Biologisk kemi, 7,5p KTH Vt 2010 Märit Karls Aminosyror, peptider Biologisk kemi, 7,5p KTH Vt 2010 Märit Karls 09 titta på denna länk: lägg in den som hyperlänk http://www.johnkyrk.com/aminoacid.html Jan 09 denna länk kan jag spara och kolla på för termodynamik och löslighetsföreläsning, ev visa vid proteiner, hydrofil utsida och hydrofob insida. Här finns också jättebra tutorial med animering av kovalent bindning! http://virtuallaboratory.net/Biofundamentals/lectureNotes/Topic2AB_Water.htm#

Proteiner, proteios, de främsta Drygt hälften av kroppens massa förutom vatten Finns i alla celler i alla cellorganeller Finns även utanför cellerna: kollagen, det vanligaste proteinet hos alla ryggradsdjur (vertebrater)

Funktioner Enzymer katalyserar reaktioner Antikroppar skyddar mot infektioner Hemoglobin transporterar syre Hormoner och neurotransmittorer skickar signaler till olika organ Kollagen ger smidighet åt blodkärl och stadga åt senor mm…………………… Hur kan proteiner ha så olika egenskaper? Vad består protein av, hur kan det ha så olika egenskaper? Vad består det av? Måste ju vara väldigt olika föreningar, hur många föreläsningar behöver vi för att lära oss hur proteiner ser ut? Ni kan redan allting! Ni känner igen alla funktionella grupper i ett protein!

Byggstenar: L-aminosyror 1 karboxylsyra 1 aminogrupp Olika sidokedja (R) 20 olika aminosyror Se tab. 20.1 s. 569 1 kolatom i mitten med 4 bindningar till 4 olika grupper. Om man sätter ihop ett antal sådana aminosyror i en kedja får man ett protein. Alla proteiner innehåller aminosyror, inget annat! Lite ljug, det kan finnas proteiner med små grupper av annat än aminosyror. Fig. 20.2 s. 574

Dessa bör ni känna igen Glycin Alanin Glutaminsyra Lysin Cystein

Aminosyrorna binds ihop med en peptidbindning kondensationsreaktion Kondensationsreaktion Kan hydrolyseras mha enzym http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255chem/gk2x24.gif

Peptidbindning, en amid Resonansstruktur gör att bindningen blir som en dubbelbindning, kan ej rotera kring bindningen. Därför får man transform Fig. 20.3 s. 578

Polypeptidkedja = protein rymdstrukturen beror på sidokedjorna Aminosyrorna byggs ihop till en lång kedja. Varje cirkel är en aminosyra, nr 110- nr 411. Så fort kedjan bildas så veckar den ihop sig så den får en viss form http://www.gpcr.org/7tm/seq/002_009/FAMILY.gif

Proteinets form viktig för funktionen! Carboxypeptidase A katalyserar hydrolysis av C-terminal peptid Det blå är ett enzym ser hur kedjan har veckat ihop sig till en ficka, ser aminosyra nr 248, 145, 127 osv. Jätteviktigt att enzymet har just den här formen för då kan grupper i substratet i gula rutan passa in i enzymet så att en reaktion sker. Men varför får enzymet just den här formen? Vad är det som veckar ihop proteinet på rätt sätt????? OBS! Zn2+

Indelning av sidokedjor Hydrofoba glycin, alanin Hydroxylgrupp serin Sura (karboxylsyra) glutaminsyra Basiska (amin) lysin Amid glutamin Svavel cystein På Biology Project kan man titta på structural families, eller göra en quizz Why learn these structures and properties? It is critical that all students of the life sciences know well the structure and chemistry of the amino acids and other building blocks of biological molecules. Otherwise, it is impossible to think or talk sensibly about proteins and enzymes, or the nucleic acids. Testa kunskaperna på Biology Project!

Zwitterjon, både syra och bas olika laddning beroende på pH i omgivande lösning Visar titrerkurva, spelar ingen roll vi kan använda den för att se hur en aminosyra ser ut vid olika pH, spelar ingen roll om det är i en titrerkolv eller i blodet, vid pH 7 har alanin både en positiv och en negativ laddning http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acids.html#class

Isoelektrisk punkt Det pH-värde där en aminosyra eller ett protein har nettoladdningen = 0 Det finns lika många positiva och negativa laddningar Nästa gång (2009) förklara att proteinet alltid finns i en omgivande lösning, och det är pH i den omgivande lösningen som påverkar laddningen. Någon missförstod och trodde att enzymets pH förändrades och att en aminosyra blir en starkare syra vid lägre pH. Ex. Glu pI 3,8 Gly pI 6,06 Lys pI 9,47

Slutsats Vilket pH vi har i cellerna avgör vilken laddning ett protein har Laddningen avgör hur proteinet veckar ihop sig Formen på proteinet avgör om det fungerar Ultimat slutsats: pH i den miljö proteinet finns avgör om proteinet fungerar. Det finns ett optimalt pH för varje protein.

Proteinstruktur 4 olika nivåer Primärstruktur Sekundärstruktur Tertiärstruktur Kvartärstruktur Rymdstruktur, tredimensionell struktur

Oligopeptid Från Graphics Gallery. Men vad är det som gör att det blir just den här ordningen på peptiden? Kan det bli hur som helst, slumpmässigt? Receptet på hur man bygger proteiner, i vilken ordning aminosyrorna skall komma finns i generna. Helen kommer att prata mer om det på onsdag.                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Oligopeptid Karboxy terminal Aminoterminal Start på proteinet

Primärstruktur Ordningen av aminosyror

Sekundärstruktur -helix Vätebindningar mellan sidogrupperna -helix spiral Lagt till mars 09: sekundärstruktur: Regelbundna strukturelement Fig. s. 579

Sekundärstruktur Beta-flak Fig. 20.6, s. 580

Tertiär struktur Hur sekundärstrukturen veckas ihop Stabiliseras av olika typer av bindningar Ser ni några sekundär- strukturer? Ihopveckningen en spontan process, beror på sidokedjorna, absolut inte slumpmässigt! Chaperoner kan hjälpa till http://www.org.chemie.tu-muenchen.de/people/mh/Kdp/kdp.html

Stabilisering av tertiärstruktur Svavelbryggor Jonbindningar Vätebindningar Hydrofobisk interaktion Om proteinet veckar ihop sig fel, misfolding, kan bilda plack, Altzheimers

Hydrofobisk interaktion Att hydrofoba grupper "klumpar" ihop sig för att minimera kontaktytan med vatten. Detta gör att färre vattenmolekyler behöver ingå i de ordnade "burar" som vattnet tvingas bilda kring hydrofoba grupper. Vattnets entropi (oordning) blir alltså större om hydrofoba grupper lägger sig intill varandra i stället för i kontakt med vattnet. http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255chem/mcb2.9.phobicity.jpg

Vilka aminosyror kan bidra till: Kovalenta bindningar? Jonbindning? Vätebindning? Hydrofob interaktion? Studentaktivitet

Tertiärstruktur Identifiera aminosyrorna! http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/terti.htm

Tertiärstrukturen avgör funktion Figures from Essential Cell Biology, Second Edition, published by Garland Science in 2004; © by Bruce Alberts, Dennis Bray, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter, may be used for education purposes for presentation and for not-for-publication student papers. Finns på Graphics Gallery                                                                                                                    

Kvartärstruktur Flera subenheter som binds till varandra Hemoglobin 2 st α-kedjor 2 st β-kedjor Totalt 574 aminosyror Identifiera olika nivåer av struktur! Hb 574 aminosyror

Klasser av proteiner Fibröst protein Globulärt protein Kollagen fig. 20.10 Elastin, i blodkärl, brosk Globulärt protein Vattenlösliga Albumin, globulin Ge ex. på aminosyror som kan finnas på utsidan av ett globulärt protein http://virtuallaboratory.net/Biofundamentals/lectureNotes/Topic2AB_Water.htm# På denna länk kan man se in- och utsida av en makromolekyl t ex ett protein i en vattenlösning.

Grupparbete Metabolism Välj en av metabolismerna Ni får material med bl a instuderingsfrågor Arbeta i grupp ca 4 studenter/grupp Möjlighet att ställa frågor varje dag Redovisning: A) Tre grupper redovisar varsin metabolism B) Tre grupper redovisar varsin metabolism Den som inte är med och deltar aktivt i grupparbetet måste svara på frågor om alla metabolismer på tentan Visa OH på schemat