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2.2: Struttura e funzione - Aminoacidi - Biologia


Fonte: BiochemFFA_2_1.pdf. L'intero libro di testo è disponibile gratuitamente presso gli autori all'indirizzo http://biochem.science.oregonstate.edu/content/biochemistry-free-and-easy

Tutte le proteine ​​sulla faccia della terra sono costituite dagli stessi 20 amminoacidi. Legati tra loro in lunghe catene chiamate polipeptidi, gli amminoacidi sono gli elementi costitutivi del vasto assortimento di proteine ​​presenti in tutte le cellule viventi.

"È una delle generalizzazioni più sorprendenti della biochimica ... che i venti amminoacidi e le quattro basi sono, con piccole riserve, gli stessi in tutta la Natura". - Francis Crick

Tutti gli amminoacidi hanno la stessa struttura di base, mostrata nella Figura 2.1. Al "centro" di ogni amminoacido c'è un carbonio chiamato carbonio α e ad esso sono attaccati quattro gruppi: un idrogeno, un gruppo α-carbossilico, un gruppo α-amminico e un gruppo R, a volte indicato come catena laterale. I gruppi carbonio α, carbossilico e amminico sono comuni a tutti gli amminoacidi, quindi il gruppo R è l'unica caratteristica unica in ciascun amminoacido. (Un'eccezione minore a questa struttura è quella della prolina, in cui l'estremità del gruppo R è attaccata all'ammina α.) Ad eccezione della glicina, che ha un gruppo R costituito da un atomo di idrogeno, tutti i gli amminoacidi nelle proteine ​​hanno quattro diversi gruppi attaccati e di conseguenza possono esistere in due forme di immagine speculare, L e D. Con solo eccezioni molto minori, ogni amminoacido trovato nelle cellule e nelle proteine ​​è nella configurazione L.

Sono 22 gli amminoacidi che si trovano nelle proteine ​​e di questi solo 20 sono specificati dal codice genetico universale. Gli altri, la selenocisteina e la pirrolisina, utilizzano tRNA che sono in grado di accoppiarsi con codoni di stop nell'mRNA durante la traduzione. Quando ciò accade, questi insoliti amminoacidi possono essere incorporati nelle proteine. Enzimi contenenti selenocisteina, per esempio, includono glutatione perossidasi, tetraiodotironina 5' deiodinasi, tioredossina reduttasi, formiato deidrogenasi, glicina reduttasi e selenofosfato sintetasi. Le proteine ​​contenenti pirrolisina sono molto più rare e sono per lo più confinate agli archei.

Essenziale e non essenziale

I nutrizionisti dividono gli amminoacidi in due gruppi: amminoacidi essenziali (devono essere nella dieta perché le cellule non possono sintetizzarli) e amminoacidi non essenziali (possono essere prodotti dalle cellule). Questa classificazione degli amminoacidi ha poco a che fare con la struttura degli amminoacidi. Gli amminoacidi essenziali variano notevolmente da un organismo all'altro e differiscono anche nell'uomo, a seconda che si tratti di adulti o bambini. La tabella 2.1 mostra gli amminoacidi essenziali e non essenziali nell'uomo.

Alcuni aminoacidi che normalmente non sono essenziali, in alcuni casi potrebbe essere necessario ottenere dalla dieta. Gli individui che non sintetizzano quantità sufficienti di arginina, cisteina, glutammina, prolina, selenocisteina, serina e tirosina, a causa di una malattia, ad esempio, possono aver bisogno di integratori alimentari contenenti questi amminoacidi.

Tabella 2.1 - Aminoacidi essenziali e non essenziali

Aminoacidi non proteici

Ci sono anche α-amminoacidi trovati nelle cellule che non sono incorporati nelle proteine. Quelli comuni includono ornitina e citrullina. Entrambi questi composti sono intermedi nel ciclo dell'urea. L'ornitina è un precursore metabolico dell'arginina e la citrullina può essere prodotta dalla scomposizione dell'arginina. Quest'ultima reazione produce ossido nitrico, un'importante molecola di segnalazione. La citrullina è il sottoprodotto metabolico. A volte è usato come integratore alimentare per ridurre l'affaticamento muscolare.

Chimica del gruppo R

Tabella 2.2 - Categorie di amminoacidi (basate sulle proprietà del gruppo R)

Separiamo gli amminoacidi in categorie in base alla chimica dei loro gruppi R. Se confronti i raggruppamenti di amminoacidi in diversi libri di testo, vedrai nomi diversi per le categorie e (a volte) lo stesso amminoacido viene classificato in modo diverso da autori diversi. Infatti, classifichiamo la tirosina sia come amminoacido aromatico che come amminoacido idrossile. È utile classificare gli amminoacidi in base ai loro gruppi R, perché sono queste catene laterali che conferiscono a ciascun amminoacido le sue proprietà caratteristiche. Pertanto, ci si può aspettare che gli amminoacidi con gruppi laterali (chimicamente) simili funzionino in modi simili, ad esempio, durante il ripiegamento delle proteine.

Aminoacidi non polari

  • L'alanina (Ala/A) è uno degli amminoacidi più abbondanti presenti nelle proteine, secondo solo alla leucina per presenza. Una forma D dell'amminoacido si trova anche nelle pareti cellulari dei batteri. L'alanina non è essenziale, essendo prontamente sintetizzata dal piruvato. È codificato da GCU, GCC, GCA e GCG.
  • La glicina (Gly/G) è l'amminoacido con la catena laterale più corta, avente un gruppo R consistente solo di un singolo idrogeno. Di conseguenza, la glicina è l'unico amminoacido che non è chirale. La sua piccola catena laterale gli consente di adattarsi facilmente ad ambienti sia idrofobici che idrofili.
  • La glicina è specificata nel codice genetico da GGU, GGC, GGA e GGG. Non è essenziale per l'uomo.
  • L'isoleucina (Ile/I) è un amminoacido essenziale codificato da AUU, AUC e AUA. Ha una catena laterale idrofoba ed è anche chirale nella sua catena laterale.
  • La leucina (Leu/L) è un amminoacido a catena ramificata idrofobo ed essenziale. La leucina è l'unico amminoacido alimentare segnalato per stimolare direttamente la sintesi proteica nel muscolo, ma è necessaria cautela, poiché 1) ci sono studi contrastanti e 2) la tossicità della leucina è pericolosa, con conseguente "le quattro D": diarrea, dermatite, demenza e morte. La leucina è codificata da sei codoni: UUA,UUG, CUU, CUC, CUA, CUG.
  • La metionina (Met/M) è un amminoacido essenziale che è uno dei due amminoacidi contenenti zolfo - la cisteina è l'altro. La metionina è apolare e codificata esclusivamente dal codone AUG. È l'aminoacido "iniziatore" nella sintesi proteica, essendo il primo incorporato nelle catene proteiche. Nelle cellule procariotiche, la prima metionina in una proteina è formilata.
  • La prolina (Pro/P) è l'unico amminoacido presente nelle proteine ​​con un gruppo R che si unisce al proprio gruppo α-amminico, formando un'ammina secondaria e un anello. La prolina è un amminoacido non essenziale ed è codificata da CCU, CCC, CCA e CCG. È il meno flessibile degli amminoacidi proteici e quindi conferisce rigidità conformazionale quando presente in una proteina. La presenza di prolina in una proteina influenza la sua struttura secondaria. È un distruttore di α-eliche e -filamenti. La prolina è spesso idrossilata nel collagene (la reazione richiede vitamina C - ascorbato) e questo ha l'effetto di aumentare la stabilità conformazionale della proteina. L'idrossilazione della prolina del fattore inducibile dall'ipossia (HIF) funge da sensore dei livelli di ossigeno e mira alla distruzione dell'HIF quando l'ossigeno è abbondante.
  • La valina (Val/V) è un amminoacido essenziale non polare sintetizzato nelle piante. È degno di nota nell'emoglobina, poiché quando sostituisce l'acido glutammico nella posizione numero sei, provoca l'aggregazione anormale dell'emoglobina in condizioni di basso contenuto di ossigeno, con conseguente anemia falciforme. La valina è codificata nel codice genetico da GUU, GUC, GUA e GUG.

Aminoacidi carbossilici

  • L'acido aspartico (Asp/D) è un amminoacido non essenziale con un gruppo carbossilico nel suo gruppo R. È facilmente prodotto dalla transaminazione dell'ossalacetato. Con un pKa di 3,9, la catena laterale dell'acido aspartico è caricata negativamente a pH fisiologico. L'acido aspartico è specificato nel codice genetico dai codoni GAU e GAC.
  • L'acido glutammico (Glu/E), che è codificato da GAA e GAG, è un amminoacido non essenziale facilmente prodotto dalla transaminazione dell'α-chetoglutarato. È un neurotrasmettitore e ha un gruppo R con un gruppo carbossilico che si ionizza facilmente (pKa = 4,1) a pH fisiologico.

Aminoacidi amminici

  • L'arginina (Arg/R) è un amminoacido che è, in alcuni casi, essenziale, ma non essenziale in altri. I neonati prematuri non possono sintetizzare l'arginina. Inoltre, traumi chirurgici, sepsi e ustioni aumentano la richiesta di arginina. La maggior parte delle persone, tuttavia, non ha bisogno di integratori di arginina. La catena laterale dell'arginina contiene un gruppo guanidinio complesso con un pKa superiore a 12, che lo rende carico positivamente a pH cellulare. È codificato da sei codoni: CGU, CGC, CGA, CGG, AGA e AGG.
  • L'istidina (His/H) è l'unico degli amminoacidi proteici a contenere un gruppo funzionale imidazolo. È un amminoacido essenziale nell'uomo e in altri mammiferi. Con un pKa della catena laterale di 6, può facilmente cambiare la sua carica con una leggera variazione del pH. La protonazione dell'anello si traduce in due strutture NH che possono essere disegnate come due strutture risonanti ugualmente importanti.
  • La lisina (Lys/K) è un amminoacido essenziale codificato da AAA e AAG. Ha un gruppo R che può facilmente ionizzare con una carica di +1 a pH fisiologico e può essere modificato post-traduzionalmente per formare acetillisina, idrossilisina e metillisina. Può anche essere ubiquitinato, sumoilato, neddylato, biotinilato, carbossilato e pupilato e. La O-glicosilazione dell'idrossilisina viene utilizzata per segnalare le proteine ​​per l'esportazione dalla cellula. La lisina viene spesso aggiunta ai mangimi perché è un amminoacido limitante ed è necessaria per ottimizzare la crescita di suini e polli.

Aminoacidi aromatici

  • La fenilalanina (Phe/F) è un amminoacido essenziale non polare codificato da UUU e UUC. È un precursore metabolico della tirosina. L'incapacità di metabolizzare la fenilalanina deriva dalla malattia genetica nota come fenilchetonuria. La fenilalanina è un componente del dolcificante artificiale dell'aspartame.
  • Il triptofano (Trp/W) è un amminoacido essenziale contenente un gruppo funzionale indolo. È un precursore metabolico della serotonina, della niacina e (nelle piante) del fitormone auxina. Sebbene si ritenga che serva come aiuto per dormire, non ci sono risultati di ricerca chiari che lo indichino.
  • La tirosina (Tyr/Y) è un amminoacido non essenziale codificato da UAC e UAU. È un bersaglio per la fosforilazione nelle proteine ​​da parte delle proteine ​​chinasi della tirosina e svolge un ruolo nei processi di segnalazione. Nelle cellule dopaminergiche del cervello, la tirosina idrossilasi converte la tirosina in l-dopa, un precursore immediato della dopamina. La dopamina, a sua volta, è un precursore della noradrenalina e dell'adrenalina. La tirosina è anche un precursore degli ormoni tiroidei e della melanina.

Aminoacidi idrossilici

  • La serina (Ser/S) è uno dei tre amminoacidi che hanno un gruppo R con un ossidrile (treonina e tirosina sono gli altri). È codificato da UCU, UCC, UCA, UGC, AGU e AGC. Essendo in grado di legare idrogeno con l'acqua, è classificato come un amminoacido polare. Non è essenziale per l'uomo. La serina è precursore di molti importanti composti cellulari, tra cui purine, pirimidine, sfingolipidi, folati e degli amminoacidi glicina, cisteina e triptofano. Il gruppo ossidrile della serina nelle proteine ​​è un bersaglio per la fosforilazione da parte di alcune protein chinasi. La serina fa anche parte della triade catalitica delle serina proteasi.
  • La treonina (Thr/T) è un amminoacido polare essenziale. È uno dei tre amminoacidi recanti un gruppo ossidrile (serina e tirosina sono gli altri) e, come tale, è un bersaglio per la fosforilazione nelle proteine. È anche un bersaglio per l'oglicosilazione delle proteine. Le proteasi della treonina utilizzano il gruppo idrossile dell'amminoacido nella loro catalisi ed è un precursore in una via biosintetica per la produzione di glicina. In alcune applicazioni, è usato come profarmaco per aumentare i livelli di glicina nel cervello. La treonina è codificata nel codice genetico da ACU, ACC, ACA e ACG.

Tirosina - vedi QUI.

Altri aminoacidi

  • L'asparagina (Asn/N) è un amminoacido non essenziale codificato da AAU e AAC. La sua carbossiammide nel gruppo R gli conferisce polarità. L'asparagina è implicata nella formazione di acrilammide negli alimenti cotti ad alte temperature (frittura) quando reagisce con i gruppi carbonilici. L'asparagina può essere prodotta nel corpo dall'aspartato mediante una reazione di amidazione con un'ammina della glutammina. La decomposizione dell'asparagina produce malato, che può essere ossidato nel ciclo dell'acido citrico.
  • La cisteina (Cys/C) è l'unico amminoacido con un gruppo sulfidrilico nella sua catena laterale. Non è essenziale per la maggior parte degli esseri umani, ma può essere essenziale nei neonati, negli anziani e negli individui che soffrono di determinate malattie metaboliche. Il gruppo sulfidrilico della cisteina viene facilmente ossidato a disolfuro quando reagito con un altro. Oltre ad essere presente nelle proteine, la cisteina è anche un componente del tripeptide, il glutatione. La cisteina è specificata dai codoni UGU e UGC.
  • La glutammina (Gln/Q) è un amminoacido che normalmente non è essenziale nell'uomo, ma può trovarsi in individui sottoposti a un intenso allenamento atletico o con disturbi gastrointestinali. Ha una catena laterale carbossiammidica che normalmente non si ionizza a pH fisiologici, ma che conferisce polarità alla catena laterale. La glutammina è codificata da CAA e CAG ed è prontamente prodotta dall'amidazione del glutammato. La glutammina è l'aminoacido più abbondante nel sangue circolante ed è uno dei pochi aminoacidi in grado di attraversare la barriera emato-encefalica.
  • La selenocisteina (Sec/U) è un componente delle selenoproteine ​​presenti in tutti i regni della vita. È un componente di numerosi enzimi, tra cui glutatione perossidasi e tioredossina reduttasi. La selenocisteina è incorporata nelle proteine ​​in uno schema insolito che coinvolge il codone di stop UGA. Le cellule cresciute in assenza di selenio terminano la sintesi proteica agli UGA. Tuttavia, quando è presente selenio, alcuni mRNA che contengono una sequenza di inserzione di selenocisteina (SECIS), inseriscono selenocisteina quando si incontra UGA. L'elemento SECIS ha sequenze nucleotidiche caratteristiche e modelli di accoppiamento delle basi della struttura secondaria. Venticinque proteine ​​umane contengono selenocisteina.
  • La pirrolisina (Pyl/O) è un ventiduesimo amminoacido, ma si trova raramente nelle proteine. Come la selenocisteina, non è codificata nel codice genetico e deve essere incorporata con mezzi insoliti. Ciò si verifica ai codoni di stop UAG. La pirrolisina si trova negli organismi archeogeni metanogeni e in almeno un batterio che produce metano. La pirrolisina è un componente degli enzimi che producono metano.

Gruppi ionizzanti

I valori di pKa per le catene laterali degli amminoacidi dipendono molto dall'ambiente chimico in cui sono presenti. Ad esempio, il carbossile del gruppo R che si trova nell'acido aspartico ha un valore pKa di 3,9 quando è libero in soluzione, ma può arrivare fino a 14 quando si trova in determinati ambienti all'interno delle proteine, sebbene ciò sia insolito ed estremo. Ciascun amminoacido ha almeno un gruppo amminico ionizzabile (α-ammina) e un gruppo carbossilico ionizzabile (α-carbossile). Quando questi sono legati in un legame peptidico, non si ionizzano più. Alcuni, ma non tutti gli amminoacidi hanno gruppi R che possono ionizzare. La carica di una proteina deriva quindi dalle cariche del gruppo α-amminico, il gruppo α-carbossilico. e la somma delle cariche dei gruppi R ionizzati. La titolazione/ionizzazione dell'acido aspartico è illustrata nella Figura 2.10. La ionizzazione (o deionizzazione) all'interno della struttura di una proteina può avere un effetto significativo sulla conformazione complessiva della proteina e, poiché la struttura è correlata alla funzione, un impatto importante sull'attività di una proteina.

La maggior parte delle proteine ​​ha intervalli relativamente ristretti di attività ottimale che corrispondono tipicamente agli ambienti in cui si trovano (Figura 2.11). Vale la pena notare che la formazione di legami peptidici tra gli amminoacidi rimuove gli idrogeni ionizzabili sia dai gruppi α-amminici che α-carbossilici degli amminoacidi. Quindi, la ionizzazione/deionizzazione in una proteina deriva solo da 1) il terminale amminico; 2) terminale carbossilico; 3) gruppi R; o 4) altri gruppi funzionali (come solfati o fosfati) aggiunti agli amminoacidi post-traduzionali - vedi sotto.

Carnitina

Non tutti gli amminoacidi in una cellula si trovano nelle proteine. Gli esempi più comuni includono l'ornitina (metabolismo dell'arginina), la citrullina (ciclo dell'urea) e la carnitina (Figura 2.12). Quando gli acidi grassi destinati all'ossidazione vengono spostati nel mitocondrio a tale scopo, viaggiano attraverso la membrana interna attaccata alla carnitina. Delle due forme stereoisomeriche, la forma L è quella attiva. La molecola è sintetizzata nel fegato dalla lisina e dalla metionina.

Da fonti esogene, gli acidi grassi devono essere attivati ​​all'ingresso nel citoplasma unendosi al coenzima A. La porzione CoA della molecola viene sostituita dalla carnitina nello spazio intermembrana del mitocondrio in una reazione catalizzata dalla carnitina aciltransferasi I. L'acilcarnitina risultante la molecola viene trasferita attraverso la membrana mitocondriale interna dalla carnitinaacilcarnitina traslocasi e quindi nella matrice del mitocondrio, la carnitina aciltransferasi II sostituisce la carnitina con il coenzima A (Figura 6.88).

Catabolismo degli amminoacidi

Classifichiamo gli amminoacidi come essenziali o non essenziali in base al fatto che un organismo sia in grado di sintetizzarli o meno. Tutti gli amminoacidi, tuttavia, possono essere scomposti da tutti gli organismi. Sono, infatti, una fonte di energia per le cellule, in particolare durante i periodi di inedia o per le persone che seguono diete contenenti quantità molto basse di carboidrati. Dal punto di vista della degradazione (catabolismo), gli amminoacidi sono classificati come glucogenici se producono intermedi che possono essere trasformati in glucosio o chetogenici se i loro intermedi sono trasformati in acetil-CoA. La Figura 2.13 mostra i destini metabolici del catabolismo di ciascuno degli amminoacidi. Nota che alcuni amminoacidi sono sia glucogenici che chetogenici.

Modifiche post-traduzionali

Dopo che una proteina è stata sintetizzata, le catene laterali di amminoacidi al suo interno possono essere modificate chimicamente, dando luogo a una maggiore diversità di struttura e funzione (Figura 2.14). Le alterazioni comuni includono la fosforilazione dei gruppi idrossilici di serina, treonina o tirosina. Lisina, prolina e istidina possono avere idrossili aggiunti alle ammine nei loro gruppi R. Altre modifiche agli amminoacidi nelle proteine ​​includono l'aggiunta di acidi grassi (acido miristico o acido palmitico), gruppi isoprenoidi, gruppi acetilici, gruppi metilici, iodio, gruppi carbossilici o solfati. Questi possono avere gli effetti della ionizzazione (aggiunta di fosfati/solfati), deionizzazione (aggiunta del gruppo acetile all'ammina del gruppo R della lisina) o non avere alcun effetto sulla carica. Inoltre, le glicoproteine ​​legate a N e O hanno carboidrati legati in modo covalente alle catene laterali di asparagina e treonina o serina, rispettivamente.

Alcuni amminoacidi sono precursori di composti importanti nel corpo. Gli esempi includono epinefrina, ormoni tiroidei, Ldopa e dopamina (tutti dalla tirosina), serotonina (dal triptofano) e istamina (dall'istidina).

Costruzione di polipeptidi

Sebbene gli aminoacidi svolgano altre funzioni nelle cellule, il loro ruolo più importante è quello di costituenti delle proteine. Le proteine, come abbiamo notato prima, sono polimeri di amminoacidi.

Gli amminoacidi sono legati tra loro da legami peptidici, in cui il gruppo carbossilico di un amminoacido si unisce al gruppo amminico del successivo, con la perdita di una molecola d'acqua. Ulteriori amminoacidi vengono aggiunti allo stesso modo, mediante formazione di legami peptidici tra il carbossile libero all'estremità della catena in crescita e il gruppo amminico dell'amminoacido successivo nella sequenza. Una catena formata da pochi amminoacidi legati tra loro è detta oligopeptide (oligo=pochi) mentre una tipica proteina, che è composta da molti amminoacidi è detta polipeptide (poli=molti). L'estremità del peptide che ha un gruppo amminico libero è chiamata N-terminale (per NH2), mentre l'estremità con il carbossile libero è chiamata C-terminale (per carbossile).

Come abbiamo notato prima, la funzione dipende dalla struttura e la stringa di amminoacidi deve piegarsi in una forma o conformazione 3D specifica per creare una proteina funzionale. Il ripiegamento dei polipeptidi nelle loro forme funzionali è l'argomento della prossima sezione.


Chinasi proteica C

Chinasi proteica C, comunemente abbreviato in PKC (EC 2.7.11.13), è una famiglia di enzimi protein chinasi coinvolti nel controllo della funzione di altre proteine ​​attraverso la fosforilazione di gruppi ossidrilici di residui di amminoacidi serina e treonina su queste proteine, o un membro di questa famiglia. Gli enzimi PKC a loro volta sono attivati ​​da segnali come aumenti della concentrazione di diacilglicerolo (DAG) o ioni calcio (Ca 2+). [1] Quindi gli enzimi PKC giocano un ruolo importante in diverse cascate di trasduzione del segnale. [2]

La famiglia PKC è composta da quindici isoenzimi nell'uomo. [3] Sono divisi in tre sottofamiglie, in base ai loro requisiti di secondo messaggero: convenzionali (o classici), nuovi e atipici. [4] Le (c)PKC convenzionali contengono le isoforme α, βio,II, e . Questi richiedono Ca 2+, DAG e un fosfolipide come la fosfatidilserina per l'attivazione. I nuovi (n)PKC includono le isoforme δ, ε, η e θ e richiedono DAG, ma non richiedono Ca 2+ per l'attivazione. Pertanto, le PKC convenzionali e nuove vengono attivate attraverso la stessa via di trasduzione del segnale della fosfolipasi C. D'altra parte, le (a) PKC atipiche (incluse le isoforme della protein chinasi Mζ e ι / λ) non richiedono né Ca 2+ né diacilglicerolo per l'attivazione. Il termine "proteina chinasi C" si riferisce solitamente all'intera famiglia di isoforme.


Aminoacidi: metabolismo, funzioni e nutrizione

Negli ultimi anni si è scoperto che gli amminoacidi (AA) non sono solo molecole di segnalazione cellulare, ma sono anche regolatori dell'espressione genica e della cascata di fosforilazione delle proteine. Inoltre, gli AA sono precursori chiave per la sintesi di ormoni e sostanze azotate a basso peso molecolare, ciascuno dei quali ha un'enorme importanza biologica. Per le funzioni sono necessarie concentrazioni fisiologiche di AA e dei loro metaboliti (ad es. ossido nitrico, poliammine, glutatione, taurina, ormoni tiroidei e serotonina). Tuttavia, livelli elevati di AA e dei loro prodotti (ad es. ammoniaca, omocisteina e dimetilarginina asimmetrica) sono fattori patogeni per disturbi neurologici, stress ossidativo e malattie cardiovascolari. Pertanto, un equilibrio ottimale tra AA nella dieta e nella circolazione è cruciale per l'omeostasi di tutto il corpo. C'è un crescente riconoscimento che oltre al loro ruolo come elementi costitutivi di proteine ​​e polipeptidi, alcuni AA regolano le vie metaboliche chiave necessarie per il mantenimento, la crescita, la riproduzione e l'immunità. Sono chiamati AA funzionali, che includono arginina, cisteina, glutammina, leucina, prolina e triptofano. L'integrazione alimentare con uno o una miscela di questi AA può essere utile per (1) migliorare i problemi di salute in varie fasi del ciclo di vita (p. es., limitazione della crescita fetale, morbilità e mortalità neonatale, disfunzione intestinale associata allo svezzamento e sindrome da deperimento, obesità, diabete, malattie cardiovascolari, sindrome metabolica e infertilità) (2) ottimizzare l'efficienza delle trasformazioni metaboliche per migliorare la crescita muscolare, la produzione di latte, la qualità delle uova e della carne e le prestazioni atletiche, prevenendo l'eccessiva deposizione di grasso e riducendo l'adiposità. Pertanto, gli AA hanno importanti funzioni sia nell'alimentazione che nella salute.

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Contenuti

I primi amminoacidi furono scoperti all'inizio del XIX secolo. [17] [18] Nel 1806, i chimici francesi Louis-Nicolas Vauquelin e Pierre Jean Robiquet isolarono un composto negli asparagi che fu successivamente chiamato asparagina, il primo amminoacido scoperto. [19] [20] La cistina fu scoperta nel 1810, [21] sebbene il suo monomero, la cisteina, rimase sconosciuto fino al 1884. [20] [22] La glicina e la leucina furono scoperte nel 1820. [23] L'ultimo dei 20 aminoacidi comuni acidi da scoprire fu la treonina nel 1935 da William Cumming Rose, che determinò anche gli amminoacidi essenziali e stabilì il fabbisogno giornaliero minimo di tutti gli amminoacidi per una crescita ottimale. [24] [25]

L'unità della categoria chimica fu riconosciuta da Wurtz nel 1865, ma non le diede un nome particolare. [26] Il primo uso del termine "aminoacido" in lingua inglese risale al 1898, [27] mentre il termine tedesco, Aminosäure, è stato utilizzato in precedenza. [28] È stato scoperto che le proteine ​​producono amminoacidi dopo la digestione enzimatica o l'idrolisi acida. Nel 1902, Emil Fischer e Franz Hofmeister proposero indipendentemente che le proteine ​​fossero formate da molti amminoacidi, per cui si formano legami tra il gruppo amminico di un amminoacido con il gruppo carbossilico di un altro, risultando in una struttura lineare che Fischer chiamò "peptide". [29]

Nella struttura mostrata nella parte superiore della pagina, R rappresenta una catena laterale specifica per ciascun amminoacido. L'atomo di carbonio vicino al gruppo carbossilico è chiamato carbonio α. Gli amminoacidi contenenti un gruppo amminico legato direttamente al carbonio alfa sono indicati come alfa aminoacidi. [30] Questi includono amminoacidi come la prolina che contengono ammine secondarie, che venivano spesso chiamate "iminoacidi". [31] [32] [33]

Isomeria Modifica

Gli alfa-amminoacidi sono le forme naturali comuni di amminoacidi. Ad eccezione della glicina, altri amminoacidi naturali adottano il l configurazione. [34] Mentre l-aminoacidi rappresentano tutti gli amminoacidi presenti nelle proteine ​​durante la traduzione nel ribosoma.

Il l e D La convenzione per la configurazione dell'amminoacido si riferisce non all'attività ottica dell'amminoacido stesso ma piuttosto all'attività ottica dell'isomero della gliceraldeide da cui quell'amminoacido può, in teoria, essere sintetizzato (D- la gliceraldeide è destrogira l-gliceraldeide è levogiro). In modo alternativo, il (S) e (R) i designatori sono usati per indicare il configurazione assoluta. Quasi tutti gli amminoacidi nelle proteine ​​sono (S) al carbonio α, essendo la cisteina (R) e glicina non chirale. [35] La cisteina ha la sua catena laterale nella stessa posizione geometrica degli altri amminoacidi, ma la R/S la terminologia è invertita perché lo zolfo ha un numero atomico più alto rispetto all'ossigeno carbossilico che dà alla catena laterale una priorità più alta dal Regole della sequenza Cahn-Ingold-Prelog, mentre gli atomi nella maggior parte delle altre catene laterali danno loro una priorità inferiore rispetto al gruppo carbossilico. [ citazione necessaria ]

D-residui di aminoacidi si trovano in alcune proteine, ma sono rari.

Catene laterali Modifica

Gli amminoacidi sono designati come α- quando l'atomo di azoto è attaccato all'atomo di carbonio adiacente al gruppo carbossilico: in questo caso il composto contiene la sottostruttura N–C–CO2. Aminoacidi con la sottostruttura N–C–C–CO2 sono classificati come -amminoacidi. Gli amminoacidi contengono la sottostruttura N–C–C–C–CO2, e così via. [36]

Gli amminoacidi sono generalmente classificati in base alle proprietà della loro catena laterale in quattro gruppi. La catena laterale può rendere un amminoacido un acido debole o una base debole e un idrofilo se la catena laterale è polare o un idrofobo se non è polare. [34] La frase "aminoacidi a catena ramificata" o BCAA si riferisce agli amminoacidi che hanno catene laterali alifatiche lineari: leucina, isoleucina e valina. La prolina è l'unico amminoacido proteinogenico il cui gruppo laterale si lega al gruppo α-amminico e, quindi, è anche l'unico amminoacido proteinogenico contenente un'ammina secondaria in questa posizione. [34] In termini chimici, la prolina è, quindi, un imminoacido, poiché manca di un gruppo amminico primario, [37] sebbene sia ancora classificato come amminoacido nell'attuale nomenclatura biochimica [38] e possa anche essere chiamato un amminoacido "nalfa-amminoacido alchilato". [39]

Zwitterions Modifica

In soluzione acquosa gli amminoacidi esistono in due forme (come illustrato a destra), la forma molecolare e la forma zwitterion in equilibrio tra loro. Le due forme coesistono nell'intervallo di pH pK1 − da 2 a pK2 + 2 , che per la glicina è pH 0-12. Il rapporto tra le concentrazioni dei due isomeri è indipendente dal pH. Il valore di questo rapporto non può essere determinato sperimentalmente.

Poiché tutti gli amminoacidi contengono gruppi funzionali amminici e acidi carbossilici, sono anfiprotici. [34] A pH = pK1 (circa 2,2) vi sarà uguale concentrazione della specie NH +
3 CH(R)CO
2H e NH +
3 CH(R)CO −
2 e a pH = pK2 (circa 10) ci sarà uguale concentrazione della specie NH +
3 CH(R)CO −
2 e NH
2 CH(R)CO −
2 . Ne consegue che la molecola neutra e lo zwitterione sono effettivamente le uniche specie presenti a pH biologico. [40]

Si presume generalmente che la concentrazione dello zwitterion sia molto maggiore della concentrazione della molecola neutra sulla base di confronti con il noto pK valori di ammine e acidi carbossilici.

Punto isoelettrico Modifica

Aminoacidi proteinogenici Modifica

Gli amminoacidi sono le unità strutturali (monomeri) che compongono le proteine. Si uniscono per formare brevi catene polimeriche chiamate peptidi o catene più lunghe chiamate polipeptidi o proteine. Queste catene sono lineari e non ramificate, con ciascun residuo di amminoacidi all'interno della catena attaccato a due amminoacidi vicini. Il processo di produzione di proteine ​​codificate da materiale genetico DNA/RNA è chiamato traduzione e comporta l'aggiunta graduale di amminoacidi a una catena proteica in crescita da parte di un ribozima chiamato ribosoma. [42] L'ordine in cui vengono aggiunti gli amminoacidi viene letto attraverso il codice genetico da uno stampo di mRNA, che è una copia dell'RNA di uno dei geni dell'organismo.

Ventidue aminoacidi sono naturalmente incorporati nei polipeptidi e sono chiamati aminoacidi proteinogenici o naturali. [34] Di questi, 20 sono codificati dal codice genetico universale. I restanti 2, selenocisteina e pirrolisina, sono incorporati nelle proteine ​​mediante meccanismi sintetici unici. La selenocisteina viene incorporata quando l'mRNA tradotto include un elemento SECIS, che fa sì che il codone UGA codifichi la selenocisteina invece di un codone di stop. [43] La pirrolisina è usata da alcuni archaea metanogeni negli enzimi che usano per produrre metano. È codificato con il codone UAG, che normalmente è un codone di stop in altri organismi. [44] Questo codone UAG è seguito da una sequenza PYLIS a valle. [45]

Diversi studi evolutivi indipendenti, utilizzando diversi tipi di dati, hanno suggerito che Gly, Ala, Asp, Val, Ser, Pro, Glu, Leu, Thr (cioè G, A, D, V, S, P, E, L, T ) possono appartenere a un gruppo di amminoacidi che costituiva il codice genetico precoce, mentre Cys, Met, Tyr, Trp, His, Phe (cioè C, M, Y, W, H, F) possono appartenere a un gruppo di amminoacidi che costituivano integrazioni successive del codice genetico. [46] [47] [48] [49]

Aminoacidi non proteinogenici Modifica

A parte i 22 aminoacidi proteinogenici, molti non proteinogenico gli amminoacidi sono noti. Questi o non si trovano nelle proteine ​​(ad esempio carnitina, GABA, levotiroxina) o non sono prodotti direttamente e isolatamente da macchinari cellulari standard (ad esempio idrossiprolina e selenometionina).

Gli amminoacidi non proteinogenici che si trovano nelle proteine ​​sono formati dalla modifica post-traduzionale, che è la modifica dopo la traduzione durante la sintesi proteica. Queste modifiche sono spesso essenziali per la funzione o la regolazione di una proteina. Ad esempio, la carbossilazione del glutammato consente un migliore legame dei cationi del calcio, [50] e il collagene contiene idrossiprolina, generata dall'idrossilazione della prolina. [51] Un altro esempio è la formazione di ipusina nel fattore di inizio della traduzione EIF5A, attraverso la modifica di un residuo di lisina. [52] Tali modifiche possono anche determinare la localizzazione della proteina, ad esempio, l'aggiunta di lunghi gruppi idrofobici può far sì che una proteina si leghi a una membrana fosfolipidica. [53]

Alcuni aminoacidi non proteinogenici non si trovano nelle proteine. Esempi includono acido 2-amminoisobutirrico e il neurotrasmettitore acido gamma-amminobutirrico. Gli amminoacidi non proteinogenici si trovano spesso come intermedi nelle vie metaboliche degli amminoacidi standard - per esempio, l'ornitina e la citrullina si trovano nel ciclo dell'urea, parte del catabolismo degli amminoacidi (vedi sotto). [54] Una rara eccezione al predominio degli α-amminoacidi in biologia è il β-amminoacido beta alanina (acido 3-aminopropanoico), che viene utilizzato nelle piante e nei microrganismi nella sintesi dell'acido pantotenico (vitamina B5), un componente del coenzima A. [55]

Aminoacidi non standard Modifica

I 20 amminoacidi che sono codificati direttamente dai codoni del codice genetico universale sono chiamati standard o canonico aminoacidi. Una forma modificata di metionina (n-formilmetionina) è spesso incorporata al posto della metionina come amminoacido iniziale delle proteine ​​nei batteri, nei mitocondri e nei cloroplasti. Altri amminoacidi sono chiamati non standard o non canonico. La maggior parte degli amminoacidi non standard sono anche non proteinogenici (cioè non possono essere incorporati nelle proteine ​​durante la traduzione), ma due di loro sono proteinogenici, poiché possono essere incorporati traduzionalmente nelle proteine ​​sfruttando informazioni non codificate nel codice genetico universale.

I due aminoacidi proteinogenici non standard sono la selenocisteina (presente in molti non eucarioti così come nella maggior parte degli eucarioti, ma non codificati direttamente dal DNA) e la pirrolisina (presente solo in alcuni archaea e in almeno un batterio). L'incorporazione di questi amminoacidi non standard è rara. Ad esempio, 25 proteine ​​umane includono la selenocisteina nella loro struttura primaria, [56] e gli enzimi strutturalmente caratterizzati (selenoenzimi) utilizzano la selenocisteina come parte catalitica nei loro siti attivi. [57] La ​​pirrolisina e la selenocisteina sono codificate tramite codoni varianti. Ad esempio, la selenocisteina è codificata dal codone di stop e dall'elemento SECIS. [10] [11] [12]

Nella nutrizione umana Modifica

Quando vengono assorbiti dal corpo umano dalla dieta, i 20 amminoacidi standard vengono utilizzati per sintetizzare proteine, altre biomolecole o vengono ossidati a urea e anidride carbonica come fonte di energia. [58] Il percorso di ossidazione inizia con la rimozione del gruppo amminico da parte di una transaminasi, il gruppo amminico viene quindi immesso nel ciclo dell'urea. L'altro prodotto della transamidazione è un chetoacido che entra nel ciclo dell'acido citrico. [59] Gli amminoacidi glucogeni possono anche essere convertiti in glucosio, attraverso la gluconeogenesi. [60] Dei 20 amminoacidi standard, nove (His, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp e Val) sono chiamati amminoacidi essenziali perché il corpo umano non può sintetizzarli da altri composti al livello necessario per crescita normale, quindi devono essere ottenuti dal cibo. [61] [62] [63] Inoltre, la cisteina, la tirosina e l'arginina sono considerate amminoacidi semiessenziali e la taurina un acido amminosolfonico semiessenziale nei bambini. Le vie metaboliche che sintetizzano questi monomeri non sono completamente sviluppate. [64] [65] Le quantità richieste dipendono anche dall'età e dalla salute dell'individuo, quindi è difficile fare affermazioni generali sul fabbisogno alimentare di alcuni amminoacidi. L'esposizione alimentare all'aminoacido BMAA non standard è stata collegata a malattie neurodegenerative umane, inclusa la SLA. [66] [67]

Funzioni non proteiche Modifica

Nell'uomo, gli amminoacidi non proteici hanno anche ruoli importanti come intermedi metabolici, come nella biosintesi del neurotrasmettitore acido gamma-aminobutirrico (GABA). Molti amminoacidi vengono utilizzati per sintetizzare altre molecole, ad esempio:

    è un precursore del neurotrasmettitore serotonina. [74] (e il suo precursore fenilalanina) sono precursori dei catecolamineneurotrasmettitori dopamina, epinefrina e norepinefrina e varie ammine in tracce. è un precursore della fenetilammina e della tirosina nell'uomo. Nelle piante è un precursore di vari fenilpropanoidi, importanti nel metabolismo vegetale. è un precursore delle porfirine come l'eme. [75] è un precursore dell'ossido nitrico. [76] e S-adenosilmetionina sono precursori delle poliammine. [77] , glicina e glutammina sono precursori dei nucleotidi. [78] Tuttavia, non sono note tutte le funzioni di altri abbondanti amminoacidi non standard.

Alcuni amminoacidi non standard sono usati come difese contro gli erbivori nelle piante. [79] Ad esempio, la canavanina è un analogo dell'arginina che si trova in molti legumi, [80] e in quantità particolarmente elevate nei Canavalia gladiata (fagiolo spada). [81] Questo amminoacido protegge le piante dai predatori come gli insetti e può causare malattie nelle persone se alcuni tipi di legumi vengono mangiati senza essere lavorati. [82] L'aminoacido mimosina non proteico si trova in altre specie di legumi, in particolare Leucaena leucocephala. [83] Questo composto è un analogo della tirosina e può avvelenare gli animali che pascolano su queste piante.

Gli amminoacidi sono utilizzati per una varietà di applicazioni nell'industria, ma il loro uso principale è come additivi per l'alimentazione animale. Ciò è necessario, poiché molti dei componenti sfusi di questi alimenti, come i semi di soia, hanno livelli bassi o mancano di alcuni degli amminoacidi essenziali: lisina, metionina, treonina e triptofano sono i più importanti nella produzione di questi alimenti. [84] In questa industria, gli amminoacidi sono anche usati per chelare i cationi metallici al fine di migliorare l'assorbimento dei minerali dagli integratori, che possono essere necessari per migliorare la salute o la produzione di questi animali. [85]

L'industria alimentare è anche un importante consumatore di amminoacidi, in particolare l'acido glutammico, che viene utilizzato come esaltatore di sapidità, [86] e l'aspartame (estere 1-metilico dell'aspartilfenilalanina) come dolcificante artificiale a basso contenuto calorico. [87] Una tecnologia simile a quella utilizzata per l'alimentazione animale è impiegata nell'industria della nutrizione umana per alleviare i sintomi delle carenze di minerali, come l'anemia, migliorando l'assorbimento dei minerali e riducendo gli effetti collaterali negativi dell'integrazione di minerali inorganici. [88]

La capacità chelante degli amminoacidi è stata utilizzata nei fertilizzanti per l'agricoltura per facilitare l'apporto di minerali alle piante al fine di correggere le carenze minerali, come la clorosi ferrica.Questi fertilizzanti vengono utilizzati anche per prevenire il verificarsi di carenze e migliorare la salute generale delle piante. [89] La restante produzione di aminoacidi viene utilizzata nella sintesi di farmaci e cosmetici. [84]

Allo stesso modo, alcuni derivati ​​di amminoacidi sono utilizzati nell'industria farmaceutica. Includono 5-HTP (5-idrossitriptofano) utilizzato per il trattamento sperimentale della depressione, [90] l-DOPA (l-diidrossifenilalanina) per il trattamento del Parkinson, [91] e eflornitina, farmaco che inibisce l'ornitina decarbossilasi e utilizzato nel trattamento della malattia del sonno. [92]

Codice genetico espanso Modifica

Dal 2001, 40 amminoacidi non naturali sono stati aggiunti alle proteine ​​creando un codone unico (ricodifica) e una corrispondente coppia transfer-RNA:aminoacil – tRNA-sintetasi per codificarle con diverse proprietà fisico-chimiche e biologiche al fine di essere utilizzato come uno strumento per esplorare la struttura e la funzione delle proteine ​​o per creare proteine ​​nuove o potenziate. [13] [14]

Nullomeri Modifica

I nullomeri sono codoni che in teoria codificano per un amminoacido, tuttavia in natura esiste un pregiudizio selettivo contro l'utilizzo di questo codone a favore di un altro, ad esempio i batteri preferiscono utilizzare CGA invece di AGA per codificare per l'arginina. [93] Questo crea alcune sequenze che non compaiono nel genoma. Questa caratteristica può essere sfruttata e utilizzata per creare nuovi farmaci selettivi contro il cancro [94] e per prevenire la contaminazione incrociata di campioni di DNA dalle indagini sulla scena del crimine. [95]

Blocchi chimici Modifica

Gli amminoacidi sono importanti come materie prime a basso costo. Questi composti sono utilizzati nella sintesi del pool chirale come elementi costitutivi enantiomericamente puri. [96]

Gli amminoacidi sono stati studiati come catalizzatori chirali precursori, come per reazioni di idrogenazione asimmetrica, sebbene non esistano applicazioni commerciali. [97]

Plastiche biodegradabili Modifica

Gli amminoacidi sono stati considerati come componenti di polimeri biodegradabili, che hanno applicazioni come imballaggi ecologici e in medicina nella somministrazione di farmaci e nella costruzione di impianti protesici. [98] Un esempio interessante di tali materiali è il poliaspartato, un polimero biodegradabile solubile in acqua che può avere applicazioni nei pannolini usa e getta e nell'agricoltura. [99] A causa della sua solubilità e capacità di chelare gli ioni metallici, il poliaspartato viene utilizzato anche come agente anticalcare biodegradabile e inibitore della corrosione. [100] [101] Inoltre, l'aminoacido tirosina aromatico è stato considerato un possibile sostituto di fenoli come il bisfenolo A nella produzione di policarbonati. [102]

Sintesi chimica Modifica

La produzione commerciale di amminoacidi di solito si basa su batteri mutanti che producono in eccesso singoli amminoacidi utilizzando il glucosio come fonte di carbonio. Alcuni amminoacidi sono prodotti da conversioni enzimatiche di intermedi sintetici. L'acido 2-amminotiazolin-4-carbossilico è un intermedio in una sintesi industriale di l-cisteina per esempio. L'acido aspartico è prodotto dall'aggiunta di ammoniaca al fumarato utilizzando una liasi. [103]

Biosintesi Modifica

Nelle piante, l'azoto viene prima assimilato nei composti organici sotto forma di glutammato, formato da alfa-chetoglutarato e ammoniaca nel mitocondrio. Per altri amminoacidi, le piante usano le transaminasi per spostare il gruppo amminico dal glutammato a un altro alfa-chetoacido. Ad esempio, l'aspartato aminotransferasi converte il glutammato e l'ossalacetato in alfa-chetoglutarato e aspartato. [104] Anche altri organismi utilizzano le transaminasi per la sintesi degli amminoacidi.

Gli amminoacidi non standard si formano solitamente attraverso modifiche agli amminoacidi standard. Ad esempio, l'omocisteina si forma attraverso la via della transsolforazione o per demetilazione della metionina attraverso il metabolita intermedio S-adenosilmetionina, [105] mentre l'idrossiprolina è costituita da una modifica post-traduzionale della prolina. [106]

I microrganismi e le piante sintetizzano molti amminoacidi non comuni. Ad esempio, alcuni microbi producono acido 2-amminoisobutirrico e lantionina, che è un derivato dell'alanina a ponte solfuro. Entrambi questi amminoacidi si trovano nei lantibiotici peptidici come l'alameticina. [107] Tuttavia, nelle piante, l'acido 1-amminociclopropan-1-carbossilico è un piccolo amminoacido ciclico disostituito che è un intermedio nella produzione dell'ormone vegetale etilene. [108]

Gli amminoacidi subiscono le reazioni attese dei gruppi funzionali costituenti. [109] [110]

Formazione del legame peptidico Modifica

Poiché sia ​​i gruppi amminici che quelli carbossilici degli amminoacidi possono reagire per formare legami ammidici, una molecola di amminoacido può reagire con un'altra e unirsi attraverso un legame ammidico. Questa polimerizzazione degli amminoacidi è ciò che crea le proteine. Questa reazione di condensazione produce il legame peptidico appena formato e una molecola d'acqua. Nelle cellule, questa reazione non avviene direttamente invece, l'amminoacido viene prima attivato dall'attaccamento a una molecola di RNA di trasferimento attraverso un legame estere. Questo aminoacil-tRNA è prodotto in una reazione ATP-dipendente condotta da un'aminoacil tRNA sintetasi. [111] Questo aminoacil-tRNA è quindi un substrato per il ribosoma, che catalizza l'attacco del gruppo amminico della catena proteica in allungamento sul legame estere. [112] Come risultato di questo meccanismo, tutte le proteine ​​prodotte dai ribosomi sono sintetizzate a partire dal loro n-terminale e muovendosi verso il loro C-capolinea.

Tuttavia, non tutti i legami peptidici si formano in questo modo. In alcuni casi, i peptidi sono sintetizzati da enzimi specifici. Ad esempio, il tripeptide glutatione è una parte essenziale delle difese delle cellule contro lo stress ossidativo. Questo peptide è sintetizzato in due passaggi da amminoacidi liberi. [113] Nella prima fase, la gamma-glutamilcisteina sintetasi condensa la cisteina e l'acido glutammico attraverso un legame peptidico formato tra la catena laterale carbossilica del glutammato (il gamma carbonio di questa catena laterale) e il gruppo amminico della cisteina. Questo dipeptide viene quindi condensato con glicina dalla glutatione sintetasi per formare il glutatione. [114]

In chimica, i peptidi sono sintetizzati da una varietà di reazioni. Uno dei più utilizzati nella sintesi peptidica in fase solida utilizza come unità attivate i derivati ​​ossimici aromatici degli amminoacidi. Questi vengono aggiunti in sequenza sulla catena peptidica in crescita, che è attaccata a un supporto di resina solida. [115] Le librerie di peptidi sono utilizzate nella scoperta di farmaci attraverso lo screening ad alto rendimento. [116]

La combinazione di gruppi funzionali consente agli amminoacidi di essere ligandi polidentati efficaci per chelati di metallo-amminoacidi. [117] Anche le catene laterali multiple degli amminoacidi possono subire reazioni chimiche.

Catabolismo Modifica

La degradazione di un amminoacido spesso comporta la deaminazione spostando il suo gruppo amminico in alfa-chetoglutarato, formando glutammato. Questo processo coinvolge le transaminasi, spesso le stesse utilizzate nell'amminazione durante la sintesi. In molti vertebrati, il gruppo amminico viene quindi rimosso attraverso il ciclo dell'urea ed escreto sotto forma di urea. Tuttavia, la degradazione degli amminoacidi può invece produrre acido urico o ammoniaca. Ad esempio, la serina deidratasi converte la serina in piruvato e ammoniaca. [78] Dopo la rimozione di uno o più gruppi amminici, il resto della molecola può talvolta essere utilizzato per sintetizzare nuovi amminoacidi, oppure può essere utilizzato per produrre energia entrando nella glicolisi o nel ciclo dell'acido citrico, come dettagliato nell'immagine a destra.

Modifica della complessazione

Il CA. 20 amminoacidi canonici possono essere classificati in base alle loro proprietà. Fattori importanti sono carica, idrofilia o idrofobicità, dimensioni e gruppi funzionali. [34] Queste proprietà influenzano la struttura delle proteine ​​e le interazioni proteina-proteina. Le proteine ​​idrosolubili tendono ad avere i loro residui idrofobici (Leu, Ile, Val, Phe e Trp) sepolti nel mezzo della proteina, mentre le catene laterali idrofile sono esposte al solvente acquoso. (Si noti che in biochimica, un residuo si riferisce a un monomero specifico all'interno della catena polimerica di un polisaccaride, proteina o acido nucleico.) Le proteine ​​integrali di membrana tendono ad avere anelli esterni di amminoacidi idrofobici esposti che le ancorano nel doppio strato lipidico. Alcune proteine ​​di membrana periferiche hanno una chiazza di amminoacidi idrofobici sulla loro superficie che si aggancia alla membrana. In modo simile, le proteine ​​che devono legarsi a molecole con carica positiva hanno superfici ricche di amminoacidi con carica negativa come glutammato e aspartato, mentre le proteine ​​che si legano a molecole con carica negativa hanno superfici ricche di catene con carica positiva come lisina e arginina. Ad esempio, lisina e arginina sono altamente arricchite nelle regioni a bassa complessità delle proteine ​​che legano gli acidi nucleici. [49] Esistono varie scale di idrofobicità dei residui di amminoacidi. [120]

Alcuni amminoacidi hanno proprietà speciali come la cisteina, che può formare legami disolfuro covalenti con altri residui di cisteina, la prolina che forma un ciclo alla struttura polipeptidica e la glicina che è più flessibile di altri amminoacidi.

Inoltre, glicina e prolina sono altamente arricchite all'interno di regioni a bassa complessità di proteine ​​eucariotiche e procariotiche, mentre è stato osservato il contrario (sottorappresentato) per amminoacidi altamente reattivi, o complessi, o idrofobici, come cisteina, fenilalanina, triptofano, metionina. , valina, leucina, isoleucina. [49] [121] [122]

Molte proteine ​​subiscono una serie di modificazioni post-traduzionali, per cui gruppi chimici aggiuntivi sono attaccati alle catene laterali degli amminoacidi. Alcune modificazioni possono produrre lipoproteine ​​idrofobiche, [123] o glicoproteine ​​idrofile. [124] Questo tipo di modifica consente il targeting reversibile di una proteina su una membrana. Ad esempio, l'aggiunta e la rimozione dell'acido palmitico dell'acido grasso ai residui di cisteina in alcune proteine ​​di segnalazione fa sì che le proteine ​​si attacchino e poi si distacchino dalle membrane cellulari. [125]

Tabella delle abbreviazioni e delle proprietà degli amminoacidi standard Modifica

Amminoacido Codice lettera Catena laterale Idropatia
indice [126]
Assorbimento molare [127] Massa molecolare Abbondanza in proteine ​​(%) [128] Codifica genetica standard, notazione IUPAC
3 1 Classe Polarità [129] Carica, a pH 7,4 [129] lunghezza d'onda, ?max (nm) Coefficiente, ? (mm −1 ·cm −1 )
alanina Ala UN Alifatico non polare Neutro 1.8 89.094 8.76 Rete Display di Google
arginina Argo R Di base Polare di base Positivo −4.5 174.203 5.78 MGR, CGY (i codoni codificanti possono essere espressi anche da: CGN, AGR)
Asparagina Asn n ammide Polare Neutro −3.5 132.119 3.93 AAY
Acido aspartico Asp D Acido acido polare Negativo −3.5 133.104 5.49 GAY
cisteina Cis C Solforico non polare Neutro 2.5 250 0.3 121.154 1.38 UGY
Glutammina Gln Q ammide Polare Neutro −3.5 146.146 3.9 MACCHINA
Acido glutammico colla E Acido acido polare Negativo −3.5 147.131 6.32 GAR
glicina Gly G Alifatico non polare Neutro −0.4 75.067 7.03 GGN
istidina Il suo h Aromatico di base Polare di base Positivo, 10%
Neutro, 90%
−3.2 211 5.9 155.156 2.26 CAY
isoleucina Ile io Alifatico non polare Neutro 4.5 131.175 5.49 AUH
leucina Leu l Alifatico non polare Neutro 3.8 131.175 9.68 YUR, CUY (i codoni di codifica possono essere espressi anche da: CUN, UUR)
lisina Lys K Di base Polare di base Positivo −3.9 146.189 5.19 AAR
metionina Incontrato m Solforico non polare Neutro 1.9 149.208 2.32 AGO
fenilalanina Phe F Aromatico non polare Neutro 2.8 257, 206, 188 0.2, 9.3, 60.0 165.192 3.87 UUY
Proline Pro P Ciclico non polare Neutro −1.6 115.132 5.02 CCN
Serina ser S idrossilico Polare Neutro −0.8 105.093 7.14 UCN, AGY
treonina Thr T idrossilico Polare Neutro −0.7 119.119 5.53 ACN
Triptofano Trp W Aromatico non polare Neutro −0.9 280, 219 5.6, 47.0 204.228 1.25 UGG
tirosina Tyr Aromatico Polare Neutro −1.3 274, 222, 193 1.4, 8.0, 48.0 181.191 2.91 UAY
valina Val V Alifatico non polare Neutro 4.2 117.148 6.73 PISTOLA

Due amminoacidi aggiuntivi sono in alcune specie codificati da codoni che di solito sono interpretati come codoni di stop:

21° e 22° amminoacidi 3 lettere 1 lettera Massa molecolare
selenocisteina Sec tu 168.064
pirrolisina Pyl oh 255.313

Oltre ai codici degli amminoacidi specifici, i segnaposto vengono utilizzati nei casi in cui l'analisi chimica o cristallografica di un peptide o di una proteina non può determinare in modo definitivo l'identità di un residuo. Sono anche usati per riassumere i motivi della sequenza proteica conservata. L'uso di singole lettere per indicare insiemi di residui simili è simile all'uso di codici abbreviati per basi degeneri. [130] [131]

Aminoacidi ambigui 3 lettere 1 lettera Aminoacidi inclusi Codoni inclusi
Qualsiasi / sconosciuto Xaa X Tutto NNN
Asparagina o acido aspartico Asx B D, N RAY
Glutammina o acido glutammico Glx Z E, Q SAR
Leucina o isoleucina Xle J I L YTR, ATH, CTY (i codoni di codifica possono essere espressi anche da: CTN, ATH, TTR MTY, YTR, ATA MTY, HTA, YTG)
Idrofobico ? V, I, L, F, W, Y, M NTN, TAY, TGG
Aromatico ? F, W, Y, H YWY, ​​TTY, TGG (i codoni di codifica possono essere espressi anche da: TWY, CAY, TGG)
Alifatico (non aromatico) ? V, I, L, M VTN, TTR (i codoni di codifica possono essere espressi anche da: NTR, VTY)
Piccolo ? P, G, A, S BCN, RGY, GGR
Idrofilo ? S, T, H, N, Q, E, D, K, R VAN, WCN, CGN, AGY (i codoni di codifica possono essere espressi anche da: VAN, WCN, MGY, CGP)
Caricato positivamente + K, R, H ARR, CRY, CGR
Caricato negativamente D, E GAN

Unk a volte è usato al posto di Xaa, ma è meno standard.

Inoltre, molti amminoacidi non standard hanno un codice specifico. Ad esempio, diversi farmaci peptidici, come Bortezomib e MG132, sono sintetizzati artificialmente e conservano i loro gruppi protettivi, che hanno codici specifici. Bortezomib è Pyz–Phe–boroLeu e MG132 è Z–Leu–Leu–Leu–al. Per facilitare l'analisi della struttura delle proteine, sono disponibili analoghi di amminoacidi fotoreattivi. Questi includono fotoleucina (pLeu) e fotometionina (pMet). [132]

Il contenuto totale di azoto della materia organica è formato principalmente dai gruppi amminici nelle proteine. Il Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) è una misura dell'azoto ampiamente utilizzata nell'analisi di acque (di scarico), suolo, alimenti, mangimi e materia organica in generale. Come suggerisce il nome, viene applicato il metodo Kjeldahl. Sono disponibili metodi più sensibili. [133] [134]

  1. ^Proline è un'eccezione a questa formula generale. Manca l'NH2 gruppo a causa della ciclizzazione della catena laterale ed è noto come un iminoacido rientra nella categoria degli amminoacidi strutturati speciali.
  2. ^ Ad esempio, i ruminanti come le mucche ottengono un certo numero di amminoacidi tramite i microbi nelle prime due camere dello stomaco.
  1. ^ Nelson DL, Cox MM (2005). Principi di biochimica (4a ed.). New York: W.H. Freeman. ISBN0-7167-4339-6.
  2. ^
  3. Wagner I, Musso H (novembre 1983). "Nuovi amminoacidi naturali". Angewandte Chemie International Edition in inglese. 22 (11): 816-828. doi:10.1002/anie.198308161.
  4. ^
  5. Latham MC (1997). "Capitolo 8. Composizione corporea, funzioni del cibo, metabolismo ed energia". La nutrizione umana nei paesi in via di sviluppo. Food and Nutrition Series – No. 29. Roma: Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura.
  6. ^
  7. Clark, Jim (agosto 2007). "Un'introduzione agli amminoacidi". guida chimica . Estratto il 4 luglio 2015.
  8. ^
  9. Jakubke H, Sewald N (2008). "Aminoacidi". Peptidi dalla A alla Z: un'enciclopedia concisa. Germania: Wiley-VCH. P. 20. ISBN9783527621170 – tramite Google Libri.
  10. ^
  11. Pollegioni L, Servi S, eds. (2012). Aminoacidi innaturali: metodi e protocolli. Metodi in biologia molecolare. 794. Humana Press. P. v. doi:10.1007/978-1-61779-331-8. ISBN978-1-61779-331-8. OCLC756512314. S2CID3705304.
  12. ^
  13. Hertweck C (ottobre 2011). "Biosintesi e carica della pirrolisina, il 22° aminoacido geneticamente codificato". Angewandte Chemie Edizione Internazionale. 50 (41): 9540–9541. doi:10.1002/anie.201103769. PMID21796749.
  14. ^
  15. "Capitolo 1: Le proteine ​​sono le molecole operaia del corpo". Le strutture della vita. Istituto Nazionale di Scienze Mediche Generali. 27 ottobre 2011. Estratto il 20 maggio 2008.
  16. ^
  17. Michal G, Schomburg D, eds. (2012). Percorsi biochimici: un atlante di biochimica e biologia molecolare (2a ed.). Oxford: Wiley-Blackwell. P. 5. ISBN978-0-470-14684-2.
  18. ^ unB
  19. Tjong H (2008). Modellazione dei contributi elettrostatici al ripiegamento e al legame delle proteine (tesi di dottorato). Università statale della Florida. P. 1 nota a piè di pagina.
  20. ^ unB
  21. Stewart L, Burgin AB (2005). Atta-Ur-Rahman, Springer BA, Caldwell GW (a cura di). "Sintesi dell'intero gene: un futuro Gene-O-Matic". Frontiere nella progettazione e scoperta di farmaci. Bentham Science Editori. 1: 299. doi:10.2174/1574088054583318. ISBN978-1-60805-199-1. ISSN1574-0889.
  22. ^ unB
  23. Elzanowski A, Ostell J (7 aprile 2008). "I codici genetici". Centro nazionale per le informazioni sulla biotecnologia (NCBI) . Estratto il 10 marzo 2010.
  24. ^ unB
  25. Xie J, Schultz PG (dicembre 2005). "Aggiunta di aminoacidi al repertorio genetico". Opinione attuale in biologia chimica. 9 (6): 548–554. doi:10.1016/j.cbpa.2005.10.011. PMID16260173.
  26. ^ unB
  27. Wang Q, Parrish AR, Wang L (marzo 2009). "Espansione del codice genetico per gli studi biologici". Chimica e biologia. 16 (3): 323-336. doi:10.1016/j.chembiol.2009.03.001. PMC2696486. PMID19318213.
  28. ^
  29. Simone M (2005). Calcolo emergente: enfatizzare la bioinformatica . New York: AIP Press/Springer Science+Business Media. pp. 105-106. ISBN978-0-387-22046-8.
  30. ^
  31. Petroff OA (dicembre 2002). "GABA e glutammato nel cervello umano". Il neuroscienziato. 8 (6): 562–573. doi:10.1177/1073858402238515. PMID12467378. S2CID84891972.
  32. ^
  33. Vickery HB, Schmidt CL (1931). "La storia della scoperta degli amminoacidi". chimica. Rev. 9 (2): 169-318. doi:10.1021/cr60033a001.
  34. ^
  35. Hansen S (maggio 2015). "Die Entdeckung der proteinogenen Aminosäuren von 1805 a Paris bis 1935 in Illinois" (PDF) (in tedesco). Berlino. Archiviato dall'originale (PDF) il 1 dicembre 2017.
  36. ^
  37. Vauquelin LN, Robiquet PJ (1806). "La scoperta di un nuovo principio vegetale in Asparagus sativus". Annales de Chimie. 57: 88–93.
  38. ^ unB
  39. Anfinsen CB, Edsall JT, Richards FM (1972). Progressi nella chimica delle proteine. New York: stampa accademica. pp. 99, 103. ISBN978-0-12-034226-6.
  40. ^
  41. Wollaston WH (1810). "Sull'ossido cistico, una nuova specie di calcolo urinario". Transazioni filosofiche della Royal Society. 100: 223-230.doi:10.1098/rstl.1810.0015. S2CID110151163.
  42. ^
  43. Baumann E (1884). "Uber cistina e cisteina". Z Physiol Chem. 8 (4): 299-305. Archiviato dall'originale il 14 marzo 2011 . Estratto il 28 marzo 2011.
  44. ^
  45. Braconnot HM (1820). "Sur la conversione des matières animali e nuove sostanze par le moyen de l'acide sulfurique". Annales de Chimie et de Physique. 2a serie. 13: 113–125.
  46. ^
  47. Simoni RD, Hill RL, Vaughan M (settembre 2002). "La scoperta dell'aminoacido treonina: il lavoro di William C. Rose [articolo classico]". Il Giornale di Chimica Biologica. 277 (37): E25. doi: 10.1016/S0021-9258(20)74369-3 . PMID12218068.
  48. ^
  49. McCoy RH, Meyer CE, Rose WC (1935). "Esperimenti di alimentazione con miscele di aminoacidi altamente purificati. VIII. Isolamento e identificazione di un nuovo aminoacido essenziale". Journal of Biological Chemistry. 112: 283-302. doi: 10.1016/S0021-9258(18)74986-7 .
  50. ^ Mente, P. Dictionnaire de chimie: Une approche étymologique et historique. De Boeck, Bruxelles. collegamento.
  51. ^
  52. Harper D. "amino-". Dizionario di etimologia in linea . Estratto il 19 luglio 2010.
  53. ^
  54. Paal C (1894). "Ueber die Einwirkung von Phenyl‐i‐cyanat auf organische Aminosäuren". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 27: 974–979. doi:10.1002/cber.189402701205. Archiviato dall'originale il 25 luglio 2020.
  55. ^
  56. Fruton JS (1990). "Capitolo 5- Emil Fischer e Franz Hofmeister". Contrasti in stile scientifico: gruppi di ricerca nelle scienze chimiche e biochimiche. 191. Società Filosofica Americana. pp. 163-165. ISBN978-0-87169-191-0.
  57. ^
  58. "Alfa aminoacido". Il dizionario medico di Merriam-Webster.com. Merriam Webster Inc.
  59. ^Proline presso la National Library of Medicine degli Stati Uniti Medical Subject Headings (MeSH)
  60. ^
  61. Matts RL (2005). "Aminoacidi". Biochimica 5753: Principi di biochimica. Archiviato dall'originale il 18 gennaio 2008 . Estratto il 3 gennaio 2015.
  62. ^IUPAC, Compendio di terminologia chimica, 2a ed. (il "Libro d'oro") (1997). Versione corretta online: (2006-) "Iminoacidi". doi:10.1351/librooro.I02959
  63. ^ unBCDeF
  64. Creighton TH (1993). "Capitolo 1" . Proteine: strutture e proprietà molecolari. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN978-0-7167-7030-5.
  65. ^
  66. Hatem SM (2006). "Determinazione gascromatografica degli amminoacidi enantiomeri nel tabacco e nei vini in bottiglia". Università di Giessen. Archiviato dall'originale il 22 gennaio 2009 . Estratto il 17 novembre 2008.
  67. ^
  68. "Nomenclatura e simbolismo per aminoacidi e peptidi". Commissione mista IUPAC-IUB sulla nomenclatura biochimica. 1983. Archiviato dall'originale il 9 ottobre 2008. Estratto il 17 novembre 2008.
  69. ^
  70. Jodidi SL (1 marzo 1926). "La titolazione in forma di alcuni aminoacidi". Giornale della Società Chimica Americana. 48 (3): 751–753. doi:10.1021/ja01414a033.
  71. ^
  72. Liebecq C, ed. (1992). Nomenclatura biochimica e documenti correlati (2a ed.). Portland Press. pp. 39-69. ISBN978-1-85578-005-7.
  73. ^
  74. Smith AD (1997). Oxford Dictionary of Biochimica e Biologia Molecolare. Oxford: Oxford University Press. P. 535. ISBN978-0-19-854768-6. OCLC37616711.
  75. ^
  76. Simmons WJ, Meisenberg G (2006). Principi di biochimica medica. Mosby Elsevier. P. 19. ISBN978-0-323-02942-1.
  77. ^
  78. Fennema OR (19 giugno 1996). Chimica degli Alimenti 3a Ed. CRC Press. pp. 327-328. ISBN978-0-8247-9691-4.
  79. ^
  80. Rodnina MV, Beringer M, Wintermeyer W (gennaio 2007). "Come i ribosomi creano legami peptidici". Tendenze nelle scienze biochimiche. 32 (1): 20–26. doi:10.1016/j.tibs.2006.11.007. PMID17157507.
  81. ^
  82. Driscoll DM, Copeland PR (2003). "Meccanismo e regolazione della sintesi di selenoproteine". Revisione annuale della nutrizione. 23 (1): 17–40. doi:10.1146/annurev.nutr.23.011702.073318. PMID12524431.
  83. ^
  84. Krzycki JA (dicembre 2005). "La codifica genetica diretta della pirrolisina". Opinione attuale in microbiologia. 8 (6): 706-712. doi:10.1016/j.mib.2005.10.009. PMID16256420.
  85. ^
  86. Théobald-Dietrich A, Giegé R, Rudinger-Thirion J (2005). "Prove per l'esistenza negli mRNA di un elemento a forcina responsabile dell'inserimento della pirrolisina dipendente dal ribosoma nelle proteine". biochimica. 87 (9-10): 813-817. doi:10.1016/j.biochi.2005.03.06. PMID16164991.
  87. ^
  88. Trifonov IT (dicembre 2000). "Ordine temporale consenso degli amminoacidi ed evoluzione del codice tripletta". Gene. 261 (1): 139-151. doi:10.1016/S0378-1119(00)00476-5. PMID11164045.
  89. ^
  90. Higgs PG, Pudritz RE (giugno 2009). "Una base termodinamica per la sintesi di aminoacidi prebiotici e la natura del primo codice genetico". Astrobiologia. 9 (5): 483–90. arXiv: 0904.0402 . Bibcode:2009AsBio. 9..483H. doi:10.1089/ast.2008.0280. PMID19566427. S2CID9039622.
  91. ^
  92. Chaliotis A, Vlastaridis P, Mossialos D, Ibba M, Becker HD, Stathopoulos C, Amoutzias GD (febbraio 2017). "La complessa storia evolutiva delle sintetasi aminoacil-tRNA". Ricerca sugli acidi nucleici. 45 (3): 1059–1068. doi:10.1093/nar/gkw1182. PMC5388404. PMID28180287.
  93. ^ unBC
  94. Ntountoumi C, Vlastaridis P, Mossialos D, Stathopoulos C, Iliopoulos I, Promonas V, et al. (novembre 2019). "Regioni a bassa complessità nelle proteine ​​dei procarioti svolgono importanti ruoli funzionali e sono altamente conservate". Ricerca sugli acidi nucleici. 47 (19): 9998–10009. doi:10.1093/nar/gkz730. PMC6821194. PMID31504783.
  95. ^
  96. Vermeer C (marzo 1990). "Proteine ​​contenenti gamma-carbossiglutammato e la carbossilasi vitamina K-dipendente". Il Giornale Biochimico. 266 (3): 625–636. doi:10.1042/bj2660625. PMC1131186. PMID2183788.
  97. ^
  98. Bhattacharjee A, Bansal M (marzo 2005). "Struttura del collagene: la tripla elica di Madras e lo scenario attuale". IUBMB Life. 57 (3): 161-172. doi:10.1080/15216540500090710. PMID16036578. S2CID7211864.
  99. ^
  100. Park MH (febbraio 2006). "La sintesi post-traduzionale di un amminoacido derivato da poliammine, ipusina, nel fattore di iniziazione della traduzione eucariotica 5A (eIF5A)". Giornale di Biochimica. 139 (2): 161-169. doi:10.1093/jb/mvj034. PMC2494880. PMID16452303.
  101. ^
  102. Blenis J, Resh MD (dicembre 1993). "Localizzazione subcellulare specificata da acilazione e fosforilazione delle proteine". Opinione attuale in biologia cellulare. 5 (6): 984-989. doi:10.1016/0955-0674(93)90081-Z. PMID8129952.
  103. ^
  104. Curis E, Nicolis I, Moinard C, Osowska S, Zerrouk N, Bénazeth S, Cynober L (novembre 2005). "Quasi tutto sulla citrullina nei mammiferi". Aminoacidi. 29 (3): 177-205. doi:10.1007/s00726-005-0235-4. PMID16082501. S2CID23877884.
  105. ^
  106. Coxon KM, Chakauya E, Ottenhof HH, Whitney HM, Blundell TL, Abell C, Smith AG (agosto 2005). "La biosintesi del pantotenato nelle piante superiori". Transazioni della società biochimica. 33 (Pt 4): 743–746. doi:10.1042/BST0330743. PMID16042590.
  107. ^
  108. Kryukov GV, Castellano S, Novoselov SV, Lobanov AV, Zehtab O, Guigó R, Gladyshev VN (maggio 2003). "Caratterizzazione dei selenoproteomi dei mammiferi". Scienza. 300 (5624): 1439-1443. Bibcode:2003Sci. 300.1439K. doi:10.1126/science.1083516. PMID12775843. S2CID10363908.
  109. ^
  110. Gromer S, Urig S, Becker K (gennaio 2004). "Il sistema tioredossina-dalla scienza alla clinica". Recensioni di ricerca medica. 24 (1): 40–89. doi:10.1002/med.10051. PMID14595672. S2CID1944741.
  111. ^
  112. Sakami W, Harrington H (1963). "Metabolismo degli aminoacidi". Revisione annuale della biochimica. 32 (1): 355-398. doi:10.1146/annurev.bi.32.070163.002035. PMID14144484.
  113. ^
  114. Brosnan JT (aprile 2000). "Glutammato, all'interfaccia tra aminoacidi e metabolismo dei carboidrati". Il Giornale della Nutrizione. 130 (supplemento 4S): 988S–990S. doi: 10.1093/jn/130.4.988S . PMID10736367.
  115. ^
  116. Young VR, Ajami AM (settembre 2001). "Glutammina: l'imperatore oi suoi vestiti?". Il Giornale della Nutrizione. 131 (9 Suppl): 2449S-2459S, 2486S-2487S. doi: 10.1093/jn/131.9.2449S . PMID11533293.
  117. ^
  118. Young VR (agosto 1994). "Fabbisogno di aminoacidi per adulti: il caso di una revisione importante nelle attuali raccomandazioni". Il Giornale della Nutrizione. 124 (8 Suppl): 1517S-1523S. doi:10.1093/jn/124.suppl_8.1517S. PMID8064412.
  119. ^
  120. Fürst P, Stehle P (giugno 2004). "Quali sono gli elementi essenziali necessari per la determinazione del fabbisogno di aminoacidi nell'uomo?". Il Giornale della Nutrizione. 134 (6 Suppl): 1558S-1565S. doi: 10.1093/jn/134.6.1558S . PMID15173430.
  121. ^
  122. Reeds PJ (luglio 2000). "Amminoacidi indispensabili e indispensabili per l'uomo". Il Giornale della Nutrizione. 130 (7): 1835-1840 anni. doi: 10.1093/jn/130.7.1835S . PMID10867060.
  123. ^
  124. Imura K, Okada A (gennaio 1998). "Metabolismo degli aminoacidi nei pazienti pediatrici". Nutrizione. 14 (1): 143-148. doi:10.1016/S0899-9007(97)00230-X. PMID9437700.
  125. ^
  126. Lourenço R, Camilo ME (2002). "Taurina: un amminoacido condizionatamente essenziale negli esseri umani? Una panoramica in salute e malattia". Nutricion Hospitalaria. 17 (6): 262–270. PMID12514918.
  127. ^
  128. Holtcamp W (marzo 2012). "La scienza emergente della BMAA: i cianobatteri contribuiscono alle malattie neurodegenerative?". Prospettive di salute ambientale. 120 (3): A110–A116. doi:10.1289/ehp.120-a110. PMC3295368. PMID22382274.
  129. ^
  130. Cox PA, Davis DA, Mash DC, Metcalf JS, Banack SA (gennaio 2016). "L'esposizione alimentare a una tossina ambientale innesca grovigli neurofibrillari e depositi di amiloide nel cervello". Atti: Scienze Biologiche. 283 (1823): 20152397. doi:10.1098/rspb.2015.2397. PMC4795023. PMID26791617.
  131. ^ unB
  132. Brook MS, Wilkinson DJ, Phillips BE, Perez-Schindler J, Philp A, Smith K, Atherton PJ (gennaio 2016). "Omeostasi e plasticità del muscolo scheletrico nella giovinezza e nell'invecchiamento: impatto dell'alimentazione e dell'esercizio". Acta fisiologica. 216 (1): 15–41. doi:10.1111/apha.12532. PMC4843955. PMID26010896.
  133. ^
  134. Lipton JO, Sahin M (ottobre 2014). "La neurologia di mTOR". Neurone. 84 (2): 275–291. doi:10.1016/j.neuron.2014.09.034. PMC4223653. PMID25374355.
    Figura 2: Il percorso di segnalazione mTOR
  135. ^ unB
  136. Phillips SM (maggio 2014). "Una breve rassegna dei processi critici nell'ipertrofia muscolare indotta dall'esercizio". Medicina sportiva. 44 (Suppl. 1): S71–S77. doi:10.1007/s40279-014-0152-3. PMC4008813. PMID24791918.
  137. ^
  138. Broadley KJ (marzo 2010). "Gli effetti vascolari di tracce di ammine e anfetamine". Farmacologia e terapia. 125 (3): 363–375. doi:10.1016/j.pharmthera.2009.11.005. PMID19948186.
  139. ^
  140. Lindemann L, Hoener MC (maggio 2005). "Un rinascimento in tracce di ammine ispirato da una nuova famiglia GPCR". Tendenze nelle scienze farmacologiche. 26 (5): 274–281. doi:10.1016/j.tips.2005.03.007. PMID15860375.
  141. ^
  142. Wang X, Li J, Dong G, Yue J (febbraio 2014). "I substrati endogeni del cervello CYP2D". Giornale Europeo di Farmacologia. 724: 211-218. doi:10.1016/j.ejphar.2013.12.025. PMID24374199.
  143. ^
  144. Savelieva KV, Zhao S, Pogorelov VM, Rajan I, Yang Q, Cullinan E, Lanthorn TH (2008). Bartolomucci A (ed.). "L'interruzione genetica di entrambi i geni del triptofano idrossilasi riduce drasticamente la serotonina e influenza il comportamento in modelli sensibili agli antidepressivi". PLOS UNO. 3 (10): e3301. Bibcode:2008PLoSO. 3.3301S. doi:10.1371/journal.pone.0003301. PMC2565062. PMID18923670.
  145. ^
  146. Shemin D, Rittenberg D (dicembre 1946). "L'utilizzo biologico della glicina per la sintesi della protoporfirina dell'emoglobina". Il Giornale di Chimica Biologica. 166 (2): 621–625. doi: 10.1016/S0021-9258(17)35200-6 . PMID20276176.
  147. ^
  148. Tejero J, Biswas A, Wang ZQ, Page RC, Haque MM, Hemann C, Zweier JL, Misra S, Stuehr DJ (novembre 2008). "Stabilizzazione e caratterizzazione di un intermedio di reazione eme-ossi in inducibile ossido nitrico sintasi". Il Giornale di Chimica Biologica. 283 (48): 33498-33507. doi:10.1074/jbc.M806122200. PMC2586280. PMID18815130.
  149. ^
  150. Rodríguez-Caso C, Montañez R, Cascante M, Sánchez-Jiménez F, Medina MA (agosto 2006). "Modellazione matematica del metabolismo delle poliammine nei mammiferi". Il Giornale di Chimica Biologica. 281 (31): 21799-21812. doi: 10.1074/jbc.M602756200 . PMID16709566.
  151. ^ unB
  152. Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochimica (5a ed.). New York: W.H. uomo libero. pp. 693-698. ISBN978-0-7167-4684-3.
  153. ^
  154. Hylin JW (1969). "Peptidi tossici e aminoacidi negli alimenti e nei mangimi". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 17 (3): 492-496. doi:10.1021/jf60163a003.
  155. ^
  156. Turner BL, Harborne JB (1967). "Distribuzione di canavanine nel regno vegetale". fitochimica. 6 (6): 863–866. doi:10.1016/S0031-9422(00)86033-1.
  157. ^
  158. Ekanayake S, Skog K, Asp NG (maggio 2007). "Contenuto di canavanine in fagioli spada (Canavalia gladiata): analisi ed effetto della lavorazione". Tossicologia alimentare e chimica. 45 (5): 797–803. doi:10.1016/j.fct.2006.10.030. PMID17187914.
  159. ^
  160. Rosenthal GA (2001). "L-Canavanine: un allelochimico insetticida delle piante superiori". Aminoacidi. 21 (3): 319-330. doi:10.1007/s007260170017. PMID11764412. S2CID3144019.
  161. ^
  162. Hammond AC (maggio 1995). "Leucaena tossicosi e il suo controllo nei ruminanti". Journal of Animal Science. 73 (5): 1487–1492. doi:10.2527/1995.7351487x. PMID7665380. [collegamento morto permanente]
  163. ^ unB
  164. Leuchtenberger W, Huthmacher K, Drauz K (novembre 2005). "Produzione biotecnologica di amminoacidi e derivati: stato attuale e prospettive". Microbiologia applicata e biotecnologia. 69 (1): 1–8. doi:10.1007/s00253-005-0155-y. PMID16195792. S2CID24161808.
  165. ^
  166. Ashmead HD (1993). Il ruolo degli amminoacidi chelati nell'alimentazione animale. Westwood: pubblicazioni di Noyes.
  167. ^
  168. Garattini S (aprile 2000). "Acido glutammico, vent'anni dopo". Il Giornale della Nutrizione. 130 (supplemento 4S): 901S–909S. doi: 10.1093/jn/130.4.901S . PMID10736350.
  169. ^
  170. Stegink LD (luglio 1987). "La storia dell'aspartame: un modello per la sperimentazione clinica di un additivo alimentare". L'American Journal of Clinical Nutrition. 46 (1 suppl): 204-215. doi:10.1093/ajcn/46.1.204. PMID3300262.
  171. ^
  172. Albion Laboratories, Inc. "Sito web Albion Ferrochel" . Estratto il 12 luglio 2011.
  173. ^
  174. Ashmead HD (1986). Alimentazione fogliare delle piante con chelati di aminoacidi. Park Ridge: Pubblicazioni di Noyes.
  175. ^
  176. Turner EH, Loftis JM, Blackwell AD (marzo 2006). "Serotonina à la carte: integrazione con il precursore della serotonina 5-idrossitriptofano". Farmacologia e terapia. 109 (3): 325-338. doi:10.1016/j.pharmthera.2005.06.004. PMID16023217.
  177. ^
  178. Kostrzewa RM, Nowak P, Kostrzewa JP, Kostrzewa RA, Brus R (marzo 2005). "Peculiarità di l-Trattamento DOPA del morbo di Parkinson”. Aminoacidi. 28 (2): 157-164. doi:10.1007/s00726-005-0162-4. PMID15750845. S2CID33603501.
  179. ^
  180. Heby O, Persson L, Rentala M (agosto 2007). "Mirare agli enzimi biosintetici delle poliammine: un approccio promettente alla terapia della malattia del sonno africana, della malattia di Chagas e della leishmaniosi". Aminoacidi. 33 (2): 359-366. doi:10.1007/s00726-007-0537-9. PMID17610127. S2CID26273053.
  181. ^
  182. Cruz-Vera LR, Magos-Castro MA, Zamora-Romo E, Guarneros G (2004). "Ribosoma stallo e drop-off del peptidil-tRNA durante il ritardo traduzionale ai codoni AGA". Ricerca sugli acidi nucleici. 32 (15): 4462–4468. doi:10.1093/nar/gkh784. PMC516057. PMID15317870.
  183. ^
  184. Andy C (ottobre 2012). "Le molecole 'troppo pericolose per la natura' uccidono le cellule cancerose". Nuovo scienziato.
  185. ^
  186. "I tag letali del DNA potrebbero tenere persone innocenti fuori di prigione". Nuovo scienziato. 2 maggio 2013.
  187. ^
  188. Hanessian S (1993). "Riflessioni sulla sintesi totale dei prodotti naturali: arte, artigianato, logica e approccio chirone". Chimica pura e applicata. 65 (6): 1189-1204. doi:10.1351/pac199365061189. S2CID43992655.
  189. ^
  190. Blaser HU (1992). "Il pool chirale come fonte di catalizzatori e ausiliari enantioselettivi". Recensioni chimiche. 92 (5): 935–952. doi:10.1021/cr00013a009.
  191. ^
  192. Sanda F, Endo T (1999). "Sintesi e funzioni di polimeri a base di amminoacidi". Chimica e fisica macromolecolare. 200 (12): 2651–2661. doi:10.1002/(SICI)1521-3935(19991201)200:12<2651::AID-MACP2651>3.0.CO2-P.
  193. ^
  194. RA lorda, Kalra B (agosto 2002). "Polimeri biodegradabili per l'ambiente". Scienza. 297 (5582): 803-807. Bibcode:2002Sci. 297..803G. doi:10.1126/science.297.5582.803. PMID12161646.
  195. ^
  196. Basso KC, Wheeler AP, Koskan LP (1996). Poli (acido aspartico) commerciale e suoi usi. Progressi nella serie di chimica. 248. Washington, DC: American Chemical Society.
  197. ^
  198. Thombre SM, Sarwade BD (2005). "Sintesi e biodegradabilità dell'acido poliaspartico: una revisione critica". Journal of Macromolecular Science, Parte A. 42 (9): 1299–1315. doi:10.1080/10601320500189604. S2CID94818855.
  199. ^
  200. Bourke SL, Kohn J (aprile 2003). "Polimeri derivati ​​dall'aminoacido l-tirosina: policarbonati, poliarilati e copolimeri con poli(etilenglicole)". Recensioni sulla somministrazione avanzata di farmaci. 55 (4): 447–466. doi:10.1016/S0169-409X(03)00038-3. PMID12706045.
  201. ^
  202. Drauz K, Grayson I, Kleemann A, Krimmer H, Leuchtenberger W, Weckbecker C (2006). Enciclopedia della chimica industriale di Ullmann. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a02_057.pub2.
  203. ^
  204. Jones RC, Buchanan BB, Gruissem W (2000). Biochimica e biologia molecolare delle piante. Rockville, Md: Società americana di fisiologi vegetali. pp. 371–372. ISBN978-0-943088-39-6.
  205. ^
  206. Brosnan JT, Brosnan ME (giugno 2006). "Gli amminoacidi contenenti zolfo: una panoramica". Il Giornale della Nutrizione. 136 (6 Suppl): 1636S-1640S. doi: 10.1093/jn/136.6.1636S . PMID16702333.
  207. ^
  208. Kivirikko KI, Pihlajaniemi T (1998). "Collagene idrossilasi e la proteina disolfuro isomerasi subunità di prolil 4-idrossilasi". Progressi nell'enzimologia e nelle aree correlate della biologia molecolare. Progressi nell'enzimologia e aree correlate della biologia molecolare. 72. pp. 325-398. doi:10.1002/9780470123188.ch9. ISBN9780470123188. PMID9559057.
  209. ^
  210. Whitmore L, Wallace BA (maggio 2004). "Analisi della composizione sequenza peptaibol: implicazioni per la sintesi in vivo e la formazione del canale". Giornale Europeo di Biofisica. 33 (3): 233–237. doi:10.1007/s00249-003-0348-1. PMID14534753. S2CID24638475.
  211. ^
  212. Alexander L, Grierson D (ottobre 2002). "La biosintesi e l'azione dell'etilene nel pomodoro: un modello per la maturazione dei frutti climaterici". Giornale di Botanica Sperimentale. 53 (377): 2039-2055. doi: 10.1093/jxb/erf072 . PMID12324528.
  213. ^
  214. Elmore DT, Barrett GC (1998). Aminoacidi e peptidi . Cambridge, Regno Unito: Cambridge University Press. pp. 48–60. ISBN978-0-521-46827-5.
  215. ^
  216. Gutteridge A, Thornton JM (novembre 2005). "Capire il kit di strumenti catalitici della natura". Tendenze nelle scienze biochimiche. 30 (11): 622–629. doi:10.1016/j.tibs.2005.09.06. PMID16214343.
  217. ^
  218. Ibba M, Söll D (maggio 2001). "La rinascita della sintesi di aminoacil-tRNA". Rapporti EMBO. 2 (5): 382-387. doi:10.1093/embo-reports/kve095. PMC1083889. PMID11375928.
  219. ^
  220. Lengyel P, Söll D (giugno 1969). "Meccanismo di biosintesi proteica". Recensioni batteriologiche. 33 (2): 264-301. doi:10.1128/MMBR.33.2.264-301.1969. PMC378322. PMID4896351.
  221. ^
  222. Wu G, Fang YZ, Yang S, Lupton JR, Turner ND (marzo 2004). "Metabolismo del glutatione e le sue implicazioni per la salute". Il Giornale della Nutrizione. 134 (3): 489-492. doi: 10.1093/jn/134.3.489 . PMID14988435.
  223. ^
  224. Meister A (novembre 1988). "Metabolismo del glutatione e sua modifica selettiva". Il Giornale di Chimica Biologica. 263 (33): 17205-17208. doi: 10.1016/S0021-9258(19)77815-6 . PMID3053703.
  225. ^
  226. Carpino LA (1992). "1-idrossi-7-azabenzotriazolo. Un efficiente additivo di accoppiamento peptidico". Giornale della Società Chimica Americana. 115 (10): 4397-4398. doi:10.1021/ja00063a082.
  227. ^
  228. Marasco D, Perretta G, Sabatella M, Ruvo M (ottobre 2008). "Prospettive passate e future delle librerie di peptidi sintetici". Scienza attuale delle proteine ​​e dei peptidi. 9 (5): 447–467. doi:10.2174/138920308785915209. PMID18855697.
  229. ^
  230. Konara S, Gagnona K, Clearfield A, Thompson C, Hartle J, Ericson C, Nelson C (2010). "Determinazione strutturale e caratterizzazione di bis-glicinati di rame e zinco con cristallografia a raggi X e spettrometria di massa". Journal of Coordination Chemistry. 63 (19): 3335–3347. doi:10.1080/00958972.2010.514336. S2CID94822047.
  231. ^
  232. Stipanuk MH (2006). Aspetti biochimici, fisiologici e molecolari della nutrizione umana (2a ed.). Saunders Elsevier.
  233. ^
  234. Dghaym RD, Dhawan R, Arndtsen BA (settembre 2001). "L'uso di monossido di carbonio e immine come sintoni derivati ​​​​peptidici: una facile sintesi catalizzata da palladio di imidazoline derivate da α-aminoacidi". Angewandte Chemie. 40 (17): 3228-3230. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19980703)37:12<1634::AID-ANIE1634>3.0.CO2-C. PMID29712039.
  235. ^
  236. Urry DW (2004). "La variazione dell'energia libera di Gibbs per l'associazione idrofobica: derivazione e valutazione mediante transizioni di temperatura inverse". Lettere di fisica chimica. 399 (1–3): 177–183. Bibcode:2004CPL. 399..177U. doi:10.1016/S0009-2614(04)01565-9.
  237. ^
  238. Marcotte EM, Pellegrini M, Yeates TO, Eisenberg D (ottobre 1999). "Un censimento delle ripetizioni proteiche". Journal of Molecular Biology. 293 (1): 151–60. doi:10.1006/jmbi.1999.3136. PMID10512723.
  239. ^
  240. Haerty W, Golding GB (ottobre 2010). Bonen L (ed.). "Sequenze a bassa complessità e ripetizioni di singoli amminoacidi: non solo sequenze peptidiche "spazzatura". genoma. 53 (10): 753–62. doi:10.1139/G10-063. PMID20962881.
  241. ^
  242. Magee T, Seabra MC (aprile 2005). "Acilazione dei grassi e prenilazione delle proteine: cosa c'è di caldo nei grassi". Opinione attuale in biologia cellulare. 17 (2): 190–196. doi:10.1016/j.ceb.2005.02.003. PMID15780596.
  243. ^
  244. Pilobello KT, Mahal LK (giugno 2007). "Decifrare il glicocodice: la complessità e la sfida analitica della glicomica". Opinione attuale in biologia chimica. 11 (3): 300-305. doi:10.1016/j.cbpa.2007.05.002. PMID17500024.
  245. ^
  246. Smotrys JE, Linder ME (2004). "Palmitoilazione delle proteine ​​di segnalazione intracellulare: regolazione e funzione". Revisione annuale della biochimica. 73 (1): 559-587. doi:10.1146/annurev.biochem.73.011303.073954. PMID15189153.
  247. ^
  248. Kyte J, Doolittle RF (maggio 1982). "Un metodo semplice per visualizzare il carattere idropatico di una proteina". Journal of Molecular Biology. 157 (1): 105-132. CiteSeerX10.1.1.458.454 . doi:10.1016/0022-2836(82)90515-0. PMID7108955.
  249. ^
  250. Freifelder D (1983). Biochimica fisica (2a ed.). W.H. Freeman and Company. ISBN978-0-7167-1315-9. [pagina necessaria]
  251. ^
  252. Kozlowski LP (gennaio 2017). "Proteome-pio: database del punto isoelettrico del proteoma". Ricerca sugli acidi nucleici. 45 (D1): D1112–D1116. doi:10.1093/nar/gkw978. PMC5210655. PMID27789699.
  253. ^ unB
  254. Hausman RE, Cooper GM (2004). La cellula: un approccio molecolare. Washington, DC: ASM Press. P. 51. ISBN978-0-87893-214-6.
  255. ^
  256. Aasland R, Abrams C, Ampe C, Ball LJ, Bedford MT, Cesareni G, Gimona M, Hurley JH, Jarchau T, Lehto VP, Lemmon MA, Linding R, Mayer BJ, Nagai M, Sudol M, Walter U, Winder SJ (febbraio 2002). "Normalizzazione della nomenclatura per motivi peptidici come ligandi di domini proteici modulari". Lettere FEBS. 513 (1): 141-144. doi:10.1111/j.1432-1033.1968.tb00350.x. PMID11911894.
  257. ^
  258. Commissione IUPAC-IUB sulla nomenclatura biochimica (1972). "Una notazione di una lettera per le sequenze di amminoacidi". Chimica pura e applicata. 31 (4): 641–645. doi: 10.1351/pac197231040639 . PMID5080161.
  259. ^
  260. Suchanek M, Radzikowska A, Thiele C (aprile 2005). "Foto-leucina e foto-metionina consentono l'identificazione delle interazioni proteina-proteina nelle cellule viventi". Metodi della natura. 2 (4): 261–267. doi: 10.1038/nmeth752 . PMID15782218.
  261. ^
  262. Muñoz-Huerta RF, Guevara-Gonzalez RG, Contreras-Medina LM, Torres-Pacheco I, Prado-Olivarez J, Ocampo-Velazquez RV (agosto 2013). "Una revisione dei metodi per rilevare lo stato dell'azoto nelle piante: vantaggi, svantaggi e recenti progressi". Sensori. Basilea, Svizzera. 13 (8): 10823-43. doi:10.3390/s130810823. PMC3812630. PMID23959242.
  263. ^
  264. Martin PD, Malley DF, Manning G, Fuller L (2002). "Determinazione del carbonio organico del suolo e dell'azoto a livello di campo mediante spettroscopia nel vicino infrarosso". Canadian Journal of Soil Science. 82 (4): 413-422. doi:10.4141/S01-054.
  • Tymoczko JL (2012). "Composizione e struttura delle proteine". Biochimica . New York: W. H. Freeman e compagnia. pp. 28-31. ISBN9781429229364.
  • Doolittle RF (1989). "Ridondanza nelle sequenze proteiche". In Fasman GD (ed.). Previsioni della struttura proteica e principi di conformazione proteica. New York: Plenum Press. pp. 599-623. ISBN978-0-306-43131-9. LCCN89008555.
  • Nelson DL, Cox MM (2000). Principi di Lehninger di biochimica (3a ed.). Vale la pena editori. ISBN978-1-57259-153-0. LCCN99049137.
  • Meierhenrich U (2008). Gli amminoacidi e l'asimmetria della vita (PDF) . Berlino: Springer Verlag. ISBN978-3-540-76885-2. LCCN2008930865. Archiviato dall'originale il 12 gennaio 2012. CS1 maint: bot: stato dell'URL originale sconosciuto (link)

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Un metodo GC-MS chirale per l'analisi di amminoacidi secondari dopo derivatizzazione di eptafluorobutil cloroformiato e metilammina

Gli L-amminoacidi (L-AA) svolgono diversi ruoli importanti nella fisiologia di tutti gli organismi viventi. Le loro controparti chirali, i D-amminoacidi (D-AA) vengono sempre più riconosciuti come molecole essenziali in molti sistemi biologici. Gli amminoacidi secondari con strutture cicliche, come le proline, mostrano rigidità conformazionale e quindi proprietà uniche nel ripiegamento strutturale e proteico. Nonostante la loro diffusa presenza, molta meno attenzione è stata dedicata alla loro analisi chirale, in particolare quando il minore, tipicamente l'enantiomero D, è presente in quantità ridotte in una matrice biologica complessa. In questo documento, viene descritto un metodo GC-MS chirale e conveniente per la separazione capillare Chirasil-L-Val di nove enantiomeri ciclici di amminoacidi secondari con anelli a quattro, cinque e sei membri, che coinvolgono azetidina-2-carbossilico acido, acido pipecolico, acido nipecotico, prolina, isomerico cis/trans 3-idrossi, 4-idrossiprolina e cis/transAcido -5-idrossi-L-pipecolico in eccesso del suo antipodo enantiomerico. La preparazione del campione prevede la derivatizzazione in situ con eptafluorobutil cloroformiato, microestrazione simultanea liquido-liquido in isoottano seguita da amidazione dei derivati ​​a bassa polarità derivanti con metilammina, una fase di evaporazione, ri-dissoluzione e analisi GC-MS finale. Il metodo sviluppato è stato utilizzato per l'analisi di biofluidi umani, peptidi biologicamente attivi contenenti costituenti di prolina chirali e collagene.

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Strutture peptoidi

nle glicine sostituite possono essere viste come amminoacidi, dove la catena laterale è attaccata all'azoto amminico invece che al carbonio α, e gli oligomeri di questi elementi costitutivi sono chiamati α-peptoidi (Figure 1 e 3). Simile nle -glicine sostituite danno origine a -peptoidi. Il cambiamento conformazionale nel n-glicina sostituita rende l'α-carbon achirale in modo che entrambi i peptoidi siano meno ristretti nella loro conformazione spaziale. Nessuno dei peptoidi può formare legami idrogeno intramolecolari attraverso le interazioni spina dorsale-spina dorsale, a causa della mancanza di protoni ammidici, che aiutano i peptidi a stabilizzare sia le strutture α-elicoidali che le conformazioni del foglio (69-71). Tuttavia, la stessa struttura dorsale rende i peptoidi altamente resistenti alle proteasi (15, 71).

Monomeri peptoidi comuni. Incorporazione di molti residui voluminosi e l -prolina (npro) aiuterà a stabilizzare una struttura α-elicoidale. nspe, n-(S)-(1-feniletil)glicina nsch, n-(S)-(1-cicloesiletil)glicina nfm, n-(fenilmetil)glicina nmeb, n-(4-metilbenzil)glicina nma, n-(butil)glicina nsdp, n-(S)-(2,3-dimetilbutil)glicina nssb, n-(S)-(sec-butil)glicina nsmb, n-(S)-(1-metilbutil)glicina nLys, n-(4-amminobutil)glicina nPro, l -Proline nmna, n-(1-naftalenmetil)glicina nsna, n-(S)-(1-naftiletil)glicina.

Studi approfonditi sugli AMP tradizionali hanno concluso che la loro capacità di formare una struttura anfipatica in seguito all'interazione con le membrane lipidiche è una delle forze trainanti dietro il loro potenziale antimicrobico ( 4 ). Di conseguenza, molte ricerche si sono concentrate sulla progettazione di α-peptoidi che mimano una struttura α-elicoidale (72, 73). Poiché i peptoidi non hanno la capacità di formare legami idrogeno che possono stabilizzare la struttura elicoidale attraverso interazioni spina dorsale-spina dorsale, le considerazioni sulla struttura primaria peptoide sono importanti durante il processo di progettazione. L'incorporazione di circa il 50% di monomeri α-chirali voluminosi o di catene laterali aromatiche si è dimostrata necessaria per ottenere una struttura α-peptoide secondaria α-elicoidale stabile (Figura 3) (73). L'incorporazione deve essere periodica in modo che le catene laterali aromatiche possano essere distribuite uniformemente lungo un settore nella struttura α-elica (73). Per ottenere questa periodicità, gli α-peptoidi sono spesso progettati con una sequenza centrale (nAaa-nBbb-nCcc)n ripetuto n volte, dove n designa l'azoto ammidico e Aaa, Bbb e Ccc designano il codice a tre lettere per la catena laterale degli amminoacidi attaccati (69). L'elicità dell'α-peptoide è anche rafforzata dall'inserimento di un residuo α-chirale all'estremità C-terminale, e più lungo è l'oligomero peptoide, più stabile sarà la struttura elicoidale ( 73 ). Pertanto, quando si mira a progettare un peptoide bioattivo con struttura secondaria elicoidale, la sequenza dovrebbe consistere di residui cationici (ad es. nLys), residui aromatici idrofobici (es. nPhe) e residui alifatici idrofobici (ad es. nIle) ( 69 ). L'incorporazione di residui con queste proprietà dà origine ad un'elica con le desiderate caratteristiche anfipatiche e idrofobiche, importanti perché l'α-peptoide agisca sui batteri, come accennato in precedenza.

Sebbene la maggior parte dell'enfasi nella ricerca sia stata posta sulla struttura secondaria degli α-peptoidi, gli studi hanno anche dimostrato che un α-peptoide 15-mer può essere in grado di formare un complesso tetramerico, imitando così la struttura terziaria delle proteine ​​( 74 ). Questa scoperta aumenta il campo delle possibilità per l'utilizzo di imitazioni peptoidi nella progettazione di altri oligomeri biologicamente rilevanti. Mentre si propone che diverse interazioni non covalenti svolgano un ruolo nel processo di ripiegamento (ad esempio, repulsione sterica) (75, 76), il ripiegamento dell'α-peptoide non è ancora completamente compreso nonostante un'intensa ricerca (70).


Sintesi proteica e codoni

I filamenti di RNA creati allo scopo della sintesi proteica hanno codici lunghi tre lettere che specificano alcuni aspetti e caratteristiche della proteina. Questi codici a tre lettere sono chiamati codoni e sono costituiti da qualsiasi combinazione di quattro basi nucleotidiche di RNA. I codoni sono uno dei fattori responsabili di garantire la corretta sintesi di una determinata proteina. La sintesi proteica inizia quando l'mRNA arriva al sito del ribosoma. Il ribosoma è la struttura che produrrà le proteine, ma per farlo ha bisogno di informazioni o progetti adeguati. L'mRNA ha le sequenze genetiche per queste proteine ​​e il ribosoma legge le istruzioni per creare le proteine.

In generale, l'inizio della sintesi proteica viene dato il via alla lettura del codone AUG o metionina. Questo è un codone di inizio che specifica l'inizio della catena proteica. Quando il ribosoma legge questo codone di inizio, anche l'RNA di trasferimento viene portato nel ribosoma. Questo RNA di trasferimento ha gli amminoacidi necessari e un anti-codone, o la sequenza complementare al codone specificata dall'RNA messaggero. La sequenza complementare per AUG è UAC.

Affinché le proteine ​​vengano prodotte, i codoni dell'mRNA devono corrispondere all'anti-codone fornito dal tRNA. Se viene trovata una corrispondenza, il ribosoma porta il bit successivo di informazioni genetiche da un altro tRNA e lo abbina al codone successivo fornito dall'mRNA. Se anche questa è una corrispondenza, gli amminoacidi sul nuovo filamento di tRNA vengono legati con gli amminoacidi precedenti e i ribosomi quindi passano al codone successivo nella sequenza.

Questo stesso processo andrà avanti finché il ribosoma non troverà il codone per specificare la fine di quella sequenza, il codone di stop. Il codone di stop su un filamento di mRNA può essere UGA, UAG o UAA. Una volta trovato questo codone di stop, il processo di codifica delle proteine ​​è terminato. Ci sono 64 codoni in totale. Uno è il codone di inizio e tre di questi sono i codoni di stop, quindi ci sono 61 codoni che possono essere combinati in modi diversi. Gli esseri umani creano amminoacidi con solo 20 codoni diversi, così come altri organismi, quindi gli esseri umani hanno molte ridondanze all'interno della catena di codoni. Ad esempio, i codoni UUG e UUA sono entrambi in grado di codificare per la proteina leucina. Nel frattempo, la proteina prolina è codificata da CCA, CCC e CCU.

Uno dei motivi per cui esistono più codoni che codificano per la stessa proteina è perché questo aiuta a difendere la sequenza genetica dalle mutazioni e dai conseguenti problemi che potrebbero verificarsi se la sintesi proteica fosse interrotta. Mentre alcune mutazioni possono essere utili, molte mutazioni causano vari disordini genetici e tumori o ci mettono a maggior rischio di varie malattie. Il fatto che più codoni codifichino le stesse proteine ​​aiuta a ridurre al minimo i rischi di sviluppare mutazioni dannose.

Ci sono anche mutazioni chiamate mutazioni silenziose perché anche se ci sono cambiamenti nella sequenza del DNA, la particolare proteina prodotta finisce per essere la stessa. Queste mutazioni silenziose (indicate anche come sostituzioni anonime) si trovano in situazioni come la produzione della proteina leucina. Mentre la sequenza del DNA CTT normalmente codifica per la leucina, potrebbe verificarsi una mutazione che modifica la sequenza in CTC. Tuttavia, questa particolare mutazione produrrebbe comunque leucina, e quindi è una mutazione silenziosa.


Informazioni sull'articolo

Recettori accoppiati a proteine ​​G: struttura e funzione nella scoperta di farmaci

C. S. Odoemelam, B. Percival, H. Wallis, M. Chang, Z. Ahmad, D. Scholey, E. Burton, I. H. Williams, C. L. Kamerlin e P. B. Wilson, RSC Avv., 2020, 10, 36337 DOI: 10.1039/D0RA08003A

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Idrolisi

I polipeptidi a catena lunga possono essere formati collegando molti amminoacidi tra loro tramite legami peptidici. Il legame peptidico può essere rotto solo da idrolisi, dove i legami vengono scissi con l'aggiunta di una molecola d'acqua. Poiché questa reazione è l'inverso della formazione del legame peptidico, è esoergonica (rilascia energia) e si verifica spontaneamente. Nonostante il fatto che i legami peptidici vorranno spontaneamente rompersi, l'energia di attivazione per questa reazione è abbastanza alta che i legami peptidici sono metastabili e si romperanno molto lentamente. Gli organismi viventi hanno enzimi in grado sia di formare che di rompere i legami peptidici.


Informazioni di supporto

S1 Fig. Relazioni ortologhe tra isoforme di solanacee ATG8.

Una vista più dettagliata della Fig 1a. Albero filogenetico di massima verosimiglianza senza radici di 29 omologhi ATG8, con cladi contrassegnati a destra e colori che indicano le specie vegetali. L'albero è stato calcolato in MEGA7 [38] da un allineamento di 369 nucleotidi (MUSCLE [39], basato su codone). Sono indicati i supporti bootstrap dei principali nodi. La barra della scala indica la distanza evolutiva basata sul tasso di sostituzione nucleotidica. ATG8, proteina correlata all'autofagia 8.

S2 Fig. Relazioni ortologhe tra S. tuberosa e n. benthamiana isoforme ATG8.

(A-D) Allineamenti di S. tuberosa e n. benthamiana ATG8 di clade (MUSCLE [39]), visualizzati con Jalview. S. tuberosa Gli ATG8 sono nominati come in S1 Fig (B) solo il S. tuberosa ATG8-2.2 è mostrato per l'allineamento del clade 2, poiché sia ​​ATG8-2.1 che ATG8-2.2 hanno la stessa sequenza di amminoacidi. ATG8, proteina correlata all'autofagia 8.

S3 Fig. Diversità di sequenza tra le isoforme di ATG8 della patata.

Allineamento di tutti S. tuberosa ATG8 (MUSCLE [39], visualizzato con Jalview, con il modello proteico sopra corrispondente alla struttura ATG8-2.2). Gli ATG8 sono denominati come in S1 Fig. solo ATG8-2.2 è incluso nell'allineamento, poiché sia ​​ATG8-2.1 che ATG8-2.2 hanno la stessa sequenza di amminoacidi. I confini della regione Swap 3 sono indicati da parentesi e gli amminoacidi mutati nei mutanti puntiformi ATG8-4 sono contrassegnati da asterischi (*). ATG8, proteina correlata all'autofagia 8.

S4 Fig. I dati dell'interattoma ATG8 sono riproducibili tra i replicati.

I valori PSM per i due replicati di ciascuna isoforma ATG8 nel set di dati dell'interattoma (621 interattori) sono stati tracciati a coppie con una linea di miglior adattamento, mostrando la riproducibilità tra i replicati. Il R Per ogni coppia di repliche sono riportati 2 valori per ogni correlazione. ATG8, proteina 8 PSM correlata all'autofagia, corrispondenza peptide-spettro.

S5 Fig. Le isoforme di Solanacee ATG8 hanno profili di interazione proteica distinti.

I valori medi di PSM per ciascuna isoforma ATG8 nel set di dati dell'interattoma (621 interattori) sono stati utilizzati per generare una matrice di correlazione, che mostra profili di interazione distinti per ciascun ATG8, con vari gradi di sovrapposizione. ATG8, proteina 8 PSM correlata all'autofagia, corrispondenza peptide-spettro.

S6 Fig. Abstract grafico per le rappresentazioni della rete interactoma ATG8.

Sia per la Fig 1c che per la Fig S7, i nodi vengono ridimensionati in base al numero di interattori presenti in ciascun rispettivo gruppo di annotazioni GO e gli archi sono ponderati in base ai valori medi PSM per tutte le proteine ​​in quel gruppo di annotazioni GO per ciascun ATG8. I nodi sono etichettati dove i valori PSM medi sono più differenziati rispetto ad altri ATG8. ATG8, proteina 8 PSM correlata all'autofagia, corrispondenza peptide-spettro.

S7 Fig. Rappresentazione in rete delle interazioni tra ATG8 e gruppi proteici definiti dalle annotazioni GO del processo biologico.

Per ogni interattore nel set di dati, il più vicino UN. thaliana l'omologo è stato previsto utilizzando BLAST e le annotazioni GO sono state ottenute utilizzando Blast2GO [60]. Le proteine ​​sono state raggruppate in base ai termini del compartimento cellulare e per la rappresentazione è stato scelto un sottoinsieme di gruppi. Le dimensioni dei nodi sono scalate al numero di interattori in ogni rispettivo gruppo, e gli archi sono pesati ai valori medi PSM per tutti gli interattori in ogni rispettivo gruppo per ogni ATG8. I nodi sono etichettati dove il valore medio PSM è più differenziale rispetto agli altri ATG8. I nodi ombreggiati in grigio mostrano valori PSM medi simili tra tutti gli ATG8 e le etichette per questi sono incluse nella casella grigia. S6 Fig fornisce una legenda grafica della figura. ATG8, proteina 8 GO correlata all'autofagia, ontologia genica PSM, corrispondenza peptide-spettro.

S8 Fig. Rappresentazione in rete dell'interazione tra ATG8 della patata ed endogeno n. benthamiana ATG8.

(A) Rappresentazione in rete delle interazioni tra ATG8 della patata ed endogeno n. benthamiana ATG8. Le larghezze dei bordi sono ponderate per i conteggi dei peptidi normalizzati GFP mostrati in (B). Le relazioni spaziali tra gli ATG8 sono approssimativamente ridimensionate all'identità della sequenza di amminoacidi, con più ATG8 correlati alla sequenza che si raggruppano insieme, utilizzando Cytoscape [61]. Il quattro n. benthamiana Gli ATG8 presenti nel set di dati dell'interattoma ATG8, etichettati qui come NbATG8-1- NbATG8-4, sono etichettati in modo corrispondente nella tabella S1 e nella figura S1, per riferimento. ATG8, proteina correlata all'autofagia 8 GFP, proteina fluorescente verde.

S9 Fig. Livello significativo di sovrapposizione tra i n. benthamiana L'interattoma ATG8 e l'interattoma ATG8 umano da Behrends e colleghi (2010) [22].

(Sinistra) Rappresentazione grafica delle relative proteine ​​condivise tra i n. benthamiana L'interattoma ATG8 (621 proteine) e l'interattoma ATG8 umano di Behrends e colleghi (776 proteine), con la quantità di sovrapposizione tra i cerchi dell'interattoma scalata alla percentuale di n. benthamiana Interazioni ATG8 condivise. Il numero di n. benthamiana Gli interattori ATG8 con una proteina correlata nell'interattoma umano ATG8 è elencato sopra la freccia grigia, a sinistra, mentre il numero di interattori ATG8 umani con una proteina correlata nel n. benthamiana Gli interactomi ATG8 sono elencati sopra la freccia grigia, a destra. La discrepanza tra questi numeri è dovuta all'esistenza di proteine ​​paraloghe in n. benthamiana o potenziali false duplicazioni all'interno del n. benthamiana proteoma. (A destra) Analoga rappresentazione grafica delle proteine ​​correlate condivise tra tre insiemi casuali di proteine ​​(621 proteine ​​ciascuno), separatamente, e l'interattoma umano ATG8 di Behrends e colleghi (776 proteine). ATG8, proteina correlata all'autofagia 8.

S10 Fig.

(A) Gel SDS/PAGE colorato con Coomassie-Blue che mostra isoforme ATG8 purificate utilizzate negli studi di legame in vitro. (B) Masse intatte per le isoforme ATG8 espresse e purificate in questo studio. (C) Tabella che riassume i dati termodinamici e cinetici che sono stati estratti per ogni corsa ITC tra il peptide PexRD54 AIM e le isoforme ATG8. (D) Seconda replica di ITC che misura l'interazione tra il peptide PexRD54 AIM e le isoforme ATG8. I pannelli superiori mostrano le differenze di calore all'iniezione di ligandi e i pannelli inferiori mostrano i calori di iniezione integrati (•) e il miglior adattamento (linea continua) a un modello di legame a sito singolo utilizzando il software di analisi MicroCal PEAQ-ITC. AIM, motivo che interagisce con ATG8 ATG8, proteina 8 ITC correlata all'autofagia, calorimetria isotermica di titolazione SDS/PAGE, elettroforesi su gel di sodio dodecil solfato/poliacrilammide.

S11 Fig.

(A) Gel SDS/PAGE colorato con Coomassie-Blue che mostra ATG8-4-S1 e ATG8-4-S3 purificati utilizzati in studi di legame in vitro. (B) Masse intatte per swap ATG8 (ATG8-4-S1 e ATG8-4-S3) e PexRD54 espresse e purificate in questo studio. (C) Tabella che riassume i dati termodinamici e cinetici che sono stati estratti per ogni corsa ITC tra gli scambi PexRD54 a lunghezza intera, PexRD54 AIM e ATG8. (C) Repliche di ITC che misurano l'interazione tra gli swap ATG8 e il peptide PexRD54 AIM (a sinistra) e la proteina a lunghezza intera (a destra). I pannelli superiori mostrano le differenze di calore all'iniezione di ligandi e i pannelli inferiori mostrano i calori di iniezione integrati (•) e il miglior adattamento (linea continua) a un modello di legame a sito singolo utilizzando il software di analisi MicroCal PEAQ-ITC. ATG8, proteina 8 ITC correlata all'autofagia, calorimetria isotermica di titolazione SDS/PAGE, elettroforesi su gel di sodio dodecil solfato/poliacrilammide.

S12 Fig. Rappresentazione schematica di (A) ATG8-4 e (B) ATG8-2.2 con il peptide PexRD54 AIM nella cavità di legame.

La superficie molecolare di ciascun ATG8 che contatta il peptide AIM è mostrata in magenta. Il peptide AIM è mostrato come una rappresentazione a bastoncino in ogni struttura, con i residui etichettati. Le α-eliche, i filamenti e i terminali N e C di ATG8-4 e ATG8-2.2 sono etichettati. AIM, motivo che interagisce con ATG8 ATG8, proteina correlata all'autofagia 8.

S13 Fig.

(A) SDS-PAGE colorato con Coomassie che mostra ATG8-4-V32I purificato. (B) L'identità di ATG8-4-V32I è stata confermata misurando la massa intatta utilizzando MS. (C) Tabella che riassume i dati termodinamici e cinetici che sono stati estratti per ogni corsa ITC tra PexRD54 a lunghezza intera, PexRD54 AIM peptide e ATG8-4-V32I. (D) Seconda replica della traccia ITC che mostra l'interazione tra ATG8-4-V32I e il peptide AIM PexRD54. (E) Repliche delle tracce ITC che mostrano l'interazione tra ATG8-4-V32I e PexRD54 a lunghezza intera. AIM, motivo che interagisce con ATG8 ATG8, proteina 8 ITC correlata all'autofagia, calorimetria isotermica per titolazione MS, spettrometria di massa SDS-PAGE, elettroforesi su gel di sodio dodecil solfato/poliacrilammide.

S14 Fig. Il primo filamento β di ATG8 è alla base dell'interazione con le proteine ​​vegetali.

Per ciascun interattore nel set di dati, i dati di conteggio medio dei peptidi per ATG8-2.2 (verde acqua), ATG8-4 (grigio chiaro) e ATG8-4-S3 (verde) sono stati normalizzati su ATG8-2.2 o ATG8-4 in base ai dati sulla categoria di arricchimento analizzata: (A) i valori per gli interattori arricchiti di ATG8-2.2 sono stati normalizzati ad ATG8-2.2, (B) i valori per gli interattori arricchiti di ATG8-4 sono stati normalizzati su ATG8-4 e (C) i valori per i comuni interattori sono stati normalizzati a ATG8-2.2. Per (A) interattori arricchiti con ATG8-2.2 e (B) interattori arricchiti con ATG8-4, questo evidenzia la differenza nel modo in cui ATG8-2.2 e ATG8-4 interagiscono con ciascuna proteina nel set e come le interazioni ATG8-4-S3 confrontare. Per (A) interattori arricchiti con ATG8-2.2, l'asterisco (*) indica proteine ​​che non hanno mostrato differenze statistiche nella loro interazione con ATG8-4-S3 rispetto a ATG8-2.2 (in Fig 6d, "(+) S3 arricchimento" ) per (B) interattori arricchiti con ATG8-4, l'asterisco (*) contrassegna proteine ​​che non hanno mostrato differenze statistiche nella loro interazione con ATG8-4-S3 rispetto a ATG8-4. Per (C) interattori comuni, il grafico evidenzia la somiglianza nel modo in cui ATG8-2.2, ATG8-4 e ATG8-4-S3 interagiscono con ciascuna proteina nel set a causa della mancanza di differenza statistica, questa caratteristica non è contrassegnata. ATG8, proteina correlata all'autofagia 8.

S15 Fig. La regione ATG8 che circonda il primo filamento β è responsabile del legame discriminatorio con la patata Vps4.

(A) Esperimento Co-IP tra la patata Vps4 e il mutante Vps4 AIM (Vps4 AIM)—cambiando la sequenza AIM di SDFEDL in SDAEDA—con ATG8-2.2. Vps4:3xMyc e Vps4 AIM:3xMyc sono stati espressi in modo transitorio rispettivamente con GFP:EV e GFP:ATG8-2.2. (b) Esperimento Co-IP tra Vps4 e ATG8-2.2, ATG8-4 e ATG8-4-S3. Vps4:3xMyc è stato transitoriamente co-espresso con GFP:ATG8-2.2, GFP:ATG8-4 e GFP:ATG8-4-S3. Per (A-B), gli IP sono stati ottenuti con antisiero anti-GFP e gli estratti proteici totali sono stati immunoblotting con antisieri appropriati (elencati a destra). Le stelle indicano le dimensioni previste della fascia. (C) Albero filogenetico di massima verosimiglianza senza radici degli ortologhi di Saccharomyces cerevisiae (lievito) Vps4 da specie vegetali selezionate, con il n. benthamiana Vps4 identificato nell'esperimento IP-MS ha segnato (*) e il S. tuberosa Vps4 testato in esperimenti Co-IP contrassegnati ("Vps4"). I colori indicano le specie e i supporti bootstrap sono indicati quando >0.7. L'albero è stato calcolato in MEGA7 [38] da un allineamento di 448 amminoacidi (MUSCLE [39], basato su codone). La barra della scala indica la distanza evolutiva basata sul tasso di sostituzione degli amminoacidi. (D) Allineamento delle sequenze Vps4 incluse nell'albero filogenetico in (C), escluse le sequenze Nbv6.1trA11845 e Nbv6.1trP33573, che sono quasi identiche a NbS00008926g0010.1. La presenza di un AIM previsto come determinato da iLIR è contrassegnata da un riquadro rosso [40]. AIM, motivo che interagisce con ATG8 CoIP, co-immunoprecipitazione GFP:EV, vettore vuoto di proteina fluorescente verde IP, immunoprecipitato IP-MS, immunoprecipitazione seguita da spettrometria di massa Vps4, cernita vacuolare delle proteine ​​4.

S16 Fig. Distribuzione normale dei dati di analisi comparativa dei mutanti ATG8-4-S3.

La deviazione standard (stdev) rispetto alla media viene tracciata per i dati di conteggio dei peptidi normalizzati GFP per tre replicati di ciascun costrutto testato in IP-MS, (A) ATG8-2.2, (B) ATG8-4 e (C) ATG8-4 -S3, che mostra una distribuzione normale in ciascuno. (D) Un istogramma di ANOVA P-valori che mostrano l'alto livello di significatività all'interno del set di dati. ATG8, proteina 8 GFP correlata all'autofagia, proteina fluorescente verde IP-MS, immunoprecipitazione seguita da spettrometria di massa.

Tabella S1. Interattoma ATG8.

Per ciascuno n. benthamiana interattore nel set di dati (621 proteine), i presunti AIM sono stati previsti utilizzando iLIR [40], il più vicino UN. thaliana e m. polimorfo gli omologhi sono stati previsti utilizzando BLAST e gli AIM in questi omologhi sono stati nuovamente previsti utilizzando iLIR. Ciascun interattore è così descritto, per colonna: n. benthamiana adesione ("Nb"), identificazione della proteina ("Nb_protein_ID") e numero di AIM putativi ("Nb_AIM") il UN. thaliana numero di accesso dell'omologo ("At"), BLAST %identity ("At_%ID"), valore BLAST Expect (E) ("At_evalue"), identificazione della proteina ("At_protein_ID"), numero di putativi n. benthamiana AIM conservati ("At_conserved_AIMs") e annotazioni GO ("At_compartment" e "At_process_function") determinati utilizzando Blast2GO [61] il m. polimorfo numero di accesso dell'omologo ("Mp"), BLAST %identity ("Mp_%ID"), valore BLAST E ("Mp_evalue"), identificazione della proteina ("Mp_protein_ID") e numero di putativi n. benthamiana AIM conservati (“Mp_conserved_AIMs”). Le proteine ​​correlate all'interno del set di dati di Behrends e colleghi, come riassunto nella figura S9, sono elencate per ciascun interattore rilevante ("nome_gene_umano"). Inoltre, vengono aggiunti i valori medi PSM per i due replicati per ciascuna isoforma ATG8, nonché EV. AIM, motivo che interagisce con ATG8 ATG8, proteina 8 EV correlata all'autofagia, vettore vuoto GO, ontologia genica PSM, corrispondenza peptide-spettro.

Tabella S2. Sovrapposizione tra l'interattoma ATG8 e l'interattoma ATG8 umano da Behrends e colleghi [22].

I nomi dei geni degli interattori umani ATG8 candidati di Behrends e colleghi (2010) (776 proteine) sono stati utilizzati per recuperare le sequenze proteiche corrispondenti da Ensembl e UniProt [66,67]. Le proteine ​​correlate agli interattori ATG8 umani all'interno dell'interattoma ATG8 sono state determinate da BLAST, con un valore di cutoff atteso (E) di 1 × 10 −15. Il n. benthamiana gli interattori correlati alle proteine ​​nell'interattoma umano ATG8 (297 proteine) sono elencati per accessione ("Nb"), insieme al n. benthamiana identificazione della proteina ("Nb_protein_ID"), il nome del gene del relativo interattore umano ATG8 ("Hs_gene_name"), l'identificazione della proteina umana ("Hs_protein_ID") e i risultati della ricerca BLAST. ATG8, proteina correlata all'autofagia 8.

Tabella S3. Sequenze AIM dell'interattoma ATG8 e conservazione.

Per ciascuno n. benthamiana interattore nel set di dati IP-MS, i presunti AIM sono stati predicati utilizzando iLIR [40]. Questi presunti AIM sono registrati da n. benthamiana adesione (“Nb”), con i punti di inizio (“Nb_start”) e di fine (“Nb_end”) dell'AIM inclusi, nonché la sequenza (“Nb_sequence”) e il punteggio di previsione iLIR (“Nb_PSSM”). Per n. benthamiana proteine ​​con più AIM previsti, sono tutte incluse. Per ogni proteina, la più vicina UN. thaliana ("A") e m. polimorfo Gli omologhi (“Mp”) sono stati analizzati anche per presunti AIM e per quelli conservati con n. benthamiana erano registrati. Per ogni AIM conservato è stato definito il punteggio di conservazione (numero di posizioni conservate) ("At_conserved" e "Mp_conserved"), nonché i siti di inizio e fine AIM, la sequenza e il punteggio di previsione. AIM, motivo che interagisce con ATG8 ATG8, proteina 8 IP-MS correlata all'autofagia, immunoprecipitazione seguita da spettrometria di massa.

Tabella S4. Sovrapposizione tra i set di dati dell'interattoma ATG8 e dell'interattoma Swap3.

L'interattoma ATG8 (tabella S1) e l'interattoma Swap3 (tabella S4) sono stati incrociati da n. benthamiana adesione (“Nb”) e descrizione della proteina (“Nb_protein_ID”). Gli interattori definiti come condivisi tra i set di dati sono stati determinati facendo corrispondere i numeri di accesso (verde) o in modo basato sulla famiglia mediante la descrizione esatta della proteina (blu). ATG8, proteina correlata all'autofagia 8 Swap3, ATG8-4 scambio di chimera 3.

Tabella S5. Set di dati comparativi per l'analisi dei mutanti ATG8-4-S3.

Il n. benthamiana le proteine ​​nel set di dati (291 proteine) sono state suddivise in categorie di arricchimento in base al fatto che mostrassero un significativo (P < 0,05) un'interazione più forte con ATG8-2.2 o ATG8-4, come determinato da un'ANOVA con un test di Tukey post hoc Gli interattori che non hanno mostrato differenze significative nella loro interazione con nessuna delle due proteine ​​sono stati classificati come "comuni" (colonna "arricchimento"). Ciò ha comportato la definizione di 178 interattori come ATG8-2.2 arricchito, 6 come ATG8-4 arricchito e 107 come comuni. Per ogni interattore arricchito di ATG8-2.2, abbiamo determinato se ATG8-4-S3 ha mostrato un significativo (P < 0,05) differenza nella sua forza di interazione rispetto a ATG8-2.2, utilizzando un ANOVA con un test di Tukey post hoc (colonna “S3-2.2”). Le proteine ​​che non hanno mostrato differenze statistiche nella loro interazione con ATG8-4-S3 rispetto a ATG8-2.2 sono classificate come "+" quelle che hanno mostrato un'interazione statisticamente più debole sono classificate come "-". Per ogni interattore specifico di ATG8-4, è stato determinato se ATG8-4-S3 ha mostrato un significativo (P < 0,05) differenza nella sua forza di interazione rispetto ad ATG8-4 utilizzando un ANOVA con un test Tukey post hoc (colonna “S3-4”). Le proteine ​​che non hanno mostrato differenze statistiche nella loro interazione con ATG8-4-S3 rispetto ad ATG8-4 sono classificate come "+", quelle che hanno mostrato un'interazione statisticamente più debole sono classificate come "-". Oltre a questa analisi, sono state incluse le stesse descrizioni degli interattori dell'interattoma ATG8 (tabella S1), inclusi gli AIM previsti, UN. thaliana ortologhi, annotazioni GO, m. polimorfo orthologs e conservazione AIM in entrambe le specie, insieme ai dati medi di conteggio dei peptidi normalizzati GFP per tutti i costrutti. AIM, motivo che interagisce con ATG8 ATG8, proteina 8 GFP correlata all'autofagia, proteina fluorescente verde GO, ontologia genica.

Tabella S6. Scambia sequenze AIM dell'interattoma e conservazione.

Per ciascuno n. benthamiana interazione nell'analisi comparativa del mutante ATG8-4-S3, i presunti AIM sono stati predicati utilizzando iLIR [40]. Questi presunti AIM sono registrati da n. benthamiana adesione (“Nb”), con i punti di inizio (“Nb_start”) e di fine (“Nb_end”) dell'AIM inclusi, nonché la sequenza (“Nb_sequence”) e il punteggio di previsione iLIR (“Nb_PSSM”). Per n. benthamiana proteine ​​con più AIM previsti, sono tutte incluse. Per ogni proteina, la più vicina UN. thaliana ("A") e m. polimorfo Gli omologhi (“Mp”) sono stati analizzati anche per presunti AIM e per quelli conservati con n. benthamiana erano registrati. Per ogni AIM conservato è stato definito il punteggio di conservazione (numero di posizioni conservate) ("At_conserved" e "Mp_conserved"), nonché i siti di inizio e fine AIM, la sequenza e il punteggio di previsione. AIM, motivo che interagisce con ATG8 ATG8, proteina correlata all'autofagia 8.


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