Interacțiuni electrostatice cu rază mică de acțiune în proteine

În structurile proteice sunt prezente două tipuri de interacțiuni de legătură necovalentă, specifice și nespecifice. Interacțiunile nespecifice sunt în cea mai mare parte hidrofobe și van der Waals. Interacțiunile specifice sunt în mare parte electrostatice. În timp ce efectul hidrofob este forța motrice majoră în plierea proteinelor, interacțiunile electrostatice sunt importante în plierea, stabilitatea, flexibilitatea și funcția proteinelor. Aici analizăm rolul interacțiunilor electrostatice la distanță mică (punți de sare) și rețelele acestora în proteine. Punțile de sare sunt formate de perechi spațial apropiate de reziduuri cu sarcini opuse în structurile proteice native. Adesea, reziduurile care formează punți de sare sunt, de asemenea, apropiate în secvența proteică și se încadrează în același element structural secundar, bloc de construcție, unitate de pliere autonomă, domeniu sau subunitate, în concordanță cu modelul ierarhic de pliere a proteinelor. Dovezi recente sugerează, de asemenea, că reziduurile încărcate și polare din interfețele în mare parte hidrofobe pot acționa ca puncte fierbinți pentru legare. Punțile de sare sunt rareori întâlnite între părțile proteice care sunt unite prin balamale flexibile, fapt care sugerează că punțile de sare constrâng flexibilitatea și mișcarea. În timp ce intuiția chimică convențională se așteaptă ca punțile de sare să contribuie în mod favorabil la stabilitatea proteinelor, dovezile computaționale și experimentale recente arată că punțile de sare pot fi stabilizatoare sau destabilizatoare. Datorită flexibilității sistemice a proteinelor, reflectată în mișcările la scară mică ale lanțului lateral și ale atomilor din coloana vertebrală, punțile de sare și stabilitățile acestora fluctuează în proteine. În același timp, comparațiile la nivel de genom, de compoziție a secvenței de aminoacizi, structurale și termodinamice ale proteinelor termofile și mezofile indică faptul că interacțiunile specifice, cum ar fi punțile de sare, pot contribui în mod semnificativ la diferența de stabilitate a proteinelor termofile și mezofile.