ZESTAW 11

1. Fragmenty jednowęglowe - powstawanie i udział w metabolizmie.

2. Metabolizm UDPG - udział w procesach komórkowych.

3. Właściwości fizyko-chemiczne białek.

Ad 1. Powstawanie CO₂:

• dekarboksylacja aa

• cykl kwasu cytrynowego (dekarboksylacja oksydacyjna a-ketoglutaranu,dekarboksylacja szczawiobursztynianu do a-ketoglutaranu)

• oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu

• synteza ALA ( dekarboksylacja a-amino - b-ketoadypinianu do ALA)

• w wyniku działania dekarboksylaz, np. synteza pirymidyn

• przekształcenie kwasu moczowego w alantoinę

• powstaje z Glc obok etanolu u drożdży (fermentacja alkoholowa)

• charakterystyczny produkt szlaku pentozofosforanowego

• wydzielany w pierwszym etapie syntezy kwasów tłuszczowych(kondensacja Acylo-CoA i malonylo-CoA)

Wykorzystanie m.in.:

• biosynteza mocznika

• biosynteza puryn- atom C-6

• biosynteza pirymidyn

• karboksylacja acetylo-CoA do malonylo-CoA

• przekształcenie pirogronianu do szczawiooctanu

Ad 2. UDP-glukoza jest aktywną formą glukozy. Syntetyzowana jest z glukozo-1-fosforanu i urydynotrifosforanu(UTP) w reakcji katalizowanej przez pirofosfatazę UDP-glukozy. Uwalniany podczas tej reakcji pirofosforan pochodzi z dwóch skrajnych reszt fosforanowych UTP.Szybko ulega on hydrolizie do ortofosforanu dzięki obecnej w tkankach nieorganicznej pirofosfatazie. Syntezę napedza hydroliza pirofosforanu, która jest praktycznie nieodwracalna.

G-1-P + UTP (pirofosfataza UDP-glukozy) PPi + UDP-Glc

PPi (pirofosfataza) 2 Pi

• transfer glikozylofosforanów - wymiana (transfer) glikozylofosforanów pozwala uzyskać aktywne formy innych cukrów, np. galaktozo-1-fosforan + UDP-Glc (urydylilotransferaza galaktozo-1-fosofranu) UDP-galaktoza + G-1-P reakcja ta pozwala włączyć galaktozę do szlaków metabolicznych cukrów

• przeniesienie zaktywowanych reszt glikozylowych na akceptory zawierające grupy -NH

• synteza laktozy UDP-galaktoza + Glc (syntaza laktozowa) laktoza + UDP

• epimeryzacja zmienia konfigurację monosacharydów przy C-4; cukry muszą występować w postaci aktywnych UDP-pochodnych UDP-galaktoza (4-epimeraza UDP-galaktozy) UDP-Glc

• utlenianie heksoz UDP-Glc jest utleniana do kwasu UDP-glukuronowego(UDP-galaktoza do kwasu UDP-galakturonowego) pod działaniem NAD⁺ -zależnej dehydrogenazy

• przeniesienie zaktywowanych reszt glikozylowych na akceptory zawierające grupy-OH

1. biosynteza wiązania glikozylowego: di-, tri-, oligo- i polisacharydów (np. laktozy, glikogenu, skrobi u roślin)

2. biosynteza sfingolipidów (gangliozydów, sulfolipidów)

3. biosynteza glikoprotein: mucyny(GP śliny), glikoproteiny grupowe krwi, hormony(gonadotropina kosmówkowa, tyreotropina, FSH,LH), receptory hormonów, kolagen, przeciwciała, czynniki komplementarne, interferon, glikoproteiny osocza, proteoglikany(glikozamonoglikany połączone z Ser za pomocą mostków trójsacharydowych), receptory

Ad 3.

• Białka mają charakter związków wielkocząsteczkowych, co powoduje, że nie dializują, a roztwory białek wykazują cechy koloidów(rozpraszaja światło, efekt Tyndalla)

• Wywieraja ciśnienie koloido-osmotyczne

• Maja zdolność wiązania jonów

• Wędruja w polu elektrycznym dzięki ładunkowi elektrycznemu cząsteczki. Szybkość poruszania się w polu zależy od wielkości ładunku elektrycznego oraz od rozmiarów i kształtu czasteczki

• Większość białek dobrze rozpuszcza się w wodzie niektóre w rozcieńczonych roztworach soli, kwasów i zasad. O rozpuszczalności decyduje przede wszystkim ich zdolność do hydratacji, budowa chemiczna, obecność soli w środowisku i jego pH

• Są związkami amfoterycznymi

• Skręcają płaszczyzne światła spolaryzowanego w lewo, ponieważ zbudowane są z L-aa

• Ulegaja wysalaniu pod wpływem silnych elektrolitów, np.soli. Stężenie soli potrzebne do wysolenia zależy od właściwości białka i pH środowiska. Wysalacze: (NH₄)₂SO₄, MgSO₄, aceton, etanol(ale działając krótko). Wysalanie jest procesem odwracalnym, ponieważ nie powoduje denaturacji białka

• Wsalanie jest procesem odwrotnym do wysalania, którego dokonuje się przez stopniowe rozcieńczanie roztworu białek

• Roztwory białek cechuje duży współczynnik załamania światła, który wzrasta liniowo w miarę wzrostu stężenia białka w roztworze, co wykorzystuje się do ilościowego oznaczania białka metodą referencyjną

• Ulegają denaturacji: zniszczeniu ulega struktura IV,III,II-rzędowa; I-rzędowa pozostaje bez zmian, zatem zmianie ulega konformacja łańcucha polipeptydowego. Białko traci swoje właściwości; rozrywane są wiązania wodorowe, jonowe, hydrofobowe, disiarczkowe, van der Waalsa

Denaturację powoduja czynniki fizyczne:ogrzewanie, ultradźwięki, promieniowanie, wstrząsanie wodnych roztworów białek w atmosferze powietrza czynniki chemiczne: kwasy, zasady, jony metali ciężkich, chlorowodorek guanidyny, mocznik, detergenty, fenol, chloroform, rozpuszczalniki mieszające się z wodą(aceton, etanol)

• każde białko ma charakterystyczny dla siebie punkt izoelektryczny, w którym rozpuszczalność jest najmniejsza i najłatwiej jest wtedy także białko wytrącić z roztworu bądź wykrystalizować. W punkcie izoelektrycznym białko: najsłabiej pęcznieje, nie reaguje z anionami ani z kationami, wykazuje najmniejszą ruchliwość elektroforetyczną, ma najmniejsza lepkość, wykazuje najmniejsze ciśnienie osmotyczne

• w odpowiednim przedziale pH wykazują właściwości buforowe

• z powodu obecności wiązań peptydowych pochłaniają światło nadfioletowe z max absorbancji przy l=230nm,a z powodu obecności Tyr i Trp przy max l=280nm

• masa cząsteczkowa waha się od 10000 do wielokrotności miliona

• podlegaja hydrolizie kwasowej, zasadowej i enzymatycznej

• reakcje chemiczne, którym ulegaja białka: ninhydrynowa, biuretowa, do oznaczeń- metoda Lowry'ego, Kjeldahla, Bradforda, pomiar absorbancji w nadfiolecie.