aminokyseliny - uniba.sk · 2019. 10. 15. · imunoglobulíny •iga - prvotná ochrana proti...
TRANSCRIPT
AMINOKYSELINY
a biologicky významné
PEPTIDY
PROTEÍNY
Ďuračková Zdeňka
COOH
H2N-CH
R
Aminokyseliny - opticky aktívne látky
COOH
HC-NH2
R
L - AK D - AK
Proteinogénne AK = , L - konfigurácia
Neutrálne aminokyseliny
Kyslé aminokyseliny a ich deriváty
Zásadité aminokyseliny
Hydroxy- alifatické aminokyseliny
Aminokyseliny so sírou
Aromatické aminokyseliny
Aminokyselina
H2N – HC - COOH
R
H3N+- CH - COO-
R
Ionizácia AK v roztoku
H2N-CH-COOH
Rv roztoku
H3N+-CH-COOH
R
pH < pI
kation
H3N+-CH-COO-
R
pH = pI
amfion
H2N-CH-COO-
R
pH > pI
anion
Význam ionizácie aminokyselín:
• tlmivý systém
• v krvi proteínový tlmivý systém:
His, Cys
pI = 7,6
CH2
CH
NH3
COO-HN
NH
CH2
CH
NH3
COOHHN
NH
CH2
CH
NH2
COO-N
NH
CH2
CH
NH3
COO-N
NH
+
+ +
+_
+
__
pK1 = 1,8
pK3 = 9,2
pK2 = 6,0
+2
+1
-1 0
6 + 9,2
pI = = 7,62
Ionizácia histidínu
Dekarboxylácia aminokyselín
R CH2 CH
NH2
COOH CO2+ R CH2 CH2 NH2
HO CH2 CH
NH2
COOH HO CH2 CH2 NH2HO CH2 CH2 N
CH3
CH3
CH3
++ 3 CH3
cholínCO2
Serín Etanolamín Cholín
Histidín histamín
Tryprofan tryptamín
-CO2
+H+
+ CH COO-
R
NH2+
N
CH
H2C
CH3
OHOP
N
CHR COO-
+
N
C
H2C
CH3
OH
O
H
OP
+
N
CH
H2C
CH3
OHOP
N
CH2R
+
N
C
H2C
CH3
OH
O
H
OP+H2O + NH2CH2R
-CO2
+H+
Schiffova báza
H H
H H
Dekarboxylácia aminokyselín
pyridoxalfosfát aminokyselina
Schiffova zásada amín
- H2O
Desaturačná deaminácia
R CH2 CH
NH2
COOH NH3 + R CH CH COOH
N
N
H
CH2 CH
NH2
COOH
NH3
N
N
H
CH CH COOH
kyselina urokanováKyselina urokánová
Oxidačná deaminácia
R CH2 CH
NH2
COOH
FAD
FADH2
R CH2 C
NH
COOH R CH2 C
O
COOH
NH3
H2O++ 2 H+ + 2 e-
iminokyselina oxokyselina
močovinový cyklus
NH3 + CO2 močovina
Fixácia CO2 na aminokyselinu
CH2
NH2
COOHCO2+
CH2
NH
COOH
COOH
karbamínová kyselina
Karbamínová
kyselina
Transaminácia
R1 CH
NH2
COOH R2 CH
NH2
COOHR1 C
O
COOHR2 C
O
COOH ++transamináza
CH3 CH
NH2
COOH
HOOC CH2 CH2 C
O
COOH
CH3 C
O
COOH
HOOC CH2 CH2 CH COOH
NH2
alanín
kys.2-oxoglutárová
kys.pyrohroznová
kys.glutámová
++
alanínaminotransferáza ALT
R1 R1 R2R2
Vznik peptidovej väzby
H2N - C - COOH
R
HHN – C – COOH
R
H2O
H2N-C C N COOH
R O H R
Peptidová väzbaDipeptid
C N
O H CH
R
+
-
...-C C N C-...
R O H R
HC
R
trans – konformácia
rigídne usporiadanie
Peptidová
väzba
Karnozín
Anserín
Dipeptidy
• vo svale
• antioxidant
• tlmivý systém
• ??
ala his
-OOC-CH-CH2-CH2-CO-NH-CH-CO-NH-CH2-COO-
NH3+ CH2
SH
-glutamylcysteinylglycín
GSH
Glutatión, GSH
Funkcia glutatiónu v organizme
• redoxný tlmivý systém
• ko-enzým enzýmov
(GPx, dehydroaskorbát reduktáza)
• antioxidant
lapač radikálov
regeneruje vitamín C
• detoxikácia – konjugácia s elektrofilnými látkami
(glutatión-S-transferáza)
-SH
HS-
Oxidant
- 2H- S – S -
2 GSH GSSG + 2H
GSH - Redoxný pufor
Glutatiónreduktáza
NADPH + H+NADP+
OOC-CH-CH2-CH2-CO-NH-CH-CO-NH-CH2-COO-
NH3+ CH2
SH
SH
NH3+ CH2
OOC-CH-CH2-CH2-CO-NH-CH-CO-NH-CH2-COO
dehydrogenácia
- 2H
2 GSH GSSG + 2H
Oxidácia glutatiónu
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
Oxytocín
Nonapeptidy
Cys-Tyr-Ile-Gln-Asp-Cys-Pro-Leu-GlyNH2
Cys-Tyr-Phe-Gln-Asp-Cys-Pro-Arg-GlyNH2
Vazopresín
Význam nonapeptidov v organmizme(produkované v hypotalame)
Oxytocín
• 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
Peptidový toxín
faloidín
PROTEÍNY
• holoproteíny
• heteroproteíny
Funkcie bielkovín
Štruktúrnebunkové štruktúry, svalové bunkyextracelulárny – napr. kolagén
Metabolickéenzýmy (biokatalyzátory)prenos látok cez membránytransportné bielkoviny (napr. albumín)nutričná úloha
Informačnésignálne proteínyimunoglobulíny (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 štruktúraTerciárna štruktúra
-helix
beta-štruktúra
Vodíkové väzby
NH
O
OC
O
O
CN
N
O
H OO
H
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)
• trojvláknový superhelix
• ľavotočivý hélix
• veľa glycínu, prolínu,
• posttranslačná hydroxylácia prolínu a lyzínu na
hydroxyderiváty (potreba askorbátu - Fe2+)
Pečeň (4%), pľúca (10%), aorta (12 - 24%), rohovka (68%)
koža (72%)
PROTEÍNY
• fibrilárne
• globulárne
Doména proteínu
- doména /-doména -doména
sekundárna terciárna kvartérna
Štruktúra proteínov
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
Odstránenie nepotrebných proteínov
64
Proteíny po ich „dobe života“, príp. poškodené proteíny
Extra – a
Intracelulárne
proteíny
Lyzozómové
enzýmy -
Katepsíny
Intracelulárne
proteíny
Ubikvitínový
proteazóm
+
Ubikvitín –
76 AK proteín
Degradácia nepotrebných a poškodených
proteínov proteolýzou
2004 Nobelova cena za Chémiu: Aaron Ciechanover (Izrael, 1947) ,
Irwin Rose (USA, 1926) and Avram Hershko (Israel, 1937)
Proteazóm
Ubiquitín – 76 AK
65
Ubikvitínový degradačný systém
J Wang and MA Maldonado, Cellular & Molecular Immunology 2006
Aktivácia Konjugácia
Ligáza
Ubikvitinácia
Transferáza
Penta-, Hexapeptidy
Heteroproteíny
• Glykoproteíny (imunoglobulíny)
• Lipoproteíny (LDL, HDL, ...)
• Chromoproteíny (hemoglobín)
• Nukleoproteíny (deoxyribonukleoproteíny)
• Metaloproteíny (superoxiddismutáza)
• Fosfoproteíny (mnohé enzýmy)
Hemoglobín
Fe2+
Podjednotka
Hb
hemglobín
Funkcie hemoglobínu v organizme
• Prenos O2 z pľúc do tkanív
• Prenos CO2 z tkanív do pľúc
• Tlmivý systém v krvi
Hb-O2
=
a) H2O
b) O2
c) CO
2,3-
BPG
2,3-bisfosfoglycerát
COO-
CH-O-P
CH2-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
Integrálny
proteínFosfolipidová
dvojvrstva Periférne
proteíny
Ďakujem za
pozornosť…...