Progettazione biomolecole 4 lezione

4 LEZIONE 4 LEZIONE Nella progettazione di biomolecole è molto importante conoscere la struttura del target con cui si vuole andare ad interagire. Una struttura con risoluzione a livello atomico si può ottenere sostanzialmente solo attraverso NMR, che è in fase liquida, ed R-X. Entrambi questi metodi però richiedono la solubilità della specie da analizzare (nel senso che deve essere possibile estrarla dal materiale biologico). La maggior parte delle strutture biologiche di interesse umano è però legata a membrana (la maggior parte dei sistemi che trasmettono messaggi sono a livello di membrane). Quando i target biologici sono localizzati a livello di membrana, non è possibile, ad oggi, determinarne la struttura a livello atomico. Perciò non posso disporre della struttura di target di questo tipo. FIGURA 1 Questo recettore ha una parte inclusa nella membrana e una parte esterna ad essa. La parte esterna è stata cristallizzata mentre la parte interna è stata derivata da analisi di sequenze, da omologie con altre proteine e mediante esperimenti biochimici che consentono di ottenere informazioni strutturali (come ad es mutazioni di alcuni aminoacidi). Quindi si ha una struttura per metà reale e per metà modello. In alcuni casi quindi, come in questo, si dispone solo di informazioni strutturali parziali. Questo è un altro recettore canale, che fa parte di una famiglia di recettori canale diversa da quella del recettore nicotinico, infatti ci sono solo 4 subunità invece che 5. Ognuna delle 4 subunità è colorata differentemente in figura e corrisponde a una differente catena polipeptidica. Il canale non è delimitato da una elica ma da loop che rientrano per metà nella membrana. Infatti ognuna di queste subunità ha, nella sua porzione inferiore, 3 eliche ed un loop che rientra per metà nella membrana. Più in particolare la prima elica è seguita da un segmento transmembranario che non è un'elica ma un loop che rientra per metà nella membrana e poi ci sono le altre 2 eliche transmembranarie. Questo loop è rivolto al centro del canale e i 4 loop delle 4 subunità sono tutti rivolti al centro del canale. In questo caso gli aminoacidi per la selettività sono aminoacidi carichi - (idrofili) che attirano lo ione e poi, con un cambiamento conformazionale, portano lo ione dall'altra parte (interviene sempre il meccanismo del gradiente per il passaggio degli ioni). La conformazione che le subunità del recettore hanno quando devono prendere lo ione è una conformazione ad alta affinità per esso mentre quando devono rilasciarlo la conformazione diventa a bassa affinità. Questo vuol dire che gli aminoacidi che espongono quando devono afferrare gli ioni sono carichi - poi, dopo il cambiamento conformazionale, espongono aminoacidi con interazioni più deboli e lo ione se ne esce. In realtà gli ioni passano nel canale solvatati quindi l'interazione si verifica con l'acqua ma il concetto importante è che il rilascio avviene mediante un cambiamento conformazionale. Come avv Continua »