La hélice alfa (bioquímica)
1951
- Linus Pauling
- Robert Corey
- Herman Branson
La hélice alfa (hélice [latex]\alpha[/latex]) es un motivo de estructura secundaria común en las proteínas. Se trata de una conformación en espiral derecha en la que cada grupo N-H de la espina dorsal dona un enlace de hidrógeno al grupo C=O de la espina dorsal del aminoácido situado cuatro residuos antes (enlace de hidrógeno [latex]i+4 \rightarrow i[/latex]). Este patrón regular da a la cadena polipeptídica una forma helicoidal.
Linus Pauling y sus colegas predijeron la existencia de la hélice alfa en 1951, antes de que Max Perutz la observara experimentalmente en detalle en la estructura de la mioglobina. Su predicción se basó en un profundo conocimiento de la naturaleza planar del enlace peptídico y los principios del enlace de hidrógeno. Construyeron meticulosamente modelos físicos para encontrar conformaciones estables de una cadena polipeptídica que maximizaran el enlace de hidrógeno, respetando las restricciones estéricas.
La hélice alfa tiene propiedades geométricas específicas: 3,6 residuos por vuelta, un paso de 5,4 Å (0,54 nm) y ángulos diedros de la cadena principal (φ, ψ) típicamente alrededor de (-60°, -45°). Las cadenas laterales de los aminoácidos se extienden hacia afuera del eje helicoidal, lo que les permite interactuar con el entorno u otras partes de la proteína. Ciertos aminoácidos, como la alanina, la leucina y la metionina, se consideran "formadores de hélice", mientras que otros, como la prolina (que carece de un grupo NH en la cadena principal para la formación de enlaces de hidrógeno y tiene un anillo rígido) y la glicina (que es demasiado flexible), son "rompedores de hélice". El descubrimiento de la hélice alfa y la lámina beta proporcionó las primeras ideas fundamentales sobre cómo una simple cadena lineal de aminoácidos podía plegarse en estructuras tridimensionales complejas, estables y funcionales.
UNESCO Nomenclature: 2401
- Bioquímica
Precursores
- Estudios de difracción de rayos X de proteínas fibrosas como la queratina, por William Astbury.
- comprensión de la geometría planar del enlace peptídico
- Elucidación de los principios del enlace de hidrógeno por Linus Pauling
- desarrollo de modelos físicos moleculares
Aplicaciones
- Comprender la estructura de las proteínas fibrosas como la queratina en el cabello y la piel.
- Diseño de péptidos alfa-helicoidales para terapias antimicrobianas o anticancerígenas
- modelado de dominios transmembrana de proteínas, que a menudo son alfa-helicoidales
- Predicción y validación de la estructura de proteínas
- Diseño racional de fármacos dirigidos a las interfaces de interacción proteína-proteína de hélice alfa
Ideas para posibles innovaciones
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Relacionado con: hélice alfa, estructura secundaria de proteínas, Linus Pauling, enlace de hidrógeno, polipéptido, conformación, ángulos diedros, queratina, estructura de proteínas, modelado molecular.