8. Polysacharidy, glykoproteiny a proteoglykany

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "8. Polysacharidy, glykoproteiny a proteoglykany"

Adéla Sedláčková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL 8. Polysacharidy, glykoproteiny a proteoglykany Ivo Frébort

2 Polysacharidy Funkce: uchovávání energie, struktura, rozpoznání a signalizace Homopolysacharidy a heteropolysacharidy Zásobní molekuly - škrob a glykogen Strukturní molekuly - chitin and celulosa Polysacharidy vyskytující se na povrchu buňky slouží jako rozpoznávací molekuly

3 Škrob Rostlinný zásobní polysacharid Dvě formy: amylosa and amylopektin Obvykle 10-30% amylosa a 70-90% amylopektin Amylosa: a-1,4 glykosidické vazby, redukující konec Větvení: a-1,6 - amylopektin 1 x jednotek Amylosa je špatně rozpustná ve vodě, ale tvoří micelární suspenzi helikální struktura Amylosa vytváří modré zbarvení s jódem, amylopektin fialové

4 Struktura škrobu

5 Vazba jódu na amylosu

6 Význam větvené struktury amylopektinu Rychlost fosforylace Fosforylasa uvolňuje glukosa-1-fosfát z konce řetězce amylosy nebo amylopektinu Čím více větvení, tím více míst pro fosforylaci Větvení umožňuje rychlé uvolnění (nebo uložení) glukosových jednotek využívaných v metabolismu

7 Fosforylace škrobu

8 Glykogen Zásobní polysacharid u živočichů Glykogen tvoří až 10% hmoty jater a 1-2% hmoty svalu Glykogen je zásobárna energie pro organismus Rozdíl od škrobu: častější počet větvení Vazby a-1,6, větvení 1 x 8-12 jednotek Glykogen dává s jódem červenofialové zbarvení

9 Dextrany Malé, ale významné rozdíly od škrobu a glykogenu Dextrany - hlavní řetězec vázán vazbami a-1,6 Větvení 1,2, 1,3 nebo (1,4) Dextrany jsou tvořeny bakteriemi a jsou např. součástí zubního plaku Zesíťované dextrany jsou pouřívány jako "Sephadex" gely v chromatografii Tyto gely mohou pojmout až 98% vody

10 Struktura dextranů

11 Strukturní polysacharidy Složení podobné zásobním polysacharidům, ale malé změny ve struktuře způsobují velké změny vlastností Celulosa je nejrozšířenější přírodní polymer na Zemi Hlavní stavební složka stromů a rostlin Celulosa může tvořit také jemnou vláknitou strukturu bavlna b-1,4 vazby způsobují zásadní rozdíly ve fyzikálních vlastnostech oproti zásobním polysacharidů

12 a-1,4 a b-1,4 glykosidické vazby

13 Struktura celulosy

14 Další strukturní polysacharidy Chitin - exoskeletony korýšů, hmyzu a pavouků, buněčná stěna hub podobný celulose, ale na C-2 N-acetyl celulosová vlákna paralelní, chitin má vlákna buď paralelní nebo antiparalelní Algináty polymery vážící Ca v řasách Agarosa and agaropektin - galaktosové polymery Glykosaminoglykany opakující se disacharidy a aminosacharidy

15 Strukturní polysacharidy

16 Algináty

17 Agarosa

18 Strukturní změny agarosy v závislosti na teplotě

19 Polysacharidy buněčného povrchu Povrch živočišné buňky obsahuje velké množství různých glykoproteinů a proteoglykanů Tyto polysacharidy regulují mezibuněčnou signalizaci a interakci Jedinečnost "informace" uložené v těchto strukturách je zajištěna substrátovou specificitou enzymů, které tyto polysacharidy syntetizují

20 Glykosylace proteinů O-vázané sacharidy tvoří vazby s hydroxylovou skupinou serinu, threoninu nebo hydroxylysinu - vznikají v Golgiho aparátu, 4-6 sacharidových jednotek N-vázané sacharidy tvoří vazby s amidovým dusíkem asparaginu - komplexní skupina, založeny na společném oligosacharidu vytvořeném v endoplasmatickém retikulu ER, dále modifikovány v Golgiho aparátu Sacharidy se vážou na membránové proteiny a proteiny vylučované z buňky

21 Glykoproteiny buněčného povrchu Rozvětvené struktury sacharidů slouží jako rozpoznávací element při protein-protein interakci Protože pořadí sacharidových jednotek je důležité, jsou jednotlivé jednotky navazovány glykosyltransferasami, které jsou specifické na předchozí sacharidový řetězec Sekvence má podobný význam jako sekvence aminokyselin v proteinech nebo nukleotidů v DNA/RNA

22 Sacharidové jednotky vyskytující se v glykoproteinech

23 Sacharidové jednotky vyskytující se v glykoproteinech

24 Glykosylace proteinů

25 Sacharidové struktury N-glykosylovaných proteinů

26 Specifická tvorba glykoproteinu N-acetylgalaktosamin GTP N-acetylneuraminová kyselina (NANA) galaktosa CTP specifická glykosyltransferasa ATP jiná specifická glykosyltransferasa další specifická glykosyltransferasa OH O O O CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 H N Ser H C C O C H C H C H

27 Rozpoznání krevních skupin je založeno na sekvenci sacharidů typ 0 OH fukosa protein povrchu erythrocytu typ A galaktosa N-acetylglukosamin (GlcNAc) galaktosa glukosa Specifický enzym N-acetylgalaktosamin (GalNAc) typ B Stejné jako typ 0 galaktosa Specifický enzym

28 Kartáčové struktury O-glykoproteinových polysacharidů

29 Příklady sacharidové složky N-glykoproteinů

30 Rozpoznání proteinů krevní plasmy pro degradaci v játrech

31 Proteoglykany Glykoproteiny, jejichž sacharidy jsou tvořeny glykosaminoglykany Složky buněčné membrány a glykokalyxu Proteiny s 1-2 typy glykosaminoglykanu Příklad: syndekan - transmembránový protein vnitřní doména interaguje s cytoskeletonem, vnější s fibronektinem

32 Funkce proteoglykanů Modulace růstových procesů buňky - vazba proteinových růstových regulátorů na proteoglykany v glykokalyxu udržuje rezervoár růstových faktorů na povrchu buňky Spojovací tkáně živočichů - chondroitin, heparan, dermatan a keratan sulfát - proteoglykany chrupavky kloubů absorbují velké množství vody - během pohybu kloubu je chrupavka stlačována a uvolňuje vodu

33 Glykosaminoglykany

34 Proteoglykany

35 Síť proteinů a polysacharidů na povrchu živočišné buňky ve spojovacích tkáních

36 Kloubová chrupavka

Podobné dokumenty

Polysacharidy příručka pro učitele. Obecné informace:

Obecné informace: Polysacharidy příručka pro učitele Téma Polysacharidy se probírá v rozsahu jedné vyučovací hodiny. Téma je možné rozšířit o žákovské referáty na téma Výroba papíru nebo Zásady racionálního