Aminosavak 1
Aminosavak általános képlete N 2 soportosítás: oldallánc szerkezete alapján: Apoláris Poláris Bázikus Savas Semleges Esszenciális aminosavak 2
(apoláris) Glicin Név Gly 3 Alanin Ala 3 3 Valin Val e 3 2 Leucin Leu e 3 3 2 Izoleucin Ile e 3 3 S 2 2 Metionin Met e 3
(apoláris) Név 2 Fenilalanin Phe e N Triptofán Trp e N Prolin Pro 4
(poláris) Név 2 Szerin Ser Treonin Thr e 3 S 2 isztein ys 2 N 2 Aszpargin Asp-N 2 2 N 2 2 Glutamin Glu-N 2 5
(poláris) Név 2 Aszparaginsav Asp Savas 2 2 Glutaminsav Glu 2 Tirozin Tyr 2 N 2 2 2 2 Lizin Lys e Bázikus 2 N N N 2 2 2 Arginin Arg N 2 N isztidin is e 6
Aminosavak térszerkezete 2 N N 2 L-aminosav D-aminosav 2 L-glicerinaldehid 7
Fizikai tulajdonságok kristályos halmazállapot, magas olvadáspont Szerkezet: -N 2 - csoportok Ikerionos szerkezet N 2 N 3 erősebb bázis erősebb sav gyengébb sav gyengébb bázis 8
Sóképzés savval + 3 + + 2 N3 N 3 Sóképzés bázissal + N 3 - + 2 N 2 9
Az aminosavak izoelektromos pontja N 2 N 3 N 3 magas p izoelektromos pont semleges ikerion alacsony p Elektroforézis p = 6,0 3 N 2 3 N _ ( 2 ) 4 N 3 N 3 2 + Lizin (9,7) Glicin (6,0) Aszparaginsav (3,0) 10
Az aminocsoport reakciói - metilezés ( 3 ) 2 S 4 N 2 3 N 3 betain 3 - hidroximetilezés 2 - acilezés N 2 N 2 N 2 2 -l + ' l N ' Titrálás Na-dal: Sörensen-féle formoltitrálás 2 l N 2 2 /Pd N 2 2 + 3 11
Az aminocsoport reakciói - oxidáció N 2 + N 3 dezaminálás - van Slyke reakció + N 2 + 2 N 2 A karboxilcsoport reakciói N 2 térfogata mérhető - fémkomplexek képződése N 2 2 N u - észterképződés N 2 '/X N 2 ' 12
A karboxilcsoport reakciói - dekarboxilezés Biogén aminok N 2-2 2 N 2 isztidin Triptofán Tirozin Lizin hisztamin triptamin tiramin kadaverin ldalláncban lejátszódó reakció 2 2 S N 2 ox red 2 2 N 2 S S N 2 cisztein cisztin 13
A peptidkötés Fehérjék hidrolízis Aminosavak + N + N + N + 1 2 3 -n 2 N N N 1 2 3 14
A peptidkötés Emil Fischer (1852-1919) Nobel díj: 1902 a glükóz szerkezete Fischer-féle indolszintézis dietil-barbiturát előállítása Fischer-projekció, nomenklatúra Peptidek (E. Fischer) 1 N 2 N 1 N 2 N 3 N 4 15
A peptidkötés -GlyAla- 2 N 2 2 N 3 1. Amino-csoport védelme N 2 Q Q = Ph 2 2. Karboxil-csoport aktiválása N 2 N 3 Q 3. Karboxil-csoport védelme 2 N 3 3 4. Peptidkötés kialakítása Q N 2 N 3 3 5. Védőcsoport eltávolítása 2 N 2 N N-terminális 3 16 -terminális
. Bruce Merrifield: Szilárd-fázisú peptidszintézis ibonukleáz enzim (szarvasmarha pancreas) szintézise: 124 aminosav 6 héten belül (1969) l NBoc NBoc 17
18
A peptidek szerkezetének meghatározása 1.) Milyen aminosavak építik fel a peptidet? 2.) Milyen arányban fordulnak elő ezek az aminosavak a peptidben? 3.) Milyen sorrendben kapcsolódnak egymáshoz az aminosavak? (szekvencia) idrolízis (20%-os sósav) aminosavak Elválasztás: elektroforézis, ioncserés kromatográfia Szekvencia meghatározás 19
Végcsoport meghatározás N-terminális meghatározása: Sanger reakció F N 2 N 2 N N 2 N 2 N N N 2 1 2 1 2 N 2 hidr. aminosavak + N N 2 (DNP-aminosav) 2 20
Végcsoport meghatározás Edman-féle lebontás N N 2 S N peptid N 2 + N N S -terminális meghatározása N N 2 5 LiA l 4 N aminosavak + 2 N 2 21
A peptidek szerkezetének meghatározása Enzimatikus hidrolízis Pl. proteáz, tripszin Peptidkötések szelektív hasítása Fragmensek tisztítása, izolálása N-terminális, -terminális meghatározása, aminosav analízis 22
Peptidek, fehérjék szerkezete Primer szerkezet: aminosavak kapcsolódási sorrendje Szekunder szerkezet: a fehérjeláncoknak a = és -N csoportok közötti hidrogén-kötések által meghatározott térszerkezete: α-hélix, β-redőzött Tercier szerkezet: fehérjeláncon belül vagy láncok között kialakuló, poláris oldalláncok között fellépő hidrogén kötések vagy diszulfid hidak által stabilizált térszerkezet S + S [] S S + 2 Kvaterner szerkezet: a fehérjék szerveződésének legmagasabb szintje. Meghatározza, ahogyan a fehérje alegységei egy szervezett egységgé illeszkednek 23
Peptidek, fehérjék szerkezete a) Primer, b) Szekunder, c) Tercier struktúrák 24
Szekunder szerkezet α-hélix jobbmenetű 1 csavarmenet: 3,6 aminosav 25
Nyújtott, redőzött szerkezet (β-konformáció) 26
A fehérjék szerkezetének négy szintje 27
Fehérjék csoportosítása Molekulaalkat alapján: fibrilláris globuláris pl. vázfehérjék plazmafehérjék Egyszerű fehérjék Összetett fehérjék nem-fehérje részt is tartalmaznak Fehérjék főbb típusai Albuminok: deszt. vízben oldódnak valbumin Serumalbumin Laktalbumin Globulinok: deszt vízben nem, 10%-os Nal-ben igen Serumglobulin Fibrin Fibrinogén Laktoglobulin 28
Fehérjék csoportosítása Prolaminok (vizes alkoholban oldhatók) Glutelinek (lúgban oldhatók) növényi fehérjék Scleroproteinek (Vázfehérjék, oldhatatlanok): Kollagén: bőr, inak Glicin, prolin: + Trp, is, ys: - Elastin: inak Selyemfibroin: β-konformáció, nem nyújtható Keratin: bőr, haj, köröm, szőr, toll, pata, szaru, pikkely ys, Met: + (α-hélix) 29
Fehérjék kimutatása - kicsapás oldatukból: nehézfémekkel ásványi savakkal triklórecetsav, szulfoszalicilsav ammónium-szulfát nátrium-szulfát reverzibilis irreverzibilis Színreakciók: Xantoprotein-reakció: cc. salétromsav sárga (tirozin, triptofán) Millon-próba: N 2, g(n 3 ) 2 vörös csapadék (tirozin) Biuret-próba: us 4, Na lila komplex 30
Fehérjék kimutatása Ninhidrin reakció Na + N 2 bázis N + 2 + 31
Néhány természetes peptid Glutation: xitocin γ -Glu-ys-Gly- S-ys-Tyr-Ile S-ys-Asn-Gln Pro-Leu-GlyN 2 opkins, 1921 saknem minden sejtben előfordul A szervezetben lejátszódó redox folyamatokban játszik szerepet, antioxidáns Agyalapi mirigy hátsó lebenye méhösszehúzó tejelválasztás Vazopresszin Antidiuretikus hormon S-ys-Tyr-Phe S-ys-Asn-Gln Vérnyomásszabályozás vizeletkiválasztás Pro-Lys-GlyN 2 Endomorphin-1 (Tyr-Pro-Trp-Phe-N 2 ) endomorphin-2 (Tyr-Pro-Phe-Phe-N 2 ) Endorfinok 20-30 aminosavból álló peptidek 32
Néhány természetes peptid Gramicidin Peptid antibiotikum, Bact. Brevis termeli Transzport peptid (15 aminosav, lineáris) Adrenokortikotrop hormon (AT) 39 aminosav, hipopofízis elülső lebeny mellékvesekéreg hormontermelését szabályozza Anthrax-polipeptid Bct. Anthracis (lépfene) tokanyaga Monoton polipeptid D-glutaminsav γ-kapcsolódás M ~ 250000 33
Néhány természetes peptid Inzulin Izolálás: 1921. (Banting, Best, ollip és Macleod) Szerkezet: Sanger, 1953-55 S S Gly-Ile-Val-Glu-Gln-ys-ys 1 6 7 S S Thr-Ser-Ile 8 9 10 ys-ser-leu-tyr-gln-leu-glu-asn-tyr-ys-asn Phe-Val-Asn-Gln-is-Leu-ys-Gly-Ser-is-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-ys-Gly Thr-Lys-Pro-Thr-Tyr-Phe-Phe-Gly-Arg 30 15 20 S 19 S Glu 34