Nøgleforskellen mellem foldet og udfoldet protein er, at foldet protein er en biologisk aktiv struktur, mens udfoldet protein er en biologisk inaktiv struktur.
Translation producerer en lineær kæde af aminosyresekvenser, som ikke har en stabil 3D-struktur. Derfor interagerer aminosyresekvenser med hinanden og folder via en kompleks proces kaldet proteinfoldning. Det er en vigtig proces, som gør et protein biologisk aktivt. Den korrekte native struktur af et protein er meget afgørende for dets funktion. Polypeptidkæder foldes for at blive et biologisk aktivt protein i dets 3D-struktur. Foldede proteiner holdes sammen af forskellige molekylære interaktioner. De har en stabil 3D-struktur; derfor er de biologisk aktive i modsætning til udfoldede proteiner.
Hvad er et foldet protein?
Foldet protein er et biologisk aktivt protein, som har opnået sin stabile 3D-struktur. Proteinfoldning er den proces, der resulterer i foldede proteiner, og det sker i det endoplasmatiske retikulum. Proteinfoldningsprocessen er termodynamisk gunstig. Det opstår som en spontan reaktion. Det første trin i proteinfoldningen er dannelsen af sekundære strukturer såsom alfa-helixer eller beta-ark fra den primære struktur af et protein. Sekundære strukturer baner så vejen til tertiære strukturer. α-helixer og β-sheets foldes til en tredimensionel struktur. Tertiære strukturer folder derefter yderligere og danner den kvaternære struktur af et protein.
Flere faktorer påvirker proteiners evne til at folde til deres korrekte funktionelle former. Nogle af faktorerne er elektriske og magnetiske felter, temperatur, pH, kemikalier, pladsbegrænsning og molekylær trængsel. Forkert foldning kan føre til forskellige sygdomstilstande. Alzheimers sygdom og cystisk fibrose er to almindelige sygdomme forårsaget af proteinfejlfoldning.
Figur 01: Proteinfoldning
Under foldningen interagerer polypeptidkæder gennem kovalente og ikke-kovalente interaktioner. Hydrofobe interaktioner og van der Waals-interaktioner er to typer ikke-kovalente interaktioner, der hjælper med proteinfoldning. Ikke-kovalente interaktioner er svage og kortvarige interaktioner. De giver dog grundlæggende drivkræfter. Kovalente interaktioner såsom disulfidbindinger og ionbindinger hjælper også med proteinfoldning, og de er stærke interaktioner. Proteinfoldning finder sted i et vandigt miljø.
Hvad er et udfoldet protein?
Ufoldet protein er en lineær aminosyresekvens. Det findes i den primære struktur, som er en polypeptidkæde. Udfoldede proteiner er biologisk inaktive. Desuden er det en uordnet åben struktur med løst pakkede sidekæder. Med andre ord mangler udfoldede proteiner en ordnet struktur. Udfoldede proteiner bidrager til patologien af mange sygdomme.
Figur 02: Udfoldet proteinrespons
For at blive et funktionelt protein skal udfoldede proteiner foldes til stabile tredimensionelle konformationer. I mange tilfælde skal multiple polypeptidkæder samles til et funktionelt kompleks. Ud over det gennemgår de fleste proteiner modifikationer såsom sp altning eller kovalente bindinger med kulhydrater og lipider.
Hvad er lighederne mellem foldet og udfoldet protein?
- Ekstrem temperatur, ekstrem pH, mekaniske kræfter og kemiske denatureringsmidler kan omdanne et foldet protein til et udfoldet protein.
- Denaturering af proteiner er en overgangsproces fra den foldede til den udfoldede tilstand.
Hvad er forskellen mellem foldet og udfoldet protein?
Foldet protein er et ordnet, kugleformet protein med en tætpakket hydrofob kerne, mens udfoldet protein er en uordnet, åben struktur med løst pakkede sidekæder. Så dette er den vigtigste forskel mellem foldet og udfoldet protein. Desuden er de foldede proteiner biologisk aktive og fungerer korrekt, mens de udfoldede proteiner er biologisk inaktive og ikke fungerer korrekt.
Nedenstående infografik viser en detaljeret sammenligning af begge proteiner for tydeligt at skelne forskellen mellem foldet og udfoldet protein.
Opsummering – foldet vs udfoldet protein
Generelt skal proteiner være korrekt foldet til specifikke, stabile, tredimensionelle konformationer for at fungere korrekt. Udfoldede proteiner er biologisk inaktive, mens foldede proteiner er biologisk aktive. Foldede proteiner har en 3D-struktur, mens udfoldede proteiner er uordnede, åbne strukturer med løst pakkede sidekæder. Dette opsummerer således forskellen mellem foldet og udfoldet protein.
