STRUKTURA PROTEINŮ

Podobné dokumenty
BÍLKOVINY. V organismu se nedají nahradit jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

Bílkoviny - proteiny

V organismu se bílkoviny nedají nahradit žádnými jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Přírodní polymery proteiny

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

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

Bílkoviny. Charakteristika a význam Aminokyseliny Peptidy Struktura bílkovin Významné bílkoviny

Struktura, chemické a biologické vlastnosti aminokyselin, peptidů a proteinů

Aminokyseliny, peptidy a bílkoviny

Bílkoviny. Bílkoviny. Bílkoviny Jsou

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

BÍLKOVINY = PROTEINY Polymery aminokyselin propojených peptidovou vazbou

USPOŘÁDEJTE HESLA PODLE PRAVDIVOSTI DO ŘÁDKŮ

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

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

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

5. Proteiny. Peptidy. Struktura proteinů. Primární struktura proteinů. Sekundární struktura proteinů

CHEMIE. Pracovní list č žákovská verze Téma: Bílkoviny. Mgr. Lenka Horutová

Biopolymery. struktura syntéza

aminokyseliny a proteiny


Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech

NUKLEOVÉ KYSELINY. Základ života

Testové úlohy aminokyseliny, proteiny. post test

Biologie buňky. systém schopný udržovat se a rozmnožovat

BÍLKOVINY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny. Genetická informace. Gen a genom. Složení nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie

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

Centrální dogma molekulární biologie

Vazebné interakce protein s DNA

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

VÝZNAM FUNKCE PROTEINŮ V MEDICÍNĚ

Bílkoviny příručka pro učitele. Obecné informace:

Názvosloví cukrů, tuků, bílkovin

Struktura aminokyselin, peptidů a bílkovin.

MOLEKULOVÉ MODELOVÁNÍ - STRUKTURA. Monika Pěntáková Katedra Farmaceutické chemie

BÍLKOVINY R 2. sféroproteiny (globulární bílkoviny): - rozpustné ve vodě, globulární struktura - odlišné funkce (zásobní, protilátky, enzymy,...

strukturní (součástmi buněčných struktur) metabolická (realizují b. metabolizmus) informační (jako signály či receptory signálů)

DUM č. 10 v sadě. 37. Bi-2 Cytologie, molekulární biologie a genetika

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

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

DUM č. 11 v sadě. 37. Bi-2 Cytologie, molekulární biologie a genetika

Struktura nukleových kyselin Vlastnosti genetického materiálu

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

Přírodní polymery. struktura syntéza

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Molekulární biofyzika

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch

Biologie buňky. proteiny, nukleové kyseliny, procesy genom, architekura,funkce, mitoza, buněčná smrt, kmenové buňky, diferenciace

L-aminokyselina chirální (asymetrický) uhlík

1. Proteiny. relativní. proteinu. Tento. České republiky.

Aminokyseliny. Peptidy. Proteiny.

Aminokyseliny, struktura a vlastnosti bílkovin

POLYPEPTIDY. Provitaminy = organické sloučeniny bez vitaminózního účinku, které se v živočišném těle mění působením ÚV záření nebo enzymů na vitaminy.

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

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

První testový úkol aminokyseliny a jejich vlastnosti

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikodynamika I.

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Bp1252 Biochemie. #11 Biochemie svalů

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

Biochemie I. Aminokyseliny a peptidy

NEMEMBRÁNOVÉ ORGANELY. Ribosomy Centrioly (jadérko) Cytoskelet: aktinová filamenta (mikrofilamenta) intermediární filamenta mikrotubuly

DUM č. 3 v sadě. 37. Bi-2 Cytologie, molekulární biologie a genetika

Aminokyseliny, Peptidy, Proteiny

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

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

BÍLKOVINY = PROTEINY Polymery aminokyselin propojených peptidovou vazbou

Proteiny globulární a vláknité a jejich funkce. Metabolismus aminokyselin

Chemická reaktivita NK.

Nukleové kyseliny Milan Haminger BiGy Brno 2017

Genetika zvířat - MENDELU

Chemie nukleotidů a nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie (existují vyjímky)

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

Nukleové kyseliny. DeoxyriboNucleic li Acid

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce, RNA processing Translace

Složky výživy - proteiny. Mgr.Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec Králové

AMINOKYSELINY REAKCE

Biochemie I 2016/2017. Makromolekuly buňky. František Škanta

Aminokyseliny, proteiny, enzymologie

Molekulární základy dědičnosti

Substituční deriváty karboxylových kyselin

Biosyntéza a metabolismus bílkovin

Bílkoviny a rostlinná buňka

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Obecný metabolismus.

a) Primární struktura NK NUKLEOTIDY Monomerem NK jsou nukleotidy

DUM č. 7 v sadě. 22. Ch-1 Biochemie

Typy nukleových kyselin. deoxyribonukleová (DNA); ribonukleová (RNA).

2. Z následujících tvrzení, týkajících se prokaryotické buňky, vyberte správné:

Nukleové kyseliny. obecný přehled

Biochemický ústav LF MU (J.D.) 2008

Molekulární základy dědičnosti

Přehled energetického metabolismu

Esenciální Isoleucin Leucin Lysin Methionin Phenylalanin Threonin Tryptofan Valin

Gymnázium, Brno, Elgartova 3

Struktura a funkce nukleových kyselin

Struktura biomakromolekul

Transkript:

projekt GML Brno Docens DUM č. 17 v sadě 22. Ch-1 Biochemie Autor: Martin Krejčí Datum: 03.05.2014 Ročník: 6AF, 6BF Anotace DUMu: Struktura proteinů Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.

STRUKTURA PROTEINŮ

SPECIFICKÉ FUNKCE PROTEINŮ PROTEINŮ Typ proteinu Příklad Výskyt & funkce Katalytické Trypsin DNA polymerasa Hydrolýza peptidové vazby Syntéza DNA (hormony) Insulin Somatotropin Stimulace metabolismu glc Stimulace růstu kostí Ochranné protilátky Interferon Vazba na cizorodé látky Brání replikaci virové NA Zásobní Kasein Ferritin Mléčná bílkovina Zásoba Fe v játrech Transportní Hemoglobin Myoglobin Transport O2 v krvi Transport + rezerva O2 ve svalové tkáni (enzymy) Regulační

SPECIFICKÉ FUNKCE PROTEINŮ PROTEINŮ Typ proteinu Příklad Výskyt & funkce Kolagen Strukturní Vláknitý protein pojivové tkáně Ribozom. proteiny Ribosomy, stavební složka Kontraktilní Myozin, Aktin Genetické funkční proteiny Histony Represory Ricin Toxické Cholera toxin Stavba svalového vlákna Asociace s DNA v chromatinu Blokují expresi genu Toxický protein z Ricinus communis Bakteriální toxin

Peptidy versus Proteiny Obecně platí rozdělení podle počtu zapojených aminokyselin hranice však není ostrá: oligopeptidy: 2 10 AMK polypeptidy: > 10 AMK (do 100 AMK) proteiny: polypeptidy o Mr > 10 000 AMK spojených peptidovou vazbou většinou triviální názvy systematicky: +H3N-AMK1-yl-AMK2-yl-AMK3-COOPři označování sledu AMK v řetězci postupujeme vždy od N-konce (α-aminoskupina) k C-konci (α-karboxyskupina).

Peptidy O GLUTATHION OH H N + H3N OH H3C O N NH H H N HO O H N H HS O - γ-glutamylcysteinylglycin +H3N-γ γglu-cys-gly-coo- O NH O O O O N O O O NH2 Ala Gly Glu alanylglycylglutamylasparaginylseryl Ser Asn

Peptidy Významné peptidy Glutathion (tripeptid: Gly-Cys-Glu) v buňkách oxidačněredukční systém (E = -0,25V) GSSG + 2H++2e2GSH silné nukleofilní činidlo (odstranění těžkých kovů a elektrofilních organických sloučenin. Endorfíny (16-31 amk), enkefaliny pentapeptidy vytvářené v mozku, účinky podobné morfnu, jejich prekurzory jsou endorfiny (cca 30 amk.) Angiontensin II (oktapeptid) produkovaný ledvinami, vyvolává vasokonstrikci, inhibuje tvorbu reninu (v JGA) a stimuluje tvorbu aldosteronu. Vasopresin a Oxytocin (nonapeptidy) hormony hypotalamu uvolňované do těla z neurohypofýzy. Bradykinin (nonapeptid) způsobuje vazodilataci, zvyšuje cévní permeabilitu, vyvolává hypotenzi, navozuje kontrakci hladké svaloviny v řadě lokalit, aktivuje fosfolipázu A2 a buněčný metabolismus kyseliny arachidonové.

Architektura proteinů Podle tvar u rozdělujeme proteiny na globulání nebo fibrilární Funkce bílkovin je dána jejich strukturou: Úrovně proteinové struktury Primární - určena pořadním (sekvencí) amk v polypeptidovém řetězci Sekundární - pravidelná struktura části peptidových řetězců, pravidelné konformace Terciární - celková 3-D struktura peptidového řetězce jako celku, mezi sekundární a terciární strukturou není ostrá hranice Kvarterní týká se proteinů složených z více podjednotek (řetězců), prostorové uspořádání podjednotek navzájem, př. Hemoglobin

PRIMÁRNÍ struktura Sekvence aminokyselin v polypeptidovém řetězci. Sekvence se čte ve směru od N-konce k C-konci polypeptidového řetězce. Primární struktura je determinovaná geneticky (sekvence je kódována sekvencí deoxyribonukleotidů v polynukleotidovém řetězci DNA). Realizuje se kovalentními vazbami peptidická vazba. Primární struktura inzulínu http://www.korzo.net/images/stories/ Zdravlje/inzulin.jpg

SEKUNDÁRNÍ struktura = geometrické uspořádání řetězce aminokyselin, způsobené otáčením rovin peptidových vazeb kolem α-uhlíků Stabilizace struktury: H můstky mezi COa -NH- peptidových vazeb. http://www.xtal.iqfr.csic.es/cristalografia/archivos_08/validacion-2.jpg

SEKUNDÁRNÍ struktura H-můstky v rámci peptidických vazeb stabilizující SEKUNDÁRNÍ strukturu proteinů http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/protein/sf3x10a.jpg

SEKUNDÁRNÍ struktura TYPY SEKUNDÁRNÍ STRUKTURY α-helix + další helixy β -skládaný list β-otočka β-výduť Všechny typy jsou stabilizovány Hmůstky.

SEKUNDÁRNÍ struktura http://oregonstate.edu/instruct/bb450/spr ing14/stryer7/2/figure_02_36.jpg http://www-lbit.iro.umontreal.ca/bproposer/ http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/protein/sf3x10b.jpg

α-helix Několik druhů: Různá strmost Smysl otáčení Počet AMK / 1 otáčku Peptidové vazby leží rovnoběžně s osou šroubovice. Zbytky AMK směřují ven ze šroubovice. H-můstky mezi peptidickými vazbami AMK ležícími nad sebou. nejčastější: α-helix (pravotočivá) kolagenní helix (levotočivá, strmější) http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/protein/sf3x10b1.jpg

α-helix http://www.chemguide.co.uk/ Organicprops/aminoacids/ proteinstruct.html Torzní úhly Ψ = -47, Φ = -57. Plochy sousedních peptidových vazeb svírají úhel 80, AMK zbytky směřují od osy šroubovice v úhlu 100. Do zákrytu se dostane teprve každý 19 zbytek AMK. Na jeden závit připadá 3,6 AMK (výška závitu 0,54nm).

β-struktura (skládaný list) Vzájemné propojení dvou polypeptidových řetězců H-můstky. Průběh řetězců může být paralelní (shodná orientace) i antiparalelní (jeden řetězec má peptidovou vazbu ve směru C N zatímco druhý ve směru N C) Zbytky AMK jsou orientovány nad nebo pod rovinu skládaného listu svírají spolu podél osy polypeptidového řetězce úhel 180. Úhel mezi sousedními ploškami skládaného listu má hodnotu 153. http://fig.cox.miami.edu/ ~cmallery/150/protein/ sf3x10b2.jpg

β-struktura (skládaný list) http://www2.chemie.uni-erlangen.de/projects/vsc/chemie-mediziner-neu/aminosaeuren/sek_b2.html

β-otočka Umožňuje otočení směru peptidového řetězce o180. Kyslík karbonylové části peptidické vazby jednoho residua je vázán Hmůstkem na amidovou část peptidické vazby o 3 zapojené AMK dále. K otočení vlákna proteinu dochází dobře v místě glycinu nebbo prolinu. http://oregonstate.edu/instruct/bb450/ spring14/stryer7/2/figure_02_36.jpg

β výduť β výduť ((bulge bulge)) Jedná se o narušení pravidelné tvorby H-můstků v βskládaném listu. Dochází k tomu obvykle tím, že se v polypeptidovém řetězci objeví zbytek s nevhodnými dihedŕálními úhly na jednom nebo na obou řetězcích. http://wbiomed.curtin.edu.au/biochem/tutorials/prottute/sheetfigs.htm

SEKUNDÁRNÍ struktura TERCIÁRNÍ Struktura SEKUNDÁRNÍ Struktura http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/protein/5x20.jpg

TERCIÁRNÍ struktura = Uspořádání jednotlivých sekundárních struktur v prostoru Trojrozměrné uspořádání celého peptidového řetězce - interakce mezi aminokyselinovými zbytky, které jsou v primární struktuře od sebe vzdáleny. Základními jednotkami terciární struktury jsou tzv. DOMÉNY ZÁKLADNÍ TYPY: fibrilární (vláknitý tvar skleroproteiny ) keratin, elastin, fibroin, kolagen globulární (kulovitý tvar sferoproteiny ) řada přechodných typů

SEKUNDÁRNÍ struktura PRIMÁRNÍ struktura TERCIÁRNÍ struktura KVARTÉRNÍ struktura SEKUNDÁRNÍ struktura http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/protein/5x24.jpg

TERCIÁRNÍ struktura STABILZACE: 1) 2) 3) 4) 5) Iontové interakce Dipólové interakce Vodíkové můstky Hydrofobní interakce Disulfidické můstky http://bio1151b.nicerweb.net/locked/media/ ch05/05_20dtertiarystructure.jpg

TERCIÁRNÍ struktura http://upload.wikimedia.org/ wikipedia/commons/thumb/7/7a/ Pyruvate_kinase_protein_domains.png/ 327px-Pyruvate_kinase_protein_domains.png http://ca.wikipedia.org/wiki/triosa_fosfat_isomerasa#mediaviewer/ Fitxer:TriosePhosphateIsomerase_Ribbon_pastel_whitebkg.jpg

KVARTÉRNÍ struktura = Vzájemné uspořádání 2 nebo více asociovaných samostatných polypetidových řetězců (podjednotek) asociace dvou nebo více polypeptidových řetězců do oligomeru globulárního charakteru. na vazbě se podílejí větší oblasti polypeptidových řetězců interakcemi obdobnými jako u stabilizace terciární struktury, geometrická komplementarita těchto oblastí vysoká specifita spojení velké molekuly proteinů, velmi časté Podjednotky IDENTICKÉ (oligomer), NEIDENTICKÉ (protomer)

KVARTÉRNÍ struktura

Hemoglobin http://www.calvin.edu/academic/chemistry/ faculty/arnoys/proteins/hemoglobin.png http://blogs.fda.gov/fdavoice/wp-content/uploads/ 2012/06/1HHO-Human-Oxy-HbA.png

Hemoglobin http://bio1151b.nicerweb.net/locked/media/ch05/05_21sicklecelldisease.jpg