Klíčový rozdíl mezi alfa a beta helixem závisí na typu vodíkové vazby, kterou tvoří při vývoji těchto struktur. Alfa helixy tvoří intramolekulární vodíkové vazby, zatímco beta helixy tvoří mezimolekulární vodíkové vazby.
Komplexní proteiny mají čtyři strukturální organizační úrovně – primární, sekundární, terciární a kvartérní. Sekundární struktury proteinů tvoří peptidové řetězce v různých orientacích. Peptidové řetězce se skládají z aminokyselinových sekvencí vázaných peptidovými vazbami. Proto existují dvě hlavní sekundární struktury v proteinech jako alfa helix a beta helix. Kromě toho existují další sekundární struktury nazývané beta turn a hairpin struktury. Tento článek se zaměřuje především na rozdíl mezi alfa a beta helixem.
Co je Alpha Helix?
Proteiny mají čtyři strukturální úrovně organizace. Z nich je alfa šroubovice nejběžnější sekundární strukturou proteinů. A tato struktura se jeví jako tyč, která je navinutá kolem centrální osy. Alfa šroubovice je navíc pravotočivá šroubovice. Přítomny však mohly být i levotočivé šroubovice. Zde se tvoří peptidové vazby od amino-konce ke karboxy-konci. Aminokyseliny se navzájem spojují prostřednictvím těchto peptidových vazeb. Intramolekulární vodíkové vazby jsou hlavní příčinou vzniku alfa šroubovice.
Obrázek 01: Alpha Helix
Uspořádání alfa helixu závisí na hydrofilní a hydrofobní povaze proteinu. Pokud aminokyselinová sekvence sestává z vysokého počtu hydrofilních R (variabilních) skupin, orientují se R skupiny do vodné fáze. Pokud jsou proměnné skupiny hydrofobní, budou vyčnívat do hydrofobní fáze prostředí. V obou scénářích se zdá, že skupiny R vyčnívají ze šroubovicové struktury. Díky těmto strukturálním charakteristikám je alfa helix odolnější vůči mutacím. Přítomnost vodíkových vazeb tedy stabilizuje strukturu alfa šroubovice. V alfa šroubovici je průměrně 3,6 zbytků na otáčku, protože k vývoji vodíkových vazeb je zapotřebí 3,6 zbytků. Některé strukturální proteiny jako kolagen a keratin jsou bohaté na alfa helixy.
Co je Beta Helix?
Beta helix je druhou nejčastější sekundární strukturou proteinu. Ačkoli to není tak běžné jako alfa helix, přítomnost beta helixů také hraje hlavní roli ve struktuře bílkovin. Tvorba beta helixu probíhá prostřednictvím dvou beta listů uspořádaných buď paralelně nebo antiparalelně. Tyto listy se pak formují do spirálové struktury. Mezimolekulární vodíkové vazby mezi dvěma vlákny listu pomáhají při tvorbě beta šroubovice.
Obrázek 02: Beta Helix
Beta šroubovice mohou být pravotočivé nebo levotočivé v závislosti na jejich vzorech vazby. Při vytváření beta šroubovice se proměnné skupiny dvou beta listů uspořádají v jádru šroubovice. Proto má většina skupin tvořících beta listy hydrofobní funkce.
Na rozdíl od alfa helixu tvoří 17 zbytků jeden závit v beta helixech. Kovové ionty mají schopnost aktivovat tvorbu Beta helixu. Podobně jako u alfa helixu, vodíkové vazby podporují udržení struktury beta helixu. Enzym karboanhydráza a pektát lyáza jsou dva proteiny bohaté na beta helixy.
Jaké jsou podobnosti mezi Alpha a Beta Helix?
- Alfa a Beta Helix jsou dvě sekundární struktury proteinů.
- Aminokyseliny jsou monomery obou sekundárních struktur.
- Chemické složky alfa a beta helixů jsou navíc uhlík, vodík, kyslík, dusík a síra.
- Obě sekundární struktury se také vyvíjejí v organizaci vyšší úrovně.
- Obojí je navíc stabilizováno vodíkovými vazbami.
- V obou strukturách je hydrofobicita určena přítomností R skupin aminokyselin.
Jaký je rozdíl mezi Alpha a Beta Helix?
Klíčový rozdíl mezi alfa a beta šroubovicí je typ vodíkových vazeb, které vykazují. Alfa helix ukazuje intramolekulární vodíkové vazby, zatímco beta helix ukazuje mezimolekulární vodíkové vazby. Kromě toho alfa šroubovice tvoří pravotočivou šroubovici, zatímco beta šroubovice může tvořit pravotočivou i levotočivou šroubovici. To je také významný rozdíl mezi alfa a beta helixem.
Další rozdíl mezi alfa a beta helixem je navíc v tom, že tvorba alfa helixu probíhá stočením aminokyselinové sekvence, zatímco při tvorbě beta helixu jsou dva beta listy, buď paralelní nebo antiparalelní, vázány na tvoří spirálovou strukturu.
Níže uvedená infografika představuje více informací o rozdílu mezi alfa a beta helixem.
Shrnutí – Alpha vs Beta Helix
Jak alfa helixy, tak beta helixy jsou důležité při identifikaci a odvození komplexních proteinových struktur. Oba typy jsou sekundárními strukturami proteinů. Alfa helix je však helikální zkroucení aminokyselinových sekvencí. Naproti tomu tvorba beta helixu se děje prostřednictvím vodíkové vazby paralelních nebo antiparalelních beta listů. Kromě toho je vodíková vazba intramolekulární ve formě alfa šroubovice, zatímco vodíková vazba je mezimolekulární ve formě beta šroubovice. Kromě toho mají obě tyto struktury skupinu R, která určuje hydrofobnost proteinu. Toto shrnuje rozdíl mezi alfa a beta šroubovicí.
