Kľúčový rozdiel medzi alfa a beta helixom závisí od typu vodíkovej väzby, ktorú tvoria pri vývoji týchto štruktúr. Alfa helixy tvoria intramolekulárne vodíkové väzby, zatiaľ čo beta helixy tvoria medzimolekulové vodíkové väzby.
Komplexné proteíny majú štyri štruktúrne organizačné úrovne – primárnu, sekundárnu, terciárnu a kvartérnu. Sekundárne štruktúry proteínov tvoria peptidové reťazce v rôznych orientáciách. Peptidové reťazce pozostávajú zo sekvencií aminokyselín viazaných peptidovými väzbami. Preto existujú dve hlavné sekundárne štruktúry v proteínoch ako alfa helix a beta helix. Okrem toho existujú ďalšie sekundárne štruktúry nazývané beta turn a hairpin štruktúry. Tento článok sa zameriava hlavne na rozdiel medzi alfa a beta helixom.
Čo je Alpha Helix?
Proteíny majú štyri štrukturálne úrovne organizácie. Z nich je alfa helix najbežnejšou sekundárnou štruktúrou proteínov. A táto štruktúra sa javí ako tyč, ktorá je navinutá okolo stredovej osi. Okrem toho je alfa špirála pravotočivá. Prítomné však mohli byť aj ľavotočivé skrutkovice. Tu sa peptidové väzby tvoria od amino-konca ku karboxy-koncu. Aminokyseliny sa navzájom spájajú prostredníctvom týchto peptidových väzieb. Vnútromolekulárne vodíkové väzby sú hlavnou príčinou vytvorenia alfa helixu.
Obrázok 01: Alpha Helix
Usporiadanie alfa helixu závisí od hydrofilnej a hydrofóbnej povahy proteínu. Ak aminokyselinová sekvencia pozostáva z vysokého počtu hydrofilných R (variabilných) skupín, R skupiny sa orientujú do vodnej fázy. Ak sú variabilné skupiny hydrofóbne, budú vyčnievať do hydrofóbnej fázy prostredia. V oboch scenároch sa zdá, že skupiny R vystupujú zo špirálovej štruktúry. Vďaka týmto štrukturálnym charakteristikám je alfa helix odolnejší voči mutáciám. Prítomnosť vodíkových väzieb teda stabilizuje štruktúru alfa helixu. V alfa helixe je priemerne 3,6 zvyškov na otáčku, pretože na vývoj vodíkových väzieb je potrebných 3,6 zvyškov. Niektoré štrukturálne proteíny ako kolagén a keratín sú bohaté na alfa helixy.
Čo je Beta Helix?
Beta helix je druhá najbežnejšia sekundárna štruktúra proteínu. Hoci to nie je také bežné ako alfa helix, prítomnosť beta helixov tiež hrá hlavnú úlohu v štruktúre proteínov. Tvorba beta helixu prebieha prostredníctvom dvoch beta listov usporiadaných buď paralelne alebo antiparalelne. Tieto listy sa potom formujú do špirálovej štruktúry. Medzimolekulové vodíkové väzby medzi dvoma pásovými vláknami pomáhajú pri vytváraní beta helixu.
Obrázok 02: Beta Helix
Beta skrutkovice môžu byť pravotočivé alebo ľavotočivé v závislosti od ich vzorov viazania. Pri vytváraní beta špirály sa variabilné skupiny dvoch beta listov usporiadajú v jadre špirály. Preto väčšina skupín tvoriacich beta listy má hydrofóbne funkcie.
Na rozdiel od alfa helixu tvorí 17 zvyškov jeden závit v beta helixoch. Kovové ióny majú schopnosť aktivovať tvorbu Beta helixu. Podobne ako pri alfa helixe, vodíkové väzby podporujú zachovanie štruktúry Beta helixu. Enzým karboanhydráza a pektát lyáza sú dva proteíny bohaté na beta helixy.
Aké sú podobnosti medzi Alpha a Beta Helix?
- Alfa a Beta Helix sú dve sekundárne štruktúry bielkovín.
- Aminokyseliny sú monoméry oboch sekundárnych štruktúr.
- Chemické zložky alfa a beta helixov sú navyše uhlík, vodík, kyslík, dusík a síra.
- Obe sekundárne štruktúry sa tiež vyvíjajú na organizáciu vyššej úrovne.
- Oboje sú navyše stabilizované vodíkovými väzbami.
- V oboch štruktúrach je hydrofóbnosť určená prítomnosťou R skupín aminokyselín.
Aký je rozdiel medzi Alpha a Beta Helix?
Kľúčový rozdiel medzi alfa a beta helixom je typ vodíkových väzieb, ktoré vykazujú. Alfa helix ukazuje intramolekulárne vodíkové väzby, zatiaľ čo beta helix ukazuje intermolekulárne vodíkové väzby. Okrem toho alfa helix tvorí pravotočivú špirálu, zatiaľ čo beta helix môže tvoriť pravotočivú aj ľavotočivú špirálu. Toto je tiež významný rozdiel medzi alfa a beta helixom.
Ďalším rozdielom medzi alfa a beta helixom je navyše to, že k tvorbe alfa helixu dochádza krútením sekvencie aminokyselín, zatiaľ čo pri tvorbe beta helixu sú dva beta listy, buď paralelné alebo antiparalelné, viazané na tvoria špirálovitú štruktúru.
Informačná grafika uvedená nižšie predstavuje viac informácií o rozdieloch medzi alfa a beta helixom.
Zhrnutie – Alfa vs Beta Helix
Alfa helixy aj beta helixy sú dôležité pri identifikácii a odvodení komplexných proteínových štruktúr. Oba typy sú sekundárne štruktúry proteínov. Alfa helix je však špirálovitým zákrutom aminokyselinových sekvencií. Na rozdiel od toho k tvorbe beta helixu dochádza prostredníctvom vodíkovej väzby paralelných alebo antiparalelných beta listov. Okrem toho je vodíková väzba intramolekulárna vo forme alfa helixu, zatiaľ čo vodíková väzba je intermolekulárna vo forme beta helixu. Okrem toho obe tieto štruktúry majú skupinu R, ktorá určuje hydrofóbnosť proteínu. Toto sumarizuje rozdiel medzi alfa a beta helixom.
