Proteína tetramérica - Tetrameric protein
Uma proteína tetramérica é uma proteína com uma estrutura quaternária de quatro subunidades (tetramérica). Os homotetrâmeros têm quatro subunidades idênticas (como a glutationa S-transferase ) e os heterotetrâmeros são complexos de subunidades diferentes. Um tetrâmero pode ser montado como dímero de dímeros com duas subunidades de homodímero (como sorbitol desidrogenase ) ou duas subunidades de heterodímero (como hemoglobina ).
Interações de subunidades em tetrâmeros
As interações entre as subunidades que formam um tetrâmero são determinadas principalmente por interação não covalente. Efeitos hidrofóbicos , ligações de hidrogênio e interações eletrostáticas são as fontes primárias para esse processo de ligação entre as subunidades. Para proteínas homotetraméricas, como a Sorbitol desidrogenase (SDH), acredita-se que a estrutura evoluiu de monomérica para dimérica e, finalmente, tetramérica. O processo de ligação em SDH e muitas outras enzimas tetraméricas pode ser descrito pelo ganho de energia livre que pode ser determinado a partir da taxa de associação e dissociação. A imagem a seguir mostra a montagem das quatro subunidades (A, B, C e D) em SDH.
Ligações de hidrogênio entre subunidades
As redes de ligações de hidrogênio entre as subunidades têm se mostrado importantes para a estabilidade da estrutura da proteína quaternária tetramérica . Por exemplo, um estudo de SDH que usou diversos métodos, como alinhamentos de sequência de proteínas , comparações estruturais, cálculos de energia, experimentos de filtração em gel e experimentos de cinética enzimática, poderia revelar uma importante rede de ligações de hidrogênio que estabiliza a estrutura quaternária tetramérica em SDH de mamíferos .
Tetrâmeros em imunologia
Em imunologia , os tetrâmeros de MHC podem ser usados em ensaios de tetrâmeros , para quantificar o número de células T específicas do antígeno (especialmente células T CD8 +). Os tetrâmeros do MHC são baseados em moléculas recombinantes de classe I que, por ação da BirA bacteriana, foram biotiniladas. Estas moléculas são dobradas com o peptídeo de interesse e β2M e tetramerizadas por uma estreptavidina marcada com fluorescência . (A estreptavidina se liga a quatro biotinas por molécula.) Este reagente tetrâmero marcará especificamente células T que expressam receptores de células T que são específicos para um determinado complexo de peptídeo-MHC. Por exemplo, um tetrâmero Kb / FAPGNYPAL se ligará especificamente a células T citotóxicas específicas do vírus Sendai em um camundongo C57BL / 6. As respostas específicas do antígeno podem ser medidas como células T CD8 +, tetrâmero + como uma fração de todos os linfócitos CD8 +.
A razão para usar um tetrâmero, ao contrário de uma única molécula de MHC de classe I marcada, é que os tetrâmeros tetraédricos podem se ligar a três TCRs de uma vez, permitindo a ligação específica, apesar da baixa afinidade (10-6 molar) da classe I típica interação -peptídeo-TCR. Os tetrâmeros MHC classe II também podem ser feitos, embora sejam mais difíceis de trabalhar na prática.
Homotetrâmeros e heterotetrâmeros
Um homotetrâmero é um complexo proteico constituído por quatro subunidades idênticas que estão associadas, mas não ligadas covalentemente. Por outro lado, um heterotetrâmero é um complexo de 4 subunidades em que uma ou mais subunidades diferem.
Exemplos de homotetrâmeros incluem:
- enzimas como beta-glucuronidase ( foto )
- fatores de exportação como SecB de Escherichia coli
- transportadores de íons de magnésio , como CorA.
- lectinas como Concanavalin A
- IMPDH e IMPDH2
Exemplos de heterotetrâmeros incluem hemoglobina ( foto ), o receptor NMDA , algumas aquaporinas , alguns receptores AMPA , bem como algumas enzimas .
Purificação de heterotetrâmeros
A cromatografia de troca iônica é útil para isolar conjuntos de proteínas heterotetraméricas específicas, permitindo a purificação de complexos específicos de acordo com o número e a posição dos marcadores de peptídeos carregados. A cromatografia de afinidade de níquel também pode ser empregada para purificação de heterotetrâmero.
Complementação intragênica
Múltiplas cópias de um polipeptídeo codificado por um gene muitas vezes podem formar um agregado denominado multímero. Quando um multímero é formado a partir de polipeptídeos produzidos por dois alelos mutantes diferentes de um determinado gene, o multímero misto pode exibir maior atividade funcional do que os multímeros não misturados formados por cada um dos mutantes isoladamente. Quando um multímero misto exibe funcionalidade aumentada em relação aos multímeros não misturados, o fenômeno é referido como complementação intragênica . Em humanos, a argininossuccinato liase (ASL) é uma enzima homotetramérica que pode sofrer complementação intragênica. Um distúrbio ASL em humanos pode surgir de mutações no gene ASL , particularmente mutações que afetam o sítio ativo da enzima tetramérica. O transtorno de ASL está associado a uma considerável heterogeneidade clínica e genética, que é considerada um reflexo da extensa complementação intragênica que ocorre entre diferentes pacientes individuais.