Hanno funzione regolatrice proteine plasmatiche, ormoni, succhi digestivi, permettono alle diverse reazioni chimiche di avvenire al momento e nel comparto cellulare giusto all'interno del nostro organismo. La ciclina regola il ritmo della divisione cellulare, numerosissime altre proteine regolano l'espressione dei geni.

Hanno funzione contrattile o di motilità: la contrazione dei muscoli è dovuta alle proteine miosina e actina; la dineina è relazionata al movimento di ciglia e flagelli; le kinesine trasportano qualsiasi cosa all'interno della cellula lungo il citoscheletro cellulare.

Hanno funzione omeostatica o di mantenimento dell'equilibrio ad esempio regolano il pH dell'organismo e l'equilibrio osmotico..

Hanno funzione di resistenza o funzione strutturale collagene, reticolina, elastina formano i tessuti d'appoggio che conferiscono elasticità e resistenza a organi e tessuti, Gli istoni formano la cromatina dei cromosomi insieme al DNA e ne regolano l'espressione genetica. 

Hanno funzione enzimatica sono le più numerose e specializzate. Agiscono come biocatalizzatori accelerando le reazioni chimiche del metabolismo.

Eppure questa incredibile varietà nasce dalla unione di soli 20 monomeri diversi, detti amminoacidi. Come è possibile? La differenza tra una proteina e l'altra non sta solo nel tipo di amminoacidi presenti ma fondamentalmente nella loro sequenza. Così come mettendo in sequenza solo 20 lettere si possono formare migliaia di parole, allo stesso modo mettendo in sequenza 20 amminoacidi si possono formare milioni di proteine. Certo, non tutte le parole hanno un significato, e allo stesso modo non tutte le sequenze di amminoacidi sono proteine funzionanti.

Cosa determina la funzione delle proteine? ovvero: perché una data sequenza di amminoacidi consente la contrazione (actina e miosina) e un'altra consente la distruzione di un batterio (anticorpo)? Oppure perché un tipo di emoglobina trasporta bene l'ossigeno mentre una emoglobina mutata non lo fa in modo efficiente? 

La risposta è: la funzione è determinata dalla forma. Se capiamo come mai una proteina ha una certa forma capiamo come funziona. e, se non funziona, potremmo capire come, tramite la ingegneria genetica, modificarla.

La forma è determinata dalla struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine.

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adesso la parte importante (da Treccani.it)
Un proteoma è ” l’insieme delle proteine di un organismo" (definizione di Wilkins 1994 ) Obiettivo della proteomica è capire come la proteina assume la struttura tridimensionale (la forma) che le permette di svolgere correttamente la sua funzione. Gli studi di Anfinsen del 1957 (Nobel per la Chimica 1972) hanno dimostrato che la struttura tridimensionale di una proteina è dettata dalla sequenza degli amminoacidi, cioè dalla struttura primaria. Per la ipotesi termodinamica, il ripiegamento della proteina (folding) le fa raggiungere la struttura che corrisponde a un minimo di energia libera, stabile e cineticamente raggiungibile. (vedi powerpoint sulle 4 strutture).

La struttura di una proteina può essere sperimentalmente determinata mediante due tecniche complesse, con tempi lunghi molto costose, come la cristallografia a raggi X e risonanza magnetica nucleare (RMN). Per questo, si sta cercando i trovare metodi computazionali in grado di prevedere la struttura tridimensionale di una proteina partendo dalla conoscenza della sua sequenza primaria (amminoacidica).

 Il problema del folding proteico ancora oggi non ha trovato una soluzione soddisfacente, tanto che nel 2005 la rivista Science lo ha incluso tra i 125 più grandi problemi irrisolti in campo scientifico. La comprensione dei meccanismi molecolari di folding delle proteine, fornirebbe la possibilità di curare molte patologie associate ai processi di avvolgimento in una forma sbagliata della proteina (misfolding). Ad esempio la fibrosi cistica, il morbo di Alzheimer, di Parkinson o di Huntington sono patologie che hanno tutte in comune difetti nell’avvolgimento delle proteine.

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e quindi... FOLDIT!! Si tratta di un gioco per aiutare la scienza, così presentato da wikipedia e così a Punto Informatico.


Se voleste approfondire vi lascio questo articolo sulla musica delle proteine. Grazie per la attenzione!

Magnitudine Henrietta Lewitt https://it.wikipedia.org/wiki/Henrietta_Swan_Leavitt

Hubble image https://www.youtube.com/watch?v=7mBOQ3KrbjE

Distanze https://youtu.be/KQNGT_0MpJI