How big is Alfaheeliks?

Alfaheeliks on valguahela lõik, mis on keerdunud parempoolseks spiraaliks nagu keerdtrepp, ja kõige levinum korrapärastest kujudest, milleks valguahelad kokku voltuvad. Koos keerust väljapoole ulatuvate külgahelatega on selle läbimõõt umbes 1,2 nanomeetrit. Nanomeeter on meetri miljardik.

Suurus

Valk on pikk ahel väiksematest molekulidest, mida nimetatakse aminohapeteks. Alfaheeliksis keerdub ahela selgroog ümber keskjoone ja iga aminohappe külgahel osutab väljapoole nagu pudeliharja harjased. Kogu varda laiuseks, külgahelad kaasa arvatud, on avaldatud uuringutes antud umbes 1–1,2 nanomeetrit. Ülal esitatud 1,2 nanomeetrit on selle vahemiku ülemises otsas.

Piki oma pikkust on heeliks väga korrapärane. Ühel keerul on 3,6 aminohapet ja keerd tõuseb 0,54 nanomeetrit, nii et iga aminohape lisab pikkusele 0,15 nanomeetrit. Keerdu hoiavad kujus vesiniksidemed, nõrgad tõmbejõud, mis seovad iga aminohappe ahelas neli kohta kaugemal asuva aminohappega. Heeliks võib olla lühike või pikk: 20 aminohappest koosnev heeliks on umbes 3 nanomeetrit pikk.

Suuruste võrdlused

DNA kaksikheeliks, 2 nanomeetrit lai, on umbes 1,7 korda laiem kui alfaheeliks.
20–25 aminohappest koosnev heeliks, 3–3,75 nanomeetrit pikk, on piisavalt pikk, et läbida rakumembraani fosfolipiidse kaksikkihi vett tõrjuvat keskosa. Valgud, mis läbivad membraane, teevad seda sageli alfaheeliksite abil.
Tüüpiline valk on 3–6 nanomeetrit lai ehk umbes 2,5–5 korda laiem kui alfaheeliks.
Umbes 67 000 kuni 83 000 alfaheeliksit, kõrvuti asetatud, ulatuksid inimese juuksekarva laiuseni (80 000–100 000 nanomeetrit).
Kui alfaheeliks oleks suurendatud miljard korda, oleks selle läbimõõt 1,2 meetrit ja iga keerd tõuseks 54 sentimeetrit, ning inimese juuksekarv oleks 80–100 kilomeetrit lai.

Kuidas see avastati

Linus Pauling, Robert Corey ja Herman Branson pakkusid alfaheeliksi välja 1951. aastal. Pauling oli kuju leidnud kolm aastat varem, kui ta lamas Inglismaal Oxfordis külmetusega voodis. Ta joonistas paberilehele valguahela ja voltis seda, kuni üks spiraali keerd sai moodustada vesiniksidemeid järgmisega. 1951. aasta artikli joonisel oli vasakpoolne heeliks, mis on looduslikes valkudes leiduvate heeliksite peegelpilt.

1951. aasta kevadel luges Max Perutz seda artiklit ja taipas, et 0,15-nanomeetrine samm iga aminohappe kohta peaks ilmnema, kui röntgenikiirgus valgul hajub. Ta katsetas ideed hobusekarva peal ja leidis signaali täpselt sealt, kus heeliks seda ennustas. 1957. ja 1959. aastal kaardistas John Kendrew' töörühm müoglobiini, hapnikku siduvat valku, ja nägi selle heeliksiid sirgete varrastena. Umbes 75% selle ahelast on keerdunud heeliksiteks, mis on 7–24 aminohappe pikkused, ja kõik need on parempoolsed.