Fehérje nanogépezetek



Hasonló dokumentumok

Nanotechnológia. Vonderviszt Ferenc. Veszprémi Egyetem Nanotechnológia Tanszék

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

IKT FEJLESZTŐ MŰHELY KONTAKTUS Dél-dunántúli Regionális Közoktatási Hálózat Koordinációs Központ

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

AZ S1 SZUBSZTRÁTKÖTŐ HELY SPECIFICITÁSÁNAK SZERKEZETI HÁTTERE PANKREATIKUS SZERIN PROTEÁZOKBAN

A fehérjék hierarchikus szerkezete

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

A SEJTSZÓRÓDÁSBAN RÉSZTVEVO JELÁTVITELI UTAK VIZSGÁLATA: A PROTEIN KINÁZ C SZEREPE. Gujdár Annamária. Doktori (Ph.D.) értekezés tézisei

A fehérjék szerkezete és az azt meghatározó kölcsönhatások

Farmakológus szakasszisztens Farmakológus szakasszisztens 2/40

A biológiai membránok szerkezete és működése. Biológiai alapismeretek

Szervezeti formák bemutatása

3. Sejtalkotó molekulák III.

Telepítési leírás AM kitakarásvédett PIR mozgásérzékelő

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

Semmelweis Egyetem Orvosi Biokémia Intézet Orvosi Biokémia és Molekuláris Biológia gyakorlati jegyzet: Transzaminázok TRANSZAMINÁZOK

BIOFIZIKA. Jelátvitel

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

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

Környezetvédelmi analitika II. (BMEVESAM108) Immunanalitika, Lab-on-a-chip

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

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

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

A Tömegspektrométer elve AZ ATOMMAG FIZIKÁJA. Az atommag szerkezete (40-44 oldal) A tömegspektrométer elve. Az atommag komponensei:

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

MVSZ által szakmailag elismert Vitorlás sulik III. szintű tematikája

Jelentéskészítő TEK-IK () Válaszadók száma = 610

A biológiai mozgás molekuláris mechanizmusai

AMINOSAVAK, FEHÉRJÉK

Bevezetés; az immunrendszer működése vázlatosan

Tartalomjegyzék 7 1. A biokémia tárgya A biokémia kialakulásának és fejlődésének főbb mérföldkövei 14

Házi dolgozat. Minta a házi dolgozat formai és tartalmi követelményeihez. Készítette: (név+osztály) Iskola: (az iskola teljes neve)

Molekuláris motorok működése

MULTIPONT PROGRAM. Hogyan építsünk fel egy teljes klub/loyalty rendszert?


QUICK-LOCK. Álmennyezet szigetek. Standard és mégis egyedi

Polikondenzációs termékek

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

Enzimek. Enzimek! IUBMB: szisztematikus nevek. Enzimek jellemzése! acetilkolin-észteráz! legalább 10 nagyságrend gyorsulás. szubsztrát-specificitás

MIT VÁR EL A PSZICHOLÓGUS A JÓ KRESZTŐL? ARANYOS JUDIT közlekedés szakpszichológus

Folyadék-gáz, szilárd-gáz folyadék-folyadék és folyadék-szilárd határfelületek. Adszorpció és orientáció a határfelületen. Adszorpció oldatból és

Szerkesztette: Vizkievicz András

Az enzimműködés termodinamikai és szerkezeti alapjai

Fehérjeszerkezet, és tekeredés. Futó Kinga

Biológiai makromolekulák szerkezete

Digitális technika (VIMIAA01) Laboratórium 1

I. FARMAKOKINETIKA. F + R hatás (farmakon, (receptor) gyógyszer) F + R FR

A fehérjék hierarchikus szerkezete

higanytartalom kadmium ólom

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

A HUMÁN WFIKKN1 FEHÉRJE FUNKCIONÁLIS JELLEMZÉSE

Az elektromágneses anyagvizsgálat alapjai

Tájékoztató a szerződés módosításáról_munkaruházati termékek szállítása (5. rész)

A PAPAIN KONFORMÁCIÓSTABILITÁSA, STABILIZÁLÁSA ÉS ALKALMAZÁSA SZERVES OLDÓSZERES KÖZEGBEN. Doktori (Ph.D.) értekezés

Kollokviumi vizsgakérdések biokémiából humánkineziológia levelező (BSc) 2015

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

Vállalkozásfinanszírozás

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

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

Rehabilitációs team, team munka. Dr. Péley Iván

Hemoglobin - myoglobin. Konzultációs e-tananyag Szikla Károly

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

1. Az élő szervezetek felépítése és az életfolyamatok 17

ENZIMRÖGZÍTÉSI MÓDSZEREK NANOSTRUKTURÁLT RENDSZEREKBEN. Doktori értekezés. Weiser Diána. Témavezető Prof. Dr. Poppe László

A pedagógus-előmeneteli rendszer informatikai támogató rendszerének fejlesztése Fűrész Edit Budapest, október 27.

Kémiai technológia laboratóriumi gyakorlatok M É R É S I J E G Y Z Ő K Ö N Y V A KEMÉNYÍTŐ IZOLÁLÁSA ÉS ENZIMATIKUS HIDROLÍZISÉNEK VIZSGÁLATA I-II.

Természettudomány témakör: Atomok, atommodellek Anyagok, gázok

Műegyetemi modell a biotechnológiai iparban

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

VÁLTOZIK AZ ISO 9001-ES SZABVÁNY. KINEK JÓ EZ?

Bioinformatika előad

ÉRFALKOMPONENSEKKEL MÓDOSÍTOTT FIBRINHÁLÓ MECHANIKAI ÉS LÍTIKUS STABILITÁSA

T sejtek I. Vizler Csaba

Vasúti információs rendszerek gyakorlat

Szakmai zárójelentés az F49222 számú Fehérjék előállítása kémiai módszerekkel szerkezeti és funkcionális vizsgálatok céljára című OTKA pályázathoz

Affinitás kromatográfiai hordozók fejlesztése fehérjék szelektív elválasztására

Farmakobiokémia, gyógyszertervezés

Fa- és Acélszerkezetek I. 5. Előadás Stabilitás I. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

Fehérjék: tartalomjegyzék

NEM KONVENCIONÁLIS KÖZEGEKBEN LEJÁTSZÓDÓ ENZIMKATALITIKUS ÉSZTEREZÉSI REAKCIÓK VIZSGÁLATA

Ellenanyagok kimutatása diagnosztikai/prognosztikai célból

Az ABCG2 multidrog transzporter fehérje szerkezetének és működésének vizsgálata

TYP UTR Elektronikus Hőmérsékletszabályozó UFS-2 Kezelési utasítás

Jelentés a kiértékelésről az előadóknak

Sikeres E-DETAILING KAMPÁNY receptje. GYÓGYKOMM KONFERENCIA Budapest, február 25. BALOGH JUDIT, PharmaPromo Kft.

A mérés célkitűzései: Kaloriméter segítségével az étolaj fajhőjének kísérleti meghatározása a Joule-féle hő segítségével.

SZOLGÁLATI TITOK! KORLÁTOZOTT TERJESZTÉSŰ!

Bevezetés a lágy számítás módszereibe

Automatizáció az endokrin laboratóriumi vizsgálatokban. Kıszegi Tamás Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet

A szénhidrátok lebomlása

A tárgy neve: Sejttani alapismeretek (Basis of Cellbiology) TBBE5000

Szerkesztette: Vizkievicz András

Project Management

Egy idegsejt működése

LBC 341x/01 beépíthető hangszórók

Készítette: Ivádyné Lévai Eszter. ELTE TTK, Környezettan Bsc. Témavezető: Dr. Dódony István. Ásványtan Tanszék 2014.

Átírás:

Fehérje nanogépezetek

A fehérjék alapvető biológiai funkciói Molekulafelismerés és megkötés Kémiai reakciók irányítása (katalízis) Konformációs átkapcsolások (jelfeldolgozás, szabályozás) Dinamikus szerkezetépítés (vázrendszerek, sejtmozgások) Mindezen funkciók hátterében meghatározó szerepet játszik a fehérjék specifikus molekulafelismerési képessége.

Molekulafelismerés és megkötés Fehérje - ligandum Kötőhelyek felépítése, elhelyezkedése Specificitás (komplementaritás) Nemkovalens kölcsönhatások (reverzibilitás) Flexibilitás (indukált illeszkedés) EGF-receptor

Speciális felismerő molekulák Antitestek Receptorok Enzimek

Az IgG molekula szerkezete 2-2 nehéz és könnyűlánc kontans és variábilis domének szimmetrikus szerkezet az antigénkötő helye a V H és V L domének együtt alakítják ki

IgG génátrendeződés

Antigén-antitest kölcsönhatás epitópok Poliklonális és monoklonális ellenanyagok

Monoklonális ellenanyagok előállítása

IgG alkalmazások Immun-analitikai eljárások ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay)

ELISA

Bioszenzorok Rezgőnyelves bioszenzor: <1 ng tömegű NEMS rezonátor: mérhető: 10-6 X saját tömeg attogram Egyetlen baktérium tömegének meghatározása: (Craighead és mts., Cornell University)

Enzimek

Az enzimek jellemzői specifikus biokatalizátorok kémiai reakciók végbemenetelét gyorsítják fel a reakció egyensúlyi állandója nem változik rendkívül hatékonyak környezeti körülményekre (ph, T) érzékenyek működésük szabályozott

Az enzimkatalízis mechanizmusa Az enzimek a kémiai reakciók sebességét azáltal gyorsítják fel, hogy a szubsztrát átmeneti állapotbeli konformációját kötik a legerősebben. (Pauling 1946) Hogyan csökkenti az energiagátat? funkcionális csoportok precíz térbeli elhelyezkedése szubsztrát megfelelő orientáltságú kötése átmeneti állapot preferált kötése

Enzimműködés energetikája

Enzimkinetika Michaelis-Menten: E + S ES E + P

Enzimek mérete Funkcionális csoportok megfelelő térbeli orientációjának biztosítása Szubsztrát hatékony begyűjtése Kötődés más struktúrákhoz Szabályozhatóság Szupramolekuáris enzimkomplexumok

Enzimek általános jellemzése a) Kofaktorok, koenzimek használata Apo- és holoenzim Kofaktorok: biológiailag aktív konformáció fenntartása részvétel a katalitikus folyamatban megszabhatják a folyamat jellegét szorosan vagy lazán kapcsolódás

Enzimek általános jellemzése b) Aktív centrum A fehérjemolekula viszonylag kis része, ahol a katalitikus lépések lejátszódnak. Általában domének közti árokban, zsebben helyezkedik el. Funkcionálisan különböző részek: kötőhely(ek) katalitikus hely A kötőhely határozza meg a specificitást. Szubsztrátkötés indukált illeszkedés E-S kölcsönhatás általában számos gyenge kötés révén alakul ki; ritkán kovalens kapcsolat

Enzimek általános jellemzése Katalitikus hely ( reakció típusa): meghatározó a távoli oldalláncok megfelelő orientációja és elhelyezkedése ill. mozgékonysága Az oldalláncok egymással való kölcsönhatása, mikrokörnyezete nagymértékben meghatározza azok reaktivitását. Aktív centrum feltérképezése: röntgendiffrakciós szerkezet kémiai módosítások irányított evolúció A lizozim aktív centruma

Cytochrome P-450 aktív centrum

Enzimek általános jellemzése c) Dinamikus szerkezet Ligand hozzáférhetőség szabályozása Alkalmazkodás a változó szubsztrátszerkezethez Kötődések erősségének szabályozása Relatív doménmozgás (PGK)

Enzimek általános jellemzése d) Enzimműködés szabályozása Reakcióhálózatok visszacsatolások Serkentők és inhibítorok Enzimek gátlása (serkentése): Kötődés módja szerint: irreverzibilis reverzibilis Kötődés típusa szerint: kovalens (pl. foszforilálás) nemkovalens (kompetitív vs. nemkompetitív) Kötődés helye szerint: kötődés az aktív centrumba allosztérikus szabályozás

Allosztérikus enzimek Effektorok: a katalizált reakcióval nincsenek közvetlen kapcsolatban (pl. egy reakciósor késői terméke szabályoz) Általában a több alegységből felépülő enzimek kooperatív sajátossága. Hemoglobin

Allosztérikus szabályozás

Proteázok A polipeptidláncot hasító enzimek (hidrolázok). Az aktív centrum meghatározó funkcionális csoportja szerint: szerin proteázok (pl. tripszin) cisztein proteázok aszpartát proteázok metalloproteázok

Szerin proteázok Katalitikus triád: Asp His - Ser Eltérő specificitás: Kimotripszin: nagy méretű, apoláros oldalláncok után hasit Tripszin: Lys, Arg után hasít Trombin: Arg-Gly között hasít Elasztáz: kis méretű, töltetlen oldalláncok után hasít Szubtilizin: nem specifikus Szubtilizin konvergens evolúciója.

Szerin proteázok hatásmechanizmusa I. 1. A szubsztrát C1 atomja és az aktív szerin OH csoportja között kovalens kötés alakul ki negatívan töltött tetrahedrális acilenzim intermedier 2. A peptidkötés elhasadása után az egyik peptidtermék diffúzióval gyorsan távozik.

Szerin proteázok hatásmechanizmusa II. 3. Az acilenzim komplex egy vízmolekula segítségével töltött tetrahedrális állapoton keresztül hidrolizál (deacilálás). 4. Az enzim eredeti állapota visszaáll.

A katalízis szerkezeti háttere A katalitikus triád His oldallánca általános bázisként egy protont vesz át a szerintől Oxianion lyuk: stabilizálja a tetraéderes átmeneti állapotot az O - atommal létesített H-híd révén Szubsztrátkötés: H-hidak a polipeptidváz főlánc atomjaival (tág specificitás; átmeneti állapot stabilizáció) Specificitási zseb: ez biztosítja a specifikus hasítóhely felismerést

Szerin proteáz aktív centrum

Szubsztrátkötő zseb

A fehérjék, mint molekuláris kapcsolók Szabályozás (pl. allosztéria, génexpresszió) Jelátvitel (pl. receptorok) Energiaátalakítás (pl. molekuláris motorok) miozin

Jelátviteli folyamatok Receptorok: transzmembrán fehérjék, valamilyen külső stimulust (fény, kémiai jelek) érzékelnek 3 fő csoportba oszthatók: Ioncsatorna-kapcsolt receptorok G-fehérje csatolt receptorok Enzimkapcsolt receptorok

G-fehérjék Több száz féle G-fehérje létezik. Molekuláris erősítők: GTP aktiválja őket 3 alegységből állnak α (45 kda) GTPáz aktivitást mutat β (35 kda) és γ (8 kda) heterodimert képez α és γ lipidtoldalékkal membránhoz kötöttek α-gtp monomer α-gdp βγ-val a receptor citoplazmatikus doménjéhez kötődő komplexet képez RGS fehérje szabályozza a GTP hidrolízist

G fehérjék működése

Enzimcsatolt receptorok Intracelluláris enzimtikus aktivitással rendelkeznek vagy enzimhez kapcsoltak. A receptor-tirozin kinázok felépítése: N-terminális extracelluláris ligandkötő domén Egyetlen transzmembrán α-hélix Citoplazmatikus C-terminális domén tirozin-kináz aktivitással

A receptor tirozin kinázok működése Dimerizáció és autofoszforiláció Enzimaktivitás növelése, kötőhelyek kialakítása

Intracelluláris jeltovábbítás Célfehérjék: foszforilálása enzimatikus aktivitásának növelése kölcsönhatások kialakítása