Paradoxo de Levinthal: Diferenzas entre revisións

O '''paradoxo de Levinthal''' é un [[experimento mental]], que constitúe unha [[autorreferencia]] na teoría do [[pregamento de proteínas]]. En 1969, [[Cyrus Levinthal]] decatouse de que, debido ao gran número de [[grao de liberdade|graos de liberdade]] dunha cadea polipeptídica non pregada, a molécula ten un número astronómico de posibles conformacións que podería adoptar. Nun dos seus traballos publicados fixo unha estimación de 3³⁰⁰ ou 10¹⁴³ posibilidades<ref>{{citeCita journalpublicación periódica

|archiveurl = http://web.archive.org/web/20101007174851/http://www-miller.ch.cam.ac.uk/levinthal/levinthal.html |archivedate = 2010-10-07}}</ref> (a miúdo citado incorrectamente como se fose unha publicación de 1968).<ref>{{citeCita publicación journalperiódica

|last=Levinthal|first=Cyrus|year=1968|title=Are there pathways for protein folding?|journal=Journal de Chimie Physique et de Physico-Chimie Biologique|volume=65|pages=44–45|url=http://www.biochem.wisc.edu/courses/biochem704/Reading/Levinthal1968.pdf}}</ref>) Por exemplo, un polipéptido de 100 residuos de aminoácido terá 99 [[enlace peptídico|enlaces peptídicos]], e, por tanto, 198 ángulos de enlace fi e psi distintos. Se cada un destes ángulos de enlace pode estar nunha de tres posibles conformacións estables, a proteína pode pregarse incorrectamente (non adoptando a súa conformación nativa) nun máximo de 3¹⁹⁸ conformacións distintas (incluíndo calquera posible redundancia de pregamento). Por tanto, se a proteína ten que atinguir a súa correcta configuración de pregamento probando secuencialmente todas as posibles conformacións, iso requeriríalle un tempo maior ca idade do Universo para chegar á súa correcta conformación nativa. Isto segue sendo certo mesmo se se proba cada conformacións en tempos tan breves como [[nanosegundo]]s ou [[picosegundo]]s. O "paradoxo" é que a maioría das proteínas pequenas tardan en pregarse espontaneamente un milisegundo ou mesmo un microsegundo, moito menos do que teoricamente se requiriría. Este paradoxo é básico para as aproximacións computacionais no estudo da [[predición da estrutura das proteínas]].<ref>{{citeCita journalpublicación periódica |author=Zwanzig R, Szabo A, Bagchi B |title=Levinthal's paradox |journal=Proc Natl Acad Sci USA |date=1992-01-01 |volume=89 |issue=1 |pages=20–22 |pmc=48166 |pmid=1729690 |doi=10.1073/pnas.89.1.20}}</ref>

O propio Levinthal era consciente de que as proteínas se pregan espontaneamente e en breve tempo. Suxeriu que este paradoxo podía resolverse se "o pregamento de proteínas é acelerado e guiado pola rápida formación de interaccións locais, que determinan o posterior pregamento do péptido; isto suxire que hai secuencias de aminoácidos locais que establecen interaccións estables e serven como puntos de nucleación no proceso de pregamento."<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|author=Rooman, Marianne Rooman; Yves Dehouck; Jean Marc Kwasigroch; Christophe Biot; Dimitri Gilis |year=2002| title= What is paradoxical about Levinthal Paradox?|journal=Journal of Biomolecular Structure and Dynamics |volume=20| issue=3| pages=327–329| url=http://www.jbsdonline.com/full_text_PDFs/Sdc6igJmaYp-~Warqqdd82uzSIT.pdf|pmid=12437370}}</ref> De feito, detectáronse experimentalmente os intermediatos do pregamento da proteína e os estados de transición parcialmente pregados, o cal explica o rápido [[pregamento das proteínas]]. Isto tamén se pode describir como que o pregamento das proteínas está dirixido en [[paisaxe de enerxía|paisaxes de enerxía]] de [[funil de pregamento|tipo funil]]<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|author= Dill K & H.S. Chan |year=1997| title= From Levinthal to pathways to funnels|journal=Nat. Struct. Biol.|volume= 4|pages=10–19 | pmid = 8989315| doi=10.1038/nsb0197-10|issue= 1 }}</ref><ref>{{citeCita journalpublicación periódica|author= Durup, Jean |year=1998| title=On "Levinthal paradox" and the theory of protein folding|journal= Journal of Molecular Structure |volume= 424| issue= 1–2| pages=157–169|doi= 10.1016/S0166-1280(97)00238-8}}</ref><ref>{{citeCita journalpublicación periódica |year=1994| title= How does a protein fold ?|journal=Nature |volume=369|pages=248–251 |url=http://courses.theophys.kth.se/SI2700/sali1.pdf |doi=10.1038/369248a0 |issue=6477 |last1=s˘Ali |first1=Andrej |last2=Shakhnovich |first2=Eugene |last3=Karplus |first3=Martin |pmid=7710478 |unused_data=Sali, Andrej; Eugene Shakhnovich & Martin Karplus}}</ref> Algunhas aproximacións computacionais á predición da estrutura das proteínas procuraron identificar e estimular o mecanismo do pregamento de proteínas.<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|author= Karplus, Martin |year=1997| title=The Levinthal paradox: yesterday and today|journal= Folding and Design |volume=2| pages=S69–S75 |doi=10.1016/S1359-0278(97)00067-9|pmid= 9269572|issue= 4}}</ref>

Levinthal tamén suxeriu que a estrutura nativa podería ter unha enerxía maior, se a enerxía máis baixa non fose accesible cineticamente. Unha analoxía é unha rocha rodando monte abaixo que se queda atrancada nunha foxa a medio camiño (enerxía maior do mínimo) en vez de chegar á base do monte (o mínimo de enerxía).<ref>{{citeCita journalpublicación periódica| author= Hunter, Philip |year=2006| title= Into the fold| journal= EMBO Rep. |volume=7|issue=3| pages=249–252 |doi=10.1038/sj.embor.7400655 | pmid=16607393| pmc= 1456894}}</ref>

Unha explicación do paradoxo é a seguinte: Segundo [[Edward Trifonov]] e Igor Berezovsky,<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last1 = Berezovsky|first1 = Igor N.|last2 = Trifonov|first2 = Edward N.|title = Loop fold structure of proteins: Resolution of Levinthal's paradox|journal = Journal of Biomolecular Structure &amp; Dynamics|year = 2002|volume = 20|pages = 5–6|issn = 0739-1102|url = http://paradox.harvard.edu/~igor/PUBL_BER/PUB22.pdf|issue = 1}}</ref> as proteínas préganse por subunidades da cadea polipeptídica (módulos) dun tamaño de entre 25 e 30 aminoácidos.

== Notas ==

== Véxase tamén ==

=== Outros artigos ===

* [[Chaperona]]

* [[Dogma de Anfinsen]]

* [[Pregamento das proteínas]]

=== Ligazóns externas ===