A fehérjék világa. Az élővilág legfontosabb szerkezeti és funkcionális építőkövei a fehérjék Szállítás és raktározás (hemoglobin, myoglobin, ferritin)

Az előadások a következő témára: "A fehérjék világa. Az élővilág legfontosabb szerkezeti és funkcionális építőkövei a fehérjék Szállítás és raktározás (hemoglobin, myoglobin, ferritin)"— Előadás másolata:

1 A fehérjék világa

2 Az élővilág legfontosabb szerkezeti és funkcionális építőkövei a fehérjék Szállítás és raktározás (hemoglobin, myoglobin, ferritin) Irányított mozgás (izommozgás, ostorok) Katalízis (biokémiai rendszerek szinte minden kémiai reakciója pl: fehérje hasítás) Mechanikai elemek (inak, kötőszövet, csont, fog, szőrzet) Immun rendszer (antitestek) Idegimpulzus létrehozás és szállítás (rhodopszin,ioncsatornák) Növekedés és differenciálódás vezérlés (hormonok) Toxinok (diftériatoxin)

3 A fehérjék szerkezetének szintjei Elsődleges szerkezet Másodlagos szerkezet –Topológiák Harmadlagos szerkezet –Architektúrák –Domének Negyedleges szerkezet

4

5 A fehérjék építőkövei: az aminosavak

6

7

8 Az R oldallánc húszféle lehet

9

10 Az elsődleges szerkezet

11

12

13 Másodlagos szerkezet Peptidkötés általában merev (részleges kettőskötés rezonancia miatt) Forgás az alfa-szénatom melletti két kötés körül lehetséges (fí, pszí szögek) Az atomok kölcsönhatásai, ütközései miatt az egyes (fi,pszi) párokhoz tartozó konformációk nem azonos energiájúak.

14

15

16

17

18

19 Másodlagos szerkezeti elemek Másodlagos szerkezet: a lánc gerincének rövid távú szerkezete A polipeptidláncot szakaszokra bonthatjuk: –Jellegzetes konformációk periodikus konformációk (homokonformációk; ugyanaz a (fi,pszi) pár ismétlődik). Pl. hélixek, béta-redő. aperiodikus konformációk (heterokonformációk; a (fi,pszi) változik a lánc mentén). Pl. béta-kanyarok, gamma-kanyar. –Nem-jellegzetes konformációk (szabálytalan szerkezetek)

20

21 Hélixek

22 Amfipatikus alfa-hélix A hélixnek a fehérje belseje felé esõ oldalán elsősorban apoláros, a víz felé esõ oldalán poláros oldalláncok vannak.

23 Egyéb hélixek Kollagénhélix: három párhuzamosan futó lánc, balkezes hélixként egymásba fonódva. Poliprolin hélix Poliglicin

24

25 Béta-redõ Parallel vagy antiparallel módon futó szálak, közöttük H-kötések. Az oldalláncok váltakozva lefelé és fölfelé állnak Igen gyakori a fehérjékben A legtöbb béta-lemezben balkezes csavar van, mert az egyes szálak maguk is kissé csavarodnak. A béta-lemez méretének nincs határa. A selyemfibroin nagyon hosszú, csavart béta-lemezekbõl áll.

26

27 Kanyarok (turnök) Béta-kanyar: olyan, nemhelikális tetrapeptid, amelynél az elsõ és az utolsó alfa-szénatom távolsága 7 angströmnél kisebb. Gamma-kanyar: olyan tripeptid, melyben az elsõ és az utolsó peptidcsoport között hidrogénkötés van.

28 Topológiák

29

30

31

32 Harmadlagos szerkezet A teljes polipeptidlánc térbeli szerkezete, a másodlagos szerkezeti elemek térbeli elrendeződése

33 Jellegzetes harmadlagos szerkezetek

34 Domének A polipeptidlánc globuláris régiói Feltehetően a felgombolyodás egységei A nagyobb fehérjék mind 100-150 aminosavnyi doménekre oszlanak Az egyes doméneknek gyakran más-más funkciója van

35 Moduláris építkezés Kevés szerkezeti elem, sok funkció Domének : A polipeptidlánc globuláris régiói Feltehetően a felgombolyodás egységei A nagyobb fehérjék mind 100-150 aminosavnyi doménekre oszlanak Az egyes doméneknek gyakran más-más funkciója van

36

37 Negyedleges szerkezet A több polipeptidláncból álló fehérjék alegységszerkezete

38 A fehérjék szerkezetének meghatározása Röntgendiffrakció: kristályos állapotból, tetszõlegesen nagy méretű fehérjékre. A hidrogéneket nem mutatja. NMR (mágneses magrezonancia): oldatban, csak kisméretû fehérjékre. Neutrondiffrakció (még nem elterjedt, de ígéretes)

39

40

41

42

43

44 Az információáramlás útja a sejtben

45 Katalízis lizozim

46 Irányított mozgás izommozgás

47 Szállítás és raktározás: hemoglobin

48 Mechanikai elemek kollagén

49 Összetett rendszerek alkotói I. Komplement rendszer

50

51