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Molecola del Mese
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Tirosina chinasi
Esaminiamo ora un'altra proteina, la tirosina chinasi
che è stata la Molecola del Mese nel luglio 2003.
Potremo vedere che, nella sua struttura, ci sono non solo porzioni ad
alfa elica, ma anche beta a pieghe. Anche in questa proteina noteremo
una molecola non proteica legata, ANP (5'-Adenil-immido-trifosfato).
Normalmente nella tirosina chinasi è presente ATP per
assistere la reazione di fosforilazione, dato che è un donatore
di ioni fosfato. In questo caso, per poter cristallizzare la proteina
e sottoporla a diffrazione ai raggi X, hanno sostituito ATP con ANP
che è simile strutturalmente, ma non può dare la reazione
di fosforilazione e così la struttura proteica resta stabile
per il tempo necessario ad eseguire l'esame.
Per cominciare, scaricate il file della tirosina
chinasi 2src.zip, decomprimetelo
per ottenere il file PDB 2src.pdb e collocatelo in una directory
che chiamerete Tirosina.
Fate click destro su 2src.pdb e nel menù che compare
scegliete Apri con / Internet Explorer. Nella finestra con fondo
nero del browser vedrete la struttura 3D della mioglobina rappresenteta
con tratti sottili (rappresentazione wireframe, fil di ferro). Ora ridimensionate
la finestra di Internet Explorer perchè occupi solo la metà
inferiore dello schermo. Nella metà superiore adattate questa
finestra che contiene la procedura da seguire passo passo.
Esaminare la proteina
1) Trascinate il mouse premendo
il pulsante sinistro per ruotare la proteina
2) Premendo shift + pulsante sinistro potete
ingrandirla o rimpicciolirla
3) Premendo shift + pulsante destro potete
ruotarla attorno all'asse perpendicolare allo schermo
4) Premendo Ctrl + pulsante destro potete trascinarla
sullo schermo
Notate che c'è un piccolo gruppo di atomo rossi e gialli in sequenza.
Si tratta del gruppo trifosfato modificato dell'ANP. Provate ad ingrandirlo
e a portarlo in primo piano (fig. 1). Se ci cliccate sopra compare
la scritta Hetero: ANP 1 in basso. Notate in giallo gli atomi
di fosforo, in rosso gli ossigeni, in blu l'azoto. Osservate anche l'anello
del ribosio in grigio e rosso e i due anelli dell'adenina in grigio
e blu.
5) Premendo il pulsante destro compare il menù
principale. Scegliete Display e tra le opzioni che compaiono
scegliete: Cartoons. Ora dal menù scegliete Color -
Structure (fig. 2).
Le porzioni ad alfa elica della proteina sono colorate in porpora, e
le porzioni beta pieghe in giallo. Notate che le porzioni beta pieghe
sono disposte appaiate e antiparallele come si vede dalla punta delle
frecce. Osservate la struttura a forcina con la catena proteica ripiegata
su se stessa (fig. 3).
6) Ora dal menù scegliete
Color - Group. Poi scegliete Select - Hetero - Ligand
e poi Display - Spacefill - Van der Waals e ancora Color -
CPK. Vedrete la struttura proteica rappresentata con colori diversi
per ogni dominio funzionale e le molecole legate alla proteina in evidenza
(fig. 4)
Notate in blu e azzurro scuro (a sinistra) i domini di legame
che hanno il compito di legare le proteine alle quali la tirosina chinasi
deve trasferire un fosfato. Notate in verde e azzurro chiaro (a destra)
i domini catalitici che contengono ATP (il legando) la molecola
che esegue la fosforilazione. Notate ancora il lungo filamento azzurro
scuro che passa in diagonale dal dominio di legame a quello catalitico.
Passa proprio all'interno del sito di legame e così impedisce
la funzione dell'enzima. Questa infatti è una forma inattiva
di titosina chinasi.
7) Per esaminare
in dettaglio l'ANP procedete così: scegliete Display - Sticks
e poi Select - Protein - Protein e ancora Display - Backbone.
Ora ingrandite e portate in primo piano L'ANP (fig. 5).
Si possono vedere molto bene i due anelli della adenina (a sinistra
in grigio e azzurro), L'anello del ribosio (al centro in grigio e rosso),
la sequenza di gruppi fosfato (a destra in rosso e giallo) interrotta
da un atomo di azoto (in azzurro)
8) Il gruppo ANP è inserito in una tasca apolare che
può essere apprezzata così: scegliete Display - Spacefill
- Van der Waals e poi Select - Hetero - Ligand e ora Option
- Dot surface - Van der Waals (fig. 6).
Notate che gli amminoacidi che costituiscono la tasca e che si avvicinano
all'anello aromatico dell'adenina dell'ANP sono apolari o aromatici
come la leucina 273, la leucina 393, la valina 281 e la tirosina 340.
(per osservarli basta un click del mouse e se ne può leggere
il nome in basso). D'altra parte gli amminoacidi vicini ai gruppi fosfato
sono basici come lisina 395 e arginina 388.
9) Osservate infine la coda verde (in alto in fig.
4) che si lega al dominio azzurro scuro. Questo legame è
realizzato da una tirosina fosfato della coda (in evidenza in fig. 4
e in fig. 7). Anzi è proprio la fosforilazione di questa
tirosina che inattiva l'enzima, infatti la tirosina fosforilata si va
a legare al dominio azzurro scuro e così obbliga la proteina
ad assumere la forma a palla che osserviamo.
In questa forma risulta inattivo il sito di legame (in blu in fig.
4) perchè è occupato da quel filamento che collega
i domini in diagonale.
Per ottenere la figura 7, selezionate Select - Hetero - Ligand
e poi Display - Spacefill - Van der Waals infine deselezionate
Option - Dot surface - Van der Waals. Ora ruotate la struttura
fino a identificare la tirosina fosforilata che tiene bloccata la coda
della proteina (fig. 7). Esplorate gli amminoacidi del dominio
azzurro scuro in mezzo ai quali si è legato il gruppo fosfato
della tirosina. Anche qui, vicino al gruppo fosfato giallo e rosso,
troverete alcuni amminoacidi basici e altri acidi.
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