Proteinfolding er en prosess hvor kjeder av aminosyrer foldes til en tredimensjonal struktur for å bli funksjonelle proteiner. Den ferdig foldede, funksjonelle formen til et protein kalles den native formen.
Foldingen bestemmes i hovedsak av aminosyresekvensen, men også i stor grad andre faktorer som post-translasjonsmodifikasjoner, ytre miljø og fysiske betingelser. Oppsamling av uriktig foldede proteiner er ofte forbundet med sykdommer, som for eksempel Alzheimers sykdom.
Før proteinfoldingen kan starte, må ribosomene lage kjeder av aminosyrer. Aminosyrekjeden må være helt ferdig før selve foldingen kan starte.
Proteinfoldingen deles inn i fire faser, etter fire strukturer: primær, sekundær, tertiær og kvartær. Disse strukturene angir de forskjellige nivåene av oppbygning i proteinet.
Primærstrukturen er rekkefølgen av aminosyrer. Denne rekkefølgen bestemmer i hovedsak hvordan proteinet foldes. Aminosyrenes sidekjeder påvirker hverandre og det skjer en rask sammentrekning av aminosyrekjeden. Dette resulterer først i dannelse av sekundærstrukturersom kalles alfa-helikser og beta-plater. Disse strukturene oppstår fordi det dannes hydrogenbindinger mellom atomer i kjeden av aminosyrer.
Sekundærstrukturene går sammen og danner en tredimensjonal tertiærstruktur. Denne strukturen stabiliseres av samspill mellom de funksjonelle (virksomme) gruppene til aminosyresekvensen. Av denne grunn er hydrofile/hydrofobe egenskaper, evne til å danne disulfidbroer og syre-/base-egenskaper viktige i dannelsen av tertiærstrukturen. Tertiærstrukturen kan være funksjonell i seg selv, men er det ikke nødvendigvis.
I tilfeller hvor tertiærstrukturen ikke er funksjonell alene, må den foldede polypeptidkjeden gå sammen med andre polypeptidkjeder for å danne et funksjonelt kompleks. Dette kalles kvartærstruktur. Et eksempel på et protein med kvartærstruktur er hemoglobin som består av fire aminosyrekjeder.
Selv om rekkefølgen av aminosyrer i utgangspunktet bestemmer foldingen av proteinet, er det like vel ikke mulig å forutse foldingsforløpet kun basert på sekvensen av aminosyrer. Det skyldes at også andre faktorer kan påvirke foldingen. Spesielt post-translasjonsmodifikasjoner er viktige.
Post-translasjonsmodifikasjoner er endringer i aminosyrekjeden som oppstår etter at den er ferdigdannet. Disse endringene kan forandre egenskaper i aminosyrekjeden, som for eksempel å gjøre deler av kjeden mer eller mindre elektrisk ladd (polar).
Videre kan også temperatur og pH påvirke folding. Eksempelvis kan høy temperatur løse opp proteinstrukturen. Dette kan ses blant annet i eggehvite, som går fra å være blank og flytende til hvit og stiv når det blir utsatt for høye temperaturer. Dette skjer nettopp fordi høye temperaturer ødelegger proteinstrukturen i eggehviten.
Foldingsforløpet skjer som regel spontant og er forholdsvis rask; foldingshastigheten er fra millisekunder til noen sekunder avhengig av proteinet. Rent fysisk er foldingsprosessen betinget av termodynamikkens første og andre lov; energi er konservert og entropi øker alltid. Det er den sistnevnte loven som gjør at prosessen skjer spontant. Det er viktig å merke seg at entropien i proteinet selv minker når proteinet foldes, og er i lys av dette ugunstig. Imidlertid øker entropien til løsningen proteinet ligger i når hydrofobe grupper blir foldet inn i proteinet. I tillegg er energien til et foldet protein mindre enn til et ufoldete protein. Dette gjør foldingen gunstig og den kan dermed skje spontant.
I noen tilfeller trenger foldingsprosessen hjelp av chaperoner (uttales [sjaper'oner]. Chaperoner er proteiner som tilrettelegger sammensetning og folding av proteiner, uten å være en del av proteinet selv. De kan sammenliknes med en slags mal som binder seg til og stabiliserer ufoldede eller delvis foldede proteiner. På denne måten motvirker chaperoner uriktig folding og oppsamling av uriktig foldede proteiner.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.