Sự khác biệt chính giữa chuỗi xoắn alpha và beta phụ thuộc vào loại liên kết Hydro mà chúng hình thành trong quá trình phát triển các cấu trúc này. Các vòng xoắn alpha hình thành các liên kết hydro nội phân tử trong khi các vòng xoắn beta hình thành các liên kết hydro giữa các phân tử.
Protein phức tạp có bốn cấp độ tổ chức cấu trúc - sơ cấp, thứ cấp, bậc ba và bậc bốn. Các cấu trúc bậc hai của protein tạo thành chuỗi peptit theo các định hướng khác nhau. Chuỗi peptit bao gồm trình tự axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit. Do đó, có hai cấu trúc thứ cấp chính trong protein là chuỗi xoắn alpha và chuỗi xoắn beta. Ngoài ra, còn có các cấu trúc thứ cấp khác được gọi là cấu trúc lần lượt beta và cấu trúc kẹp tóc. Chủ yếu, bài viết này tập trung vào sự khác biệt giữa chuỗi xoắn alpha và beta.
Alpha Helix là gì?
Protein có bốn cấp độ cấu trúc của tổ chức. Trong số này, chuỗi xoắn alpha là cấu trúc bậc hai phổ biến nhất của protein. Và, cấu trúc này xuất hiện như một thanh được quấn quanh trục trung tâm. Hơn nữa, chuỗi xoắn alpha là một chuỗi xoắn thuận tay phải. Tuy nhiên, các hình xoắn ốc thuận tay trái cũng có thể xuất hiện. Tại đây, các liên kết peptit hình thành từ đầu cuối amin đến đầu tận cùng cacboxy. Các axit amin liên kết với nhau thông qua các liên kết peptit này. Các liên kết hydro nội phân tử là nguyên nhân chính để hình thành chuỗi xoắn alpha.
Hình 01: Alpha Helix
Sự sắp xếp của chuỗi xoắn alpha phụ thuộc vào tính chất ưa nước và kỵ nước của protein. Nếu trình tự axit amin bao gồm nhiều nhóm R ưa nước (biến đổi), thì các nhóm R hướng vào pha nước. Nếu các nhóm biến đổi là kỵ nước, chúng sẽ nhô ra khỏi pha kỵ nước của môi trường. Trong cả hai trường hợp, các nhóm R dường như mở rộng ra ngoài cấu trúc xoắn ốc. Do những đặc điểm cấu trúc này, chuỗi xoắn alpha có khả năng chống đột biến cao hơn. Do đó, sự hiện diện của các liên kết Hydro làm ổn định cấu trúc của chuỗi xoắn alpha. Trung bình có 3,6 dư lượng mỗi lượt trong một chuỗi xoắn alpha vì cần 3,6 dư lượng để các liên kết hydro phát triển. Một số protein cấu trúc như collagen và keratin rất giàu các vòng xoắn alpha.
Beta Helix là gì?
Chuỗi xoắn beta là cấu trúc bậc hai phổ biến thứ hai của protein. Mặc dù nó không phổ biến như xoắn alpha, nhưng sự hiện diện của xoắn beta cũng đóng một vai trò quan trọng trong cấu trúc protein. Sự hình thành chuỗi xoắn beta diễn ra thông qua hai tấm beta được sắp xếp theo kiểu song song hoặc kiểu chống song song. Các tấm này sau đó hình thành một cấu trúc xoắn ốc. Liên kết hydro liên phân tử giữa hai sợi tấm giúp hình thành chuỗi xoắn beta.
Hình 02: Beta Helix
Vòng xoắn beta có thể thuận tay phải hoặc tay trái tùy thuộc vào kiểu ràng buộc của chúng. Khi hình thành một chuỗi xoắn beta, các nhóm biến đổi của hai tấm beta sẽ sắp xếp trong lõi của chuỗi xoắn. Do đó, phần lớn các nhóm tạo thành tấm beta có chức năng kỵ nước.
Ngược lại với chuỗi xoắn alpha, 17 gốc tạo thành một lượt trong các vòng xoắn Beta. Các ion kim loại có khả năng kích hoạt hình thành chuỗi xoắn Beta. Tương tự như chuỗi xoắn alpha, các liên kết Hydro hỗ trợ để duy trì cấu trúc của chuỗi xoắn Beta. Enzyme anhydrase carbonic và pectate lyase là hai loại protein giàu chuỗi xoắn beta.
Điểm giống nhau giữa Alpha và Beta Helix là gì?
- Alpha và Beta Helix là hai cấu trúc thứ cấp của protein.
- Axit amin là đơn phân của cả hai cấu trúc bậc hai.
- Hơn nữa, các thành phần hóa học của xoắn alpha và beta là cacbon, hydro, oxy, nitơ và lưu huỳnh.
- Ngoài ra, cả hai cấu trúc thứ cấp đều phát triển thành một tổ chức cấp cao hơn.
- Hơn nữa, cả hai đều được ổn định bởi các liên kết hydro.
- Trong cả hai cấu trúc, tính kỵ nước được xác định bởi sự hiện diện của nhóm R của axit amin.
Sự khác biệt giữa Alpha và Beta Helix là gì?
Sự khác biệt chính giữa chuỗi xoắn alpha và beta là loại liên kết hydro mà chúng thể hiện. Chuỗi xoắn alpha thể hiện liên kết hydro nội phân tử trong khi chuỗi xoắn beta thể hiện liên kết hydro giữa các phân tử. Ngoài ra, chuỗi xoắn alpha tạo thành chuỗi xoắn thuận tay phải, trong khi chuỗi xoắn ốc beta có thể tạo thành cả hình xoắn ốc thuận tay phải và trái. Vì vậy, đây cũng là sự khác biệt đáng kể giữa chuỗi xoắn alpha và beta.
Hơn nữa, một điểm khác biệt nữa giữa chuỗi xoắn alpha và beta là sự hình thành chuỗi xoắn alpha diễn ra bởi sự tháo xoắn của chuỗi axit amin, trong khi trong quá trình hình thành chuỗi xoắn beta, hai tấm beta song song hoặc chống song song được liên kết với tạo thành cấu trúc xoắn ốc.
Hình thông tin bên dưới trình bày thêm thông tin về sự khác biệt giữa chuỗi xoắn alpha và beta.
Tóm tắt - Alpha vs Beta Helix
Cả xoắn alpha và xoắn beta đều quan trọng trong việc xác định và suy ra cấu trúc protein phức tạp. Cả hai loại đều là cấu trúc thứ cấp của protein. Tuy nhiên, chuỗi xoắn alpha là một dạng xoắn của chuỗi axit amin. Ngược lại, sự hình thành chuỗi xoắn beta xảy ra thông qua liên kết Hydro của các tấm beta song song hoặc chống song song. Hơn nữa, liên kết hydro là nội phân tử ở dạng xoắn alpha trong khi liên kết hydro liên phân tử ở dạng xoắn beta. Bên cạnh đó, cả hai cấu trúc này đều có nhóm R, nhóm này quyết định tính kỵ nước của protein. Do đó, điều này tóm tắt sự khác biệt giữa chuỗi xoắn alpha và beta.
