Biochemie I 2015/2016. Makromolekuly buňky. František Škanta

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Biochemie I 2015/2016. Makromolekuly buňky. František Škanta"

Luboš Šmíd
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Biochemie I 2015/2016 Makromolekuly buňky František Škanta

2 Makromolekuly buňky ukry Tuky Bílkoviny

3 Makromolekuly buňky ukry Tuky Bílkoviny

4 ukry Jsou sladké Přehled strukturních forem sacharidů Monosacharidy ligosacharidy Polysacharidy

5 Ketotriosa a aldotriosy

6 Stereoizomerie cukrů D- a L- izomery Epimery α a β anomery

7 Stereoizomerie cukrů D- a L- izomery Epimery α a β anomery

8 D- a L- izomery zrcadlo = zrcadlové obrazy (enantiomery) významné jsou D-monosacharidy

9 Stereoizomerie cukrů D- a L- izomery Epimery α a β anomery

10 Stereoizomerie cukrů D- a L- izomery Epimery α a β anomery

11 Epimery = izomery cukrů lišící se polohou pouze jedné skupiny Man = 2-epimer Glc Gal = 4-epimer Glc 10

12 Stereoizomerie cukrů D- a L- izomery Epimery α a β anomery

13 Stereoizomerie cukrů D- a L- izomery Epimery α a β anomery

14 α a β anomery β-d-glc pouze cyklické formy α-/β- = anomerní (poloacetalová) hydroxylová skupina α-d-glc při rozpouštění cukru ve vodě se ustanovuje rovnováha mezi anomery = mutarotace (optická otáčivost anomerů se liší)

15 V roztoku převládají monosacharidy cukrů v cyklické formě. Aldehydy tvoří poloacetalové, ketony poloketalové. Furan Pyran

16 Stereoizomerie cukrů D- a L- izomery Epimery α a β anomery

17 Monosacharidy

18 D-Aldosy se třemi až šesti uhlíky D-Glyceraldehyd D-Erythrosa 2 D-Threosa

19 D-Erythrosa D-Ribosa 2 D-Arabinosa

20 D-Threosa D-Xylosa 2 D-Lyxosa 20

21 D-Ribosa 2 D-Arabinosa D-Allosa D-Altrosa D-Glukosa D-Mannosa

22 D-Xylosa 2 D-Lyxosa D-Gulosa D-Idosa D-Galaktosa D-Talosa

23 D-Ketosy se třemi až šesti uhlíky Dihydroxyaceton D-Erythrulosa D-Ribulosa 2 D-Xylulosa D-Psikosa D-Fruktosa D-Sorbosa D-Tagatosa

24 ligosacharidy

26 Volný anomerní (= poloacetalový) hydroxyl redukční účinky α-glc(1 4)Glc β-gal(1 4)Glc α-glc(1 2)β- Fru

27 Lipopolysacharid

29 Polysacharidy omopolysacharidy eteropolysacharidy

30 Polysacharidy omopolysacharidy eteropolysacharidy

31 Zásobní polysacharidy

32 Uspořádání celulosy v buněčných stěnách rostlin hitin je polymer N-acetylglukosaminu 30

33 Polysacharidy omopolysacharidy eteropolysacharidy

34 Polysacharidy omopolysacharidy eteropolysacharidy

37 Glykosaminoglykany

38 Glykosaminoglykany aniontové polysacharidy S S S 3 N 3 hondroitin-6-sulfát Keratansulfát N 3 - S 3 eparin - NS 3 S Dermatansulfát N 3 yaluronát N 3 pakující se disacharidové jednotky obsahující glukosamin nebo galaktosamin. Vazbou na proteiny tvoří proteoglykany.

39 eteroglykosidy

40 Pektiny 300 až 1000 jednotek kyseliny galakturonové a jejího methylesteru spojených vazbou 1α 4

41 Funkce cukrů v organismu: krátkodobý zdroj energie (glukóza, fruktóza) zásobní látky (škrob, glykogen, inulin, pektiny) stavební materiál (celulóza, chitin, agar) složka jiných molekul (koenzymy, proteiny, NK)

42 ukr jako složka jiných biomolekul Báze 5 Báze P P - DNA Báze P Báze Báze Báze P P P Reaktivní skupina N S N P - P N N N 2 N N - RNA - - β-merkaptoethylamin Koenzym A Pantothenát

43 Glykoproteiny Glykosidové vazby mezi proteiny a sacharidy. Vazby přes Asn (N-glykosidy), vazby přes Thr nebo Ser (-glykosidy). GlcNAc = N-acetylglukosamin. Asn Ser 2 N N 2 N 2 2 N 3 N 3 N-vázaný GlcNAc -vázaný GalNAc becně: N-glykosylace začíná v ER a pokračuje v Golgiho komplexu. -Glykosylace probíhá pouze v Golgiho komplexu.

44 Makromolekuly buňky ukry Tuky Bílkoviny

45 STRUKTURA LIPIDŮ

46 Tuky Látky extrahovatelné organickými rozpouštědly Estery vyšších MK a alkoholu (glycerol aj.)

47 Značení uhlíkových atomů mastných kyselin 3 2 β 2 2 α - 2 ω 3 1 n - - o hlavní složky fosfolipidů, sfingolipidů a glykolipidů o obsahují polární konec a dlouhý uhlovodíkový řetězec

48 Mastné kyseliny

49 Syntéza tuků

50 Syntéza triacylglycerolu 50

51 Tuky Látky extrahovatelné organickými rozpouštědly Estery vyšších MK a alkoholu (glycerol aj.) Esterifikace Jednoduché lipidy - tuky, vosky, oleje Složené lipidy struktura membrán

52 Membránové lipidy

53 Lipidové složky biomembrán o Fosfolipidy - deriváty glycerol-3-fosfátu - polární konec fosfát- derivát alkoholu - dvě mastné kyseliny o Sfingolipidy - deriváty sfingosinu - jedna mastná kyselina o Glykolipidy - deriváty sfingosinu - jedna mastná kyselina - polární konec - cukr o holesterol - eukaryotní membrány - rigidní steroidní kruh

54 Fosfolipidy

55 Fosfolipidy lavní složka biologických membrán Např. fosfatidylcholine (lecithin)

56 Alkoholy, které se váží esterovou vazbou na fosfatidát - 2 N N N Serin Ethanolamin holin 2 2 Glycerol Inositol

57 Sfingolipidy

58 Sfingolipidy fosfolipidy odvozené od sfingosinu Sfingomyelin jediný fosfolipid v membránách, který není derivátem glycerolu

59 Glykolipidy

60 Glykolipidy glykosphingolipidy galactocerebrosid GM1 gangliosid

61 holesterol

62 holesterol

63 Struktura membrán

64 Strukturní lipidy v plasmatické membráně savčí buňky

65 Transversální asymetrie lipidů - Složení jednotlivých stran dvojvrstvy je velmi odlišné - Vlastnosti lipidů ovlivňují vlastnosti membrány

66 Propustnost membrán Které typy molekul mohou procházet volně přes membránu? A které ne?

67 70

68 Funkce lipidů v organismu

69 Funkce v organismu o Nejvýhodnější skladování energie (triacylglyceroly) o Struktura membrán (fosfolipidy) o Vitaminy, hormony, signální molekuly o Žlučové kyseliny (emulgace tuků)

70 Zásobní lipidy Složení zásobních lipidů je silně ovlivněno stravou!!!

71 Funkce v organismu o Nejvýhodnější skladování energie (triacylglyceroly) o Struktura membrán (fosfolipidy) o Vitaminy, hormony, signální molekuly o Žlučové kyseliny (emulgace tuků)

72 Makromolekuly buňky ukry Tuky Bílkoviny

73 Bílkoviny Stavební jednotka - aminokyseliny (20) hemické a fyzikální vlastnosti amfolity optická aktivita a izomerie absorbce světla v UV oblasti

74 Interakce postranních řetězců aminokyselin

75 Rozdělení aminokyselin podle funkce v metabolismu Esenciální aminokyseliny aminokyseliny s rozvětvenými řetězci valin, leucin, izoleucin, methionin aminokyseliny s aromatickým cyklem tryptofan, fenylalanin, tyrosin Glukogenní a ketogenní aminokyseliny Glukogenní (vznik glukózy) alanin, asparagová k. asparagin, glutamová k., glutamin a prolin Ketogenní (vznik MK) leucin 80

76 Amfolity

77 Ionizační stavy aminokyselin jako funkce p R + R + R N N N - Koncentrace bojetná forma bě skupiny protonizovány bě skupiny deprotonizovány p

78 Izomerie a optická aktivita

79 Třírozměrná struktura aminokyseliny R R α α N N 3 + L-izomer D-izom er

80 Bílkoviny jako fluorofory

81 Aromatické aminokyseliny absorbují světlo v UV oblasti N N N N - Fenylalanin (Phe, F) Tyrosin (Tyr, Y) Tryptofan (Trp, W)

82 Úrovně proteinové struktury Primární sekvence (N-konec -konec) Sekundární lokální struktury - -vazby Terciární celková 3-D struktura Kvarterní podjednotky

83 Primární struktura

84 Peptidická vazba N R N R N R 1 N R Peptidová vazba N N N N 2 2 N - Tyr Gly Gly Phe Leu Aminoskupina N-konec Karboxyl -konec

85 Sekundární struktura

86 Alfa-helix o Strukturu předpověděli Linus Pualing a Robert orey, 1951 o Identifikována v keratinu (Max Perutz) o Všudypřítomná složka proteinů o Stabilizována -vazbami o Residuí na otočku: 3.6 o Stoupání na jedno residuum: 1.5 Å

87 Beta-skládaný list o Také navrhli Pualing a orey, 1951 o Vlákna mohou být paralelní nebo antiparalelní

88 Terciární struktura

89 Interakce vedoucí k terciární struktuře

90 Kvarterní struktura

91 Kvarterní struktura Molekula hemoglobinu složená ze čtyř podjednotek Molekula imunoglobulinu složená ze dvou lehkých a ze dvou těžkých řetězců 120

92 Úrovně proteinové struktury Primární sekvence (N-konec -konec) Sekundární lokální struktury - -vazby Terciární celková 3-D struktura Kvarterní podjednotky Tvar - globulární nebo fibrilární

93 Globulární proteiny o Většina polárních residuí směřuje vně proteinu a je v kontaktu s rozpouštědlem o Většina hydrofobních residuí se nachází uvnitř proteinu, kde dochází k jejím vzájemným interakcím

94 Fibrilární proteiny o Většina polypetidového řetězce je organizována paralelně k jediné ose o Fibrilární proteiny jsou často mechanicky pevné o Fibrilární proteiny jsou často nerozpustné o V přírodě zastávají strukturní funkce o a- keratin - vlasy, nehty, drápy, rohy a zobák o Kolagen - klouby, kosti, zuby o β- keratin hedvábí, pavoučí síť

95 Kolagen a-keratin β-keratin

96 Funkce v organismu

97 Funkce v organismu o Stavební (kolagen, elastin, keratin) o Transportní a skladovací (hemoglobin, transferin) o Zajišťující pohyb (aktin, myosin) o Katalytické, řídící a regulační (enzymy, hormony, receptory...) o chranné, obranné (imunoglobulin, fibrin, hadí jedy...) o Udržování osmotického tlaku a p krve (albumin)

98 Biosyntéza bílkovin

99 entrální dogma molekulární biologie

100 Proteosyntéza

101

Podobné dokumenty

Biochemie I 2016/2017. Makromolekuly buňky. František Škanta

Biochemie I 2016/2017. Makromolekuly buňky. František Škanta Biochemie I 2016/2017 Makromolekuly buňky František Škanta Makromolekuly buňky ukry Tuky Bílkoviny ukry Jsou sladké Přehled strukturních forem sacharidů Monosacharidy Disacharidy Polysacharidy Ketotriosa