Slajd 1
Proteiny
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 2
Peptydy i białka są polimerami aminokwasów połączonych wiązaniem amidowym (peptydowym)
Kwas α-aminokarboksylowyaminokwas
wiązanie amidowe
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 3
Aminokwasy z alifatycznym łańcuchem bocznym
+H3N CH C
H
O-
O
+H3N CH C
CH3
O-
O
+H3N CH C
CH
O-
O
CH3
CH3
+H3N CH C
CH2
O-
O
CH CH3
CH3
+H3N CH C
CH
O-
O
CH3
CH2
CH3
glicyna alanina
walina leucyna izoleucyna _________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 4
Aminokwasy z dodatkową grupą hydroksylową
Aminokwasy z grupą tiolową
+H3N CH C
CH
O-
O
OH
CH3
+H3N CH C
CH2
O-
O
OH
seryna treonina
+H3N CH C
CH2
O-
O
SH
+H3N CH C
CH2
O-
O
CH2
S
CH3cysteina metionina
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 5
Aminokwasy z dodatkową grupą karboksylową
Aminokwasy z grupą amidową
+H3N CH C
CH2
O-
O
C
O-
O
+H3N CH C
CH2
O-
O
CH2
C
O-
Okwas asparginowy kwas glutaminowy
+H3N CH C
CH2
O-
O
CH2
C
NH2
O
+H3N CH C
CH2
O-
O
C
NH2
O
aspargina glutamina _________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 6
Aminokwasy z dodatkowymi grupami aminowymi
+H3N CH C
CH2
O-
O
CH2
CH2
CH2
NH3+
+H3N CH C
CH2
O-
O
CH2
CH2
NH
C
NH2
NH2+
lizyna arginina
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 7
Aminokwasy z pierścieniem fenolowy
+H3N CH C
CH2
O-
O
+H3N CH C
CH2
O-
O
OH
fenyloalanina tyrozyna
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 8
Aminokwasy zawierające pierścień heterocykliczny
+H2N
C O-
O
+H3N CH C
CH2
O-
O
N
NH
+H3N CH C
CH2
O-
O
HN
prolina histydyna tryptofan
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 9
Konfiguracja aminokwasów
aldehyd D-glicerynowy aldehyd L-glicerynowy
D-aminokwas L-aminokwas
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 10
Własności kwasowo-zasadowe aminokwasów
Aminokwasy nigdy nie występują jako zwiąskiobojetne elektrycznie
jon obojnaczy
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 11
W przypadku niektórych aminokwasów możliwe jest przyłączanie protonu do łańcucha bocznego
histydyna
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 12
Punkt izoelektryczny (pI) aminokwasu to taka wartośćpH, przy której roztwór aminokwasu wykazuje najniższeprzewodnictwo elektryczne
alanina
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 13
Mieszanina aminokwasów może być rozdzielona w oparciu o różnice wartości ich pI za pomocą elektroforezy
Do wykrywania poszczególnych aminokwasówużywa się ninhydryny
katoda anoda
argininapI=10,76
alaninapI=6,02
asparginianpI=2,98
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 14
mechanizm reakcji aminokwasu z ninhydryną
ninhydryna aminokwas
fioletowy produkt
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 15
Mieszaninę aminokwasów można rozdzielić również woparciu o różnicę ich polarności
start
najmniej polarny aminokwas
najbardziej polarny aminokwas
Chr
omat
ogra
fia
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 16
Chromatografia jonowymienna może być użyta dopreparatywnego rozdziału aminokwasów
Ujemnie naładowana żywica selektywnie łączy się zdodatnio naładowanymi aminokwasami
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 17
• Kationy silnie oddziaływują z kationitem
• Aniony silnie oddziaływują z anionitem
• Analizator aminokwasów działa w oparciu o zautomatyzowane procesy chromatografii jonowymiennej
Chromatografia jonowymienna
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 18
Rozdzialanie mieszaniny racemicznej aminokwasów
D-aminokwas+
L-aminokwas
N-acetylo-D-aminokwas+
N-acetylo-L-aminokwas
L-aminokwas
N-acetylo-D-aminokwas
świńska nerkowaaminoacylaza
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 19
Tworzenie peptydu
tripeptydN-trminalny aminokwas C-trminalny aminokwas
wiązanie peptydowe
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 20
Wiązanie peptydowe
konfiguracja trans
węgiel α
węgiel α
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 21
Powstawanie mostków disulfidowych
cysteina
mechanizm utleniania tioli do disulfidów
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 22
Mostki disulfidowe w proteinach uczestniczą w tworzeniuich kszatłu
utlenianie
redukcja
polipeptyd mostki disulfidowe sieciują fragmenty
polipeptydu
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 23
łańcuch A
łańcuch B
wewnątrzłańcuchowy mostek
międzyłańcuchowy mostek
insulina
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 24
Ponieważ aminokwasy posiadają dwie grupy funkcyjnepojawia się problem w przypadku otrzymania określonego peptydu
glicyna alanina
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 25
Strategia tworzenia określonego wiązaniapeptydowego
glicyna alanina
chroniony
aktywny
wiązanie peptydowe towrzy siępomiedzy tymi dwiema grupami
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 26
Przykład syntezy
di-tert-butylodiwęglan glicyna N-chroniona glicyna
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 27
N-chroniony aminokwas
dicykloheksylodiimidDCC
przekazanieprotonu
chroniony
aktywowany
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 28
aminokwastetraedryczny produkt pośredni
dicykloheksylomocznik
wiązanie peptydowe
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 29
Kolejne aminokwasy mogą być dodawane do C-końcapoprzez powtarzanie tych dwóch etapów
N-chroniony dipeptyd N-chroniony tripeptyd
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 30
Kiedy właściwa liczba aminokwasów zostanieprzyłączona usuwa się grupę ochronną
N-chroniony tripeptyd
tripeptyd
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 31
Ulepszona strategia syntezy peptydów
Synteza tripeptydu na żywicy Merrifilda
N-chroniony aminokwas
żywica
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
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 typuaminokwasów w peptydzie lub białku
protein amino acids6 N HCl
100°C24 h
białko aminokwasy
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 38
N-końcowy aminokwas w białku lub peptydzie możebyć określony również w oparciu o degradację Edmana
odczynnik EdmanaPITC
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 39
Określony PTH-aminokwas można zidentyfikowaćstosując chromatografię
tioazolinowapochodna
peptyd bez N-końcowegoaminokwasu
PTH-aminokwas
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 40
C-Końcowy aminokwas można zidentyfikować używająckarboksypeptydazy
miejsce cięcia przez karboksypeptydazę
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 41
Cyanogen bromide causes the hydrolysis of the amidebond 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 peptydowychzaangażowanych w tworzenie wiązania wodorowego
• najkorzystniejsze ułożenie w przestrzenisąsiadujących podstawników
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 43
α-Helisa jest stabilizowana przez wiązania wodorowe
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 44
Dwa typy β-pofałdowanej kartki
C-końcowy
N-końcowy N-końcowy N-końcowy
N-końcowyC-końcowy C-końcowy
C-końcowy
równoległy antyrównoległy
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________
Slajd 45
Większość białek globularnych na strukturę zwiniętą
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 46
Struktura trzeciorzędowa białek okmreśla przestrzennepofałdowanie łańcuchów peptydowych często wynikające z istnienia mostków disulfidowych
helisa
pofałdowanakartka
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Slajd 47
Jest ona stabilizowana przez wiązania kowalencyjne,wodorowe, oddziaływania elektrostatyczne i hydrofobowe
Struktura trzeciorzędowa jest determinowana przezstrukturę pierwszorzędową
Mostki disulfidowe to jedyne wiązania kowalencyjnejakie powstają w wyniku fałdowania białek
Białka zawierające więcej niż jednen łańcuch peptydowynazywane są oligomerami
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________