Struktura a funkce biomakromolekul

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Struktura a funkce biomakromolekul"

Pavlína Marešová
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL 3. Enzymy a proteinové motory Ivo Frébort

2 Enzymová katalýza

3 Mechanismy enzymové katalýzy o Ztráta entropie při tvorbě komplexu ES odestabilizace komplexu ES o Kovalentní katalýza o Obecná acidobazická katalýza o Katalýza kovovým iontem o Přiblížení a orientace reaktivních skupin

4 Ztráta entropie komplexu ES

5 Destabilizace komplexu ES

6 Příklady kovalentní katalýzy

7 Příklady kovalentní katalýzy: NAD(P) + dehydrogenasy

8 Acidobazická katalýza o Katalýza při které je v přechodovém stavu přenášen proton o Specifická acidobazická katalýza spočívá v difúzi H + nebo OH - do aktivního místa o Obecná acidobazická katalýza probíhá za účasti bazí jiných než H + a OH -, které zprostředkovávají přenos H + v komplexu ES

9 Serinové proteasy Trypsin, chymotrypsin, elastasa, thrombin, subtilisin, plasmin Kombinace kovalentní a obecné acidobazické katalýzy o Ser je součástí katalytické triády His-57, Asp-102, Ser-195 o Asp-102 udržuje His-57 ve správné orientaci o His-57 působí jako obecná kyselina a zásada o Ser-195 vytváří kovalentní vazbu se štěpeným peptidem o Tvorba kovalentní vazby mění koformaci uhlíku z trigonální na tetrahedrální o Tetrahedrální oxyaniontový intermediát je stabilizován H- vazbami s N Gly-193 and Ser-195

10 Aktivní místo Ser proteas

11 Aspartátové proteasy Pepsin, chymosin, cathepsin, renin, HIV-1 protease o Všechny obsahují dvě Asp residua v aktivním místě o Tyto dva Asp pracují společně jako silný acidobazický katalyzátor o Jeden Asp má relativně nízké pk a, druhý relativně vysoké pk a o Deprotonovaný Asp se chová jako báze, je schopne přijmout proton z HOH, a tvoří OH - v přechodovém komplexu o Druhý Asp se chová jako kyselina, odštěpuje proton a podporuje tak vytváření tetrahedrálního intermediátu o V pepsinu, jeden Asp má pk a 1.4, druhý 4.3

12 Reakce Asp proteas

13 Lysozym o Lysozym hydrolyzuje polysacharidy a štěpí tak buněčnou stěnu některých baktérií o Lysozym ze slepičího vaječného bílku -129 residuí, 4 disulfové můstky o První enzym jehož struktura byla určena X-ray krystalografií (David Phillips, 1965)

14 Reakce lysozymu

15 Mechanismus reakce lysozymu

16 Molekulární motory?

17 Adenylát kinasa

18 Motorové proteiny dyneiny a kinesiny zprostředkovávají pohyb prostřednictvím mikrotubulí head domain that interacts with microtubule stalk C-terminal tail domains stalk domain N-terminal heavy chain motor domains (heads) Dynein (approximate structure) motor domain Kinesin I light chains hinge

19 Tubulin a mikrotubuly Základní komponenty cytoskeletonu o Microtubuly jsou duté, válcové polymery tvořené tubulinovými dimery o 13 tubulinových monomerů na otočku o Dimery asociují na "plus" konec a disociují z "minus" konce o Mikrotubuly jsou základní složky cytoskeletonu, cilií a bičíku

20 Tubulin a mikrotubuly

21 Mikrotubuly v ciliích a bičíku o MT jsou základní struktury cilií a bičíku o Cilie se vlní; bičíky rotují vše řízeno ATP! o Dynein kráčí nebo klouzá podél MTs a způsobuje ohyb jedné MT vzhledem k druhé o Pohyb dyneinu je řízen hydrolýzou ATP

22 Mikrotubuly v ciliích

23 Mechanismus pohybu cilií

24 Pohyb bičíku

25 Mikrotubuly a pohyb organel v buňce o Dráhy pro"molekulární motory" o MT také umožňují pohyb organel a částic v buňce o V axonech, dyneiny transportují organely od + k - konci, např. směrem k jádru o Kinesiny transportují organely od - k + konci, např. směrem od jádra

26 Pohyb organel

27 Struktura kinesinu microtubule kinesin scaffolding protein receptor inactive kinesin cargo vesicle

28 Pohyb kinesinu po mikrotubulích

29 Proteinové motory ve svalech

30 Morfologie svalu o o o o o o o Svazek vláken obsahuje stovky myofibril Každá myofibrila je svazek sarkomerů Každý sarkomer je ukončen transversální tubulí (t-tubule) tvořené membránou Povrch sarkomerů je pokryt by sarkoplasmatickým retikulem (SR) Nervové impulsy přicházející do svalu produkují "akční potenciál", který se šíří sarkolemovou membránou a do vláken sítí t-tubulí Signál indukuje uvolnění Ca2+ ze SR Ca2+ ionty se vážou do specifických míst na vláknech a indukují kontrakci, relaxace je doprovázena pumpováním Ca2+ zpět do SR

31 Struktura svalové buňky

32 Struktura tenkého vlákna

33 Struktura silného vlákna o Myosin - 2 těžké a 4 lehké podjednotky o Těžké podjednotky kda o Lehké podjednotky - 2 x 2 různé, 20 kda o "Hlava" těžké podjednotky má ATPasovou aktivitu - hydrolýza ATP zde řídí kontrakci svalu

34 Akce myosinu řízená Ca 2+ v07.tropotropo.mov Ca - myosin Myosin - ATP

35 Kontrakce svalu (sliding filament model)

36 Actinin, Dystrophin, Laminin Asociované svalové proteiny

Podobné dokumenty

Struktura a funkce biomakromolekul

Struktura a funkce biomakromolekul Struktura a funkce bimakrmlekul KBC/BPOL 3. Enzymy a prteinvé mtry Iv Frébrt Enzymvá katalýza Mechanismy enzymvé katalýzy Ztráta entrpie při tvrbě kmplexu ES Destabilizace kmplexu ES Kvalentní katalýza