante es un polipéptido. Cada polipéptido tiene un grupo amino libre en un extremo. Este extremo es el N terminal, o el amino terminal, y el otro extremo tiene un grupo carboxilo libre, también el C o carboxilo terminal. Si bien los términos polipéptido y proteína a veces se usan indistintamente, un polipéptido es técnicamente un polímero de aminoácidos, mientras que el término proteína se usa para un polipéptido o polipéptidos que se han combinado, a menudo tienen grupos prostéticos no peptídicos unidos, tienen una forma distinta. y tienen una función única. Después de la síntesis de proteínas (traducción), la mayoría de las proteínas se modifican. Estos se conocen como modificaciones postraduccionales. Pueden sufrir escisión, fosforilación o pueden requerir la adición de otros grupos químicos. Solo después de estas modificaciones la proteína es completamente funcional.

Haga clic en los pasos de la síntesis de proteínas en este tutorial interactivo.

El significado evolutivo del citocromo c El citocromo c es un componente importante de la cadena de transporte de electrones, una parte de la respiración celular, y normalmente se encuentra en el orgánulo celular, la mitocondria. Esta proteína tiene un grupo protésico hemo, y el ión central hemo & # 8217s se reduce y oxida alternativamente durante la transferencia de electrones. Debido a que el papel de esta proteína esencial en la producción de energía celular es crucial, ha cambiado muy poco durante millones de años. La secuenciación de proteínas ha demostrado que existe una cantidad considerable de homología de secuencia de aminoácidos del citocromo c entre diferentes especies. En otras palabras, podemos evaluar el parentesco evolutivo midiendo las similitudes o diferencias entre las secuencias de proteínas o ADN de varias especies.

Los científicos han determinado que el citocromo c humano contiene 104 aminoácidos. Para cada molécula de citocromo c de diferentes organismos que los científicos han secuenciado hasta la fecha, 37 de estos aminoácidos aparecen en la misma posición en todas las muestras de citocromo c. Esto indica que puede haber un ancestro común. Al comparar las secuencias de proteínas humanas y de chimpancés, los científicos no encontraron una diferencia de secuencia. Cuando los investigadores compararon las secuencias de humanos y monos rhesus, la única diferencia estaba en un aminoácido. En otra comparación, la secuenciación de humano a levadura muestra una diferencia en la posición 44.

Estructura proteica

Como comentamos anteriormente, la forma de una proteína es fundamental para su función. Por ejemplo, una enzima puede unirse a un sustrato específico en un sitio activo. Si este sitio activo se altera debido a cambios locales o cambios en la estructura general de la proteína, es posible que la enzima no pueda unirse al sustrato. Para comprender cómo la proteína adquiere su forma o conformación final, necesitamos comprender los cuatro niveles de estructura de la proteína: primario, secundario, terciario y cuaternario.

Estructura primaria

La secuencia única de aminoácidos # 8217 en una cadena polipeptídica es su estructura primaria. Por ejemplo, la hormona pancreática insulina tiene dos cadenas polipeptídicas, A y B, y están unidas por enlaces disulfuro. El aminoácido N terminal de la cadena A es glicina, mientras que el aminoácido C terminal es asparagina ((Figura)). Las secuencias de aminoácidos en las cadenas A y B son exclusivas de la insulina.


El gen que codifica la proteína determina en última instancia la secuencia única de cada proteína. Un cambio en la secuencia de nucleótidos de la región codificante del gen puede llevar a agregar un aminoácido diferente a la cadena polipeptídica en crecimiento, provocando un cambio en la estructura y función de la proteína. En la anemia de células falciformes, la hemoglobina β La cadena (una pequeña porción de la cual mostramos en la (Figura)) tiene una sustitución de un solo aminoácido, lo que provoca un cambio en la estructura y función de la proteína. Específicamente, la valina en el β la cadena sustituye al aminoácido glutámico. Lo más notable de considerar es que una molécula de hemoglobina se compone de dos cadenas alfa y dos beta, cada una de las cuales consta de unos 150 aminoácidos. La molécula, por tanto, tiene unos 600 aminoácidos. La diferencia estructural entre una molécula de hemoglobina normal y una molécula de células falciformes, que disminuye drásticamente la esperanza de vida, es un solo aminoácido de los 600. Lo que es aún más notable es que tres nucleótidos codifican cada uno esos 600 aminoácidos y una sola base cambia (mutación puntual), 1 en 1800 bases causa la mutación.


Debido a este cambio de un aminoácido en la cadena, las moléculas de hemoglobina forman fibras largas que distorsionan los glóbulos rojos bicóncavos, o en forma de disco, y hacen que adopten una forma de media luna o "hoz", que obstruye los vasos sanguíneos ((Figura )). Esto puede provocar una gran cantidad de problemas de salud graves, como dificultad para respirar, mareos, dolores de cabeza y dolor abdominal para los afectados por esta enfermedad.


Estructura secundaria

El plegamiento local del polipéptido en algunas regiones da lugar a la estructura secundaria de la proteína. Los más comunes son los α-hélice y β-Estructuras de láminas plegadas ((Figura)). Ambas estructuras se mantienen en forma mediante enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno se forman entre el átomo de oxígeno en el grupo carbonilo en un aminoácido y otro aminoácido que está cuatro aminoácidos más adelante en la cadena.


Cada giro de una hélice alfa tiene 3,6 residuos de aminoácidos. El polipéptido y los grupos R # 8217s (los grupos variantes) sobresalen del α-cadena de hélice. En el β-hoja plegada, enlace de hidrógeno entre átomos en la cadena polipeptídica & # 8217s de la estructura principal & # 8220pleats & # 8221. Los grupos R están unidos a los carbones y se extienden por encima y por debajo de los pliegues y pliegues. Los segmentos plegados se alinean paralelos o antiparalelos entre sí, y se forman enlaces de hidrógeno entre el átomo de nitrógeno parcialmente positivo en el grupo amino y el átomo de oxígeno parcialmente negativo en el grupo carbonilo de la cadena principal del péptido. los α-hélice y βLas estructuras de láminas plegadas se encuentran en la mayoría de las proteínas globulares y fibrosas y desempeñan un papel estructural importante.

Estructura terciaria

La estructura tridimensional única del polipéptido # 8217 es su estructura terciaria ((Figura)). Esta estructura se debe en parte a las interacciones químicas que actúan sobre la cadena polipeptídica. Principalmente, las interacciones entre los grupos R crean la estructura terciaria tridimensional compleja de la proteína. La naturaleza de los grupos R en los aminoácidos involucrados puede contrarrestar la formación de los enlaces de hidrógeno que describimos para las estructuras secundarias estándar. Por ejemplo, los grupos R con cargas similares se repelen entre sí y aquellos con cargas diferentes se atraen entre sí (enlaces iónicos). Cuando tiene lugar el plegamiento de proteínas, los aminoácidos no polares y los grupos R hidrófobos se encuentran en el interior de la proteína, mientras que los grupos R hidrófilos se encuentran en el exterior. Los científicos también denominan interacciones hidrofóbicas a los tipos de interacción anteriores. La interacción entre las cadenas laterales de cisteína forma enlaces disulfuro en presencia de oxígeno, el único enlace covalente que se forma durante el plegamiento de proteínas.


Todas estas interacciones, débiles y fuertes, determinan la forma tridimensional final de la proteína. Cuando una proteína pierde su forma tridimensional, es posible que ya no sea funcional.

Estructura cuaternaria

En la naturaleza, algunas proteínas se forman a partir de varios polipéptidos o subunidades, y la interacción de estas subunidades forma la estructura cuaternaria. Las interacciones débiles entre las subunidades ayudan a estabilizar la estructura general. Por ejemplo, la insulina (una proteína globular) tiene una combinación de enlaces de hidrógeno y disulfuro que hacen que se agrupe en su mayoría en forma de bola. La insulina comienza como un único polipéptido y pierde algunas secuencias internas en presencia de una modificación postraduccional después de formar los enlaces disulfuro que mantienen unidas las cadenas restantes. La seda (una proteína fibrosa), sin embargo, tiene β-estructura de hoja plegada que es el resultado del enlace de hidrógeno entre diferentes cadenas.

(Figura) ilustra los cuatro niveles de estructura proteica (primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria).


Desnaturalización y plegamiento de proteínas

Cada proteína tiene su propia secuencia y forma únicas que las interacciones químicas mantienen unidas. Si la proteína está sujeta a cambios de temperatura, pH o exposición a sustancias químicas, la estructura de la proteína puede cambiar y perder su forma sin perder su secuencia primaria en lo que los científicos llaman desnaturalización. La desnaturalización es a menudo reversible porque la estructura primaria del polipéptido se conserva en el proceso si se elimina el agente desnaturalizante, lo que permite que la proteína reanude su función. A veces, la desnaturalización es irreversible y conduce a la pérdida de función. Un ejemplo de desnaturalización irreversible de proteínas es freír un huevo. La proteína de albúmina en la clara de huevo líquida se desnaturaliza cuando se coloca en una sartén caliente. No todas las proteínas se desnaturalizan a altas temperaturas. Por ejemplo, las bacterias que sobreviven en aguas termales tienen proteínas que funcionan a temperaturas cercanas al punto de ebullición. El estómago también es muy ácido, tiene un pH bajo y desnaturaliza las proteínas como parte del proceso de digestión, sin embargo, las enzimas digestivas del estómago retienen su actividad en estas condiciones.

El plegamiento de proteínas es fundamental para su función. Los científicos pensaron originalmente que las proteínas mismas eran responsables del proceso de plegado. Solo recientemente, los investigadores descubrieron que a menudo reciben ayuda en el proceso de plegado de los auxiliares de proteínas o chaperonas (o chaperoninas) que se asocian con la proteína objetivo durante el proceso de plegado. Actúan previniendo la agregación de polipéptidos que comprenden la estructura completa de la proteína y se disocian de la proteína una vez que se pliega la proteína diana.

Para obtener una perspectiva adicional sobre las proteínas, vea esta animación llamada "Biomoléculas: las proteínas".

Resumen de la sección

Las proteínas son una clase de macromoléculas que realizan una amplia gama de funciones para la célula. Ayudan en el metabolismo actuando como enzimas, portadores u hormonas, y brindan apoyo estructural. Los componentes básicos de las proteínas (monómeros) son los aminoácidos. Cada aminoácido tiene un carbono central que se une a un grupo amino, un grupo carboxilo, un átomo de hidrógeno y un grupo R o cadena lateral. Hay 20 aminoácidos que ocurren comúnmente, cada uno de los cuales difiere en el grupo R. Un enlace peptídico une cada aminoácido a sus vecinos. Una cadena de aminoácidos larga es un polipéptido.

Las proteínas se organizan en cuatro niveles: primario, secundario, terciario y (opcional) cuaternario. La estructura primaria son los aminoácidos y la secuencia única # 8217. El polipéptido & # 8217s plegamiento local para formar estructuras como el α-hélice y β-La hoja plegada constituye la estructura secundaria. La estructura tridimensional general es la estructura terciaria. Cuando dos o más polipéptidos se combinan para formar la estructura proteica completa, la configuración es la estructura cuaternaria de la proteína. La forma y función de las proteínas están íntimamente ligadas. Cualquier cambio de forma causado por cambios de temperatura o pH puede provocar la desnaturalización de las proteínas y una pérdida de función.

Preguntas de conexión visual

(Figura) ¿Qué categorías de aminoácidos esperaría encontrar en la superficie de una proteína soluble y cuáles esperaría encontrar en el interior? ¿Qué distribución de aminoácidos esperaría encontrar en una proteína incrustada en una bicapa lipídica?


Estructura cristalina de la N-acetilmanosamina quinasa de Fusobacterium nucleatum

Los ácidos siálicos comprenden un grupo variado de aminoazúcares de nueve carbonos que se distribuyen ampliamente entre mamíferos y metazoos superiores. Algunos comensales humanos y patógenos bacterianos pueden eliminar los ácidos siálicos de su entorno y degradarlos para usarlos como fuente de carbono y nitrógeno. La enzima N-acetilmanosamina quinasa (NanK EC 2.7.1.60) pertenece a la superfamilia de represores transcripcionales, marcos de lectura abiertos no caracterizados y azúcares quinasas (ROK). NanK cataliza el segundo paso de la ruta catabólica del ácido siálico, transfiriendo un grupo fosfato de adenosina 5'-trifosfato a la posición C6 de N-acetilmanosamina para generar N-acetilmanosamina 6-fosfato. La estructura de NanK de Fusobacterium nucleatum se determinó con una resolución de 2,23 Å mediante cristalografía de rayos X. A diferencia de otras enzimas NanK y miembros de la familia ROK, F. nucleatum NanK no tiene un sitio de unión al zinc conservado. A pesar de la ausencia del sitio de unión al zinc, se conservan todas las características estructurales principales de la actividad enzimática.

Palabras clave: Catabolismo del ácido siálico de Fusobacterium nucleatum N-acetilmanosamina quinasa.

Cifras

( a ) Catabolismo del ácido siálico en F. nucleatum . SiaT, transportador NanA,…

Estructura general de F. nucleatum ...

Estructura general de F. nucleatum apo norte -acetilmanosamina quinasa. El dominio N-terminal es ...

Estructuras generales de la terminal N ...

Estructuras generales del dominio N-terminal ( a ) y dominio de dimerización C-terminal ...

FnNanK carece de la unión de zinc rica en cisteína ...

FnNanK carece del motivo de unión a zinc rico en cisteína. ( a ) Comparación estructural de apo…


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Glucosiltransferasas de tipo sanguíneo ABO

Los anticuerpos en nuestra sangre buscan constantemente en el cuerpo, asegurándose de que solo estén presentes las moléculas adecuadas. Esto es fundamental, porque nos protegen de invasores como bacterias y virus. Sin embargo, pueden causar problemas en el tratamiento médico. Por ejemplo, si se administra sangre en una transfusión, debe ser similar a la sangre normal, de modo que se engañe a los anticuerpos para que piensen que no pasa nada. Al estudiar estas similitudes, los investigadores han descubierto que la sangre se presenta en varios tipos, que definen grupos de personas con sangre compatible. El sistema ABO define uno de los principales tipos que determinan los grupos de personas que pueden donarse sangre entre sí.

¿Cuál es tu tipo?

Las proteínas y los lípidos de la superficie de los glóbulos rojos están cubiertos con cadenas de carbohidratos, que forman una capa protectora alrededor de la célula. El tipo de sangre ABO está determinado por el tipo de azúcares que se utilizan para producir estos carbohidratos. El carbohidrato se construye alrededor de un núcleo de 5-13 azúcares, llamado antígeno H, que termina en un azúcar fucosa. Para las personas con el tipo de sangre O, la historia termina ahí. Para los tipos A y B, sin embargo, una glicosiltransferasa específica, como la que se muestra aquí de la entrada PDB 3i0g, agrega un azúcar más al final. Para el tipo A, este azúcar es N-acetilgalactosamina, y para el tipo B, es el azúcar galactosa ligeramente más pequeño. Sin embargo, esta pequeña diferencia tiene un efecto crítico.

Tipos coincidentes

El sistema inmunológico busca a través de su repertorio de anticuerpos y se deshace de cualquiera que pudiera atacar las moléculas normales que se encuentran en el cuerpo. Entonces, una persona con sangre tipo A no tiene ningún anticuerpo para unirse a los azúcares tipo A. Sin embargo, tienen anticuerpos que atacan los carbohidratos de tipo B, que atacarán cualquier glóbulo de tipo B que se transfunda. Las personas con tipo O son excelentes para donar sangre, ya que no les causará problemas a las personas con anticuerpos tipo A o tipo B, pero si necesitan una transfusión, sus opciones son limitadas ya que tienen ambos tipos de anticuerpos en su propia sangre. .

Unión de carbohidratos en sangre

Los carbohidratos de tipo sanguíneo proporcionan mangos listos para la unión y son explotados por muchos organismos. A continuación se muestran algunos ejemplos. A la izquierda hay una lectina de una semilla (entrada PDB 1lu1), con cuatro sitios de unión para los carbohidratos (en todas estas imágenes, la estructura incluye algunos azúcares de la cadena de carbohidratos naturales más larga, que se muestra aquí en verde). La función biológica de las lectinas de semillas no se comprende completamente, pero puede ser parte de la defensa de la planta. La función de las dos proteínas de la derecha es más obvia: son proteínas de una bacteria y de un virus, que están involucradas en el proceso de infección (entradas PDB 2j1u y 2obs).

Explorando la estructura

El tipo de sangre ABO de cada persona está determinado por un solo gen. Para el tipo A, hay un gen para GTA, una glicosiltransferasa que agrega N-acetilgalactosamina. Para el tipo B, el gen codifica GTB, una glicosiltransferasa diferente que agrega galactosa. Para el tipo O, no se produce ninguna enzima. Sorprendentemente, GTA y GTB son casi idénticos, con solo cuatro cambios de aminoácidos (que se muestran aquí en turquesa en la entrada 1lzi de PDB). Sin embargo, esta pequeña diferencia en la secuencia tiene consecuencias de vida o muerte. Para explorar la estructura de estas dos enzimas, haga clic en la imagen para ver un Jmol interactivo.

Temas para mayor discusión

  1. Los investigadores han estudiado la especificidad de GTA y GTB mediante la creación de mutantes que incluyen algunos aminoácidos de GTA y algunos de GTB. Las estructuras de muchas de estas glicosiltransferasas híbridas se incluyen en el PDB.
  2. El PDB incluye muchas proteínas relacionadas con otros tipos de sangre; intente buscar "Antígenos de grupos sanguíneos" para explorar algunos de ellos.

Recursos relacionados con el PDB-101

Referencias

  1. J. Koscielak (2001) Glicoconjugados activos del grupo sanguíneo ABH de glóbulos rojos humanos. Medicina de transfusión 11, 267-279.
  2. S. I. Patenaude, N. O. L. Seto, S. N. Borisova, A. Szpacenko, S. L. Marcus, M. M. Palcic y S. V. Evans (2002) La base estructural para la especificidad en la biosíntesis del grupo sanguíneo ABO (H) humano. Biología estructural de la naturaleza 9, 685-690.

Diciembre de 2012, David Goodsell

Acerca de PDB-101

PDB-101 ayuda a profesores, estudiantes y al público en general a explorar el mundo 3D de proteínas y ácidos nucleicos. Conocer sus diversas formas y funciones ayuda a comprender todos los aspectos de la biomedicina y la agricultura, desde la síntesis de proteínas hasta la salud y la enfermedad hasta la energía biológica.

¿Por qué PDB-101? Investigadores de todo el mundo hacen que estas estructuras 3D estén disponibles gratuitamente en el archivo Protein Data Bank (PDB). PDB-101 crea materiales introductorios para ayudar a los principiantes a iniciarse en la materia ("101", como en un curso de nivel de entrada), así como recursos para el aprendizaje extendido.


Abstracto

La modificación postraduccional con el pequeño modificador similar a la ubiquitina (SUMO) afecta a miles de proteínas en el proteoma humano y está implicada en numerosos procesos celulares. El resultado principal de la conjugación SUMO es un recableado de interacciones proteína-proteína mediante el reconocimiento de la superficie del modificador por las proteínas de unión SUMO. El motivo de interacción SUMO (SIM) media la unión a un surco en SUMO, sin embargo, la baja afinidad de esta interacción y la mala conservación de las secuencias SIM complica el aislamiento y la identificación de proteínas SIM. Para abordar estos desafíos, hemos diseñado y caracterizado bioquímicamente sondas SUMO-2 monoméricas y multiméricas con un foto-reticulador codificado genéticamente ubicado junto al surco de unión SIM. Después de la captura covalente fotoinducida, incluso los aglutinantes SUMO débiles no se eliminan por lavado durante el procedimiento de enriquecimiento, y se pueden aplicar condiciones de lavado muy estrictas para eliminar las proteínas de unión inespecífica. Se aislaron un total de 329 proteínas de extractos de células nucleares HeLa y se identificaron mediante espectrometría de masas. Descubrimos que el diseño molecular de nuestras sondas fue corroborado por la presencia de muchas proteínas establecidas que interactúan con SUMO y el alto porcentaje (& gt90%) de aciertos que contienen una secuencia SIM potencial, como lo predijeron los análisis bioinformáticos. En particular, 266 de las 329 proteínas no se han informado previamente como aglutinantes SUMO utilizando procedimientos tradicionales de enriquecimiento no covalente. Confirmamos la unión de SUMO con proteínas purificadas y mapeamos la posición de los enlaces cruzados covalentes para casos seleccionados. Postulamos una nueva SIM en MRE11, involucrada en la reparación del ADN. Los candidatos de unión a SUMO identificados ayudarán a revelar la compleja red de proteínas mediada por SUMO.


¿Eliminar las proteínas del suero unidas a la membrana plasmática? - (13 / Dic / 2006)

¿Alguien puede sugerir algo para eliminar la unión no específica de las proteínas del suero a las células? Incube mis células durante una noche en DMEM que contiene suero y al día siguiente lo lavo bien con PBS. Sin embargo, todavía encuentro muchas proteínas (del suero) después de lavar mis células con tampón Hepes y luego precipitarlas con TCA.

En lugar de tratar de eliminar todas las proteínas del suero de la membrana celular, ¿no podría incluir un control que tendrá un tratamiento similar excepto su condición de prueba?

En lugar de tratar de eliminar todas las proteínas del suero de la membrana celular, ¿no podría incluir un control que tendrá un tratamiento similar excepto su condición de prueba?

Quiero ver un patrón diferencial en mi control y prueba. Pero obtengo demasiadas proteínas en el control y luego es difícil diferenciar las que están presentes solo en la prueba. ¿Crees que algún búfer, por ejemplo, ¿NaCl o KCl pueden hacer este trabajo simplemente dando un lavado con el tampón?

Dijiste que probaste PBS y no ayudó. No creo que ningún búfer pueda hacer el trabajo.

Es posible que desee utilizar un medio sin suero.

Gracias por su respuesta. Pero, ¿cuántas horas como máximo podemos mantener las células en un medio libre de suero?
Me preguntaba si una alta concentración de sal puede eliminar algunas de las proteínas unidas de forma no específica a la membrana plasmática & # 33 & # 33 & # 33

Cuando cambio de suero (+) a medio libre de suero, lavo las células con PBS y luego agrego medio libre de suero, espero 2-3 horas y luego vuelvo a cambiar a medio libre de suero. Sé que las células absorben las proteínas del suero y luego las secretan de nuevo al medio, por lo que si no cambia dos veces, todavía habrá proteínas del suero presentes.

Sin embargo, estoy recolectando los medios para Western Blot, pero esto probablemente también podría reducir las proteínas del suero unidas a la superficie celular para su propósito.

Gracias por su respuesta. Quiero hacer un gel SDS y luego ver el patrón diferencial. ¿Puede decirme qué quiere decir con medios sin suero? Creo que no es el medio libre de suero Invitrogen & # 33 & # 33

¿Y cuántas horas mantiene el medio libre de suero en las células por segunda vez? ¿Alguna vez intentó ejecutar un gel y ver si las proteínas del suero no están presentes ahora después de dos incubaciones con medios sin suero?

El medio libre de suero del que estamos hablando aquí es un medio que no contiene suero pero contiene alternativas al suero. Si lo busca en Google, encontrará muchos resultados.


Resumen

Todos los seres vivos, incluidas las células que forman el cuerpo humano, se componen de un pequeño subconjunto de diferentes biomoléculas. Hay cuatro clases principales, como se describe a continuación:

  1. Carbohidratos
    • Los carbohidratos están compuestos por los elementos carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O).
    • Los azúcares son carbohidratos comunes.
    • Los carbohidratos cumplen varias funciones dentro de las células:
      • Fuente de energía principal
      • Proporcionar estructura
      • Comunicación
      • Adhesión celular
      • Defensa y remoción de material extraño
  2. Proteinas
    • Las proteínas se componen de aminoácidos.
    • Las proteínas cumplen varias funciones dentro de los seres vivos:
      • Estructura del cabello, los músculos, las uñas, los componentes celulares y las membranas celulares.
      • Transporte celular
      • Catalizadores biológicos o enzimas
      • Mantener el contacto celular
      • Control de la actividad celular
      • Señalización a través de hormonas
  3. Lípidos
    • Una amplia variedad de biomoléculas que incluyen grasas, aceites, ceras y hormonas esteroides.
    • Los lípidos no se disuelven en agua (son hidrófobos) y se componen principalmente de carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O).
    • Los lípidos cumplen varias funciones en los seres vivos:
      • Formar membranas biológicas
      • Las grasas se pueden almacenar como fuente de energía.
      • Los aceites y ceras brindan protección al recubrir áreas que podrían ser invadidas por microbios (es decir, piel u oídos)
      • Las hormonas esteroides regulan la actividad celular alterando la expresión génica
  4. Ácidos nucleicos
    • Toda la información necesaria para controlar y construir células se almacena en estas moléculas.
    • Los ácidos nucleicos están compuestos por nucleótidos que se abrevian A, C, G, T y U.
    • Hay dos tipos principales de ácido nucleico, ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN):
      • ADN
        • El ADN tiene una estructura de doble hélice compuesta por nucleótidos A, C, G y T.
        • El ADN se encuentra en el núcleo de la célula.
        • El ADN es la forma de almacenamiento de información genética.
      • ARN
        • El ARN es típicamente monocatenario y está compuesto por los nucleótidos A, G, C y U.
        • El ARN se copia del ADN y es la forma de trabajo de la información.
        • RNA is made in the nucleus and mRNA is exported to the cytosol.

Additional biomolecules can be made by combining these four types. As an example, many proteins are modified by the addition of carbohydrate chains. The end product is called a glycoprotein.

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Exploring a new biological actor

Flynn and Bertozzi revealed that these glycoRNAs consist of small, noncoding RNAs — which play known regulatory roles inside cells — coated with a class of sugars known as N-glycans. To their great surprise, glycoRNAs appear to be ubiquitous. They showed up in multiple cell types across multiple mammalian species, including humans.

Flynn

But what do glycoRNAs do? And why are they important?

During their investigations, Flynn and Bertozzi noticed that some of the glycoRNAs’ N-glycans were capped by a sugar called sialic acid. This inspired them to investigate whether glycoRNAs interacted with Siglecs, certain receptors on immune cells known to bind to sialic acid.

“This was where the hair on our neck stood up,” says Bertozzi.

Certain members of the Siglec family, a class of proteins that regulate immune cells, bound cells when RNA was present. This led Flynn to suspect that glycoRNAs could help fine-tune our immune system. His new lab will investigate glycoRNAs’ potential role in autoimmune disease in collaboration with immunologists and rheumatologists at Boston Children’s.

“Ryan is starting his independent career sitting on a bombshell,” says Bertozzi.


Prokaryotic Gene Regulation at Work

As we’ve just learned, there are three types of regulatory molecules that can affect the expression of operons: repressors, activators, and inducers.

  • Repressors are proteins that suppress transcription of a gene in response to an external stimulus. In other words, a repressor keeps a gene “off.”
  • Activators are proteins that increase the transcription of a gene in response to an external stimulus. In other words, an activator turns a gene “on.”
  • Inducers are small molecules that either activate or repress transcription depending on the needs of the cell and the availability of substrate. Inducers basically help speed up or slow down “on” or “off” by binding to a repressor or activator. In other words: they don’t work alone.

In the interactive below, we will focus on the differences between activators and repressors:


Ver el vídeo: Estructura de las Proteínas vs Anti Biótico (Noviembre 2022).