konformationsändringar

Konformationsändringar är förändringar i den tredimensionella strukturen hos molekyler, särskilt proteiner och RNA, som sker utan förändringar i den genetiska sekvensen. Sådana förändringar kan uppkomma när ligander binder till en biopolymer, vid posttranslationella modifieringar eller som svar på miljöfaktorer såsom pH, temperatur, jonstyrka eller redoxstatus. De involverar ofta rörelse mellan domäner, rotation av sidokedjor eller omorganisering av loopar och aktiva siter, och kan skapa alternativa funktionella tillstånd.

Det finns två centrala modeller: induced fit-modellen där ligandbindning driver en ny konformation av molekylen, och konformationsval där liganden selekterar bland ett spektrum av befintliga konformationer. I båda fallen är det energilandskapet som reglerar övergångarna mellan olika tillstånd; lokala minimor och energibarriärer avgör hur ofta och hur snabbt övergångarna sker. Små skillnader i stabilitet mellan tillstånd kan få stor funktionell betydelse.

Funktionellt är konformationsändringar centrala för allosteri, reglering av enzymaktivitet, signalering via receptorer och transport över membran. De förklarar hur proteiner kan reglera aktivitet, specificitet och interaktioner utan att byta primärstruktur.

Tekniker som används för att studera konformationsändringar inkluderar röntgenkristallografi, kärnmagnetresonans (NMR) spektroskopi, cryo-elektronmikroskopi, single-molecule FRET och molekylärdynamiksimuleringar.

Exempel på välkända konformationsändringar finns hos hemoglobin, där syrebindning förändrar konformationer, och hos GPCR-receptorer som antar aktiva respektive inaktiva tillstånd.

Se även: allosteri, proteinveckning, proteindynamik.