Barril TIM

En bioloxía molecular o barril TIM é un pregamento de proteínas conservado que consta de oito hélices α e oito follas β paralelas que alternan ao longo do esqueleto da cadea polipeptídica. A estrutura denomínase TIM pola triosa-fosfato isomerase, un encima metabólico conservado. Os barrís TIM son un dos pregamentos proteicos máis comúns. Unha das características máis intrigantes que presentan os membros desta clase de proteínas é que aínda que todos mostran o mesmo pregamento terciario, hai moi pouca semellanza de secuencia entre eles. Polo menos hai 15 familias de encimas que utilizan este armazón^[1] para xerar a xeometría apropiada para o seu centro activo, sempre no extremo C-terminal das oito cadeas beta paralelas do bariil.

Visión superior do barril TIM dunha triosa-fosfato isomerase (PDB código 8TIM), con coloración degradada desde o azul (no extremo N-terminal) ao vermello (no C-terminal).

Estrutura e composición

Os barrís TIM considéranse pregamentos proteicos α/β porque inclúen un patrón alternante de hélices α e follas β nun dominio simple. No barril TIM as hélices e follas (xeralmente 8 de cada unha) forman un solenoide que se curva arredor para cerrarse sobre si mesmo e orixinar unha forma de donut, coñecida topoloxicamente como toroide. As follas β paralelas forman a parede interna do donut (por tanto, un barril β), mentres que as hélices α forman a parede externa do donut. Cada cadea β conecta coa seguinte cadea adxacente no barril por medio dun longo bucle cara á dereita que inclúe unha das hélices. Entón, o barril TIM pode ser considerado tamén como constituído por 8 estruturas supersecundarias β-α-β cara á dereita que se solapan.^[2]

Vista lateral do mesmo barril TIM (PDB código 8TIM).

Aínda que o diagrama de fita mostra un burato na parte central da proteína, en realidade, as cadeas laterais dos aminoácidos non se mostran nesta representación. Estas cadeas están apertadamente empaquetadas nesa parte central, que non está oca, e a maioría son cadeas laterais de aminoácidos voluminosos hidrofóbicos, aínda que hai tamén unhas poucas glicinas que se necesitan para deixar espazo para que encaixe o centro moi apertado das 8 repeticións. As interaccións de empaquetado entre as cadeas e as hélices están tamén dominadas pola hidrofobicidade e os residuos alifáticos ramificados valina, leucina, e isoleucina comprenden aproximadamente o 40% dos residuos totais das cadeas β.^[2].

Rexións bucle

Dos aproximadamente 200 residuos que cómpren para formar un barril TIM completo, uns 160 considéranse estruturalmente equivalentes nas diferentes proteínas que comparten este pregamento. Os restantes residuos están localizados nas rexións bucle que unen as hélices coas follas; os bucles no extremo C-terminal das follas beta adoitan conter o sitio activo, o cal é unha das razóns de que este pregamento sexa tan común: os residuos que cómpren para manter esta estrutura e os residuos que efectúan a catálise encimática son na súa maior parte conxuntos distintos de residuos.^[3] Os bucles de unión poden ás veces ser tan longos que poden conter outros dominios proteicos. Recentemente, demostrouse que os bucles catalíticos poden intercambiarse entre diferentes encimas con barril TIM como unidades semiautónomas de grupos funcionais.^[4]

Notas

1. R. K. Wierenga (2001). "The TIM-barrel fold: a versatile framework for efficient enzymes". FEBS Lett. 492 (3): 192–198. PMID 11257493. doi:10.1016/S0014-5793(01)02236-0.
2. Carl Branden and John Tooze. 1999. Introduction to Protein Structure 2nd ed. Garland Publishing: New York, NY. pp 47-50.
3. Ochoa-Leyva, A.; et al. (2009). "Protein design through systematic catalytic loop exchange in the (beta/alpha)8 fold.". J Mol. Biol 387 (10): 949–964. doi:10.1016/j.jmb.2009.02.022.
4. Ochoa-Leyva, A.; et al. (2011). "Exploring the Structure–Function Loop Adaptability of a (β/α)8-Barrel Enzyme through Loop Swapping and Hinge Variability.". J Mol. Biol 411 (1): 143–147. doi:10.1016/j.jmb.2011.05.027.

Véxase tamén

Outros artigos

• Triosa-fosfato isomerase
• Pregamento das proteínas
• Barril beta

Ligazóns externas

• SCOP lista de proteínas con barril TIM
• Arquivado 15 de xuño de 2013 en Wayback Machine.