primaarirakenteen

Primaarirakenne viittaa proteiinin aminohappojen lineaariseen järjestykseen peptidiketjuna. Järjestys on peräisin proteiinia koodaavan geenin informaatiosta ja määrittää proteiinin N- ja C-terminukset sekä aminohappojen sivuryhmien kemialliset ominaisuudet.

Primaarirakenteen esittäminen tapahtuu usein yhden- tai kolmenkirjaimen koodauksella, ja sekvenssi luetaan N-terminuksesta C-terminukseen. Sekvensointi ja genetiikka antavat perustan proteiinin primaarirakenteelle. Klassinen Edman-sekvensointi on vanha menetelmä, mutta nykyisin tärkeää ovat massaspektrometria ja de novo -sekvensointi sekä genomisen tiedon hyödyntäminen proteiinitietokannoissa.

Primaarirakenne on keskeinen tekijä proteiinin korkeampien rakenteiden muodostumisessa. Sen kautta määräytyvät mahdollisuudet muodostua toisen asteen (esimerkiksi α-helikaalit ja β-kileet), kolmannen asteen ja neljännen asteen rakenteisiin. Lähtökohtana on, että rakenne ja toiminta määräytyvät kolmiulotteisen pakkauksen kautta, jossa merkittäviä tekijöitä ovat vesikeskitykset, vetysidokset, ioniset sekä hydrofobiset vuorovaikutukset ja disulfidisillat. Anfinsenin dogman mukaan primaarirakenne sisältää informaation täydellisen rakenteen muodostumiseksi, vaikka ympäristöolosuhteet vaikuttavat lopulliseen konformaatioon.

Mutaatiot primaarirakenteessa voivat muuttaa proteiinin toimintaa tai aiheuttaa sairauksia. Esimerkkejä ovat pienimuutokset beta-globiinin sekvenssissä, jotka johtavat sirppisoluanemiaan, sekä mirga delta-F508 –mutaatio CFTR-proteiinissa, joka heikentää proteiinin foldingia. Primaarirakenne on siten keskeinen käsite biologiassa, lääketieteessä ja evoluutiotutkimuksessa.

Käytännön merkitys ulottuu geneettisestä tutkimuksesta lääkekehitykseen ja proteiini-informatiikan analyysiin, joissa primaarirakenteen tunteminen ohjaa ymmärrystä proteiinien funktiosta ja kehitystä.