Η βασική διαφορά μεταξύ άλφα και βήτα έλικας βασίζεται στον τύπο του δεσμού υδρογόνου που σχηματίζουν κατά την ανάπτυξη αυτών των δομών. Οι άλφα έλικες σχηματίζουν ενδομοριακούς δεσμούς υδρογόνου ενώ οι έλικες βήτα σχηματίζουν διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου.
Οι σύνθετες πρωτεΐνες έχουν τέσσερα δομικά οργανωτικά επίπεδα - πρωτογενές, δευτερογενές, τριτογενές και τεταρτοταγές. Οι δευτερεύουσες δομές των πρωτεϊνών σχηματίζουν τις πεπτιδικές αλυσίδες σε διαφορετικούς προσανατολισμούς. Οι πεπτιδικές αλυσίδες αποτελούνται από αλληλουχίες αμινοξέων που συνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς. Επομένως, υπάρχουν δύο κύριες δευτερεύουσες δομές στις πρωτεΐνες όπως η άλφα έλικα και η βήτα έλικα. Επιπλέον, υπάρχουν και άλλες δευτερεύουσες δομές που ονομάζονται δομές στροφής βήτα και φουρκέτας. Κυρίως, αυτό το άρθρο εστιάζει στη διαφορά μεταξύ της έλικας άλφα και βήτα.
Τι είναι το Alpha Helix;
Οι πρωτεΐνες έχουν τέσσερα δομικά επίπεδα οργάνωσης. Από αυτές, η άλφα έλικα είναι η πιο κοινή δευτερεύουσα δομή πρωτεϊνών. Και, αυτή η δομή εμφανίζεται ως μια ράβδος που τυλίγεται γύρω από έναν κεντρικό άξονα. Επιπλέον, η άλφα έλικα είναι μια δεξιόστροφη έλικα. Ωστόσο, θα μπορούσαν να υπάρχουν και αριστερόχειρες έλικες. Εδώ, οι πεπτιδικοί δεσμοί σχηματίζονται από το αμινοτελικό άκρο στο καρβοξυτελικό. Τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους μέσω αυτών των πεπτιδικών δεσμών. Οι ενδομοριακοί δεσμοί υδρογόνου είναι η κύρια αιτία για το σχηματισμό της άλφα έλικας.
Εικόνα 01: Alpha Helix
Η διάταξη της άλφα έλικας εξαρτάται από την υδρόφιλη και υδρόφοβη φύση της πρωτεΐνης. Εάν η αλληλουχία αμινοξέων αποτελείται από μεγάλο αριθμό υδρόφιλων R (μεταβλητών) ομάδων, οι ομάδες R προσανατολίζονται στην υδατική φάση. Εάν οι μεταβλητές ομάδες είναι υδρόφοβες, θα προεξέχουν στην υδρόφοβη φάση του περιβάλλοντος. Σε κάθε σενάριο, οι ομάδες R φαίνεται να εκτείνονται έξω από την ελικοειδή δομή. Λόγω αυτών των δομικών χαρακτηριστικών, η άλφα έλικα είναι πιο ανθεκτική στις μεταλλάξεις. Έτσι, η παρουσία δεσμών υδρογόνου σταθεροποιεί τη δομή της άλφα έλικας. Υπάρχουν κατά μέσο όρο 3,6 υπολείμματα ανά στροφή σε μια άλφα έλικα καθώς χρειάζονται 3,6 υπολείμματα για να αναπτυχθούν οι δεσμοί υδρογόνου. Ορισμένες δομικές πρωτεΐνες όπως το κολλαγόνο και η κερατίνη είναι πλούσιες σε άλφα έλικες.
Τι είναι το Beta Helix;
Η βήτα έλικα είναι η δεύτερη πιο κοινή δευτερογενής δομή μιας πρωτεΐνης. Αν και δεν είναι τόσο κοινό όσο η άλφα έλικα, η παρουσία των βήτα ελίκων παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη δομή της πρωτεΐνης. Ο σχηματισμός της έλικας βήτα λαμβάνει χώρα μέσω δύο φύλλων βήτα που διατάσσονται είτε με παράλληλο τρόπο είτε με αντιπαράλληλο τρόπο. Αυτά τα φύλλα στη συνέχεια σχηματίζονται σε μια ελικοειδή δομή. Οι διαμοριακοί δεσμοί υδρογόνου μεταξύ δύο κλώνων φύλλων βοηθούν στο σχηματισμό μιας βήτα έλικας.
Εικόνα 02: Beta Helix
Οι έλικες βήτα μπορούν να είναι και δεξιόχειρες ή αριστερόχειρες ανάλογα με τα μοτίβα δεσίματός τους. Όταν σχηματίζεται μια βήτα έλικα, οι μεταβλητές ομάδες των δύο φύλλων βήτα θα διατάσσονται εντός του πυρήνα της έλικας. Επομένως, η πλειονότητα των ομάδων που σχηματίζουν φύλλα βήτα έχουν υδρόφοβες λειτουργίες.
Σε αντίθεση με την άλφα έλικα, 17 υπολείμματα σχηματίζουν μία στροφή στις έλικες Βήτα. Τα μεταλλικά ιόντα έχουν την ικανότητα να ενεργοποιούν το σχηματισμό της έλικας βήτα. Παρόμοια με την άλφα έλικα, οι δεσμοί υδρογόνου υποστηρίζουν τη διατήρηση της δομής της έλικας Βήτα. Το ένζυμο ανθρακικής ανυδράσης και η πηκτική λυάση είναι δύο πρωτεΐνες πλούσιες σε βήτα έλικες.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Alpha και Beta Helix;
- Η άλφα και η βήτα έλικα είναι δύο δευτερεύουσες δομές πρωτεϊνών.
- Τα αμινοξέα είναι τα μονομερή και των δύο δευτεροταγών δομών.
- Επιπλέον, τα χημικά συστατικά των έλικων άλφα και βήτα είναι ο άνθρακας, το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο και το θείο.
- Επίσης, και οι δύο δευτερεύουσες δομές εξελίσσονται σε οργανισμό υψηλότερου επιπέδου.
- Επιπλέον, και τα δύο σταθεροποιούνται με δεσμούς υδρογόνου.
- Και στις δύο δομές, η υδροφοβικότητα προσδιορίζεται από την παρουσία των ομάδων R των αμινοξέων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Alpha και Beta Helix;
Η βασική διαφορά μεταξύ της έλικας άλφα και βήτα είναι ο τύπος του δεσμού υδρογόνου που εμφανίζουν. Η άλφα έλικα παρουσιάζει ενδομοριακούς δεσμούς υδρογόνου ενώ η έλικα βήτα παρουσιάζει διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου. Επιπλέον, η άλφα έλικα σχηματίζει μια δεξιόστροφη έλικα, ενώ η βήτα έλικα μπορεί να σχηματίσει και δεξιόστροφες και αριστερόστροφες έλικες. Επομένως, αυτή είναι επίσης μια σημαντική διαφορά μεταξύ της έλικας άλφα και βήτα.
Επιπλέον, μια περαιτέρω διαφορά μεταξύ της άλφα και της βήτα έλικας είναι ότι ο σχηματισμός άλφα έλικας λαμβάνει χώρα με τη συστροφή της αλληλουχίας αμινοξέων, ενώ στον σχηματισμό έλικας βήτα τα δύο φύλλα βήτα είτε παράλληλα είτε αντιπαράλληλα συνδέονται με σχηματίζουν την ελικοειδή δομή.
Το παρακάτω γραφικό πληροφοριών παρουσιάζει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη διαφορά μεταξύ της έλικας άλφα και βήτα.
Σύνοψη – Alpha vs Beta Helix
Τόσο οι άλφα έλικες όσο και οι βήτα έλικες είναι σημαντικές για τον εντοπισμό και την εξαγωγή σύνθετων πρωτεϊνικών δομών. Και οι δύο τύποι είναι δευτερεύουσες δομές πρωτεϊνών. Ωστόσο, η άλφα έλικα είναι μια ελικοειδής συστροφή αλληλουχιών αμινοξέων. Αντίθετα, ο σχηματισμός βήτα έλικας συμβαίνει μέσω του δεσμού υδρογόνου παράλληλων ή αντιπαράλληλων φύλλων βήτα. Επιπλέον, ο δεσμός υδρογόνου είναι ενδομοριακός σε μορφή άλφα έλικας ενώ ο δεσμός υδρογόνου είναι διαμοριακός σε μορφή βήτα έλικας. Επιπλέον, και οι δύο αυτές δομές έχουν μια ομάδα R, η οποία καθορίζει την υδροφοβικότητα της πρωτεΐνης. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ της έλικας άλφα και βήτα.
