Post on 24-Feb-2016
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Classificazione dei livelli strutturali in
proteine
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Classificazione dei livelli strutturali in
proteine
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http://en.wikipedia.org/wiki/Protein_structure 3
Proteine:differenti funzioni
ed architettur
e
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Proteine:differenti funzioni
ed architettur
e
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Proteine:non tutte
le strutture
sono possibili
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Gopalasamudram Narayana Iyer
Ramachandran
φ
ψ
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Gopalasamudram Narayana Iyer
Ramachandran
φ
ψ
180
180-180 0
0
φ
ψ
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Conformazionedelle catene laterali
Torsion Axes and Dihedral Angles of the side chain of LysineThe sample amino acid Lysine has four torsion axes within its side chain. The torsion axes are symbolized as arrows, the dihedral angles are labeled chi1 to chi4.
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eliche α
in α-helix hydrogen bonds between carbonyl i and amide i+4
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Folding mechanism of alpha helices12
eliche α
φ
ψ
180
180-180 0
0
….ma non solo
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eliche α
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filamenti β
formano foglietti
β
anse
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(e)
Strutture supersecondarie o motivi(elementi di struttura secondaria uguali o diversi si combinano)
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Domini strutturali(subunità avente stabilità strutturale ed una propria funzione)
gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi
dominio che lega il NAD+
dominio che lega ilgliceraldeide-3-fosfato
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Piruvato chinasiEnzima bifunzionale
PRA-isomerasi
IGP-sintetasi
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Struttura quaternaria Eteromultimeri
Omomultimeri 23
mettere ordinealle conoscenze
strutturali acquisite 24
La tassonomia è la scienza che si occupa genericamente dei modi di
classificazione
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La tassonomia è la scienza che si occupa genericamente dei modi di
classificazione
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La tassonomia è la scienza che si occupa genericamente dei modi di
classificazione
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La tassonomia è la scienza che si occupa genericamente dei modi di
classificazione
La tassonomia è la scienza che si occupa genericamente dei modi di
classificazione
Rosso: principalmente αVerde: principalmente βGiallo: αβBlue: basso contenuto di strutture secondarie
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La tassonomia è la scienza che si occupa genericamente dei modi di
classificazione
I possibili modi in cui la catena proteica si ripiega non sono infiniti. Ad oggi SCOP ne suggerisce
circa 1.200. Probabilmente, il loro numero non è superiore a 2.000
Dal momento che abbiamo un’ampia conoscenza di come le proteine si strutturano, possiamo fare
delle predizioni sulla base della loro sequenza con tecniche di Bioinformatica 30
Bioinformatica genoma + algoritmo*
• Allineamento di sequenze• Individuazione di geni• Ricostruzione di genomi da
frammenti• Allineamenti di strutture
proteiche• Predizione di strutture
proteiche • Predizione di espressione
genica• Predizione di interazioni tra
proteine
* algoritmo= procedimento che risolve un determinato problema attraverso un numero finito di passi31
http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/index-en.html 32
http://nmr.chinanmr.cn/guide/eNMR/proteins/protindex.html 33
http://www.snaggledworks.com/em_for_dummies/34
microscopy
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microscopyIl potere risolutivo di un microscopio è la distanza minima alla quale due punti risultano distinti. Nel caso lo strumento si basi sull'utilizzo di radiazione con una propria lunghezza d'onda associata, come i tradizionali microscopi ottici, risoluzione e lunghezza d'onda utilizzata sono parametri tra loro strettamente correlati. Microscopi che si basino su diverse tecnologie, come ad esempio l'AFM, ovviamente rispondono a considerazioni differenti.In prima approssimazione, e non tenendo conto di effetti aberrativi, possiamo considerare che la relazione che lega il potere risolutivo (d o distanza tra due punti tra loro risolti), l'apertura numerica di un sistema ottico (tutto il sistema) e la lunghezza d'onda della radiazione utilizzata sia
Questa relazione è generalmente nota come principio di Abbe.Per un microscopio ottico in luce visibile d raggiunge i 0,2 micron, il microscopio elettronico giunge a 0,1nm.
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Electron cryomicroscopy
(cryo-EM or cryo-electron microscopy)
a form of electron microscopy (EM) where the sample is studied at cryogenic temperatures
(generally liquid nitrogen temperatures (77 K or −196 °C)
Cryo-electron tomography (cryo-ET) is a type of
electron cryomicroscopy where tomography is used
to obtain a 3D reconstruction of a sample from tilted 2D images at cryogenic temperatures. 37
Cryo Electron-Tomografy
(cryo-ET)Schematic diagram illustrating the sequence of steps involved in obtaining a three-dimensional image of a plunge-frozen cell using cryo-electron tomography. a| A small volume (typically 3–5 l) of a suspension of cells in culture is deposited on a holey carbon grid and then plunge-frozen in liquid ethane cooled to temperatures of 100 K by liquid nitrogen. b | The grid is then transferred into the column of an electron microscope for collection of a series of images at varying tilts. c | The series of tilted images is then converted to a three-dimensional volume (tomogram) that provides a representation of the distribution of densities of cellular components. 38
Cryo Electron-Tomografy
(cryo-ET)
http://emnavi.protein.osaka-u.ac.jp/emnavi_gallery.php
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Cryo Electron-Tomografy
(cryo-ET)
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Spectroscopy was originally the study of the interaction between light and matter as a function of wavelength λ
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emissionemission
spectroscopy
absorption absorption
spectroscopy
ΔΕ=hν
Spectrometry is the measurement of these responses and an instrument which performs such measurements is a spectrometer or spectrograph, although the latter term is more limited in use to the original field of optics. Normally, the quantity that is measured is an intensity, either of energy absorbed or produced.
Spectroscopy studies the interaction between energy and matter
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Nuclear Magnetic Resonance
NMR
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Nuclear Magnetic Resonance
NMR
Earth magnetic field: 30-60 µT
NMR spectrometer in Siena: 14.2 T
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1000 MHz NMR spectrometer (23.5 Tesla superconducting NMR magnet) was delivered to the new ‘Centre de RMN à Très Hauts Champs’ in Lyon, France in July 2009 49
delivered to the new ‘Centre de RMN à Très Hauts Champs’ in Lyon, France in July 2009
Main FeaturesWorld’s first, standard-bore, high homogeneity 1 GHz NMR magnetPersistent superconducting magnetUltraStabilized™ sub-cooling technologyMagnetic field strength of 23.5 TeslaProton NMR frequency of 1000 MHzStandard bore size of 54 mm
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Centro NMR - Siena
NMRFAM - Madison
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folded unfolded
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Albert Overhauserborn August 17, 1925 in San Diego, California is an American physicist and member of the National Academy of Sciences. He is best known for his theory of dynamic nuclear polarization, also known as the Overhauser Effect. He is still at Purdue University as Distinguished Professor of Physics.
Nuclear Overhauser effect(NOE)
I(NOE) = K/r6
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Soluzioni di un calcolo di “distance geometry”
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Circular dichroism spectroscopyThe phenomenon of circular dichroism is very sensitive to the secondary structure of polypeptides and proteins. Circular dichroism (CD) spectroscopy is a form of light absorption spectroscopy that measures the difference in absorbance of right- and left-circularly polarized light (rather than the commonly used absorbance of isotropic light) by a substance. It has been shown that CD spectra between 260 and approximately 180 nm can be analyzed for the different secondary structural types: alpha helix, parallel and antiparallel beta sheet, turn, and other.
Cartoon drawings ofA) triosephosphate isomerase B) hen egg lysozymeC) myoglobinD) chymotrypsin Secondary structures are color coded red:helix. green:strand, and yellow:other.
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