تفاوت کلیدی بین مارپیچ آلفا و بتا به نوع پیوند هیدروژنی آنها در ایجاد این ساختارها بستگی دارد. مارپیچ های آلفا پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی را تشکیل می دهند در حالی که مارپیچ های بتا پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی را تشکیل می دهند.
پروتئین های پیچیده دارای چهار سطح سازمانی ساختاری هستند - اولیه، ثانویه، سوم و چهارم. ساختارهای ثانویه پروتئین ها زنجیره های پپتیدی را در جهت های مختلف تشکیل می دهند. زنجیره‌های پپتیدی شامل توالی‌های اسید آمینه است که با پیوندهای پپتیدی متصل شده‌اند. بنابراین، دو ساختار ثانویه اصلی در پروتئین ها به نام مارپیچ آلفا و مارپیچ بتا وجود دارد. علاوه بر این، ساختارهای ثانویه دیگری به نام ساختارهای بتا نوبت و سنجاق سر وجود دارد.این مقاله عمدتاً بر تفاوت بین مارپیچ آلفا و بتا تمرکز دارد.
Alpha Helix چیست؟
پروتئین ها دارای چهار سطح ساختاری سازمان هستند. از این میان، مارپیچ آلفا رایج ترین ساختار ثانویه پروتئین ها است. و این ساختار به صورت میله ای ظاهر می شود که حول یک محور مرکزی پیچیده شده است. علاوه بر این، مارپیچ آلفا یک مارپیچ راست دست است. با این حال، مارپیچ های چپ دست نیز می توانند وجود داشته باشند. در اینجا پیوندهای پپتیدی از آمینو ترمینال به کربوکسی ترمینال تشکیل می شود. اسیدهای آمینه از طریق این پیوندهای پپتیدی به یکدیگر متصل می شوند. پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی علت اصلی تشکیل مارپیچ آلفا هستند.
شکل 01: آلفا مارپیچ
آرایش مارپیچ آلفا به ماهیت آبدوست و آبگریز پروتئین بستگی دارد.اگر توالی اسید آمینه از تعداد زیادی گروه R (متغیر) آبدوست تشکیل شده باشد، گروه‌های R به سمت فاز آبی می‌روند. اگر گروه های متغیر آبگریز باشند، به سمت فاز آبگریز محیط بیرون خواهند آمد. در هر دو سناریو، به نظر می‌رسد که گروه‌های R از ساختار مارپیچی خارج می‌شوند. با توجه به این ویژگی های ساختاری، مارپیچ آلفا در برابر جهش ها مقاوم تر است. بنابراین، وجود پیوندهای هیدروژنی ساختار مارپیچ آلفا را تثبیت می کند. به طور متوسط 3.6 باقیمانده در هر چرخش در یک مارپیچ آلفا وجود دارد زیرا برای ایجاد پیوندهای هیدروژنی 3.6 باقیمانده لازم است. برخی از پروتئین‌های ساختاری مانند کلاژن و کراتین سرشار از مارپیچ‌های آلفا هستند.
Beta Helix چیست؟
مارپیچ بتا دومین ساختار ثانویه رایج پروتئین است. اگرچه به اندازه مارپیچ آلفا رایج نیست، حضور مارپیچ های بتا نیز نقش عمده ای در ساختار پروتئین ایفا می کند. شکل گیری مارپیچ بتا از طریق دو صفحه بتا که به صورت موازی یا ضد موازی چیده شده اند، صورت می گیرد.این صفحات سپس به یک ساختار مارپیچ تبدیل می شوند. پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی بین دو رشته ورقه ای به تشکیل مارپیچ بتا کمک می کند.
شکل 02: مارپیچ بتا
مارپیچ های بتا بسته به الگوهای اتصال آنها می توانند هر دو راست دست یا چپ باشند. هنگام تشکیل یک مارپیچ بتا، گروه های متغیر دو صفحه بتا در هسته مارپیچ قرار می گیرند. بنابراین، اکثر گروه‌هایی که صفحات بتا را تشکیل می‌دهند، عملکرد آبگریز دارند.
بر خلاف مارپیچ آلفا، 17 باقیمانده یک دور در مارپیچ های بتا تشکیل می دهند. یون های فلزی این توانایی را دارند که تشکیل مارپیچ بتا را فعال کنند. مشابه مارپیچ آلفا، پیوندهای هیدروژنی برای حفظ ساختار مارپیچ بتا پشتیبانی می کنند. آنزیم کربنیک انیدراز و پکتات لیاز دو پروتئین غنی از مارپیچ بتا هستند.
شباهت های بین آلفا و بتا هلیکس چیست؟
- آلفا و بتا هلیکس دو ساختار ثانویه پروتئین هستند.
- اسیدهای آمینه مونومرهای هر دو ساختار ثانویه هستند.
- علاوه بر این، ترکیبات شیمیایی مارپیچ آلفا و بتا کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و گوگرد است.
- همچنین، هر دو ساختار ثانویه به یک سازمان سطح بالاتر تبدیل می شوند.
- علاوه بر این، هر دو توسط پیوندهای هیدروژنی تثبیت می شوند.
- در هر دو ساختار، آبگریزی با حضور گروه‌های R اسیدهای آمینه تعیین می‌شود.
تفاوت بین آلفا و بتا هلیکس چیست؟
تفاوت اصلی بین مارپیچ آلفا و بتا در نوع پیوند هیدروژنی آنهاست. مارپیچ آلفا پیوند هیدروژنی درون مولکولی را نشان می دهد در حالی که مارپیچ بتا پیوند هیدروژنی بین مولکولی را نشان می دهد.علاوه بر این، مارپیچ آلفا یک مارپیچ راست دست را تشکیل می دهد، در حالی که مارپیچ بتا می تواند هر دو مارپیچ راست و چپ را تشکیل دهد. بنابراین، این نیز تفاوت قابل توجهی بین مارپیچ آلفا و بتا است.
علاوه بر این، تفاوت بیشتر بین مارپیچ آلفا و بتا این است که تشکیل مارپیچ آلفا با چرخاندن دنباله اسید آمینه صورت می گیرد، در حالی که در تشکیل مارپیچ بتا، دو صفحه بتا موازی یا ضد موازی به یکدیگر متصل می شوند. ساختار مارپیچ را تشکیل می دهند.
گرافیک اطلاعاتی زیر اطلاعات بیشتری در مورد تفاوت بین مارپیچ آلفا و بتا ارائه می دهد.
خلاصه - آلفا در مقابل مارپیچ بتا
هر دو مارپیچ آلفا و مارپیچ بتا در شناسایی و استنتاج ساختارهای پیچیده پروتئین مهم هستند. هر دو نوع ساختارهای ثانویه پروتئین ها هستند.با این حال، مارپیچ آلفا یک پیچش مارپیچ از توالی اسیدهای آمینه است. در مقابل، تشکیل مارپیچ بتا از طریق پیوند هیدروژنی صفحات بتای موازی یا ضد موازی اتفاق می‌افتد. علاوه بر این، پیوند هیدروژنی به شکل مارپیچ آلفا درون مولکولی است در حالی که پیوند هیدروژنی به شکل مارپیچ بتا بین مولکولی است. علاوه بر این، هر دو ساختار دارای یک گروه R هستند که آبگریزی پروتئین را تعیین می کند. بنابراین، این تفاوت بین مارپیچ آلفا و بتا را خلاصه می کند.
