optická aktivita Peptidy & proteiny Enzymy Lipidy α-uhlík je asymetrický pouze L-aminokyseliny 2 α R rozdělení dle polarity podle počtu karboxylových skupin podle počtu bazických skupin podle polarity postranního řetězce Postranní řetězec nepolární polární, neionizovaný za fyziologických hodnot p polární a ionizovaný - kyselý - bazický 1 1
nepolární nepolární 2 glycin, Gly s rozvětveným postranním řetězcem 3 3 valin, Val 2-amino-3-methylmáselná 2-amino-isovalerová kyselina 3 alanin, Ala 3 3 leucin, Leu 2-amino-4-methylvalerová 3 3 isoleucin, Ile 2-amino-3-methylvalerová nepolární nepolární Aromatická nepolární aminokyselina obsahující heterocyklus fenylalanin, Phe 2-amino-3-fenylpropionová tryptofan, Trp 2-amino-3-(indol-3-yl)propionová 3 l) i prolin, Pro 2 2
nepolární polární s hydroxyskupinou 3 S 2 2 serin, Ser methionin, Met 2-amino-4-(methylsulfanyl)máselná 3 threonin, Thr polární polární Aminokyselina s thiolovou skupinou Aminokyselina s fenolickou skupinou S 2 cystein, ys 2-amino-3-sulfanylpropionová tyrosin, Tyr 2-amino-3-(4-hydroxyfenyl)propionová 3 3
polární kyselé Amidy kyselých aminokyselin 2 asparagin, Asn 2-amino-3-karbamoylpropionová asparagová kyselina, Asp 2 glutamin, Gln 2-amino-3-karbamoylmáselná glutamová kyselina, Glu bazické esenciální 2 ( ) 3 lysin, Lys 2,6-diaminohexanová arginin, Arg 2 2-amino-5-guanidinovalerová Val, Leu, Ile Phe, Trp Lys Met Thr histidin, is 2-amino-3-(imidazol-4-yl)propionová 4 4
Deaminací které aminokyseliny vznikne valerát? Dekarboxylací které aminokyseliny připravíme γ-aminomáselnou kyselinu? Peptidová vazba Peptidy názvy + - 2 - + od -konce k -konci názvy acylů zakončení yl název -koncové AK nezměněn -konec 2 R 1 α α R 2 -konec 3 S 5 5
Tripeptid glutathion Pojmenujte uvedený dipeptid. 3 3 3 3 S lysylleucin valylleucin leucinylvalin leucylvalin Peptidy označení Kdy polypeptid označujeme protein Počet AK Dipeptid 2 1 Počet peptidových vazeb přibližně podle počtu AK nebo M r > 50 100 AK M r > 10 000 Tripeptid 3 2 ligopeptid 2 10 1 9 hlavním rysem proteinů definovaná sekundární a terciární struktura Polypeptid > 10 > 9 6 6
Struktura proteinů Proteiny primární struktura Primární Sekundární Terciární Kvartérní pořadí AK zbytků v polypeptidovém řetězci v souladu se směrem proteosyntézy číslování vždy od -konce k -konci geneticky kódovaná Primární struktura tetrapeptidu Proteiny sekundární struktura 2 R 2 R 4 R 1 R 3 prostorové uspořádání hlavního polypeptidového řetězce (bez ohledu na postranní řetězce) pravidelné: α-helix, β-struktura nepravidelné Stabilizace sekundární struktury pouze vodíkové můstky mezi skupinami >- =< peptidových vazeb 7 7
β-struktura jednořetězový β-hřeben stabilizace do struktury skládaného listu Proteiny terciární struktura Stabilizace terciární struktury prostorové uspořádání všech atomů polypeptidového řetězce S 3 + závisí na charakteru postranních řetězců AK S - na stabilizaci struktury se podílí řada interakcí van der Waalsovy síly disulfidové vazby iontové vazby vodíkové vazby 8 8
Myoglobin terciární struktura Proteiny kvartérní struktura počet a prostorové uspořádání podjednotek v oligomerní molekule podjednotky mohou být stejné nebo různé hemoglobin A (α 2 β 2 ) Denaturace definice Denaturace proteinů Proces, při kterém se mění nativní konformace makromolekuly (kvartérní, terciární a sekundární struktura) Vratná (např. vysolení, tj. přídavek soli) evratná (např. teplo, ultrazvuk, Ztráta specifických biologických vlastností 9 9
Proteiny rozdělení Proteiny v imunitním systému Globulární albumin, hemoglobin, fibrinogen globuliny Vláknité (fibrilární) α-keratin myosin kolagen Membránové Protilátky (imunoglobuliny) tvoří se při tzv. humorální odpovědi organismu na přítomnost cizích látek (antigenů) specificky váží antigen, který jejich tvorbu vyvolal Antigeny (imunogeny) makromolekuly, vyvolávající tvorbu protilátek proteiny, nukleové kyseliny, polysacharidy nízkomolekulární látky tvorbu protilátek nevyvolají Enzymy charakteristika Enzymy charakteristika proteiny, katalyzující reakce vysoce specifické katalyzují přeměnu pouze určité látky jedním způsobem regulovatelné aktivátory/inhibitory částečnou proteolýzou (pepsinogen pepsin) kovalentní modifikací (fosforylací) aktivní centrum místo, kam se váže substrát a přeměňuje se na produkt proteiny (též některé RA), katalyzující reakce vysoce specifické katalyzují přeměnu pouze určité látky substrátová specifita jedním způsobem specifita účinku regulovatelné aktivátory/inhibitory částečnou proteolýzou (pepsinogen pepsin) kovalentní modifikací (fosforylací) aktivní centrum místo, kam se váže substrát a přeměňuje se na produkt 10 10
Enzymy kofaktory Enzymová reakce neproteinová složka některých enzymů většinou stabilní při zahřátí ionty některých kovů koenzym (nekovalentní vazba s enzymem) (AD + /AD) prostetická skupina (kovalentní vazba s enzymem) (hem) holoenzym = apoenzym (protein) + koenzym E + S ES E + P Rychlost enzymové reakce se zvyšuje s rostoucí koncentrací substrátu, ale pouze do nasycení enzymu substrátem s rostoucí koncentrací enzymu Další faktory ovlivňující rychlost enzymové reakce Enzymová reakce vliv p disociace ionizovatelných skupin v aktivním centru p teplota t aktivátory / inhibitory v 1,5 7 p 11 11
Enzymová reakce vliv teploty Enzymová reakce typy inhibice Vratná/reverzibilní v kompetitivní inhibice - strukturní podobnost inhibitoru se substrátem - soutěž/kompetice o vazbu v aktivním centru T - malonát inhibitorem sukcinátdehydrogenasy s rostoucí teplotou roste rychlost enzymové reakce Enzymová reakce typy inhibice Enzymy názvosloví evratná/ireverzibilní - -, 2 S, inhibitory cytochrom-c-oxidasy - ionty těžkých kovů inhibitory enzymů s ys v aktivním centru zakončení asa (česky áza) ureasa dehydrogenasa triviální názvy pepsin trypsin 12 12
Enzymy Základní třídy 1. oxidoreduktasy 2. transferasy 3. hydrolasy 4. lyasy 5. isomerasy 6. ligasy klasifikace 1. xidoreduktasy oxidačně redukční reakce, přenos vodíku, elektronu, vestavění molekuly kyslíku dehydrogenasy 2. Transferasy přenos ř skupin atomů ů aminotransferasy 3. ydrolasy hydrolytické štěpení vazeb (peptidových, esterových, glykosidových, ) trávicí enzymy zažívacího traktu 4. Lyasy nehydrolytické štěpení vazeb nebo tvorba vazeb synthasy ydrolasy polymer enzym štěpená vazba 5. Isomerasy intramolekulární přesuny vazeb nebo atomů 6. Ligasy vznik vazeb za současného štěpení ATP synthetasy Proteiny Polysacharidy Triacylglyceroly pepsin, trypsin lipasa 13 13
Proteiny proteasy Katabolismus aminokyselin Enzymy endopeptidasy tvoří se v neaktivní formě zymogeny (žaludek) pepsinogen (pankreas) trypsinogen exopeptidasy karboxypeptidasy, aminopeptidasy Začíná odstraněním aminoskupiny deaminací: vznik 4 + transaminací: přenos na 2-oxokyseliny uhlíkatý řetězec v játrech: 4+ pyruvát acetyl-oa meziprodukt citrátového cyklu močovina dipeptidasa Lipidy Lipidy biologické funkce Estery, amidy mastných kyselin a alkoholů Zdroj energie ydrofóbní charakter ěkteré lipidy mají amfipatický charakter (přirozené tenzidy) např. fosfolipidy Zásobní látka energetická rezerva Zdroj esenciálních mastných kyselin Strukturní funkce součást membrán ydrofóbní prostředí v organismu pro hormony, vitaminy Tepelná izolace organismu 14 14
Klasifikace lipidů Složky lipidů mastné kyseliny Jednoduché lipidy Tuky, oleje (acylglyceroly) Vosky Složené lipidy Fosfolipidy Glykolipidy V krvi jsou součástí lipoproteinů (kromě vosků) Alifatické monokarboxylové kyseliny Sudý počet uhlíků ů enasycené kyseliny konfigurace cis Zkrácený zápis struktury mastné kyseliny Mastné kyseliny v přirozených lipidech kapronová kyselina hexanová kyselina 5 11 3 ( 2 ) 4 olejová kyselina cis-oktadec-9-enová kyselina 17 33 3 ( 2 ) 7 =( ) 7 máselná butanová 4:0 kapronová hexanová 6:0 palmitová hexadekanová 16:0 stearová oktadekanová 18:0 olejová cis-oktadec-9-enová 18:1 linolová cis,cis-oktadeka-9,12-dienová 18:2 linolenová cis,cis,cis-oktadeka-9,12,15-trienová 18:3 15 15
Složky lipidů Glycerol tuky fosfolipidy alkoholy Acylglyceroly monoacylglyceroly (MG) diacylglyceroly (DG) Sfingosin i dvojfunkční nenasycený aminoalkohol l 18 triacylglyceroly yce y (triglyceridy, TG) fosfolipidy glykolipidy Vyšší jednofunkční alkoholy hexadekanol (cetylalkohol) vosky 18 2 1 R 2 R 1 R 3 Triacylglyceroly Tuky pevné (hovězí lůj), polotuhé (vepřové sádlo) leje tekuté, vyšší obsah - nenasycených mastných kyselin - nižších mastných kyselin Žluknutí tuků Iniciace: světelné záření a mikroorganismy xidace dvojné vazby 2 ydrolýza esterových vazeb 16 16
xidační polymerace olejů Vosky (ceridy) snadno TG s velkým podílem nenasycených MK např. olejlněný, lněný, sojový směsi esterů vyšších alkoholů s vyššími nasycenými MK tuhé hydrofobnější než TG včelí vosk ester cerotové kyseliny 22 + cerylalkoholu 22 Fosfolipidy Esterově vázané na glycerol nebo sfingosin kyselina fosforečná mastné kyseliny lecithin R 1 R 2 P 3 3 3 17 17