Biochemia - aminokwasy ,białka, enzymy

Notatkę dodano: 19.04.2012,
Pobrań: 58,
Wyświetleń: 681
Podgląd dokumentu

AMINOKWASY, BIAŁKA ENZYMY
1. Aminokwasy, peptydy i białka
Budowa (wzory chemiczne aminokwasów), wiązanie peptydowe, struktury I-, II-, III- i IV- rzędowe, motywy i domeny funkcjonalne
właściwości chemiczne: właściwości kwasowo-zasadowe, punkt izoelektryczny, techniki rozdziału
-aminokwasy uczestniczą w: przewodzeniu impulsów nerwowych, biosyntezie porfiryn, puryn, pirymidyn, mocznika
- polipeptydy: są hormonami, czynnikami uwalniającymii hormony, neuroprzekaźnikami
- człowiek jest w stanie syntetyzować 10 z 20 L-alfa-aminokwasów
- selenocysteina - powszechnie nazywany 21. aminokwas - NIE JEST określona przez trzyliterowy kodon
- w fizjologicznym pH (ok. 7,4), aa. występują w formie jonów obojnaczych
Wiązanie peptydowe
Wiązanie peptydowe wykazuje charakter częściowo podwójnego wiązania, powodujące koplanarność czterech atomów wiązania peptydowego (Harper s.24, ryc 3-4)
Struktura pierwszorzędowa - liczba i kolejność wszystkich reszt aminokwasowych w peptydzieInaczej - sekwencja aminokwasowa rozpoczynająca się od N-końcowej reszty aminokwasowej
np. Lys-Leu-Tyr-Gln ---> lizylo-leucylo-tyrozylo-glutamina Końcówka -ina wskazuje, że grupa α-karboksylowa tego aminokwasu nie jest zaangażowana w tworzenie wiązania peptydowego
Rysowanie:gr. aminowa umownie po lewej
Struktura drugorzędowa - wynika z pofałdowania polipeptydu w motywy strukturalne utrzymywane wiązaniami wodorowymi, takie jak helisa α, struktura β, skręty β i pętle
α-helisa- prawoskrętna- na jeden skręt przypada średnio 3,6 reszty aa.- grupy R każdej reszty aminokwasowej wystają na zewnątrz- stabilność zapewniona dzięki wiązaniom wodorowym utworzonym z O grupy karbonylowej i H grupy N-H wiązania peptydowego, czwartej z kolei reszty aminokwasowej
β-harmonijka- struktura harmonijki- stabilizowana wiązaniami wodorowymi podobnie jak w strukturze alfa, lecz tutaj wiązania tworzą się między sąsiednimi fragmentami struktury- możliwe struktury równoległa (mostki rozmieszczone równolegle lecz skośnie, w różnych kierunkach) i antyrównoległa (mostki raz blisko, raz daleko od siebie, w przybliżeniu prostopadłe do szkieletu polipeptydowego), ryc. 5-5, s.42 Harper
Pętle i zgięcia
W przybliżeniu połowa reszt aminokwasowych w „typowym” białku globularnym występuje w helisach alfa i strukturach beta, a połowa w pętlach, zwrotach, skrętach, zgięciach itp.
Skręt β obejmuje cztery reszty aminokwasowe, z których pierwsza jest połączona wiązaniem wodorowym z czwartąz kolei, co skutkuje ostrym zwrotem o 180*.W skrętach β występują często glicyna i prolina
Struktura trzeciorzędowa - określa związki między domenami struktury drugorzędowej. Określa jak drugorzędowe elementy struktury - helisy, pofałdowane kartki, zagięcia, skręty i pętle - układają się w przestrzeni trójwymiarowej tworząc domeny i jak te domeny są ułożone względem siebie.

(…)

… lub autokatalizy.
Pepsyna - nie jest co prawda enzymem trzustkowym, bo żołądkowym - ale wartym uwagi. Zymogen pepsyny nazywa się pepsynogenem. Pepsynogen zawiera odcinek prekursorowy , usuwany spontanicznie w wyniku hydrolizy pod wpływem żołądkowego pH<5. Ujemnie naładowane grupy karboksylowe łańcuchów bocznych glutaminianu i asparaginianiu, zawarte w odcinku prekursorowym, tworzą wiazanie z dodatnio naładowanymi grupami aminowymi reszt lizyny i argininy nieaktywnej pepsyny. Kwaśne środowisko sprzyja protonacji grup karboksylowych. Grupy COO- wiążą protony przechodząc w nie zdysocjowane grupy -COOH. Znikają ładunki ujemne w grupach bocznych glutaminianu i asparaginanu. Zostaje odsłonięte centrum aktywne enzymu, które hydrolizuje wiązanie peptydowe miedzy pepsyną a odcinkiem prekursorowym. Powstaje aktywna pepsyna…
… łańcuchy boczne hydrofobowych aminokwasów do wnętrza białka, osłaniając je od środowiska wodnego - wiązania wodorowe - mostki solne, między grupami karboksylowymi kw. asparaginowego i glutaminowego, a przeciwnie naładowanymi łańcuchami bocznymi uprotonowanych reszt lizyny, argininy i histydyny - niektóre białka zawierają również wiązania dwusiarczkowe (S-S), łączące grupy tiolowe (sulfhydrylowe) reszt cysteinowych
Właściwości kwasowo-zasadowe
Aa. w środowisku wodnym są amfoteryczne. - grupa aminowa nadaje aminokwasowi charakter zasadowy, ponieważ wiąże proton przechodząc w kation -NH3 - grupa karboksylowa nadaje charakter kwasowy, dysocjuje bowiem uwalniając proton i przechodząc w anion -COO- Aa. mają właściwości buforujące - stabilizują pH: - wprowadzone do roztworu jony H+ będą wiązane przez grupy -NH2…
… ok. 6 pI dla aminokwasów polarnych z łańcuchem kwasowym wynosi ok. 3 pi dla aminokwasów polarnych łańcuchem zasadowym wynosi ok. 10
W roztworze kwaśnym (np. w pH 1) grupa aminowa jest protonowana (-NH3+) a grupa karboksylowa jest niezjonizowana (-COOH). różowy - niskie pH niebieski - obojętne pH zielony - wysokie pH
Elektroforeza w pH 7,0 pozwala rozdzielić dwie cząsteczki o pI 6,0 i 8,0…
…, keratyna, elastyna, miozyna, oraz               białek globularnych: mioglobina i hemoglobina (allosteryczność,             efekt Bohra, regulatory allosteryczne, hemoglobiny patologiczne), białka osocza krwi i ich funkcje. ENDOGENNE: Gly, Ala, Ser, Tyr, Cys, Asp, Asn, Glu, Gln, Pro EGZOGENNE: Val, Leu, Ile, Thr, Met, Arg, Lys, His, Phe, Trp, Niepolarne: Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro (aa…
… mocznikowego) - kwas γ-aminomasłowy (przekaźnik sygnałów w układzie nerwowym) - tyroksyna i trijodotyronina (h. tarczycy)
Białka globularne - stosunek między najdłuższym a najkrótszym wymiarem nie przekracza 3 Mioglobina - magazynowanie tlenu jako rezerwy wykorzystywanej w warunkach jego niedoboru
- składa się w 75% z ośmiu prawoskrętnych helis α, oznaczonych literami A-H - typowo dla białek globularnych powierzchnia mioglobiny jest polarna, natomiast wnętrze cząsteczki, zawiera, oprócz dwóch reszt, reszty niepolarne, jak Leu, Val, Phe i Met. Tymi dwoma hydrofilowymi resztami wewnętrznymi są His E7 i His F8, czyli siódma i ósma reszta aminokwasowa w helisach E i F, które znajdują się w pobliżu żelaza hemowego i biorą udział w wiązaniu tlenu - w mioglobinie grupa hemowa znajduje się w zagłębieniu…
… komótki mogą przekształcać enzymy z formy defosforylowanej w fosforylowaną i odwrotnie sprawia, że fosforylacja-defosforylacja jest najczęstszym mechanizmem regulacji.
Fosforylacja może zwiększać lub zmniejszać aktywność enzymu. Niektóre białka enzymatyczne są aktywowane z udziałem kinaz białkowych. Źródłem reszt fosforanowych jest ATP, a miejscem ich wiązania są grupy -OH seryny, treoniny lub tyrozyny
….
Trypsyna - powstaje z trypsynogenu. Jest enzymem soku trzustkowego. Aktywowana przez enterokinazę (enzym wydzielany przez błonę dwunastnicy). Enterokinaza odłącza od trypsynogenu odcinek prekursorowy, powodując jego zmiany konformacyjne. Powstająca trypsyna staje się aktywatorem kolejnych cząsteczek trypsynogenu (autokataliza).
Chymotrypsyna - enzym trzustkowy. Syntetyzowana w postaci zymogenu…