Estabilidad de los estados nativosEditar
TermoestabilidadEditar
Una proteína plegada en su estado nativo o conformación nativa suele tener una energía libre de Gibbs (una combinación de entalpía y entropía) más baja que la conformación desplegada. Una proteína tenderá hacia conformaciones de baja energía, lo que determinará el pliegue de la proteína en el entorno celular. Debido a que muchas conformaciones similares tendrán energías similares, las estructuras de las proteínas son dinámicas, fluctuando entre un gran número de estas estructuras similares.
Las proteínas globulares tienen un núcleo de residuos de aminoácidos hidrofóbicos y una región superficial de residuos hidrofílicos cargados y expuestos al agua. Esta disposición puede estabilizar las interacciones dentro de la estructura terciaria. Por ejemplo, en las proteínas secretadas, que no se bañan en el citoplasma, los enlaces de disulfuro entre los residuos de cisteína ayudan a mantener la estructura terciaria. Las estructuras terciarias estables que se observan en proteínas de función y evolución diversas son comunes. Por ejemplo, el barril TIM, llamado así por la enzima triosa-fosfatoisomerasa, es una estructura terciaria común, al igual que la estructura en espiral dimérica, altamente estable. Por lo tanto, las proteínas pueden clasificarse por las estructuras que poseen. Las bases de datos de proteínas que utilizan esta clasificación incluyen SCOP y CATH.
Trampas cinéticasEditar
La cinética de plegado puede atrapar una proteína en una conformación de alta energía, es decir, una conformación intermedia de alta energía bloquea el acceso a la conformación de menor energía. La conformación de alta energía puede contribuir a la función de la proteína. Por ejemplo, la proteína hemaglutinina de la gripe es una cadena polipeptídica única que, cuando se activa, se escinde proteolíticamente para formar dos cadenas polipeptídicas. Las dos cadenas se mantienen en una conformación de alta energía. Cuando el pH local desciende, la proteína se somete a una reorganización conformacional energéticamente favorable que le permite penetrar en la membrana de la célula huésped.
MetastabilidadEditar
Algunas estructuras proteicas terciarias pueden existir en estados de larga duración que no son el estado más estable esperado. Por ejemplo, muchas serpinas (inhibidores de serina proteasa) muestran esta metaestabilidad. Sufren un cambio conformacional cuando un bucle de la proteína es cortado por una proteasa.
Proteínas chaperonasEditar
Se suele asumir que el estado nativo de una proteína es también el más estable termodinámicamente y que una proteína alcanzará su estado nativo, dada su cinética química, antes de ser traducida. Las chaperonas proteicas que se encuentran en el citoplasma de una célula ayudan a que un polipéptido recién sintetizado alcance su estado nativo. Algunas proteínas chaperonas son muy específicas en su función, por ejemplo, la proteína disulfuro isomerasa; otras son generales en su función y pueden ayudar a la mayoría de las proteínas globulares, por ejemplo, el sistema procariota de proteínas GroEL/GroES y las proteínas homólogas eucariotas de choque térmico (el sistema Hsp60/Hsp10).
Entorno citoplasmáticoEditar
La predicción de la estructura terciaria de las proteínas se basa en conocer la estructura primaria de la proteína y comparar la posible estructura terciaria predicha con las estructuras terciarias conocidas en los bancos de datos de proteínas. Esto sólo tiene en cuenta el entorno citoplásmico presente en el momento de la síntesis de la proteína en la medida en que un entorno citoplásmico similar puede haber influido también en la estructura de las proteínas registradas en el banco de datos de proteínas.
Unión de ligandosEditar
La estructura de una proteína, por ejemplo una enzima, puede cambiar al unirse a sus ligandos naturales, por ejemplo un cofactor. En este caso, la estructura de la proteína unida al ligando se conoce como holoestructura, de la proteína no unida como apoestructura.