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



Podobné dokumenty
Aminokyseliny, struktura a vlastnosti bílkovin

Bílkoviny - proteiny

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

Inovace studia molekulární a buněčné biologie


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

Obecná struktura a-aminokyselin

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

Přírodní polymery proteiny

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

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

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

Biopolymery. struktura syntéza

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

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

Aminokyseliny, peptidy a bílkoviny

Bílkoviny. Charakteristika a význam Aminokyseliny Peptidy Struktura bílkovin Významné bílkoviny

Názvosloví cukrů, tuků, bílkovin

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

Metabolismus aminokyselin - testík na procvičení - Vladimíra Kvasnicová

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch

Molekulární biofyzika

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

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

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

L-aminokyselina chirální (asymetrický) uhlík

aminokyseliny a proteiny

Translace (druhý krok genové exprese)

Aminokyseliny a dlouhodobá parenterální výživa. Luboš Sobotka

Metabolizmus aminokyselin II

Struktura, chemické a biologické vlastnosti aminokyselin, peptidů a proteinů

Proteiny ve sportu Diplomová práce

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

Aminokyseliny. Peptidy. Proteiny.

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

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

Proteiny. Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec Králové

Kosterní svalstvo tlustých a tenkých filament

Přírodní polymery. struktura syntéza

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

Biochemie I 2016/2017. Makromolekuly buňky. František Škanta

DUM č. 15 v sadě. 22. Ch-1 Biochemie

Biologie buňky. systém schopný udržovat se a rozmnožovat

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

Molekulární biofyzika

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

Metabolizmus aminokyselin II

Metabolismus aminokyselin 2. Vladimíra Kvasnicová

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

Hemoglobin a jemu podobní... Studijní materiál. Jan Komárek

Procvičování aminokyseliny, mastné kyseliny

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

Autorem přednášky je Mgr. Lucie Mandelová, Ph.D. Přednáška se prochází klikáním nebo klávesou Enter.

Struktura aminokyselin, peptidů a bílkovin.

Struktura nukleových kyselin Vlastnosti genetického materiálu

Biochemie I. Aminokyseliny a peptidy

Funkce imunitního systému

Aminokyseliny (AA) Bílkoviny

Vysvětlivky ke kombinované nomenklatuře Evropské unie (2015/C 143/04)

Určení molekulové hmotnosti: ESI a nanoesi

NaLékařskou.cz Přijímačky nanečisto

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

Text zpracovala Mgr. Taťána Štosová, Ph.D PŘÍRODNÍ LÁTKY

Co jsou aminokyseliny

USPOŘÁDEJTE HESLA PODLE PRAVDIVOSTI DO ŘÁDKŮ

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

Všeobecná fakultní nemocnice v Praze Diagnostické laboratoře Ústavu dědičných metabolických poruch Ke Karlovu 2, Praha 2

Bílkoviny a nukleové kyseliny

TRANSLACE - SYNTÉZA BÍLKOVIN

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

Testové úlohy aminokyseliny, proteiny. post test

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

Tomáš Oberhuber. Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague

STRUKTURA PROTEINŮ

Metabolismus mikroorganismů

Aminokyseliny, Peptidy, Proteiny

Obecný metabolismus.

VÝZNAM FUNKCE PROTEINŮ V MEDICÍNĚ

Metabolismus proteinů a aminokyselin

Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta

Proteiny globulární a vláknité a jejich funkce. Metabolismus aminokyselin

Český institut pro akreditaci, o.p.s. List 1 z 5

Polysacharidy. monosacharidy disacharidy stravitelné PS nestravitelné PS (vláknina) neškrobové PS resistentní škroby Potravinové zdroje

Biochemie I. Aminokyseliny a peptidy

VAKUOLA. membránou ohraničený váček membrána se nazývá tonoplast. běžná u rostlin, zvířata specializované funkce či její nepřítomnost

Exprese genetické informace

PROTEINY Bílkoviny patří společně s tuky a sacharidy k hlavním živinám. Jsou součástí všech

Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech

Univerzita Karlova v Praze - 1. lékařská fakulta. Buňka. Ústav pro histologii a embryologii

Aminokyseliny. Aminokyseliny. Peptidy & proteiny Enzymy Lipidy COOH H 2 N. Aminokyseliny. Aminokyseliny. Postranní řetězec

Publikováno z 2. lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze (

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Esenciální Isoleucin Leucin Lysin Methionin Phenylalanin Threonin Tryptofan Valin

CHEMICKÉ ZNAKY ŽIVÝCH SOUSTAV

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikodynamika I.

Struktura proteinů a funkce enzymů

Biologická olympiáda

Přípravný kurz z biologie MUDr. Jana Kolářová, CSc. témata 1 Mgr. Kateřina Caltová témata 3-5 doc. PharmDr. Emil Rudolf, Ph.D materiály k

Transkript:

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

1. 20 aminokyselin, kódovány standardním genetickým kódem, proteinogenní, stavebními jednotkami bílkovin (jako 21 AK selenocystein kodon UGA) 2. Trojrozměrná struktura bílkovin 3. Strukturální funkce 4. 8 esenciálních aminokyselin, 2 semiesenciální 5. Hormonální a katalytické funkce 6. Biosyntéza biologicky významných sloučenin 7. Genetické poruchy metabolismu aminokyselin (fenylketonurie) 8. Poruchy transportního mechanismu aminokyselin (aminoacidurie)

Všechny aminokyseliny, které jsou součástí bílkovin, mají tuto základní strukturu. Liší se pouze složením svého postranního řetězce R. L-izomer V bílkovinách se nacházejí pouze L-izomery

Neionizovaná forma aminokyseliny a zwitterion zwitterion převládá při neutrálním ph Zwitterion = z německého hybridní iont Slabá kyselina Slabá báze

Postrannířetězec R 20 odlišných postranních řetězců odlišné velikostí, tvarem, nábojem, vazebnou kapacitou a chemickou reaktivitou Velikost od jediného vodíku (glycin) až po složitý dusíkatý heterocyklus (tryptofan). Sekvence AK v polypeptidové řetězci určují uspořádání trojrozměrné struktury bílkoviny. Vně vyčnívající R interagují s jinými molekulami, určují funkci bílkoviny v buňce.

Klasifikace aminokyselin Dělení podle polarity postranních řetězců nepolární polární polární nabitý

Nepolární aminokyseliny v postranním řetězci je pouze uhlík a vodík, popř. aromatické (benzenové) jádro nejsou reaktivní jsou hydrofóbní, napomáhají polypeptidovým řetězců bílkoviny uspořádat se do 3-D struktury.

Nepolární (hydrofóbní) postranní řetězce Glycin (Gly) Methionin (Met) Alanin (Ala) Phenylalanin (Phe) Valin (Val) Prolin (Pro) Leucin (Leu) Tryptofan (Trp) Isoleucin (Ile) http://www.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acids.html

Glycin Není chirální; není esenciální aminokyselina díky vodíku v postranním řetězci se přizpůsobí hydrofilnímu i hydrofóbnímu prostředí; inhibiční neuropřenašeč CNS (obzvláště v míše, mozkovém kmeni a sítnici) aktivace glycinových receptorů na postsynaptické membráně otevírání ionotropních kanálů pro Cl -, vznik inhibičního postsynaptického potenciául (IPSP).

Alanin nejobvyklejší, nejjednodušší AK v proteinech; CH 3 - skupina není reaktivní, podílí se na hydrofóbních interakcích napříč vláknem proteinu; v těle syntetizován z pyruvátu a větvených aminokyselin Valin srpkovitá anémie - záměna za Glu v β-řetězci hemoglobinu hydrofóbní interakce nedovolí vytvořit správnou terciární a kvartérní strukturu; esenciální aminokyselina, hlavní součástí elastinu Leucin helix některých proteinů reagující s DNA jsou bohaté na Leu (každá 7 AK); Leu umožňuje dimerizaci dvou podobných molekul díky tzv. leucinovému zipu; interakce s některými úseky DNA (transkripční faktory); esenciální aminokyselina Isoleucin

Methionin v postranním řetězci sír, metylová skupina je používaná pro metylační reakce - S-adenosyl-methionin. Fenylalanin alanin s benzenovým jádrem, silně hydrofóbní, vyskytuje se v globulárních bílkovinách. Methionin Fenylalanin

Tryptofan strukturně podobný alaninu, indolová skupina namísto aromatického kruhu fenylalaninu. Silně hydrofóbní, pomáhá sbalovat globulární bílkoviny. Přírodní relaxant. Prolin Iminokyselina, výjimečné postavení mezi aminokyselinami, postranní řetězec se stáčí do kruhu a váže se na kostru aminokyseliny. Je málo reaktivní. Výskyt hlavně v kolagenu, elastinu.

Polární (hydrofilní) postranní řetězce Serin (Ser) Cystein (Cys) Threonin (Thr) Asparagin (Asn) Tyrosin (Tyr) Glutamin (Gln) http://www.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acids.html

Serin, threonin OH skupina, velmi polární významná úloha při fosforylačních reakcích (v aktivním místě enzymů), -OH skupina Thr tvoří O-glykosydickou vazbu s cukrem. Tyrosin fenylalanin s hydroxylovou (-OH) skupinou. Je velmi polární, slabá kyselina. Má důležitou katalytickou funkci v aktivním místě enzymů (reverzibilní přenos fosfátové skupin).

Cystein thyolová (-SH) skupina je velice reaktivní. Dva cysteiny vytváří kovalentní vazbu (disulfidický můstek), stabilizaci prostorového uspořádání bílkoviny. COOH - - - - - - CH CH 2 HS SH CH 2 CH COOH NH 2 NH 2 S S

Asparagin, glutamin amidy kyselin asparagové a glutamové, v postranním řetězci druhá aminoskupina, která neionizuje. Asparagin Glutamin

Negativně nabité (nepolární) postranní řetězce Asparagová kyselina (Asp) Glutamová kyselina (Glu) Kyseliny asparagová a glutamová Dikarboxylové kyseliny; značně hydrofóbní díky druhé karboxylové skupině; nacházejí se pouze vně bílkoviny; dodávají celkový záporný náboj. Zapojují se do mnoha interakcí.

Pozitivně nabité (nepolární) postrannířetězce Lysin (Lys) Arginin (Arg) Histidin (His) Lysin a arginin mají oba pk kolem 10 a jsou proto vždy při neutrálním ph pozitivně nabité. Histidin zajímavý v tom, že jeho pk je 6.5, proto může být bez celkového náboje nebo pozitivně nabitý; důležitý v katalytickém mechanismu enzymových reakcí, často se vyskytuje v aktivním místě enzymu; součást hemoglobinu reguluje ph krve.

2. Dělení aminokyselin podle chemického složení Malé aminokyseliny glycin, alanin Větvené aminokyseliny valin, leucin, isoleucin Hydroxy aminokyseliny (-OH skupina) serin, threonin Aminokyseliny se sírou v R cystein, methionin Aromatické aminokyseliny fenylalanin, tyrosin, tryptofan Kyselé aminokyseliny a jejich deriváty asparagová kyselina a asparagin, glutamová kyselina a glutamin Bazické aminokyseliny lysin, arginin, histidin Iminokyseliny - prolin

Esenciální aminokyseliny přísun z potravy člověk není schopen syntetisovat jejich uhlíkovou kostru Arginin* Histidin* Isoleucin Leucin Valin Lysin Methionin Threonin Phenylalanin Tryptophan * Esenciální pouze u dětí, ne u dospělých

Neesenciální aminokyseliny není potřeba jejich přísun potravou vznikají transaminací a-ketokyselin a následnými dalšími reakcemi Alanin Asparagin Aspartát Glutamát Glutamin Glycin Prolin Serin Cystein (z Met*) Tyrosin (Phe*) * Esenciální

Stereochemie aminokyselin Chirální molekuly existují ve dvou formách http://www.imb-jena.de/~rake/bioinformatics_web/gifs/amino_acids_chiral.gif

Dva stereoisomery alaninu α uhlík je chirálním centrem Dva stereoisomery se nazývají enantiomery a jsou si navzájem zrcadlovým obrazem Tmavě vyznačené vazby se promítají do roviny plátna a šrafované dozadu a dopředu. Horizontální vazby se promítají do roviny plátna a vertikální dozadu a dopředu.

Stereochemie threoninu se dvěma chirálními atomy uhlíku

Optická aktivita aminokyselin Aminokyseliny rozpuštěné ve vodě při ph 7.0 stáčejí polarisované světlo. (+) alanin, isoleucin, arginin, k. glutamová, kyselina asparagová, kyselina glutamová, lysin, valin (-) tryptofan, leucin, fenylalanin Optická otáčivost se mění při změně ph

Méně běžné aminokyseliny vyskytující se v proteinech hydroxyprolin a hydroxylysin v kolagenu a elastinu 6-N-methyllysin složka myosinu γ-karboxyglutamát složka prothrombinu a dalších proteinů, které váží Ca 2+

Desmosin příčná vazba v elastinu, Selenocystein označován jako 21 proteinogenní AK (glutathion peroxidasa, glycinreduktasa) Ornitin a citrulin intermediáty biosyntézy argininu a močovinového cyklu

Průkaz aminokyseliny ninhydrinovou reakcí Toto silně oxidačníčinidlo oxidativně dekarboxyluje aminokyselinu. Amoniak a hydrindantin, který vznikne z ninhydrinu, vytvoří modročervenou barvu.

Spojení aminokyselin pomocí peptidové vazby C α COOH NH 2 C α AK1 Dehydratační syntéza (kondenzační reakce) AK2

Chemická povaha bílkovin Biopolymery aminokyselin Makromolekuly o molekulové hmotnosti > 10 000 (protein titin z kosterního a srdečního svalu má 26 926 AK v jednom polypeptidovém řetězci) Typický protein má 200 300 aminokyselin (menší jsou peptidy)

Peptidová vazba je rigidní a planární Kyslík karbonylové skupiny má slabý negativní náboj a amidový dusík slabý pozitivní náboj. N-Cα a Cα-C rotují v úhlu φ resp. ϕ. Peptidová C-N vazba rotovat nemůže. Take over from: D. L. Nelson, M. M. Cox :LEHNINGER. PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY Fifth edition

Struktura bílkovin Makromolekuly jsou tvořeny sadou různých aminokyselin v přesně definovaném pořadí. Prostorové uspořádání a biologická funkce je dána aminokyselinovým složením.

Funkční úloha bílkovin 1. Funkce dynamická transport kontrola metabolismu kontrakce katalýza chemických přeměn 2. Funkce strukturální architektura orgánů a tkání podpůrné funkce

Struktura bílkovin Všeobecné rozdělení bílkovin podle struktury: 1.globulární - kompaktně složeny a zabaleny. 2.fibrilární - tvoří filamenta a jsou protažené. 3.membránové připojeny nebo spojeny s membránou buňky nebo organelou

Primární struktura lineární pořadí aminokyselin N-terminální část je nalevo (volná a-aminoskupina posledního levého amino-kyselinového zbytku). C-terminálníčást je napravo (volná a-karboxylová skupina posledního pravého aminokyselinového zbytku). http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/biologypages/p/polypeptides.html

Primární struktura Z primární struktury proteinů lze odvodit: strukturu proteinu mechanismus působení na molekulární úrovni vzájemné vztahy k jiným proteinům v evoluci Sekvenování proteinů má význam pro: předpokládanou podobnost mezi dvěma proteiny studium modifikací proteinu

Znalost primární struktury insulinu vedla k pochopení mechanismu jeho účinků a mezidruhové podobnosti. 1. pankreas - prekurzor proinsulin 2. hydrolýza a odštěpení 35 aminokyselin, segment C 3. tím vznikne aktivní insulin Druhová podobnost insulinu (aminokyselinové složení): člověk, kůň, potkan, prase, ovce, kuře. Odlišnost aminokyselinového složení jen ve zbytcích 8, 9 a 10 (A řetězec), 30 (B řetězec).

Vyšší uspořádání bílkovin Sekundární struktura Prostorové uspořádání polypeptidového řetězce závisí na aminokyselinovém složení. Otáčení peptidových vazeb kolem α-uhlíků (atomy peptidové vazby se účastní na vzniku vodíkových vazeb, postranní řetězce aminokyselin R se vazeb neúčastní). Terciární struktura Trojrozměrné uspořádání polypeptidových jednotek (do klubka nebo vlákna). Vzájemná interakce postranních řetězců aminokyselin.

Kvartérní struktura Skládání polypeptidových podjednotek. Nekovalentní interakce mezi podjednotkami. (ne všechny proteiny mají kvartérní strukturu). Vyšší uspořádání polypeptidovýchřetězců do sekundární, terciární, a kvartérní struktury je spontánní, po trojrozměrném uspořádání vzniknou disulfidické můstky.

Sekundární struktura Pravotočivá šroubovice, stabilizovaná vodíkovými vazbami. 3,6 aminokyselinových zbytků na jednu otáčku, R aminokyselin jsou orientovány ven. Všechny C=O a N-H skupiny peptidových vazeb jsou uloženy rovnoběžně s podélnou osou α-helixu. C=O skupina vázána vodíkovou vazbou ke čtvrté N-H skupině. α-helix Helikální struktura - převážně vláknité bílkoviny (keratiny), svalové proteiny aj. Výjimečný α-helix má kolagen. Tři levotočivé α- helixy uspořádány do pravotočivé trojité šroubovice superhelixu (specifické aminokyselinové složení kolagenu 33% glycinu, 13% Pro a Hypro)

β struktura (struktura skládaného listu) Segmenty natažených polypeptidových řetězců. Dva segmenty (polypeptidové řetězce) jsou stabilizovány vodíkovými vazbami mezi C=O a N-H skupinami dvou sousedních peptidových vazeb. Sousední polypeptidovéřetězce uloženy antiparalelně nebo paralelně. Velký počet vodíkových vazeb udržuje strukturu v nataženém stavu

Terciární struktura Důležitá pro funkci bílkoviny: - denaturované enzymy ztrácejí svou funkci - denaturované protilátky ztrácejí schopnost vázat antigen. Mutace v genetickém kódu ovlivní terciátní strukturu (priony).

Terciární uspořádání bílkoviny do domén Každá doména má svou funkci (enzymy a katalytické centrum, otáčky transmembránových bílkovin plasmatickou membránou). Charakter vazeb udržujících strukturu Vodíková Elektrostatická β-struktura Disulfidická Hydrofóbní α-helix

Příklady terciární struktury α, β uspořádání domén bílkoviny, β-struktura je v centru domény Příklad β-struktury

Kvartérní struktura Komplex dvou a více polypeptidových řetězců jsou dohromady spojeny nekovalentními vazbami Čtyři podjednotky hemoglobinu (dvě α a dvě β se spojují do kvartérní struktury)

Síly a interakce uplatňující se ve Hydrofóbní interakce struktuře bílkoviny Nevazebné interakce Vznikají uvnitř polypeptidových řetězců mezi hydrofóbními postranními řetězci aminokyselinových zbytků (R-skupin). Interakce R-skupin polypeptidových řetězců s vodním pláštěm. Dvě nepolární skupiny se dostávají velice těsně k sobě. Nepolární R-skupiny rozpuštěné ve vodě indukují vznik tenké slupky, kde jsou vodní molekuly vysoce uspořádané. Vodíkové vazby Donory a akceptory protonů jsou uvnitř polypeptidovýchřetězců a mezi řetězci navzájem

Elektrostatické síly Interakce mezi dvěma opačně nabitými R-skupinami jako je Lys a Arg (pozitivně nabité) a Asp a Glu (záporně nabité) Ionizované R-skupiny s dipóly vodních molekul. van der Waalsovy síly Přitažlivé van der Waalsovy síly - interakce mezi vzniklými dipóly u sousedních nenabitých atomů. Odpudivé van der Waalsovy síly - nenabité atomy se dostávají velice blízko sebe, ale nevznikají dipóly. Odpudivé síly vznikají v důsledku odpuzování se elektronů navzájem tam, kde se elektronové oblaky překryjí. Vazby kovalentní Peptidová vazba Disulfidová vazba -CO-NH- -S-S-

Denaturace a opětovné složení Denaturace je ztráta trojrozměrné struktury. Bílkovina ztrácí svoji funkci. Denaturace teplem zcela ruší slabé interakce (primárně narušuje vodíkové vazby). Krajní hodnoty ph mění celkový povrchový náboj, vznikají odpudivé elektrostatické síly a zanikají některé vodíkové vazby. Organická rozpouštědla a detergenty ruší hydrofóbní interakce. Renaturace opětovné získání původní přirozené struktury. Převzato: D. L. Nelson, M. M. Cox :LEHNINGER. PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY Fifth edition

Některé bílkoviny mají při skládání asistenty Molekulární chaperony. Chaperony ovlivňují buď částečně složené polypeptidové řetězce, nebo polypeptidy, které jsou složené nesprávně. Převzato z: D. L. Nelson, M. M. Cox :LEHNINGER. PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY Fifth edition

Poruchy skládání bílkovin Vlákna amyloidu jsou nerozpustné extracelulární útvary špatně složených polypeptidových řetězců (amyloidosa). Jádro amyloidu - b-skládaný list se přiloží jen částečně ke stejné oblasti vedlejšího polypeptidového řetězce. Vlákna amyloidu se ukládají do prostoru mezi buňky a do okolí cév různých orgánů (srdce, ledviny, konečníku aj.). Vznikají po dlouho trvajícím zánětu nebo zhoubném onemocnění. Převzato z: D. L. Nelson, M. M. Cox :LEHNINGER. PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY Fifth edition

Klasifikace bílkovin podle biologické funkce 1. enzymy (laktátdehydrogenáza, DNA polymeráza) 2. zásobní bílkoviny (ferritin, kasein, ovalbumin) 3. transportní bílkoviny (hemoglobin, myoglobin, sérový albumin) 4. kontraktilní bílkoviny (myosin, aktin) 5. hormony (insulin, růstový hormon) 6. ochranné bílkoviny krve (protilátky, komplement, fibrinogen) 7. strukturální bílkoviny (kolagen, elastin, proteoglykany) 8. receptory pro hormony a jiné signální molekuly

Typy bílkovin Globulární bílkoviny Sféroidní tvar Variabilní molekulová váha Relativně vysoká rozpustnost Různé funkce katalytické, transportní, regulační (metabolismus, genové exprese) Fibrilární bílkoviny Tyčinkovitý tvar Malá rozpustnost Strukturální funkce v organismu Lipoproteiny Komplexy protein + lipid Glykoproteiny Proteiny s kovalentně vázanými cukry

Globulární bílkoviny nepolární aminokyseliny uvnitř, polární orientovány vně interakce dipól-dipól s rozpouštědlem (rozpustnost bílkoviny celářada enzymů, jsou obvykle složeny z kombinace obou typů sekundární struktury. hemoglobin složen výhradně z α-helixu a protilátky pouze z β-struktury.

Fibrilární bílkoviny Kolagen Keratin

Lipoproteiny Složené komplexy bílkoviny a lipidu Molekulární agregát s přibližnou stechiometrií mezi oběma komponentami Různé funkce v krvi (transport lipidů mezi tkáněmi), v lipidovém metabolismu Apolipoprotein = čistá bílkovinná složka lipoproteinovéčástice, většinou dlouhý polypeptid, s obsahem sacharidů

Glykoproteiny Sacharidový podíl je na proteinovou složku vázán: O-glykosydovou vazbou buď na OH skupiny seirnu nebo threoninu (proteoglykany) nebo na hydroxyprolin nebo hydroxylysin (kolagen) N-glykosydovou vazbou na amidový dusík asparaginu 1. bílkoviny vylučované specifickými buňkami hormony proteiny extracelulární matrix proteiny kaskády krevní koagulace protilátky mukózní sekrety epiteliálních buněk 2. bílkoviny lokalizované na buněčném povrchu - receptory (přijímání signálů z okolního prostředí buňky hormony, růstové faktory, cytokiny aj. buněčná signalizace)

STRUKTURÁLNĚ-FUNKČNÍ VZTAHY

Hemoglobin a myoglobin Lidský hemoglobin má několik forem. Složen ze dvou α a dvou β podjednotek, které se liší primární strukturou. Váže čtyři molekuly kyslíku, přenáší kyslík krví z plic do tkání a buněk.

Hemoglobin a myoglobin Myoglobin má jeden polypeptidovýřetězec, váže jednu molekulu kyslíku. Váže a uvolňuje kyslík v cytoplasmě svalových buněk. Hemoglobin a myoglobin obsahují prostetickou skupinu hem. bílkovina bez hemu = apoprotein kompletní bílkovina s hemem = holoprotein

Protilátky Molekula imunoglobulinu je tetramer dva řetězce těžké H dva řetězce lehké L (κ a λ) Třídy imunoglobulinů: těžký řetězec IgG γ IgM µ IgA α IgD δ IgE ε

Kontraktilní svalové bílkoviny tlustá filamenta - myosin tenká filamenta aktin, tropomyosin, troponin G-aktin globulární protein F-aktin fibrilární protein jednou z důležitých biologických vlastností myosinu je schopnost spojovat se s aktinem za vzniku svalové kontrakce

Proteiny biologických membrán Integrální membránové proteiny Periferní membránové proteiny Kanály a póry Membrána erytrocytu α-podjednotka napěťověřízeného sodíkového kanálu

Model β 2 adrenergního receptoru β struktura se střídá s α helixem. Sedm domén procházejících membránou. Senzitivní na katecholaminy, zejména na noradrenalin Membránové receptory přenášejí signál vyvolaný hormonem do buňky. Signál spouští kaskádu dějů, kterými se přenáší do jádra.

Proteolytické enzymy Proteolytické enzymy jsou klasifikovány podle svého mechanismu katalytické reakce. Vazebné místo pro substrát katalyticky hydrolyzuje peptidovou vazbu Serinové proteázy využívají aktivovaný serinový zbytek pro vazbu substrátu v aktivním místě. Cysteinové proteázy - využívají aktivovaný cysteinový zbytek pro vazbu substrátu v aktivním místě. Aspartátové proteázy - využívají aktivovaný aspartátový zbytek pro vazbu substrátu v aktivním místě. Metaloproteázy - využívají aktivovaný kovový iont pro vazbu substrátu v aktivním místě.

Proteiny regulace transkripce DNA Regulační proteiny se s vysokou specifičností váží na DNA a regulují aktivaci nebo potlačení transkripce genu do mrna. Tři jedinečné motivy: helix-závit-helix zinkový prst leucinový zip Přímý kontakt s DNA, vazba pomocí vodíkových můstků nebo van der Waalsových sil. Zinkový prst Helix-závit-helix

Použité odkazy: http://student.ccbcmd.edu/~gkaiser/biotutorials/proteins/images/alphahelix.jpg http://chem.ps.uci.edu/~pfarmer/grp2/myoglobin.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/hemoglobin http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/tertie.gif http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/biologypages/p/polypeptides.html http://www.mun.ca/biology/scarr/collagen_structure.gif http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/prot_struct-4143.jpg http://academic.wsc.edu/faculty/jatodd1/351/actin_myosin.jpg