5.6 : Globular and Fibrous Proteins

חלבונים התפתחו ליצירת מבנים רבעוניים וקומפלקסים מרובי יחידות כאשר מולקולות גדולות יותר נחוצות לתא, במקום שרשראות חומצות אמינו ארוכות יותר. רוב החלבונים נופלים לאחת משתי קטגוריות: כדורית וסיבית.

חלבונים כדוריים הם קומפקטיים, כאשר שרשרת חומצות האמינו שלהם הופכת לצורה ספרואידית. המבנים המשניים שלהם הם בדרך כלל תערובת של סלילי אלפא ויריעות בטא.

רוב החלבונים התוך-תאיים הם כדוריים ומסיסים במים, כגון אנזימים רבים וגורמי שעתוק. במבנים אלה, חומצות האמינו ההידרופוביות נדחסות בחוזקה למרכז המבנה הספרואידי, בעוד חומצות האמינו ההידרופיליות נמצאות על פני השטח החיצוניים.

חלבונים כדוריים מתקשרים זה עם זה במגוון תצורות, ויוצרים סוגים שונים של מבנים כולל חוטים או קומפלקסים מולטימריים.

רבים מהם יוצרים מבנים רבעוניים, יחידה פונקציונלית אחת המורכבת מיותר משרשרת חומצות אמינו אחת. לדוגמה, המוגלובין מתפקד כטטרמר, המורכב משתי יחידות אלפא ושתי תת-יחידות בטא.

מבנים גדולים עוד יותר יכולים להיבנות כאשר חלבון כדורי מתקשר עם חלבון נוסף אחד או יותר. לדוגמה, חוט להט אקטין נוצר כאשר מונומרים רבים של אקטין כדוריים מתחברים יחד ליצירת גדילי חלבון סליליים ארוכים.

שלא כמו חלבונים כדוריים קומפקטיים, חלבונים סיביים ממוקמים לעתים קרובות במטריצה החוץ תאית, מספקים מבנה ויוצרים צורות מורחבות.

חלבונים סיביים מורכבים בדרך כלל מיריעות אלפא או בטא, אך לעתים רחוקות שילוב של שניהם. לעתים קרובות יש להם חומצות אמינו הידרופוביות על פני השטח החיצוניים שלהם כי אינטראקציה עם מונומרים אחרים כדי ליצור מבנים גדולים יותר.

לדוגמה, קולגן הוא חלבון סיבי המורכב מסליל אלפא מורחב. שלושה סלילים מתפתלים זה סביב זה ויוצרים מבנה שנקרא סליל מפותל. סיבי קולגן מספקים מבנה וגמישות ברקמות חיבור.

החלבון פיברואין הוא דוגמה לחלבון סיבי המורכב מיריעות בטא והוא החלבון במשי המאפשר לגדילים להיות גמישים וחזקים כאחד.