Το δόγμα του Άνφινσεν
Το δόγμα του Anfinsen είναι μια υπόθεση στη μοριακή βιολογία που προτάθηκε από τον Christian Anfinsen. Η ιδέα είναι ότι η αναδίπλωση μιας πρωτεΐνης στη μητρική της δομή γίνεται αυτόματα από την αλληλουχία των αμινοξέων της πρωτεΐνης. Αυτό ισχύει μόνο για ορισμένες πρωτεΐνες. Για άλλες πρωτεΐνες χρειάζονται συνοδούς.
Ο Anfinsen μοιράστηκε το 1972 το βραβείο Νόμπελ Χημείας για την εργασία του σχετικά με τη δομή του ενζύμου ριβονουκλεάση Α. Το δόγμα υποδηλώνει ότι, στις συνθήκες στις οποίες συμβαίνει η αναδίπλωση, η εγγενής δομή είναι μια μοναδική και σταθερή κατάσταση. Υπάρχουν τρεις συνθήκες:
μοναδικότητα
προϋποθέτει ότι η ακολουθία δεν έχει καμία άλλη διαμόρφωση με συγκρίσιμη ελεύθερη ενέργεια.
σταθερότητα
μικρές αλλαγές στο περιβάλλον δεν μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στην ελάχιστη διαμόρφωση.
κινητική προσβασιμότητα
σημαίνει ότι το τελικό σχήμα μπορεί να ληφθεί χωρίς να γίνουν ιδιαίτερα πολύπλοκες αλλαγές στο σχήμα (όπως οι κόμποι, για παράδειγμα).
Ο τρόπος με τον οποίο η πρωτεΐνη φτάνει σε αυτή τη δομή είναι το αντικείμενο του πεδίου της πρωτεϊνικής αναδίπλωσης, το οποίο έχει ένα σχετικό δόγμα που ονομάζεται παράδοξο του Levinthal. Το παράδοξο του Levinthal δηλώνει ότι ο αριθμός των πιθανών διαμορφώσεων που είναι διαθέσιμες σε μια δεδομένη πρωτεΐνη είναι αστρονομικά μεγάλος, έτσι ώστε ακόμη και μια μικρή πρωτεΐνη των 100 καταλοίπων θα απαιτούσε περισσότερο χρόνο από όσο έχει υπάρξει το σύμπαν για να εξερευνήσει όλες τις πιθανές διαμορφώσεις (1026 δευτερόλεπτα) και να επιλέξει την κατάλληλη.
Τα πράιονς αποτελούν εξαίρεση στο δόγμα του Άνφινσεν. Τα πράιονς είναι σταθερές διαμορφώσεις πρωτεϊνών που διαφέρουν από την εγγενή κατάσταση αναδίπλωσης. Στη σπογγώδηεγκεφαλοπάθειατων βοοειδών (νόσος των τρελών αγελάδων), οι εγγενείς πρωτεΐνες αναδιπλώνονται σε μια διαφορετική σταθερή διαμόρφωση, η οποία προκαλεί θανατηφόρο συσσώρευση αμυλοειδούς. Άλλες αμυλοειδείς ασθένειες, όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ και η νόσος του Πάρκινσον, αποτελούν επίσης εξαιρέσεις από το δόγμα του Άνφινσεν.
Αναδιπλωμένη, τρισδιάστατη δομή της ριβονουκλεάσης Α
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Ποιο είναι το δόγμα του Άνφινσεν;
A: Το δόγμα του Άνφινσεν είναι μια υπόθεση στη μοριακή βιολογία που προτάθηκε από τον Κρίστιαν Άνφινσεν και υποδηλώνει ότι η αναδίπλωση μιας πρωτεΐνης στη φυσική της δομή γίνεται αυτόματα από την αλληλουχία των αμινοξέων της πρωτεΐνης.
Ερ: Ποιες είναι οι τρεις προϋποθέσεις για τη μοναδικότητα, τη σταθερότητα και την κινητική προσβασιμότητα;
Α: Η μοναδικότητα απαιτεί η αλληλουχία να μην έχει καμία άλλη διαμόρφωση με συγκρίσιμη ελεύθερη ενέργεια. Η σταθερότητα σημαίνει ότι μικρές αλλαγές στο περιβάλλον δεν μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στην ελάχιστη διαμόρφωση. Η κινητική προσβασιμότητα σημαίνει ότι η τελική μορφή μπορεί να ληφθεί χωρίς να περάσουμε από ιδιαίτερα πολύπλοκες αλλαγές στη μορφή (όπως οι κόμποι, για παράδειγμα).
Ερ: Τι είναι το παράδοξο του Levinthal;
Α: Το παράδοξο του Levinthal δηλώνει ότι ο αριθμός των πιθανών διαμορφώσεων που είναι διαθέσιμες σε μια δεδομένη πρωτεΐνη είναι αστρονομικά μεγάλος, έτσι ώστε ακόμη και μια μικρή πρωτεΐνη 100 καταλοίπων θα απαιτούσε περισσότερο χρόνο από όσο έχει υπάρξει το σύμπαν για να εξερευνήσει όλες τις πιθανές διαμορφώσεις (1026 δευτερόλεπτα) και να επιλέξει την κατάλληλη.
Ερ: Υπάρχουν εξαιρέσεις στο δόγμα του Άνφινσεν;
Α: Ναι, τα πράιονς και οι αμυλοειδείς ασθένειες όπως η σπογγώδης εγκεφαλοπάθεια των βοοειδών (νόσος των τρελών αγελάδων), η νόσος του Αλτσχάιμερ και η νόσος του Πάρκινσον αποτελούν εξαιρέσεις στο δόγμα του Άνφινσεν.
Ερ: Πώς κέρδισε ο Κρίστιαν Άνφινσεν το βραβείο Νόμπελ;
Α: Ο Christian Anfinsen κέρδισε το Νόμπελ Χημείας για την εργασία του σχετικά με τη δομή του ενζύμου ριβονουκλεάση Α.
Ερ: Σε τι διαφέρουν τα πρίονες από την εγγενή κατάσταση αναδίπλωσης;
Α: Τα πράιονς είναι σταθερές διαμορφώσεις των πρωτεϊνών που διαφέρουν από την εγγενή κατάσταση αναδίπλωσης.
