Disolfuro di legame svolge un ruolo molto importante per formare la struttura secondaria delle proteine. È fondamentalmente un legame di tipo covalente.
Il legame disolfuro è formato dall'ossidazione del gruppo sulfidrilico o tiolo (gruppo SH), presente solo nell'amminoacido cisteina (amminoacido non essenziale). E 'noto anche come legame SS. Il legame disolfuro è indicato con RSSR1. In cui "R" è il residuo amminoacidico.
In questo articolo "struttura del legame disolfuro" vengono spiegati brevemente il tipo e la formazione con altri fatti dettagliati.
Struttura e formazione del legame disolfuro
Questo legame chimico presente nella struttura proteica.
È un tipo di legame covalente formato tra due gruppi tiolici (gruppo SH) presenti principalmente nel residuo di cisteina. Quelli-1 proveniente da un gruppo sulfidrilico funge da nucleofilo (ricco di elettroni) e attacca un altro residuo di cisteina per formare il legame disolfuro.
La reazione di formazione di un legame disolfuro è-
R-SH + R1-SH+(1/2)O2 ⇌ RSSR1 + H2O
[R indica il residuo di catena di un peptide].
Questo residuo della catena della cisteina che forma il legame può provenire dalla stessa proteina o da due proteine distinte.
La formazione del legame disolfuro porta al trasferimento di due elettroni dal gruppo SH ridotto al gruppo SS ossidato.
Credito d'immagine: Wikimedia Commons
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Tipo di legame disolfuro
Come il legame peptidico, il legame disolfuro svolge un ruolo importante per stabilizzare la struttura terziaria delle proteine. Il legame disolfuro è generalmente un legame covalente formato tra due gruppi sulfidrilici e più forte di un legame covalente simile.
Questo legame è composto da due parti. Uno è parte polare o parte idrofila che è orientato verso la superficie esterna della proteina e aiuta a partecipare a varie reazioni e ad attrarre le molecole di solvato.
Un'altra parte è parte non polare o parte idrofobica orientato principalmente verso la superficie interna della proteina. Questo caratteristico orientamento della parte non polare verso la superficie interna ha un significato fisico. Partecipa alla formazione del legame con diversi aminoacidi.
I legami disolfuro hanno un'energia di dissociazione del legame di circa 50 Kcal/mol e la distanza del legame SS è di circa 200 pm. Da questi dati si può concludere che il legame disolfuro è relativamente forte e anche un legame a corto raggio.
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Funzione del legame disolfuro
Una delle funzioni più importanti del legame disolfuro è determinare la struttura secondaria e terziaria delle proteine.
La funzione principale del legame disolfuro è quella di fornire la stabilizzazione extra alla struttura 3D della molecola proteica (durante la sintesi proteica). Quindi è chiamato come il blocco costitutivo della struttura proteica terziaria (I legami peptidici stabilizzano la struttura primaria di proteine).
Aiuta anche nel ripiegamento della singola catena polipeptidica o interproteina.
Le proteine ottengono questa stabilità extra quando l'entropia dello stato denaturato delle proteine viene ridotta attraverso la formazione del legame disolfuro.
Negli organismi viventi la varietà dei processi biologici e fisiologici è governata dal legame disolfuro. Thirodoxin, un enzima che accelera il processo di trasferimento degli elettroni dal gruppo SH ridotto al gruppo SS ossidato. Nella maggior parte dei casi il legame disolfuro si forma in modo intramolecolare, ma in alcuni casi speciali si può anche formare un legame disolfuro intermolecolare.
La scissione del legame disolfuro può causare molto impatto negativo in un corpo vivente poiché l'importante processo biologico collasserà e la conformazione di molte strutture importanti verrà interrotta e, di conseguenza, la crescita cellulare può essere influenzata.
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Scissione del legame disolfuro
La rottura di un legame disolfuro non è un compito facile a causa del suo forte legame covalente.
Il legame disolfuro può essere scisso aggiungendo agente riducente. Tra questi gli agenti riducenti più comuni utilizzati sono il β-mercaptoetanolo o BME e il ditiotritolo o DTT.
La reazione di scissione del legame disolfuro può essere accelerata aggiungendo alcuni enzimi, tioredossina (TRX) e glutaredossina (GRX). Questi enzimi aiutano a proteggere il residuo di cisteina appena incorporato.
Il legame disolfuro non può essere rotto applicando calore perché il calore può rompere solo i legami deboli presenti nella struttura proteica come il legame idrogeno o le interazioni idrofobiche non polari alla sua temperatura di fusione (Tm). Il motivo principale per non rompere il legame disolfuro è che il legame disolfuro è un legame molto più forte di un legame a idrogeno(l'energia di dissociazione del legame di un legame idrogeno e di un legame disolfuro è rispettivamente di 2.8-7.2 kcal/mol e 60 kcal/mol).
Il legame disolfuro non può essere scisso anche dalla normale idrolisi (reagendo con l'acqua). La scissione avviene fondamentalmente a pH più alto (pH alcalino). Se solo la soluzione alcalina viene fatta reagire con il legame disolfuro, lo ione idrossile (OH-1) attacca il legame disolfuro e di conseguenza si forma un nuovo legame con uno degli atomi di zolfo. In questo modo il legame disolfuro viene scisso.
Per saperne di più si prega di passare attraverso: Legame peptidico vs legame disolfuro: analisi comparativa e fatti
Di seguito viene fornita una risposta ad alcune domande frequenti sul legame disolfuro.
Domande frequenti (FAQ)
I legami disolfuro si formano spontaneamente?
Risposta: Il legame disolfuro può formarsi spontaneamente in presenza di ossigeno molecolare (O2).
I legami disolfuro sono polari?
Risposta: La polarità del legame disolfuro non è così grande. Ha meno polarità rispetto a due residui di cisteina.
Quali peptidi possono formare un legame disolfuro?
Risposta: Gli amminoacidi privi di gruppo sulfidrilico (gruppo SH) non possono partecipare legame disolfuro formazione. Quindi la cisteina è l'unico amminoacido in grado di formare un legame disolfuro.
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Maggiori informazioni sulla seguente struttura e caratteristiche
| ZnO Zns Fe3O4 NaClO2 Litio Krypton Neon Legame peptidico NaHSO4 KMnO4 | NaH2PO4 FeO Fe2S3 Acido Ialuronico aminoacido alanina Acido glicolico Eptano Glycine Oro ZnSO4 | Braceacido amico Grafite acido esanoico |
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