1 / 46

STRUKTURA A VLASTNOSTI PROTEINŮ

STRUKTURA A VLASTNOSTI PROTEINŮ. Vladimíra Kvasnicová. Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.R ö hm / Color Atlas of Biochemistry, 2 nd edition, Thieme 2005. Náplň přednášky. aminokyseliny přítomné v proteinech peptidy popis struktury proteinů klasifikace proteinů

rance
Download Presentation

STRUKTURA A VLASTNOSTI PROTEINŮ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. STRUKTURA A VLASTNOSTI PROTEINŮ Vladimíra Kvasnicová

  2. Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

  3. Náplň přednášky • aminokyseliny přítomné v proteinech • peptidy • popis struktury proteinů • klasifikace proteinů • fyzikálně-chemické vlastnosti proteinů

  4. Chemická povahaproteinů • biopolymery aminokyselin • makromolekuly (Mr > 10 000) Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  5. Aminokyseliny v proteinech • 21 kódovaných AMK • další AMK vznikají posttranslační modifikací L--aminokarboxylové kyseliny Obrázky převzaty z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  6. Aminokyseliny patří meziopticky aktivní sloučeniny 2 enantiomery: L- a D- Obrázek převzat z http://www.imb-jena.de/~rake/Bioinformatics_WEB/gifs/amino_acids_chiral.gif (říjen 2007)

  7. Obrázek převzat z knihy Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie. Úvod do molekulární biologie buňky. Espero Publishing, s.r.o., Ústí nad Labem, 1998. ISBN 80-902906-0-4

  8. typ postranního řetězce AMK má vliv na konečnou strukturu proteinu Obrázek převzat z knihy Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie. Úvod do molekulární biologie buňky. Espero Publishing, s.r.o., Ústí nad Labem, 1998. ISBN 80-902906-0-4

  9. Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  10. Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  11. Modifikované AMK Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  12. Esenciální aminokyseliny • nezbytná složka potravy, neumíme je syntetizovat • rozvětvené (Val, Leu, Ile) • aromatické (Phe, Trp) • bazické (Lys, Arg, His) • Thr, Met

  13. Postranní řetězce AMK určují konečné vlastnosti proteinů Izoelektrický bod (pI) = pH při němž je celkový náboj sloučeniny nulový pI = (pKCOOH + pKNH3+) / 2 Roztok AMK patří mezi amfolyty (= amfoterní elektrolyty) „AMFION“ Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  14. Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  15. Absorpce UV záření • Tyr a Trp silně absorbují v oblasti 250 – 300 nm → možnost fotometrického stanovení Vazba jiných sloučenin na protein • Ser, Thr, (Tyr) ← vazba fosfátu nebo sacharidu • Asn ← vazba sacharidu Tvorbadisulfidových můstků (oxidace/redukce): • 2 Cys-SH → Cys-S-S-Cys („cystin“)

  16. Významné reakce AMK • tvorba solí • dekarboxylace → biogenní aminy • transaminace → 2-oxokyseliny • oxidativní deaminace → 2-oxokyseliny • tvorba peptidové vazby→peptidy a proteiny

  17. Peptidy a proteiny • obsahují 2 a více AMK spojených peptidovou vazbou • většinou triviální názvy • systematicky: AMK1-yl-AMK2-yl-AMK3 oligopeptidy: 2 – 10 AMK polypeptidy:  10 AMK proteiny: polypeptidy o Mr  10 000

  18. hranice polypeptid / protein není ostrá (~ 50 AMK) • AMK jsou spojeny peptidovými vazbami • pořadí AMK(primární struktura) je dáno geneticky • sekvence AMK se čte od N- k C- konci Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  19. peptidový řetězec zaujímá specifické prostorové uspořádání: • některé proteiny jsou složeny z podjednotek(kvarterní struktura) Obrázek převzat z knihy Albert L. Lehninger et al.: Principles of Biochemistry, ISBN 0-87901-500-4

  20. Popis struktury proteinů • makromolekula je tvořena z různých AMK,v přesně definovaném pořadí a zastoupení • prostorové uspořádání i biologická funkceZÁVISÍna aminokyselinovém složení • nativní protein biologicky aktivní konformace

  21. Vazby mezi AMK v proteinech • kovalentní • peptidová vazba -CO-NH- • disulfidová vazba -S-S- • nevazebné interakce • vodíkové můstky -H.....O--H.....N- • hydrofóbní interakce nepolární řetězce • iontové interakce -COO- / +H3N-

  22. Primární struktura proteinu = pořadí AMK v řetězci • čte se od N- k C- konci • podmíněna geneticky • stabilizace: peptidové vazby Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  23. Sekundární struktura proteinu = geometrické uspořádání řetězce aminokyselin, způsobené otáčením rovin peptidových vazeb kolem -uhlíků • stabilizace:vodíkové můstkymezi –CO- a -NH- peptidových vazeb v reálných proteinech: různé zastoupení těchto struktur Obrázek převzat z http://www.vscht.cz/eds/knihy/uid_es-002/ (2006)

  24. Obrázek převzat z http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/protein/5x20.jpg (říjen 2007)

  25. šroubovice (helix) • několik druhů: různá strmost, smysl otáčení, počet AMK / 1 ot. • peptidové vazby leží rovnoběžněs osou šroubovice, R- vyčnívají ven • H-můstky mezi peptid. vazbami AMK nad sebou nejčastější: • -helix (pravotočivá) • kolagenní helix (levotočivá, strmější) Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  26. skládaný list (-sheet) • peptidové řetězce probíhající paralelně nebo antiparalelně vedle sebe • R-vyčnívají nad a pod rovinu skládaného listu • H-můstky mezi peptid. vazbami v řetěci vzdálených AMK (sousední řetězce) • dodává proteinům pevnost • změna směru o 180o: zpětná smyčka (beta-otočka)

  27. Obrázky převzaty z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  28. Obrázek převzat z http://www2.hkedcity.net/sch_files/a/phc/phc-ltp/public_html/pleated.jpg (říjen 2007)

  29. Obrázek převzat z http://www.vscht.cz/eds/knihy/uid_es-002/ (2006)

  30. Terciální struktura proteinu = uspořádání jednotlivých sekundárních struktur v prostoru stabilizace:mezi postranními zbytky AMK • vodíkové můstky • iontové (elektrostatické interakce) • hydrofóbní interakce • disulfidové můstky

  31. terciární struktura sekundární struktury Obrázek převzat z http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/protein/5x20.jpg (říjen 2007)

  32. -helix skládaný list Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  33. Podle terciální struktury rozlišujeme dva typy proteinů • globulární (kulovitý tvar) • „sferoproteiny“ • rovnoměrné zastoupení obou sek. struktur • fibrilární (vláknitý tvar) • „skleroproteiny“ • převládá jedna sekundární struktura • př. -keratin, -keratin

  34. Kvarterní struktura proteinu = 2 nebo více asociovaných samostatných polypetidových řetězců (podjednotek) • tj. kvarterní strukturu mají jen proteiny složené z podjednotek • stabilizace: nekovalentní interakce • protein složený z podjednotek vykazuje „alosterický efekt“

  35. Obrázek převzat z http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/protein/5x23.jpg (říjen 2007)

  36. funkce vychází z prostorové struktury ZÁVISÍ NA AMINOKYSELINOVÉM SLOŽENÍ funkční domény Obrázek převzat z knihy Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie. Úvod do molekulární biologie buňky. Espero Publishing, s.r.o., Ústí nad Labem, 1998. ISBN 80-902906-0-4

  37. Klasifikace proteinů • podle lokalizace v organismu • intra- / extracelulární • podle funkce • strukturní / biologicky aktivní • podle tvaru molekuly • globulární / fibrilární • podle chemického složení • jednoduché / složené

  38. →kromě AMK může protein obsahovat také prostetickou skupinu • glykoproteiny • metaloproteiny • hemoproteiny • fosfoproteiny • nukleoproteiny • (lipoproteiny) Obrázek převzat z http://www.vscht.cz/eds/knihy/uid_es-002/ (2006)

  39. protein musí být správněsbalenNATIVNÍ PROTEIN Obrázek převzat z knihy Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie. Úvod do molekulární biologie buňky. Espero Publishing, s.r.o., Ústí nad Labem, 1998. ISBN 80-902906-0-4

  40. Fyzikálně-chemické vlastnosti • rozpustnost ve vodě závisí na struktuře • tvoří koloidní roztoky(viskozita, sedimentace, rozptyl světla) koloidně-osmotický = onkotický tlak • lze je vysolit z roztoku(~ odejmutí hydratačního obalu)

  41. účinkem různých faktorů denaturují • teplo, mechanické účinky (třepání), záření • prudké změny pH, soli těžkých kovů, organická rozpouštědla, detergenty • působí jako antigenytvorba protilátek • dávají pozitivní reakcis biuretovýmčinidlem

  42. výrazně absorbují v UV oblasti

  43. chovají se jako amfolyty -COOH -COO- + H+ -NH2 + H+ -NH3+ při fyziologickém pH převažuje v proteinech záporný náboj ANIONTY

  44. Laboratorní stanovení proteinů • chemická reakce peptidové vazby s biuretovým činidlem - spektrofotometrie • vazba sespecifickou protilátkou - imunochemie • separace v elektrickém poli - elektroforéza • denaturace

More Related