AMINOKYSELINY a biologicky významné PEPTIDY PROTEÍNY Ďuračková Zdeňka
Aminokyseliny - opticky aktívne látky H 2 N-CH COOH R L - AK COOH HC-NH 2 R D - AK Proteinogénne AK =, L - konfigurácia
Neutrálne aminokyseliny
Kyslé aminokyseliny a ich deriváty
Zásadité aminokyseliny
Hydroxy- alifatické aminokyseliny
Aminokyseliny so sírou
Aromatické aminokyseliny
Aminokyselina H 2 N HC - COOH R H 3 N + - CH - COO - R
Ionizácia AK v roztoku H 2 N-CH-COOH R v roztoku H 3 N + -CH-COOH R ph < pi kation H 3 N + -CH-COO - R ph = pi amfion H 2 N-CH-COO - R ph > pi anion
Význam ionizácie aminokyselín: tlmivý systém v krvi proteínový tlmivý systém: His, Cys pi = 7,6
+ HN N N H N H CH 2 CH COOH + pk 1 = 1,8 HN CH 2 CH + NH 3 + NH N 3 H +2 CH 2 CH NH 2 Ionizácia histidínu 6 + 9,2 pi = = 7,6 2 _ N N H CH 2 CH + NH 3-1 pk 3 = 9,2 0 +1 pk 2 = 6,0 COO- COO- COO-
Dekarboxylácia aminokyselín R CH 2 CH COOH CO 2 + R CH 2 CH 2 NH 2 NH 2 HO CH 2 CH CH 3 + 3 CH 3 + COOH HO CH 2 CH 2 NH 2 HO CH 2 CH 2 N CH 3 NH 2 CO 2 cholín Serín Etanolamín Cholín CH 3 Histidín Tryprofan histamín tryptamín
Dekarboxylácia aminokyselín R CH COO - O N C H P O H 2 C + N H pyridoxalfosfát OH CH 3 + CH COO - R - H 2 O H 2 C NH + 2 N H aminokyselina P O CH OH CH 3 +H + -CO 2 +H + -CO 2 P O H 2 C R Schiffova zásada CH 2 N CH OH + N CH 3 H Schiffova báza O C H +H OH 2 O P O H 2 C + R CH 2 NH 2 + N CH 3 H amín
Desaturačná deaminácia R CH 2 CH COOH NH 3 + R CH CH COOH NH 2 N CH 2 CH COOH N CH CH COOH N NH 2 NH 3 N H H Kyselina urokánová kyselina urokanová
Oxidačná deaminácia R CH 2 CH NH 2 COOH FAD FADH 2 NH R CH 2 C + 2 H + + 2 e - COOH H 2 O R CH 2 C + O NH 3 COOH iminokyselina oxokyselina močovinový cyklus NH 3 + CO 2 močovina
Fixácia CO 2 na aminokyselinu CH 2 NH 2 COOH + CO 2 CH 2 COOH NH COOH Karbamínová karbamínová kyselina
Transaminácia R 1 transamináza CH COOH + R2 R 2 C COOH R 1 C COOH + R 2 CH NH 2 O O NH 2 R1 R1 R2 COOH CH 3 CH NH 2 COOH alanín + alanínaminotransferáza ALT CH 3 C O COOH kys.pyrohroznová + HOOC CH 2 CH 2 C COOH HOOC CH 2 CH 2 CH COOH O kys.2-oxoglutárová NH 2 kys.glutámová
Vznik peptidovej väzby H 2 N - C - COOH R H HN C COOH R H 2 O H 2 N-C C N COOH Dipeptid R O H R Peptidová väzba
...-C C N C-... R O H R Peptidová väzba R HC + C N - O H CH R trans konformácia rigídne usporiadanie
Dipeptidy vo svale antioxidant tlmivý systém?? ala Karnozín his Anserín
Glutatión, GSH - OOC-CH-CH 2- CH 2 -CO-NH-CH-CO-NH-CH 2 -COO - NH 3 + CH 2 SH -glutamylcysteinylglycín GSH
Funkcia glutatiónu v organizme redoxný tlmivý systém ko-enzým enzýmov (GPx, dehydroaskorbát reduktáza) lapač radikálov antioxidant regeneruje vitamín C detoxikácia konjugácia s elektrofilnými látkami (glutatión-s-transferáza)
GSH - Redoxný pufor -SH HS- Oxidant - 2H - S S - 2 GSH GSSG + 2H Glutatiónreduktáza NADP + NADPH + H +
Oxidácia glutatiónu OOC-CH-CH 2- CH 2 -CO-NH-CH-CO-NH-CH 2 -COO - NH 3 + CH 2 SH dehydrogenácia SH NH + 3 CH 2-2H OOC-CH-CH 2- CH 2 -CO-NH-CH-CO-NH-CH 2 -COO 2 GSH GSSG + 2H
Pentateptidy Enkefalíny Tyr-Gly-Gly-Phe-Met Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu -endorfíny - 31 AK prekurzory enkefalínov
Funkcia enkefalínov V mozgu - opioidy interakcia s receptormi pre morfín 10-100x silnejšie analgetiká ako morfín, sú návykové antidepresíva regulácia spánku, afektívnych stavov, regulácia apetitívnych pudov (príjem potravy, sex) ovplyvňovanie učenie sa, pamäti
Nonapeptidy Oxytocín Cys-Tyr-Ile-Gln-Asp-Cys-Pro-Leu-GlyNH 2 Vazopresín Cys-Tyr-Phe-Gln-Asp-Cys-Pro-Arg-GlyNH 2
Význam nonapeptidov v organmizme Oxytocín (produkované v hypotalame) kontrakcia hladkého svalstva pri uvoľňovaní mlieka pri laktácii pri biosyntéze testosterónu v semeníkoch Vazopresín antidiuretín ovplyvňuje resorbciu vody v obličkách zvyšuje tonus periférnych ciev
Glukagón - 29 AK -bunky Langerhansových ostrovčekov v pankrease stimuluje odbúranie glykogénu v pečeni zvyšuje hladinu glukózy v krvi Inzulín - 51 AK uľahčuje prestup glukózy z krvi do buniek podporuje tvorbu glykogénu z glukózy znižuje hladinu glukózy v krvi
Peptidové jedy -amanitín Amanita phalloides
Peptidový toxín faloidín
PROTEÍNY holoproteíny heteroproteíny
Funkcie bielkovín Štruktúrne bunkové štruktúry, svalové bunky extracelulárny napr. kolagén Metabolické enzýmy (biokatalyzátory) prenos látok cez membrány transportné bielkoviny (napr. albumín) nutričná úloha Informačné signálne proteíny imunoglobulíny (protilátky - obranný význam) receptorové bielkoviny
Štruktúra bielkovín primárna zloženie AK, sekvencia AK sekundárna vnútorné usporiadanie reťazca terciárna vonkajšie usporiadanie reťazca kvartérna postavenie podjednotiek
Štruktúry v proteínoch Primárna štruktúra Sekundárna štruktúra Terciárna štruktúra
-helix
beta-štruktúra
Vodíkové väzby O O C O H O NH O H O C N N O H
Antiparalelné a paralelné usporiadanie antiparalelné paralelné
Väzby uplatňujúce sa v sekundárnej a terciárnej štruktúre Vodíkové väzby
Kvartérna štruktúra
Proteíny fibrilárne (keratín, kolagén, elastín) globulárne
Kolagén extracelulárny glykoproteín (najrozšírenejší proteín) veľa glycínu, prolínu, posttranslačná hydroxylácia prolínu a lyzínu na hydroxyderiváty (potreba askorbátu - Fe 2+ ) ľavotočivý hélix trojvláknový superhelix Pečeň (4%), pľúca (10%), aorta (12-24%), rohovka (68%) koža (72%)
PROTEÍNY fibrilárne globulárne
Doména proteínu - doména / -doména -doména
Štruktúra proteínov sekundárna terciárna kvartérna
Denaturácia rozvinutie terciárnej a sekundárnej štruktúry rozrušenie neväzbových interakcií primárna štruktúra nezmenená strata biologickej funkcie väčšinou irreverzibilný proces
Denaturácia a renaturácia proteínu
Denaturácia Chemická silné kyseliny silné hydroxidy ťažké kovy deproteinačné činidlá tenzidy Fyzikálna zvýšená teplota mechanické vplivy ultrazvuk ionizujíce žiarenie
Heteroproteíny Glykoproteíny (imunoglobulíny) Lipoproteíny (LDL, HDL,...) Nukleoproteíny (deoxyribonukleoproteíny) Chromoproteíny (hemoglobín) Metaloproteíny (superoxiddismutáza) Fosfoproteíny (mnohé enzýmy)
Hemoglobín
Fe2+
Podjednotka Hb globín hem
Hemoglobín Porfín (tetrapyrol) + bočné reťazce Porfyrín + Fe II Fe 2+ Hem + Globín Hemoglobín
Funkcie hemoglobínu v organizme Prenos O 2 z pľúc do tkanív Prenos CO 2 z tkanív do pľúc Tlmivý systém v krvi
Hb-O 2 = a) H 2 O b) O 2 c) CO
2,3- BPG
2,3-bisfosfoglycerát COO - CH-O-P CH 2 -O-P
Imunoglobulíny
Imunoglobulíny IgA - prvotná ochrana proti vírusom a baktériam - v mukóznej tekutine pľ. alveolí, očí, nosu, čriev, mlieka IgM - potencuje fagocytózu, aktivuje komplement (rýchla biosyntéza), - v plazme IgG - potencuje fagocytózu a komplement, potrebuje 10 dní, dlhšia životnosť ako IgM IgE - pri alergiách, uvoľňovanie histamínu IgD -?
Proteíny krvnej plazmy Imunoglobulíny Hemokoagulačný systém (zrážanie krvi) Komplementový systém (klasický, alternatívny) Proteinázové inhibítory ( 1 -antitrypsín) Nosičové proteíny (albumín, Gc-proteín,transferín) Ferenčík, Škarka, Novák: Biochémia
Biologická membrána Sacharidové jednotky Fosfolipidová dvojvrstva Periférne proteíny Integrálny proteín
Ďakujem za pozornosť...