AMINOKYSELINY Substituční deriváty karboxylových kyselin ( -COOH, -NH 2 nebo -NH-) Prolin α-iminokyselina

Podobné dokumenty
AMINOKYSELINY Substituční deriváty karboxylových kyselin ( -COOH, -NH 2 nebo -NH-) Prolin α-iminokyselina

Biochemie I. Aminokyseliny a peptidy

Biochemie I. Aminokyseliny a peptidy

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

PROTEINY. Biochemický ústav LF MU (H.P.)

Molekulární biofyzika

Bílkoviny - proteiny

Obecná struktura a-aminokyselin

Aminokyseliny příručka pro učitele. Obecné informace: Téma otevírá kapitolu Bílkoviny, která svým rozsahem překračuje rámec jedné vyučovací hodiny.

Aminokyseliny. Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Zlín. Tematická oblast Datum vytvoření Ročník Stručný obsah Způsob využití

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch

Aminokyseliny, peptidy a bílkoviny

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

DUM č. 15 v sadě. 22. Ch-1 Biochemie

Molekulární biofyzika

ÚVOD DO BIOCHEMIE. Dělení : 1)Popisná = složení org., struktura a vlastnosti látek 2)Dynamická = energetické změny

Aminokyseliny. Peptidy. Proteiny.

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Struktura aminokyselin, peptidů a bílkovin.

3 Acidobazické reakce

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Určení molekulové hmotnosti: ESI a nanoesi


aminokyseliny a proteiny

Bílkoviny. Charakteristika a význam Aminokyseliny Peptidy Struktura bílkovin Významné bílkoviny

3 Acidobazické reakce

Proteiny Genová exprese Doc. MVDr. Eva Bártová, Ph.D.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti URČOVÁNÍ PRIMÁRNÍ STRUKTURY BÍLKOVIN

STANOVENÍ AMINOKYSELINOVÉHO SLOŽENÍ BÍLKOVIN. Postup stanovení aminokyselinového složení

Biochemie dusíkatých látek při výrobě vína

Metabolismus aminokyselin - testík na procvičení - Vladimíra Kvasnicová

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Anotace. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu:

Struktura, chemické a biologické vlastnosti aminokyselin, peptidů a proteinů

Názvosloví cukrů, tuků, bílkovin

Metabolismus aminokyselin 2. Vladimíra Kvasnicová

Aminokyseliny, struktura a vlastnosti bílkovin. doc. Jana Novotná 2 LF UK Ústav lékařské chemie a klinické biochemie

Cysteinové adukty globinu jako potenciální biomarkery expozice styrenu

Organická chemie 3.ročník studijního oboru - kosmetické služby.

Aminokyseliny R CH COO. R = postranní etzec

Testové úlohy aminokyseliny, proteiny. post test

Princip ionexové chromatografie a analýza aminokyselin

Jana Fauknerová Matějčková

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

PEPTIDY, BÍLKOVINY. Reg. č. projektu CZ.1.07/1.1.00/

Aminokyseliny a dlouhodobá parenterální výživa. Luboš Sobotka

Proteiny: obecná charakteristika. Proteiny: trocha historie. Proteiny: trocha historie

STRUKTURA PROTEINŮ

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

První testový úkol aminokyseliny a jejich vlastnosti

3.2. Metabolismus bílkovin, peptidů a aminokyselin

PROTOLYTICKÉ ROVNOVÁHY

Základní vlastnosti proteinů

3 Acidobazické reakce

Metabolizmus aminokyselin II

Přírodní polymery proteiny

Chemické výpočty II. Vladimíra Kvasnicová

Chromatofokusace. separace proteinů na základě jejich pi vysoké rozlišení. není potřeba připravovat ph gradient zaostřovací efekt jednoduchost

Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_19_Ch_OCH

Aminokyseliny, peptidy, bílkoviny

BÍLKOVINY = PROTEINY Polymery aminokyselin propojených peptidovou vazbou

Kurz 1 Úvod k biochemickému praktiku

Metabolizmus aminokyselin II

Aminokyseliny (AA) Bílkoviny

MOLEKULOVÉ MODELOVÁNÍ - STRUKTURA. Monika Pěntáková Katedra Farmaceutické chemie

Metabolismus proteinů a aminokyselin

Základy analýzy potravin Přednáška 8. Důvody pro analýzu bílkovin v potravinách. určování původu suroviny, autenticita výrobku

agenda izomerie větší kousíček názvosloví karboxylové kyseliny aminokyseliny

Stanovení koncentrace (kvantifikace) proteinů

Soli. ph roztoků solí - hydrolýza

2.2. Aminokyseliny a bílkoviny Aminokyseliny aminoskupina karboxyskupina R-CH(NH2)-COOH in yl

Lodish et al, Molecular Cell Biology, 4-6 vydání Alberts et al, Molecular Biology of the Cell, 4 vydání

Roztoky - elektrolyty

AMINOKYSELINY REAKCE

Biologie buňky. systém schopný udržovat se a rozmnožovat

Genetický kód. Jakmile vznikne funkční mrna, informace v ní obsažená může být ihned použita pro syntézu proteinu.

Chemie - Septima, 3. ročník

Degradační produkty proteinových aduktů v moči jako nový typ biomarkerů v toxikologii

TRANSLACE - SYNTÉZA BÍLKOVIN

ŘEŠENÍ. PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE Bakalářský studijní obor Bioorganická chemie a chemická biologie 2016

PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE Bakalářský studijní obor Bioorganická chemie a chemická biologie 2016

Anorganické látky v buňkách - seminář. Petr Tůma některé slidy převzaty od V. Kvasnicové

Vznik peptidů Peptidová vazba

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

CHE NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY DUBNA : 28. dubna 2018 : 30

Chemická reaktivita NK.

Genomické databáze. Shlukování proteinových sekvencí. Ivana Rudolfová. školitel: doc. Ing. Jaroslav Zendulka, CSc.

Přístupy k analýze opticky aktivních látek metodou HPLC

Úvod k biochemickému. mu praktiku. Vladimíra Kvasnicová

Aminokyseliny, peptidy a bílkoviny

BIOSTIMULÁTOR AGRO-SORB ZDRAVÍ PRO POLE. VP AGRO, spol. s.r.o. Stehlíkova , Praha 6 - Suchdol

Potenciometrické stanovení disociační konstanty

Doba trvání: 1 vyuč. hodina motivace a předlaboratorní příprava, 2 vyuč. hodiny laboratorní práce

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Aminokyseliny. VY_32_INOVACE_Ch0201. Seminář z chemie.

Deriváty karboxylových kyselin

Karboxylové kyseliny a jejich funkční deriváty

Teorie kyselin a zásad poznámky 5.A GVN

SUBSTITUČNÍ DERIVÁTY

[ ] d[ Y] rychlost REAKČNÍ KINETIKA X Y

Transkript:

Aminokyseliny - Základní stavební jednotky peptidů a proteinů - Proteinogenní (kódované) 20 AK - Odvozené chemické modifikace, metabolity - Esenciální AK

AMINOKYSELINY Substituční deriváty karboxylových kyselin ( -COOH, -NH 2 nebo -NH-) prostorový vztah aminoskupiny a karboxylové skupiny: - (=2-), -(=3-)... -(=poslední) -alanin: + H 3 N-CH 2 -CH 2 -COO - -aminobutyrát (GABA): + H 3 N-CH 2 -CH 2 -CH 2 -COO - -aminokyseliny: konfigurace (podle Fischera) Postranní skupina COO - COO - D: H CNH 3+ L: NH 3+ CH R R Prolin α-iminokyselina

Rozdělení podle chemické povahy postranních skupin Funkční skupiny Alifatické Aromatické Hydroxylové Sulfhydrylové Karboxylové Basické Polarita ( pozor! všechny AK jsou polární) Přesto dělíme na : Nepolární (hydrofobní) Polární - bez náboje - nesoucí náboj (kyselé, bazické)

L--aminokyseliny: kódované (= proteinogenní, viz dále, selonocystein, pyrrolysin) nekódované: - odvozené od kódovaných aminokyselin Arg ornithin, Asp β-ala, Glu GABA Tyr katecholaminy (dopamin, adrenalin, thyroxin... - vzniklé modifikacemi bílkovin (posttranslační modifikace) - hydroxyprolin - metabolické meziprodukty (ornithin, citrulin) D--aminokyseliny: buněčné stěny bakterií, antibiotika, hadí jed Esenciální vs neesenciální Člověk: Val, Leu, Ile, Phe, Trp, Lys, Met, Thr, Arg (novorozenci)

Názvosloví: systematické, triviální Alanin 2-aminopropanová kyselina Třípísmenné zkratky Jednopísmenkové symboly Ala (A) Gly (G) His (H) Leu (L) Lys (K) Glu (E)

Nábojové vlastnosti aminokyselin klíčová vlastnost Proč jsou v tabulce vzorce s náboji? Dipolární, obojetné ionty = amfionty počet nábojů amfiontu: součet všech nábojů (pro Gly v ph 7 = 2) volný náboj amfiontu: algebraický součet nábojů (pro Gly v ph 7 = 0)

TITRAČNÍ KŘIVKY SLABÝCH KYSELIN Disociace slabých kyselin: HA H + + A - K A + - H A HA převedeme na ph: H K HA + A - A ph pk A log A HA Hendersonova Hasselbalchova rovnice popisuje titrační křivku jednosytné slabé kyseliny Mám roztok slabé kyseliny. Jak se bude měnit ph, když budu přidávat NaOH? Na začátku: jen HA, množství A - odpovídá množství přidaného louhu. c HA + OH - A - + H 2 O

TITRAČNÍ KŘIVKY SLABÝCH KYSELIN Mám roztok slabé kyseliny. Jak se bude měnit ph, když budu přidávat NaOH? Na začátku: jen HA, množství A - odpovídá množství přidaného louhu. HA + OH - A - + H 2 O ph pk A log A HA

př.: titruji glycin pk a1 = 2,35 (α-cooh) pk a2 = 9,78 (α- NH 3+ ) pi( pk ) / a pk 2 2 pi gly = 6,1 1 a Více disociovatelných skupin: rozhodují ty, které "sousedí" s pi (nutno načrtnout titrační křivku) Pro polyionty (např. bílkoviny) tuto rovnici nelze použít (příliš mnoho pk a v okolí pi)

-COOH,-COOH imidazolium -SH -NH 3+ fenol -NH 3+ guanidinium 2,5 4,0 6,0 8,3 9,5 10,1 10,5 12,5 NH + 3(CH 2 ) 4 CH(NH + 3) COOH +2 -H + NH + 3(CH 2 ) 4 CH(NH + 3) COO - -H + NH + 3(CH 2 ) 4 CH(NH 2 ) COO - +1 0 NH 2 (CH 2 ) 4 CH(NH 2 ) COO - -1 Lysin Výpočet pi?

Hodnoty pk a disociovatelných skupin v aminokyselinách a v bílkovinách (25 o C) se liší Funkční skupina Aminokyselina Hodnoty pk A nalezené ve volných aminokyselinách Hodnoty pk A nalezené v bílkovinách -karboxylová C-koncová 1,7-2,6 1,8-3,6,-karboxylová Asp, Glu 3,86; 4,25 3,0-4,7 imidazolová His 6,0 5,6-7,0 -aminová N-koncová 8,8-10,7 7,9-10,6 -aminová Lys 10,53 9,4-11,0 sulfhydrylová Cys 8,33 8,3-8,6 fenolová Tyr 10,07 9,8-10,8 guanidylová Arg 12,48 11,6-12,6 -COOH,-COOH imidazolium -SH -NH 3+ fenol -NH 3+ guanidinium 2,5 4,0 6,0 8,3 9,5 10,1 10,5 12,5

Pro polyionty (např. bílkoviny) tuto rovnici nelze použít (příliš mnoho pka v okolí pi) Cystin:

Nábojové vlastnosti aminokyselin - shrnutí Aminokyseliny více disociovatelných skupin, různé disociační konstanty Celkový náboj AK se mění v závislosti na ph (kladný při nižším ph, záporný při vyšším ph Nábojové vlastnosti rozhodují o chování AK, peptidů a bílkovin nevazebné interakce! ISOELEKTRICKÝ BOD - pi DEFINICE: ph, při němž se amfiont nepohybuje ve stejnosměrném elektrickém poli (interakce s dalšími ionty, závisí na prostředí - pufr); označujeme pi Isoionický bod: ph, při němž je v destilované vodě volný náboj iontu nulový.

Isoelektrické body kódovaných aminokyselin AK pi AK pi AK pi AK pi Gly 6,0 Ser 5,7 Phe 5,5 His 7,6 Ala 6,0 Thr 5,6 Tyr 5,7 Lys 9,6 Val 6,0 Cys 5,0 Trp 5,9 Arg 10,8 Leu 6,0 Met 5,7 Asn 5,4 Asp 3,0 Ile 6,0 Pro 6,4 Gln 5,6 Glu 3,2

SPEKTRÁLNÍ VLASTNOSTI Absorpce UV záření: aromatické (především Tyr a Trp) u 280 nm 1,6 1,4 1,2 3 2 absorbance 1 0,8 0,6 0,4 0,2 1 0 210 230 250 270 290 310 330 vlnová délka [nm] Absorpční spektra 1: hovězího sérového albuminu (1 mg/ml), 2: lidského imunoglobulinu (1 mg/ml) a 3: DNA (0,1 mg/ml), optická délka kyvety 1 cm.

Chemické reakce AK Stanovení AK (reakce aminosk.): reakce postranních řetězců: modifikační reakce - různá specifita 2,2-Dihydroxyindane-1,3-dione

Další reakce AK: R SH + R SH + O 2 R- S S R R- S S R + H-CO-OOH R-SO 3 - R- S S R + HS CH 2 CH 2 OH 2 RSH R2 R2 H CO C C H 2 SH + ICH 2 -CONH 2 H CO C C H 2 SCH 2 -CONH 2 + HI NH NH R1 R1 blokování SH skupin (proti oxidaci a vzniku disulfidových můstků)

Nejdůležitější reakce (hypothetická): vznik peptidové vazby + H 3 N CH R1 COO + + H 3 N CH COO + H 3 N CH C NH CH COO - R2 R1 O R2 Peptidy 2 několik desítek AK

Nomenklatura peptidů: N- konec (začátek), C-konec (konec) acylaminokyseliny, např. Val-Gly-Ser-Ala = valylglycylserylalanin Pozor: Ala-Tyr Tyr-Ala + H 3 N O CH C CH 3 NH CH H 2 C OO - + C H N CH C NH CH COO - 3 C H 2 O CH 3 OH OH

PŘIROZENÉ PEPTIDY Zvláštnosti struktury: nekódované aminokyseliny (ornithin, -alanin...) často i D-aminokyseliny někdy i tzv. -peptidové vazby (Glu) cyklické struktury (laktamy, disulfidové vazby) větvené struktury blokování konců (pyroglutamát, glycinamid)

Biosynthesa: meziprodukty odbourávání bílkovinných prekursorů synthesa pomocí speciálních enzymových reakcí (ne na ribosomech cestou protheosynthesy) Skupiny přirozených peptidů di a tripeptidy (glutathation, umělý aspartám...) peptidové hormony (oxytocin, vasopresin, přechod k proteohormonům, insulin) neuromodulátory: enkefaliny (pentapeptidy), endorfiny (15-32 AK) peptidová antibiotika (mnoho nekódovaných AK) peptidové zoo- a fytotoxiny (hadi, štíři, apamin, falloidiny a amanitiny: Amanita phalloides) protaminy (malé bazické lineární peptidy, mlíčí ryb) polyaminokyseliny (buněčné stěny bakterií: poly--l-glu, poly--d-glu)

Glutathion a jeho funkce v organismech kofaktor oxidoreduktas a isomeras chrání volné SH skupiny detoxikace peroxidu a volných radikálů reserva SH skupin

Biosynthesa: meziprodukty odbourávání bílkovinných prekursorů synthesa pomocí speciálních enzymových reakcí (ne na ribosomech cestou protheosynthesy) Skupiny přirozených peptidů di a tripeptidy (glutathation, umělý aspartám...) peptidové hormony (oxytocin, vasopresin, přechod k proteohormonům, insulin) neuromodulátory: enkefaliny (pentapeptidy), endorfiny (15-32 AK) peptidová antibiotika (mnoho nekódovaných AK) peptidové zoo- a fytotoxiny (hadi, štíři, apamin, falloidiny a amanitiny: Amanita phalloides) protaminy (malé bazické lineární peptidy, mlíčí ryb) polyaminokyseliny (buněčné stěny bakterií: poly--l-glu, poly--d-glu)

antibiotika Cys + Val Gramicidin S

Biosynthesa: meziprodukty odbourávání bílkovinných prekursorů synthesa pomocí speciálních enzymových reakcí (ne na ribosomech cestou protheosynthesy) Skupiny přirozených peptidů di a tripeptidy (glutathation, umělý aspartám...) peptidové hormony (oxytocin, vasopresin, přechod k proteohormonům, insulin) neuromodulátory: enkefaliny (pentapeptidy), endorfiny (15-32 AK) peptidová antibiotika (mnoho nekódovaných AK) peptidové zoo- a fytotoxiny (hadi, štíři, apamin, falloidiny a amanitiny: Amanita phalloides) protaminy (malé bazické lineární peptidy, mlíčí ryb) polyaminokyseliny (buněčné stěny bakterií: poly--l-glu, poly--d-glu)

-COOH,-COOH imidazolium -SH -NH 3+ fenol -NH 3+ guanidinium 2,5 4,0 6,0 8,2 9,5 10,1 10,5 12,5 Nakreslete Lys-Pro-Cys v ph 7 NH + 3 CH CO N CH CO NH CH COO - (CH 2 ) 4 CH 2 CH 2 CH 2 NH + 3 CH 2 SH V pi již bude ve formě S -. pka Určete pi tohoto tripeptidu 2 8,2 9,5 10,5 -NH + 3 -COOH -NH + 3 SH + + + 0 0 0 - - - - + + + + 0 0 0 - - - pi = (8,2 + 9,5) / 2 pi = 8,85 Volný náboj tripeptidu: +2 +1 0-1 -2