Un helix alfa este un segment dintr-un lanț proteic răsucit într-o spirală spre dreapta, ca o scară în spirală. Este cea mai frecventă dintre formele regulate în care se pliază lanțurile proteice. Dacă se iau în calcul lanțurile laterale care ies din spirală, are aproximativ 1,2 nanometri în diametru, iar un nanometru este o miliardime de metru.

Dimensiune

O proteină este un lanț lung de molecule mai mici, numite aminoacizi. Într-un helix alfa, scheletul lanțului se înfășoară în jurul unei axe centrale, iar lanțul lateral al fiecărui aminoacid este orientat spre exterior, ca firele unei perii pentru sticle. Lățimea întregii tije, cu tot cu lanțurile laterale, este indicată în cercetările publicate la aproximativ 1–1,2 nanometri. Cei 1,2 nanometri afișați mai sus se află la capătul de sus al acestui interval.

Pe lungimea sa, helixul este foarte regulat. Fiecare spiră cuprinde 3,6 aminoacizi și urcă 0,54 nanometri, așa că fiecare aminoacid adaugă 0,15 nanometri la lungime. Spirala își păstrează forma datorită legăturilor de hidrogen, atracții slabe care leagă fiecare aminoacid de cel aflat cu patru poziții mai departe în lanț. Un helix poate fi scurt sau lung: unul alcătuit din 20 de aminoacizi are aproximativ 3 nanometri lungime.

Comparații de dimensiune

Dublul helix de ADN, lat de 2 nanometri, este de aproximativ 1,7 ori mai lat decât un helix alfa.
Un helix de 20–25 de aminoacizi, lung de 3–3,75 nanometri, este suficient de lung pentru a traversa mijlocul care respinge apa al bistratului fosfolipidic al unei membrane celulare. Proteinele care trec prin membrane fac adesea acest lucru cu ajutorul helixurilor alfa.
O proteină tipică are 3–6 nanometri în diametru, adică de aproximativ 2,5 până la 5 ori lățimea unui helix alfa.
Între aproximativ 67.000 și 83.000 de helixuri alfa așezate una lângă alta ar acoperi grosimea unui fir de păr uman, care este de 80.000–100.000 de nanometri.
Mărit de un miliard de ori, un helix alfa ar avea 1,2 metri în diametru, iar fiecare spiră ar urca 54 de centimetri. Un fir de păr uman ar avea 80–100 de kilometri lățime.

Cum a fost descoperit

Linus Pauling, Robert Corey și Herman Branson au propus helixul alfa în 1951. Pauling descoperise forma cu trei ani mai devreme, în timp ce stătea în pat cu o răceală la Oxford, în Anglia. A schițat un lanț proteic pe o foaie de hârtie și a îndoit-o până când o spiră a spiralei a putut forma legături de hidrogen cu următoarea. Desenul din lucrarea din 1951 înfățișa un helix răsucit spre stânga, imaginea în oglindă a celor din proteinele naturale.

În primăvara lui 1951, Max Perutz a citit lucrarea și și-a dat seama că pasul de 0,15 nanometri pentru fiecare aminoacid ar trebui să apară atunci când razele X se împrăștie pe o proteină. A testat ideea pe un fir de păr de cal și a găsit semnalul exact acolo unde îl prevedea helixul. În 1957 și 1959, echipa lui John Kendrew a cartografiat mioglobina, o proteină care leagă oxigenul, și a văzut helixurile ei sub formă de tije drepte. Aproximativ 75% din lanțul mioglobinei este răsucit în helixuri lungi de 7–24 de aminoacizi, iar toate sunt răsucite spre dreapta.

Surse

α-helix. In Foundations of Protein Structure. EMBL-EBI Training.
Protein Structure. In Organic Chemistry. OpenStax, 2023.
Predicting Helical Topologies in RNA Junctions as Tree Graphs. Laing et al., PLoS ONE, 2013.
Type Three Secretion System in Attaching and Effacing Pathogens. Gaytán et al., Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2016.
The Discovery of the α-Helix and β-Sheet, the Principal Structural Features of Proteins. Eisenberg, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2003.
Myoglobin and the Structure of Proteins. John C. Kendrew, Nobel Lecture, 1962.
Components and Structure. In Biology 2e, 2nd edition. OpenStax, 2018.
How Big Is the "Average" Protein?. In Cell Biology by the Numbers. Milo and Phillips, Garland Science, 2015.
DNA Structure and Sequencing. In Biology 2e, 2nd edition. OpenStax, 2018.
Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.

Report a Problem

for Alfa-helix