Slajd 1
advertisement
Slajd 1 Proteiny _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 2 Peptydy i białka są polimerami aminokwasów połączonych wiązaniem amidowym (peptydowym) wiązanie amidowe Kwas α-aminokarboksylowy aminokwas _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 3 Aminokwasy z alifatycznym łańcuchem bocznym O +H3N CH O C O- +H3N CH H C O- CH3 glicyna alanina O O O +H3N +H3N CH C CH CH3 CH C O- +H3N CH C CH CH3 O- O- CH2 CH CH3 CH2 CH3 CH3 CH3 walina leucyna izoleucyna _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 4 Aminokwasy z dodatkową grupą hydroksylową O O CH C CH2 CH OH OH CH3 seryna treonina +H3N CH C O- +H3N O- Aminokwasy z grupą tiolową O O +H3N CH C CH2 SH O- +H3N CH C O- CH2 CH2 S cysteina CH3 metionina _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 5 Aminokwasy z dodatkową grupą karboksylową O O +H3N CH C O- +H3N CH2 C CH C O- CH2 O CH2 O- C kwas asparginowy kwas glutaminowy O O- Aminokwasy z grupą amidową O +H3N CH C O O- +H3N CH C C O- CH2 CH2 CH2 O C NH2 aspargina O glutamina NH2 _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 6 Aminokwasy z dodatkowymi grupami aminowymi O +H3N CH C O O- +H3N CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 NH NH3+ C C O- NH2+ NH2 lizyna arginina _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 7 Aminokwasy z pierścieniem fenolowy O +H3N CH C O +H3N O- CH C O- CH2 CH2 OH fenyloalanina tyrozyna _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 8 Aminokwasy zawierające pierścień heterocykliczny C O O O O- +H3N CH C O- +H3N CH CH2 +H2N O- CH2 N NH prolina C histydyna HN tryptofan _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 9 Konfiguracja aminokwasów aldehyd D-glicerynowy D-aminokwas aldehyd L-glicerynowy L-aminokwas _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 10 Własności kwasowo-zasadowe aminokwasów jon obojnaczy Aminokwasy nigdy nie występują jako zwiąski obojetne elektrycznie _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 11 W przypadku niektórych aminokwasów możliwe jest przyłączanie protonu do łańcucha bocznego histydyna _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 12 Punkt izoelektryczny (pI) aminokwasu to taka wartość pH, przy której roztwór aminokwasu wykazuje najniższe przewodnictwo elektryczne alanina _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 13 Mieszanina aminokwasów może być rozdzielona w oparciu o różnice wartości ich pI za pomocą elektroforezy katoda anoda arginina pI=10,76 alanina pI=6,02 asparginian pI=2,98 Do wykrywania poszczególnych aminokwasów używa się ninhydryny _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 14 mechanizm reakcji aminokwasu z ninhydryną ninhydryna aminokwas fioletowy produkt _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 15 Mieszaninę aminokwasów można rozdzielić również w oparciu o różnicę ich polarności Chromatografia najmniej polarny aminokwas najbardziej polarny aminokwas start _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 16 Chromatografia jonowymienna może być użyta do preparatywnego rozdziału aminokwasów Ujemnie naładowana żywica selektywnie łączy się z dodatnio naładowanymi aminokwasami _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 17 Chromatografia jonowymienna • Kationy silnie oddziaływują z kationitem • Aniony silnie oddziaływują z anionitem • Analizator aminokwasów działa w oparciu o zautomatyzowane procesy chromatografii jonowymiennej _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 18 Rozdzialanie mieszaniny racemicznej aminokwasów świńska nerkowa aminoacylaza D-aminokwas N-acetylo-D-aminokwas + L-aminokwas + N-acetylo-L-aminokwas L-aminokwas N-acetylo-D-aminokwas _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 19 Tworzenie peptydu wiązanie peptydowe N-trminalny aminokwas C-trminalny aminokwas tripeptyd _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 20 Wiązanie peptydowe węgiel α węgiel α konfiguracja trans _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 21 Powstawanie mostków disulfidowych cysteina mechanizm utleniania tioli do disulfidów _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 22 Mostki disulfidowe w proteinach uczestniczą w tworzeniu ich kszatłu utlenianie redukcja polipeptyd mostki disulfidowe sieciują fragmenty polipeptydu _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 23 wewnątrzłańcuchowy mostek łańcuch A międzyłańcuchowy mostek łańcuch B insulina _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 24 Ponieważ aminokwasy posiadają dwie grupy funkcyjne pojawia się problem w przypadku otrzymania określonego peptydu glicyna alanina _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 25 Strategia tworzenia określonego wiązania peptydowego glicyna alanina chroniony aktywny wiązanie peptydowe towrzy się pomiedzy tymi dwiema grupami _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 26 Przykład syntezy di-tert-butylodiwęglan glicyna N-chroniona glicyna _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 27 przekazanie protonu N-chroniony aminokwas dicykloheksylodiimid DCC chroniony aktywowany _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 28 tetraedryczny produkt pośredni aminokwas wiązanie peptydowe dicykloheksylomocznik _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 29 Kolejne aminokwasy mogą być dodawane do C-końca poprzez powtarzanie tych dwóch etapów N-chroniony dipeptyd N-chroniony tripeptyd _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 30 Kiedy właściwa liczba aminokwasów zostanie przyłączona usuwa się grupę ochronną N-chroniony tripeptyd tripeptyd _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 31 Ulepszona strategia syntezy peptydów Synteza tripeptydu na żywicy Merrifilda żywica N-chroniony aminokwas _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 32 N-chroniony aminokwas N-chroniony i C-aktywowany aminokwas _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 33 _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 34 N-chroniony aminokwas N-chroniony i C-aktywowany aminokwas _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 35 _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 36 Pierwszym krokiem podczas określania sekwencji aminokwasów jest rozszczepienie mostków disulfidowych 2-merkaptoetanol kwas jodooctowy _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 37 Następnym etapem jest określenie liczby i typu aminokwasów w peptydzie lub białku protein białko 6 N HCl 100°C 24 h amino acids aminokwasy _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 38 N-końcowy aminokwas w białku lub peptydzie może być określony również w oparciu o degradację Edmana odczynnik Edmana PITC _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 39 tioazolinowa pochodna peptyd bez N-końcowego aminokwasu PTH-aminokwas Określony PTH-aminokwas można zidentyfikować stosując chromatografię _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 40 C-Końcowy aminokwas można zidentyfikować używając karboksypeptydazy miejsce cięcia przez karboksypeptydazę _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 41 Cyanogen bromide causes the hydrolysis of the amide bond on the C-side of a methionine residue _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 42 Drugorzędowa struktura białek Określa ułożenie łańcucha protein Wpływ na to mają trzy czynniki: • płaski kształt każdego wiązania peptydowego • możliwie największa liczba grup peptydowych zaangażowanych w tworzenie wiązania wodorowego • najkorzystniejsze ułożenie w przestrzeni sąsiadujących podstawników _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 43 α-Helisa jest stabilizowana przez wiązania wodorowe _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 44 Dwa typy β-pofałdowanej kartki N-końcowy C-końcowy N-końcowy C-końcowy równoległy N-końcowy C-końcowy C-końcowy N-końcowy antyrównoległy _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________ Slajd 45 Większość białek globularnych na strukturę zwiniętą _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 46 Struktura trzeciorzędowa białek okmreśla przestrzenne pofałdowanie łańcuchów peptydowych często wynikające z istnienia mostków disulfidowych helisa pofałdowana kartka _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Slajd 47 Struktura trzeciorzędowa jest determinowana przez strukturę pierwszorzędową Jest ona stabilizowana przez wiązania kowalencyjne, wodorowe, oddziaływania elektrostatyczne i hydrofobowe Mostki disulfidowe to jedyne wiązania kowalencyjne jakie powstają w wyniku fałdowania białek Białka zawierające więcej niż jednen łańcuch peptydowy nazywane są oligomerami _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________