1. Strukturella förändringar:
* hydrofobicitetsskift: Ytan på ett protein är vanligtvis hydrofil, vilket innebär att den interagerar positivt med vatten. Att ersätta en laddad aminosyra (hydrofil) med en icke-polär (hydrofob) skapar en hydrofob lapp på ytan.
* konformationsförändringar: Denna hydrofoba plåster kan störa proteinets tertiära struktur, vilket leder till vikningsförändringar, vilket potentiellt påverkar dess övergripande form och stabilitet.
* aggregering: Den hydrofoba lappen kan locka andra hydrofoba regioner i proteinet, främja aggregering eller felfoldning, vilket kan leda till proteindysfunktion eller till och med sjukdom.
2. Funktionella förändringar:
* interaktion med andra molekyler: Laddningen för aminosyran kan vara involverad i elektrostatiska interaktioner med andra molekyler som ligander, substrat eller andra proteiner. Att ersätta den med en icke-polär aminosyra kan störa dessa interaktioner och påverkar proteinets bindningsförmåga.
* Aktivitet: Om den laddade aminosyran spelar en roll i proteinets katalytiska aktivitet (t.ex. i ett enzym), kan ersättning av den minska eller eliminera dess enzymatiska funktion.
3. Stabilitetsförändringar:
* hydrering: Laddade aminosyror bidrar till hydratiseringsskalet runt proteinet, som stabiliserar dess struktur. Att ta bort dem kan minska hydrering och minska stabiliteten.
* vikning: Den förändrade hydrofobicitetsprofilen kan störa den korrekta vikningen av proteinet, vilket gör det benäget att denaturera.
Exempel:
* mutationer i hemoglobin: En enda aminosyrasubstitution från glutamat (laddad) till valin (icke-polär) på ytan av hemoglobinproteinet orsakar sigdcellanemi. Denna till synes små förändring leder till hydrofoba interaktioner, vilket gör att hemoglobin aggregerar och deformeras röda blodkroppar.
* enzyminaktivering: Att ersätta en laddad aminosyra som utgör en del av det aktiva stället för ett enzym med en icke-polär kan man störa dess förmåga att binda substrat och katalysera reaktionen.
Sammantaget är effekterna av att utbyta en laddad aminosyra för en icke-polär på ytan av ett protein komplexa och kan variera beroende på den specifika aminosyran involverad, proteinets struktur och dess funktion. Det kan leda till betydande strukturella, funktionella och stabilitetsförändringar, vilket ibland resulterar i sjukdom eller förlust av funktion.
