AMINOKWASY, Biochemia, Pomoce;)


BIAŁKA

o łańcuchu niepolarnym (alanina, leucyna, izoleucyna, fenyloalanina, tryptofan, metionina, prolina, glicyna, walina) Łańcuchy boczne nie mają gr. Funkcyjnych, nie oddają ani nie przyjmują protonów, nie uczestniczą w tworzeniu wiązań jonowych i wodorowych, są hydrofobowe.

O łańcuchu polarnym, bez ładunku (seryna, treonina, asparagina, cysteina, glutamina, tyrozyna) Łańcuchy wykazują ładunki elektryczne, mogą odłączać protony, uczestniczą w tworzeniu wiązań wodorowych. Gr. -OH seryny, treoniny i tyrozyny mogą być miejscem wiązania fosforu-fosforylacja białek. Gr. Amidowa asparaginy i gr. -OH seryny, treoniny i hydroksylizyny mogą być miejscem wiązania zw.cukrowych-glikozylacja białek.

O łańcuchu kwasowym (kw. Asparaginowy, kw. Glutaminowy) gr. Karboksylowe dysocjują z uwolnieniem H+, w fizjologicznych wartościach pH są anionami.

O łańcuchu zasadowym (lizyna, arginina, histydyna) Łańcuchy boczne zaw. Grupy wiążące protony (etaminowa, guanidynowa, pierścień imidazalowy)

Aminokwasy dodatkowe (hydroksyprolina, hydroksylizyna, kw. Gamma-karboksyglutaminowy) nie wbudowują się do łańcucha białkowego podczas biosyntezy. Hydroksyprolina-w kolagenie i elastynie, hydroksylizyna-w kolagenie, kw. Gamma-karboksyglutaminowy bierze udział w krzepnięciu krwi.

Aminokwasy niebiałkowe

-hormony (tyroksyna, triodotyronina)

-Wchodzą w skład Co-A (beta-alanina)

-uczestniczą w cyklu mocznikowym (formityna, cytrulina)

-Funkcje przekaźnikowe w CUN (GABA)

-Metabolity pośrednie powst w trakcie przemiany aminokwasów siarkowych (homocysteina, homoseryna)

Znaczenie biologiczne aminokwasów:

- elementy składowe peptydów i białek

- uczestniczą w bud. Centrów katalit. Enzymów

- substraty, z których powst. Hormony (adrenalina, noradrenalina, dopomina, tyroksyna, histamina, serotonina, melatonina)

- przekształcane w przekaźniki sygnałów nerwowych (acetylocholina, GABA)

- substraty zużywane w syntezie puryn i pirymidyn

Peptydy pełniące funkcje biologiczne:

1.glutation

-tripeptyd Glu-Cys-Gly

-wyst. W formie utlenionej i zredukowanej - zredukowany posiada wolną gr. -SH, utleniony powst. Poprzez odłączenie At. H od reszty -SH 2 cząsteczek glutationu, At S łączą się ze sobą mostkiem dwusiarczkowym

-zdolnośc do przechodzenia utl.<->zred. Jest ważna w procesach oksydoredukcyjnych

2.oksytocyna i wazopresyna

-nanopeptydy

-produkowane przez tylny płat przysadki mózgowej

Gly-Leu-Pro-Cys-Asn-Gln-Ile-Tyr-Cys oksytocyna

S S

Gly-Leu-Lys-Cys-Asn-Gln-Phe-Tyr-Cys wazopresyna

S S

Denaturacja białek:

Zniszczenie struktur przestrzennych z zachowaniem struktury I-rz. Ciągłość łańcucha polipeptydowego pozostaje nienaruszona. Istotą jest rozpad wiązań o niskiej energii, które stabilizują strukturę przestrzenną. Czynniki denaturujące:

*podwyższona temp. (>58-60 st. C)-rozerwanie wiąz. wodorowych

*rozpuszczalniki organiczne-nowe oddziaływania hydrofobowe

*kwasy i zasady

*jony metali ciężkich-reagują z siarką i uniemożliwiają tworzenie mostków dwusiarczkowych

*stężone roztw. Mocznika lub chlorowodorku guanidyny -rozerwanie wiąz. Wodorowych

Denaturacja zmienia rozpuszczalność białka

Denaturowane białko traci większość swoich aktywności biologicznych

Denaturacja może być odwracalna jeśli czynnik denaturujący był łagodny i krótkotrwały (denaturacja), na ogół jednak denaturacja jest nieodwracalna.

Właściwości białek w roztworach:

*rozpuszczalność

Rozpuszczalniki: woda, roztw. wodne soli, kwasów, zasad, mocznika, chlorowodorku guanidyny lub detergentów

Rozpuszczalność zależy od składu aminkwasowego, kształtu i wielkości cząst. Białka o dużej zawartości aminokwasów polarnych-dobrze rozpuszczalne. Wytwarzają z cząst. Wody płaszcz białkowy. Jeśli występuje przewaga aminokwasów hydrofobowych. Kształt globularny i małe rozmiary cząsteczek i małą masa-dobrze rozpuszczalne. Kształt fibrylarny, duże rozmiary i duża masa cząst-słabo rozpuszczalne

*punkt izoelektryczny

Białko w roztworze wodnym jest obdarzone ładunkiem elektrycznym. Środowisko kwaśne uniemożliwia dysocjację grup -COOH i sprzyja wiązaniu protonów przez -NH2 -> polikation. W środowisku zasadowym gr. COOH dysocjują a gr. NH2 nie przyłączają protonów -> polianion. W zależności od pH ładunek cząsteczki może się zmieniać.

pI - wartość pH przy której ładunki + i - się równoważą

pH<pI - białko jest kationem i wędruje do katody
pH>pI - białko jest anionem i wędruje do anody

pH=pI - białko jest jonem obojnaczym i nie porusza się w polu elektrycznym

*pochłanianie promieni UV

190-230 nm, szczyt absorpcji 278-280 nm, wynika z obecności aminokwasów aromatycznych, właściwość wykorzystana do wykrywania białek w roztworze i oznaczania ich stężenia (białka nie zawierające aminokwasów aromatycznych nie wykazują szczytu absorpcji)

Ekstrakcja białek

1 przeprowadzenie w postać rozpuszczalną (rozbicie struktury tkanek w obecności rozpuszczalnika)

2 powstaje homogenizat

3 podczas wirowania homogenizatu jego nierozpuszczalne elementy opadają na dno, a rozpuszczalne pozostają w płynie nadosadowym (warunki ekstrakcji dobiera się tak żeby poszukiwanemu białku zapewnić najlepsze warunki rozpuszczalności a białkom zanieczyszczającym maksymalnie utrudnić przechodzenie do roztworu)

Funkcje białek

*elementy strukturalne komórek (tworzenie błon plazmatycznych i wewnątrzkomórkowych

*przenoszenie metabolitów pomiędzy poszczególnymi przedziałami komórki, między komórka a otoczeniem

*utrzymanie gradientu stężenia metabolitów po obu stronach błony

*wchodzą w skład ER, rybosomów i chromatyny jądrowej

*umożliwiają kurczliwość mięśni gładkich

*funkcje transportowe

*odporność przeciw infekcjom bakteryjnym i wirusowym (immunoglobuliny)

*katalizatory i inhibitory (enzymy)

*białka osoczowe zapewniają krzepliwość krwi

*hormonowe czynniki wzrostu

*hydrofilność białek sprawia, że są głównym czynnikiem wiążącym wodę w komórkach, osoczu, limfie i płynie mózgowo-rdzeniowym

*czynnik stabilizujący

WYTWARZANIE ENERGII W KOMÓRCE

Zmiany energii swobodnej-różnica między zawartością energii w produktach i substratach reakcji

Zmiana energii swobodnej zależy od jakości substratu i produktów końcowych a nie od przebiegu reakcji

Przekazywanie energii

Energia zmagazynowana jako ATP jest wykorzystywana do skurczu mięśni szkieletowych, sercowego, utrzymania gradientu stężeń jonów i metabolitów po obu stronach błony oraz na pokrycie kosztów energetycznych procesów anabolicznych, biosyntezy białka, kw. Tłuszczowych, fosfolipidów, nukleotydów, ciał ketonowych, cholesterolu, mocznika, glukozy, glikogenu.

Wspólne pośredniki:

A+B->C+D

D+X->Y+Z D-pośrednik

W wielu reakcjach funkcje pośrednika pelni ATP. Energia zmagazynowana w ATP jest wykorzystywana poprzes przeniesienie reszty Pi z ATP na inną cząsteczkę, np. glukozę, co aktywuje ten substrat i umożliwia jego włączenie do różnych szlaków metabolicznych, np. do glikolizy.

Związki fosforanowe o wysokiej energii

ATP

Zwane związkiem bogatym w energię, ponieważ mają wysoką ujemną wartość standardowej energii swobodnej

Mitochondrium

*generator energii

*przetwarza energię chemiczną w substratach energetycznych w energię bezwodnikowych wiązań pirofosforanowych zawartych w ATP

*niektóre kom. Nie posiadają mitochondriów, energię czerpią tylko z beztlenowej przemiany glukozy

*mięsień sercowy zawiera dużo mitochondriów, ponieważ ma duże zapotrzebowanie na energię

*w wewnętrznej błonie mitochondriom zlokalizowany jest łańcuch transportu elektronów

Błony mitochondrialne

*zewnętrzna błona zbudowana z lipidów i białek, posiada liczne pory pozwalające na wnikanie do przestrzeni między błonowej jonów i małych cząsteczek

*wewnętrzna błona jest nieprzepuszczalna dla jonów, szczególnie bogata w białka będące transporterami, występują m.in. cytochromy (białka enzymatyczne), enzymy utleniające (dehydrogenaza bursztynianowa), białka przenośnikowe; błona jest silnie pofałdowana-grzebienie mitochondrialne powodujące zwielokrotnienie powierzchni błony

Łańcuch transportu elektronów

Akceptory atomów wodoru: NAD+, FMN, koenzym Q

Elektrony przechodzą przez cytochrom b, c1, c, a+a3 na tlen, który wiąże się z wodorem tworząc cząsteczkę wody.

Łańcuch jest sprzężony w 3 miejscach z reakcjami fosforylacji oksydacyjnej, których ADP wiąże Pi tworząc ATP, dlatego transport 1 pary atomów wodoru z substratu na tlen przy udziale NAD+ dostarczają 3 cząsteczek ATP. Niektóre substraty, np. bursztynian są utleniane przez dinitrogenazy zależne od FAD. Pierścienie dimetyloizoalloksazyny wiążą 2 atomy wodoru przekształcając FAD w FADH2 skąd są przekazywane bezpośrednio na koenzym Q

Elementy składowe łańcucha transportu elektronów

*Wszystkie elementy oprócz koenzymu Q są białkami, niektóre są enzymami (dehydrogenaza, cytochrom), pozostałe to białka nieenzymatyczne zawierające centra żelazowo-siarkowe. Jony żelaza zawarty w Fe-S pośredniczy w przekazywaniu elektronów między FMN a koenzymem Q oraz cytochromem b i c.

*NAD+

XH2 + NAD+ -> X + NADH + H+

W uproszczeniu XH2 + NAD+ -> X + NADH

*FMN

*koenzym Q

*kompleksy oddechowe (I-V)

I-dehydrogenaza NADH

II-oksydoreduktaza bursztynianowa

III-oksydoreduktaza ubichinolu

IV-oksydoreduktaza zdrdukowany cytochrom

V-syntaza ATP

Fosforylacja oksydacyjna synteza ATP przeprowadzana przez enzym - syntazę ATP - obecny w wewnętrznej błonie mitochondriów eukariontów. Działanie syntazy ATP uzależnione jest od istnienia gradientu protonowego w poprzek wewnętrznej błony mitochondriów lub błony komórkowej prokariontów. Protony przenoszone są przez błonę podczas utlenienia związków chemicznych (NADH, FADH2) w szeregu reakcji określanych jako łańcuch oddechowy.

Związek między gradientem protonów a zachodzeniem fosforylacji oksydacyjnej wyjaśnił w 1962 roku Peter Michell w hipotezie określanej chemiosmotyczną teorią Michella. Teoria została potwierdzona przez umieszczenie mitochondrialnej syntazy ATP w sztucznie utworzonych pęcherzykach zawierających bakteriorodopsynę (białko obecne w halobakteriach, przenoszące protony przez błonę podczas oświetlania). Oświetlanie pęcherzyków prowadziło do syntezy ATP w układzie doświadczalnym in vitro.

Syntaza ATP katalizuje reakcję przyłączenia nieorganicznego fosforanu do cząsteczki ADP podczas przenoszenia protonów do matriks mitochondrialnego lub wnętrza komórki prokariotycznej.

Transaminacja

przeniesienie gr aminowej na jeden z keto kwasów (pirogronian, szczawiooctan, ketoglutaran);dawca gr amidowych może być każdy aminokwas z wyjątkiem: lizyny, treoniny, proliny, hydroksyproliny; reakcja odwracalna, katalizowana przez enzymy: aminotransferazę alaninowa, asparaginową i glutaminianową; przenośnikiem gr aminowych jest fosforan pirodoksalu-gr aldehydowa wchodzi w reakcje z aminowa z odłączeniem H2O tworzy się na chwile zasada Schiffa (N połączony z C gr aldehydowej wiązaniem podwójnym) po czym powstaje fosforan pirydoksoaminy następnie reakcja z keto kwasem; powstające produkty ułatwiają przemianę azotu-glutaminian, asparaginian w cyklu mocznikowym, alanina jest transporter azotu z mięsni do wątroby, są substratami w glukoneogenezie



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Metabolizm aminokwasow, Biochemia, Pomoce;)
transkrypcja, Biochemia, Pomoce;)
to, Biochemia, Pomoce;)
TransaminacjaE, Biochemia, Pomoce;)
sprawozdanie z biochemii z aminokwasĂłw, BIOCHEMIA
Budowa aminokwasow, Biochemia
Aminokwasy, BIOCHEMIA
Aminokwasy, Biochemia
translacja, Biochemia, Pomoce;)
oficjalna wersja, Biochemia, Pomoce;)
aminokwasy biochemia
aminokwasy 2, BIOCHEMIA
TRANSKRYPCJA DNA, Biochemia, Pomoce;)
postranslacyjna, Biochemia, Pomoce;)
Konspekt - Aminokwasy, biochemia, biochemiapros, zadania domowe
aminokwasy, biochemia

więcej podobnych podstron