A fehérjék harmadlagos vagy térszerkezete. Még a globuláris fehérjék térszerkezete is sokféle lehet.



Hasonló dokumentumok
Fehérjék Bevezető A fehérjék szerkezeti hierarchiája:

A fehérjék hierarchikus szerkezete

Az enzimek katalitikus aktivitású fehérjék. Jellemzőik: bonyolult szerkezet, nagy molekulatömeg, kolloidális sajátságok, alakváltozás, polaritás.

3. Sejtalkotó molekulák III.

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

Peptid- és fehérjék másodlagos-, harmadlagos- és negyedleges szerkezete


A sejtek élete. 5. Robotoló törpék és óriások Az aminosavak és fehérjék R C NH 2. C COOH 5.1. A fehérjeépítőaminosavak általános

A fehérjék szerkezete és az azt meghatározó kölcsönhatások

1. Tömegszámváltozás nélkül milyen részecskéket bocsáthatnak ki magukból a bomlékony atommagok?

Fehérjeszerkezet, és tekeredés. Futó Kinga

Bioinformatika előad

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45


3. Sejtalkotó molekulák III. Fehérjék, enzimműködés, fehérjeszintézis (transzkripció, transzláció, poszt szintetikus módosítások)

INFORMATIKA EMELT SZINT%

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

Tartalomjegyzék. Szénhidrogének... 1

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai


Kollokviumi vizsgakérdések biokémiából humánkineziológia levelező (BSc) 2015

A Ca 2+ szerepe a tormaperoxidáz enzim aktív szerkezetében. Szigeti Krisztián

Részletes tematika: I. Félév: 1. Hét (4 óra): 2. hét (4 óra): 3. hét (4 óra): 4. hét (4 óra):

NEM KONVENCIONÁLIS KÖZEGEKBEN LEJÁTSZÓDÓ ENZIMKATALITIKUS ÉSZTEREZÉSI REAKCIÓK VIZSGÁLATA

Kémia. Tantárgyi programjai és követelményei A/2. változat

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI FELVÉTELI FELADATOK 2002.

A fehérjék hierarchikus szerkezete

XX. OXIGÉNTARTALMÚ SZERVES VEGYÜLETEK

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT

BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 1

Az enzimműködés termodinamikai és szerkezeti alapjai

Fehérjeszerkezet, fehérjetekeredés

Nemzeti Akkreditáló Testület. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

5. A talaj szerves anyagai. Dr. Varga Csaba

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI AZ AMINOSAVAK ÉS FEHÉRJÉK 1. kulcsszó cím: Aminosavak

Nyugalmi és akciós potenciál

Sztereokémia, királis molekulák: (királis univerzum, tükörképi világ?) memo: a földi élet királis elemek sokasága!

Ízérzet: az oldatok ingerkeltő hatása az agyközpontban.

A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

6. Zárványtestek feldolgozása

Egy sejt fehérje Single-Cell Protein (SCP) (Hallgatói jegyzet)

4. SZERVES SAVAK. Az ecetsav biológiai előállítása SZERVES SAVAK. Ecetsav baktériumok. Az ecetsav baktériumok osztályozása ECETSAV. 04.

I. Szerves savak és bázisok reszolválása

A szénhidrátok lebomlása

MIÉRT KELL TÁPLÁLKOZNI?

A KIMOTRIPSZIN C SZABÁLYOZÓ SZEREPÉNEK ÉS N-GLIKOZILÁCIÓJÁNAK VIZSGÁLATA

Emberi ízületek tribológiája

DNS, RNS, Fehérjék. makromolekulák biofizikája. Biológiai makromolekulák. A makromolekulák TÖMEG szerinti mennyisége a sejtben NAGY

Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció

A humán tripszinogén 4 expressziója és eloszlási mintázata az emberi agyban

A MITOKONDRIUMOK SZEREPE A SEJT MŰKÖDÉSÉBEN. Somogyi János -- Vér Ágota Első rész

Makromolekulák. Fehérjetekeredé. rjetekeredés. Biopolimer. Polimerek

KÉMIA évfolyam (Esti tagozat)

INTERFERONI GAMMA-1B SOLUTIO CONCENTRATA. Tömény gamma-1b-interferon-oldat

Szerkesztette: Vizkievicz András

Hatékony tumorellenes készítmények előállítása target és drug molekulák kombinációjával (Zárójelentés)

Aminosavak, peptidek, fehérjék

Affinitás kromatográfiai hordozók fejlesztése fehérjék szelektív elválasztására

A szénhidrátok lebomlása

A biológiai mozgás molekuláris mechanizmusai

A felvétel és a leadás közötti átalakító folyamatok összességét intermedier - köztes anyagcserének nevezzük.

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

AMINOSAVAK, FEHÉRJÉK

MÉRGEK SORSA AZ ÉLŐ SZERVEZETBEN ELŐADÓ DR. LEHEL JÓZSEF

4. FEHÉRJÉK. 2. Vázanyagok. Az izmok alkotórésze (pl.: a miozin). Inak, izületek, csontok szerves komponensei, az ún. vázfehérjék (szkleroproteinek).

Doktori értekezés. Kiss András László Témavezető: Polgár László professzor. 1. oldal

IPARI ENZIMEK 2. Proteázok. Alkalikus proteázok. Pécs Miklós: Biotermék technológia fejezet: Ipari enzimek 2.

Vitaminok meghatározása és csoportosítása

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1996

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin

Osztály: 9 L. Tantárgy: Biológia Tanár: Filipszki Zsuzsa Időszak: III. negyedév Tananyag:

Többkomponensű rendszerek I.

1. A röntgensugárral nyert interferencia kép esetében milyen esetben beszélünk szórásról és milyen esetben beszélünk diffrakcióról?

Szimulációk egyszerősített fehérjemodellekkel. Szilágyi András

Archenius egyenlet. fehérje denat. optimum

A készülék használata elõtt kérjük olvassa el figyelmesen a használati utasítást.

ПРОГРАМА ВСТУПНОГО ВИПРОБУВАННЯ З ХІМІЇ Для вступників на ІІ курс навчання за освітньо-кваліфікаційним рівнем «бакалавр»

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

A glükóz reszintézise.

Részletes takarmányozástan gyakorlat

4. Génmanipulált mikroorganizmusok

kutatás során legfőbb eredményeinket a szerin proteázok aktiválódásának mechanizmusával és az aktiválódás fiziológiai következményeinek

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

KÉMIA évfolyam. Célok és feladatok

A fehérjék hierarchikus szerkezete. Szerkezeti hierarchia. A fehérjék építőkövei az aminosavak. Fehérjék felosztása

A borok tisztulása (kolloid tulajdonságok)

Elméleti próba X. osztály

KÉMIA. Általános érettségi tantárgyi vizsgakatalógus Splošna matura

Adatok: Δ k H (kj/mol) metán 74,4. butadién 110,0. szén-dioxid 393,5. víz 285,8

3. Aminosavak gyártása

Az aminosav anyagcsere orvosi vonatkozásai Csősz Éva

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

CH 2 OH O 2 NOH 2 C CH 2 ONO 2

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

II. Biomérnöki műveletek. 1. Bevezetés

Röntgendiffrakció, tömegspektrometria, infravörös spektrometria.

Peptidek és fehérjék szerkezetvizsgálata spektroszkópia és in silico módszerekkel

Gyógyszerhatóanyagok azonosítása és kioldódási vizsgálata tablettából

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

Átírás:

A fehérjék harmadlagos vagy térszerkezete Még a globuláris fehérjék térszerkezete is sokféle lehet.

A ribonukleáz redukciója és denaturálódása Chrisian B. Anfinsen A ribonukleáz renaturálódása 1972 obel-díj Ribonukleáz feltekeredése feltekeredés folding

50%-os feltekeredés: a molekulák fele feltekeredett másik fele kitekeredett nincs félig feltekeredés!!!

Kaotróp molekulák LiCl 4 4,5 mol 6 8 mol 6 mol Diszulfidhidak elbontása C 3 C 3 DTT, ditiotreitol

A fehérjék dinamikus téralkata teszi lehetővé a fehérje-fehérje kölcsönhatást: az élet megjelenését Auguste Rodin

Az önstabilizáció diadala: az Interleukin-8 Az IL-8 legfontosabb feladata a célsejteken a kemotaxis kiváltása.

A fehérjék dinamikus téralkata teszi lehetővé a fehérje-ligand kölcsönhatást, a gyógyszerek hatásosságát

Fehérjék térszerkezete: mit rejt a kristály? Fehérje röntgenkrisztallográfia: kémiai obel-díj, 1962 Max Perutz, John Kendrew kristályban az egyes atomok helye térben jól meghatározott részletgazdag térszerkezet

Több doménből felépülő fehérjék a működéshez elengedhetetlen a domének kooperativitása sejt-sejt kapcsolatot kialakító fehérjék (integrinek) aktiválódása során jellegzetes makroszkopikus szerkezetváltozás következik be.

Fehérjék oldatban: MR-spektroszkópia Fehérje MR: kémiai obel-díj, 2002 Kurt Wüthrich szerkezeti sokaság

A makroszkopikus mozgás mikroszkopikus háttere: a táncrend 10 cm 0,1 mm szervezet sejtek 1 nm 0,1 µm fehérjemolekulák sejtalkotók

A táncrend hátterében a fehérjék térszerkezetének dinamikus jellege áll! Szinkronizáltabb mozgás, rendezettebb téralkat szinkronizálatlan mozgás, rendezetlenebb téralkat

A mozgás időskálái ~ 1s ~ 100 ezer 1h ~ 30 millió 1év

A molekuláris mozgás időskálái hurkok és kanyarok záródása 0.1ms 10ms másodlagos szerkezeti elemek 10ns 1ms feltekeredés 1ms 1h /D R ex Rot. Dif. korrel. idő 1ns<τ c < 10ns gerinc dinamika 1ps 10ns τ lokális aggregáció 1 s 1 év τ effektiv = τ C +τ lok. oldallánc forgás 0.1ps 10 ps

Bevezetés az enzimek világába a sejtben előforduló szinte összes kémiai átalakítást biológiai katalizátorok, az enzimek végzik! - a legtöbb enzim fehérje - az átalakítás sebessége akár 10 6-10 12 szeres lehet a biokatalízis hatására. - így lehetséges, hogy a reakciók végbemennek már 37 o C-on és neutrális p-n. specificitás: az enzim nagy affinitással köt mind a saját szubsztrátjához, mind a termékhez. (E. Fischer kulcs-zár modell megalkotása.) memo: Arrhenius egyenlet (a seb. egy. T függése): k= A exp ( E a /RT) energia E a k növekvő E a Tipikus reakció: Keeler 138 reakció koordináta Τ(Κ) enzim + szubsztrát enzim-szubsztrát komplex enzim + termék A reakció helye: az aktív hely, ahová a szubsztrátot tipikusan nem-kovalans kötés köti. Az enzimreakciók teljesen sztereospecifikusak:

példa: egy lipáz enzimmel történő észterhidrolízis: alapreakció: a lipáz enzimek a zsirsavészterek szelektív hidrolízisében vesznek részt. A glicerin rész megfelelő pontján hidrolizálnak: sztereospecificitás: legyen az észter királis és használjunk egy racemátot megfigyelés: az egyik enantiomer észter elhidrolizál, a másik nem vagy csak nagyon lassan. (a jelenség neve: kinetikus rezolválás) F racemát észter kiindulási anyag C Et lipáz F C C Et (R)-(+)-2-fluorhexánsav-etil-észter >99% enantiomer túlsúly magyarázat: (S)-(+)-2-fluorhexánsav >69% enantiomer túlsúly - a lipáz aktív zsebébe nem fér be az (R) enantiomer, ezért az visszamarad és a hidrolízis során 99%-ig dúsul, - míg az (S)-(-)-sav éppen 69%-ban keletkezik. F Et

Geometriai specificitás azt adja meg, hogy mennyire szigorúan csak egyetlen szubsztrátot fogad el az enzim: pl: 1) Karboxipeptidáz A a polipeptidlánc C-terminálisáról lehasít egy aminosavat, ha az nem Arg, Lys, Pro és a megelőző aminosav nem Pro. 2) kimotripszin észtert, is amidot is hidrolizál. R peptid R' + 2 kimotripszin R + 3 + R' R észter R' + 2 Inhibitor: molekula, amely az enzimműködésre negatívan hat, azt gátolja. Kompetitív inhibitor: amelyik a szubsztráttal versenyez az aktív helyért vagy annak bekötését oda gátolja. Kofaktor: nem-fehérje jellegű, az enzimhez kötött molekula/ion, amely a katalízist segíti (apoenzim + kofaktor = holoenzim) Fe 2+ Koenzim (spec. kofaktor) : olyan molekula, amely nincs permanensen az enzimhez kötve pl. AD Prosztetikus csoport (spec. kofaktor) : olyan molekula, amely permanensen az enzimhez van kötve pl. Fe-S centrum, hem stb. memo: sok vízoldható vitamin koenzim prekurzor: nikotinsav AD, pantoténsav CoA Koenzim A kimotripszin R + R' niacin pantoténsav

Szerinproteázok (sok egymással nem rokon fehérje) Kimotripszin, tripszin és elasztáz fehérjék lebontó enzimek (proteázok). Azért szerinproteáz, mert van benne egy döntő fontosságú Ser. A Kimotripszin: specificitása: főleg Trp, Tyr, Phe, de Leu, Met után is hasítja az amidkötést memo: észtereket is hidrolizál memo: a tripszin más specificitású, az Arg vagy Lys után hasít. Az inaktív kimotripszinogénből (245 as.) két dipeptid kihasadása és egy refolding során képződik az enzim. A konf. átrendeződés eredményeként sztérikusan közel kerül a katalitikus triád 3 eleme. A katalitikus triád: Asp is Ser

Szubsztrát kötő hely Aktív hely a katalitikus triáddal oxianion üreg ez a peptidkötés fog elhasadni szubsztrátkötő zseb egy aromás (R1) csoporttal rendelkező szubsztrát - terminális része

Biodegradáció: amidok hidrolízise kémiai reakciótípusok: nuklofil addíció, elimináció Asp 102 Szerinproteázok működési mechanizmusa: 2 C C is 57 C 2 Ser 195 R C C 2 R nukleof il addíció Asp 102 2 C C is 57 C 2 Ser 195 szubsztrátkötő zseb R C C 2 R tetraéderes intermedier

Asp 102 2 C C is 57 C 2 Ser 195 2 Az aktív hely regenerálódása R C C 2 R acilezett szerin Asp 102 2 C C is 57 C 2 Ser 195 R 2 C 2 C R acilezett szerin

Asp 102 2 C C is 57 C 2 Ser 195 C 2 tetraéderes intermedier C R Asp 102 2 C C karbonsav termék is 57 C 2 Ser 195 C 2 C R regenerált aktív centrum memo: lehet készíteni olyan enzimet, amelyik a fordított folyamatot katalizálja. Feltehetőleg a riboszómán a fehérjeszintézis során (RS-részek közreműködésével) ilyen fordított folyamat zajlik.

Összefoglalás: A kimotripszin irreverzibilis inhibitora: pl. DIPF

Lizozim: egy tipikus enzimműködés (Lysozyme:= lyse: felold + enzyme) A Lizozim feloldja (kilukasztja) a baktériumok sejtfalát mivelhogy katalizálja a sejtfal poliszacharid egy adott részének hidrolízisét: ag-am-ag-am-ag-am Alexander Fleming 1922-ben megfázott R 1 R 2 R 1 R 3 A B C R 3 D E R 3 F R 2 R 1 R 2 R 1 R 2 R 1 R 2 R 1 R 2 C 2 CC 3 β-d--acetil-glükozamin (ag) R 1 = C 2 R 2 = CC 3 R 3 = C(C 3 )C C 2 R R: C 3 C CC 3 β-d--acetil-muraminsav (am)

A Lizozim biokatalizált glikozidkötés hidrolízisének molekuláris háttere: 1) A D-E glükopiranóz gyűrűk elhidrolizálása David Chilton Phillips 1924-99 memo: a D-gyűrű a bekötés kövevetkeztében konformációsan eltorzúl, a térszerkezet feszült lesz. 2) A molekuláris felismerés és a hexaszacharid megkötésének atomi részletei:

3) A hidrolízis legvalószínűbb mechanizmusának kétfajta bemutatása: A közti termékben kialakult karbokationt stabilizálja az Asp5 karboxilát oldallánca. memo: a természetes védekezésünk fontos enzimje tehát a Lizozim, amely patogének (pl. szalmonella, E.coli vagy Pszeudomonász) ellen nyújt védelmet.

Alkohollebontás (oxidoredukció, aromatizáció): A AD egyensúlyi reakciója az acetaldehidet etil-alkohollá redukálja. A működés lépései és leírása: 1) A AD és az aldehid megkötődik, utóbbit a Zn 2+ koordinálja, 2) a nikotinsavamid nitrogénjének nemkötő elektronpárja delokalizálódik, a dihidropiridin gyűrű aromássá válik az egyik C4-es hidrogénatomot anionként leadva. (oxidáció) 3) A hidridion redukálja az acetaldehidet, majd a képződő alkoholát anion protonálódik. A cink mint Lewissav fokozza a karbonil-szén pozitív polározottságát, s így annak elektrofil jellegét. alkohol-dehidrogenáz enzim (AD + inhibitor komplex) méregtelenítés: ha nagy az alkoholkoncentráció, akkor az egyensúlyi reakció megfordul és az etilalkohol acetaldehidé oxidálódik.

az alkohol-dehidrogenáz enzim apoenzim + koenzim + inhibitor (80 kda dimer, az emberben legalább 6 variánsa van, előfordulás, máj és gyomor) memo: Miért mérgezők az alkohol végzetes adalékai: metanol, etilénglikol? 2 P P 2 feladatuk: egyensúlyt tartani az alkoholok aldehidek és ketonok között. - méregtelenítés (emlősben): a toxikus alkoholból aldehidet csinál - fermentálás (baci és élesztő): aldehidből alkoholt készít (redukció) A AD+ (ikotinamid-adenin-dinukleotid) (az élő sejt egyik oxidáló vagy dehidrogénező szere)

A kulcs & zár modell (Emil Fischer) ogyan tervezzünk gyógyszert? Minél többet meg kell tudnunk a fehérjék dinamikus téralkatáról!