11. Előadás. Nukleinsavak, nukleinsav analitika. Nukleotidok, koenzimek, vitaminok.

Hasonló dokumentumok
5. Előadás Nukleinsavak kimutatása, szekvenálás

CHO H H H OH H OH OH H CH2OH HC OH HC OH HC OH CH 2

6. Előadás Oligonukleotidok szintézise, koenzimek, vitaminok

CHO H H H OH H OH OH H CH2OH CHO OH H HC OH HC OH HC OH CH 2 OH

4. Előadás. Nukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak

P O O O. OAc A O. OAc

Sir Alexander R. Todd ( )

Nukleinsavak építőkövei

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

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

Néhány fontosabb vitamin

NUKLEINSAVAK. Nukleinsav: az élő szervezetek sejtmagvában és a citoplazmában található, az átöröklésben szerepet játszó, nagy molekulájú anyag

Fehérjék. SZTE ÁOK Biokémiai Intézet


Néhány fontosabb vitamin

Néhány fontosabb vitamin

,:/ " \ OH OH OH / \ O / H / H HO-CH, O, CH CH - OH ,\ / "CH - ~(H CH,-OH \OH. ,-\ ce/luló z 5zer.~ezere

Dr. Mandl József BIOKÉMIA. Aminosavak, peptidek, szénhidrátok, lipidek, nukleotidok, nukleinsavak, vitaminok és koenzimek.

CHO CH 2 H 2 H HO H H O H OH OH OH H

9. Szilárdfázisú szintézisek. oligopeptidek, oligonukleotidok

Nukleinsavak. Szerkezet, szintézis, funkció

CH 2 =CH-CH 2 -S-S-CH 2 -CH=CH 2

Az enzimműködés termodinamikai és szerkezeti alapjai

Max. bekever és napi adagba. Max. életkor NE NE NE NE NE NE NE. nincs korlátozás nincs korlátozás

A nukleinsavkémiai kisszótár:

ALKOHOLOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK

Vitaminok meghatározása és csoportosítása

12/4/2014. Genetika 7-8 ea. DNS szerkezete, replikáció és a rekombináció Hershey & Chase 1953!!!

Mária. A pirimidin-nukleotidok. nukleotidok anyagcseréje

Genomika. Mutációk (SNP-k) és vizsgálatuk egyszerű módszerekkel. DNS szekvenálási eljárások. DNS ujjlenyomat (VNTR)

BIOGÉN ELEMEK MÁSODLAGOS BIOGÉN ELEMEK (> 0,005 %)

2. Sejtalkotó molekulák II. Az örökítőanyag (DNS, RNS replikáció), és az öröklődés molekuláris alapjai (gén, genetikai kód)

Táplálék. Szénhidrát Fehérje Zsír Vitamin Ásványi anyagok Víz

TAKARMÁNYOZÁSTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

BIOLÓGIA VERSENY 10. osztály február 20.

folsav, (a pteroil-glutaminsav vagy B 10 vitamin) dihidrofolsav tetrahidrofolsav N CH 2 N H H 2 N COOH

Táplálkozás. SZTE ÁOK Biokémiai Intézet

A gasztrointesztinális (GI) rendszer élettana IV. Táplálkozás élettan.

A piruvát-dehidrogenáz komplex. Csala Miklós

AZ ÉLET KÉMIÁJA... ÉLŐ ANYAG SZERVEZETI ALAPEGYSÉGE

TestLine - Biogén elemek, molekulák Minta feladatsor

Vitaminok csoportosítása

A pillangóktól a folsavon és a metotrexáton át a programozott sejthalálig

10. Előadás. Heterociklusos vegyületek.

KARBONSAVAK. A) Nyílt láncú telített monokarbonsavak (zsírsavak) O OH. karboxilcsoport. Példák. pl. metánsav, etánsav, propánsav...

A vitaminok és az élelmiszerek kapcsolatáról

elektrokémiai-, ozmózisos folyamatokban, sav bázis egyensúly fenntartásában, kolloidok állapotváltozásaiban, enzimreakciókban.

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

Human genome project

2. Sejtalkotó molekulák II. Az örökítőanyag (DNS, RNS replikáció), és az öröklődés molekuláris alapjai (gén, genetikai kód)

Nanotechnológia. Nukleinsavak. Készítette - Fehérvári Gábor

Vitaminok Ásványi anyagok

NUKLEINSAVAK. DNS (DNA) /dezoxiribonukleinsav/ -sejtplazmában -peptid / fehérje szintézis vezérlése (messenger-, transfer-rns)

Kémiai Intézet Kémiai Laboratórium. F o t o n o k k e r e s z tt ü z é b e n a D N S

09. A citromsav ciklus

VITAMINOK JELENTŐSÉGE ÉS FORRÁSAIK

A glükóz reszintézise.

Grilla Stúdiója - gyógytorna, szülésfelkészítés

A gyakorlat elméleti háttere A DNS molekula a sejt információhordozója. A DNS nemzedékről nemzedékre megőrzi az élőlények genetikai örökségét.

Vitaminok leírása, hatásai

BIOMOLEKULÁK KÉMIÁJA. Novák-Nyitrai-Hazai

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

Poligénes v. kantitatív öröklődés

2010. Vitaminok kézi- könyve. Lőrincz Balázs

Nitrogéntartalmú szerves vegyületek. 6. előadás

alanin (Ala, A) valin (Val, V) leucin (Leu, L) izoleucin (Ile, I) szerin (Ser, S) treonin (Thr, T)

szerotonin idegi mûködésben szerpet játszó vegyület

Valin H 3 C. Treonin. Aszpartát S OH

Biológus MSc. Molekuláris biológiai alapismeretek

ZSÍRSAVAK OXIDÁCIÓJA. FRANZ KNOOP német biokémikus írta le először a mechanizmusát. R C ~S KoA. a, R-COOH + ATP + KoA R C ~S KoA + AMP + PP i

O 2 R-H 2 C-OH R-H 2 C-O-CH 2 -R R-HC=O

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 4. hét

A nukleinsavkémia koronázatlan királyai, kémiai és orvosi Nobel-díjak:

Kun Ádám. Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék, ELTE MTA-ELTE-MTM Ökológiai Kutatócsoport. Tudomány Ünnepe,

7. évfolyam kémia osztályozó- és pótvizsga követelményei Témakörök: 1. Anyagok tulajdonságai és változásai (fizikai és kémiai változás) 2.

Hús és hústermék, mint funkcionális élelmiszer

MAGYAR ÉLELMISZERKÖNYV. Codex Alimentarius Hungaricus

Purin nukleotidok bontása

37/2004. (IV. 26.) ESzCsM rendelet. az étrend-kiegészítőkről

Energiatermelés a sejtekben, katabolizmus. Az energiaközvetítő molekula: ATP

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

Glikolízis. Csala Miklós

AMINOK. Aminok rendűsége és típusai. Levezetés. Elnevezés. Alkaloidok (fiziológiailag aktív vegyületek) A. k a. primer RNH 2. szekunder R 2 NH NH 3

R-OH H + O H O H OH H O H H OH O H OH O H OH H H

A szénhidrátok lebomlása

Heterociklusos vegyületek

Zsírsav szintézis. Az acetil-coa aktivációja: Acetil-CoA + CO + ATP = Malonil-CoA + ADP + P. 2 i

MAGYAR ÉLELMISZERKÖNYV. Codex Alimentarius Hungaricus /496 számú előírás Az élelmiszerek tápértékének jelölése

Az örökítőanyag. I. A tulajdonságokat meghatározó örökítőanyag/információ átadható/ transzformálható.(fred Griffith kísérlet, 1928.

Géntechnológia és fehérjemérnökség

9. Szilárdfázisú szintézisek. oligopeptidek, oligonukleotidok

Sejttenyésztési alapismeretek

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

A bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik.

Termékadat. Összetevők. 100 g por 1 adag (200 g) (50 g por ml víz) Tápanyagok. Összetevők. Sovány tej

Szerves Kémia. Farmakológus szakasszisztens képzés 2012/2013 ősz

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

TR90 M-Bars & M-Shakes

2. oldal (3)1 A tápérték jelölésben megadott vitaminnak, illetve ásványi anyagnak jelentős mennyiségben - a napi ajánlott bevitel legalább 15%-ában -

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

Átírás:

11. Előadás ukleinsavak, nukleinsav analitika. ukleotidok, koenzimek, vitaminok.

Történeti háttér Savas karakterű anyagok a sejtmagból 1869-71 DS a sejtmag fő komponense nuclein Friedrich Miescher (Svájc, 1844-1895) 1970: FM Insitute for Biomedical Research, Basel 1882 Walther Flemming: Chromatin elnevezés W. Waldeyer: CRM (szín) SZMA ( coloured body, festék láthatóvá tétel) 1934 - DS polimer és molekulatömege kb. 500 000 E. ammersten, T. Caspersson - tisztított növényi vírusban (tobacco mosaic virus) is van W. M. Stanley (USA), obel dij, kémia, 1946 1940 első elektronmikroszkópos kép (DS, pozitívan töltött fehérjék) 1947-50 nukleotid összetétel E. Chargaff (USA) 1953 kettős hélix J. Watson, F. Crick (UK) (.d. 1962) 1958 DS polimeráz I enzim (első DS készítő enzim) 1960 RS polimeráz; mrs felfedezése 1964 t RS Ala szekvenálása R. olley (USA) 1966 genetikai kód megfejtése 1968 védett nukleotidok összekapcsolása (A. Todd, Khorana) 1970 DS hasító enzim (restrikciós) felfedezése 1973 DS fragmensek beépítése plazmidba E. coli Androméda-törzs 1975 RS kromoszóma szekvenálása; MS2 fág (3 fehérje) 1977 GEETEC

1978 somatostatin: az első emberi hormon, rekombináns technológiával (W. Arber, D. athans,.. Smith, obel-díj: restrikciós enzimek) 1979 malignus sejtből származó DS-sel fertőzni lehet egészséges sejtvonalat 1980 obel-díj: DS szekvenálás; rekombináns DS szintézis F. Sanger; W. Gilbert 1982 - humán inzulin (DS technológia) a piacon (humulin) - első onkogének izolálása, expresszálása, szekvenálása (egy aminosav különbség) 1983 DS a l baktérium fágból (48 502 bázispár) 1984-03 UMA GEM projekt elfogadása (USA Kongresszus) kb. 3 x 109 bázispár 3 milliárd USD 1 USD/ bázispár 1992 The F. Sanger Centre, Cambridge (DA szekvenálás, UG) 2000 The F. Sanger Institute the role of genetics in health and disease 2009 obel-díj: Telomer/telomeráz védi a kromoszómát E.. Blackburn, C. W. Greider, J.W. Szostak 2015 Francis Crick Institute, London (1500, inc. 1250 kutató, GB 100 millió) Felosztás ukleotid koenzimek AD, AT AD FAD Co-A UD-cukrok RS Mt: 10 4-10 6 plazma vírusok lánchossz:> 3x10 3 DS Mt: 10 8-10 12 sejtmag vírusok lánchossz: > 10 7 E. coli 0,4 % 6 % 1 %

A nukleinsavak primer szerkezete Alapkomponensek - szénhidrát-foszfát heterociklusos bázis 1. Szénhidrát: monoszacharid, aldopentóz n b-d-2-dezoxiribóz (DS) 1 C C2 D-2-dezoxiribóz b-d-2-dezoxiribóz 1 b-d-ribóz (RS) C C C C C 2 b-d-ribóz

2. Foszforsav(ak) R R2 R1 R R monoészter foszfodiészter - lineáris - ciklusos >300 o C metafoszforsav difoszforsav 160 o C foszforsav (ortofoszforsav) trifoszforsav difoszforsav-észter trifoszforsav-észter

3. eterociklusos bázis 2 1 R 1 3 citozin (C) timin R = - C 3 R = - (T) (U) (C) pirimidin adenin (A) 2 1 a b 7 9 e 5 c 3 guanin, (G) 1 2 purin (pirimidin(d)imidazol)

Keto-enol tautoméria C 3 3C 3C vagy guanin timin Amino-imino tautoméria citozin adenin

ukleozidok szénhidrát és heterobázis ( glikozid kötés) 2 3C 3 dezoxicitidin dezoxitimidin 2 9 2 dezoxiadenozin dezoxiguanozin b--glikozid

3 -hidroxi 5 -foszfát ukleotidok szénhidrát és foszforsav (3,5 - diészter kötés) - 5 C 2 3-5 C 2 3 bázis 1-2 bázis 2-5 C 2 3 5 C 2 5 -vég észter (primer ) - 3 Ribonukleotidok ionizációs állandói (pk) bázis 1 szekunder () bázis 2 3 -vég Bázis Szekunder foszfát rimer foszfát Adenozin - 5 -foszfát (5 -AM) * 3,8 6,1 0,9 Uridin - 5 - foszfát (5 -UM) 9,5 6,4 1,0 Citidin - 5 - foszfát (5 -CM) 4,5 6,3 0,8 Guanin - 5 - foszfát (5 -GM) 2,4, 9,4 6,1 0,7

A polinukleotid lánc primer szerkezete 5 -vég 3C - timin C2 C2 - C2 - C2-3 -vég 2 2 adenin pk = 3,8 pk = 4,5 citozin guanin 2 pk= 2,4 9,4

A kettős polinukleotid lánc primer szerkezete Rövidítések A C 3 3 5 5 foszfodiészter kötés cukorrész bázis A C G 3 3 3 5 papcpg [ACG] 5

ukleinsav térszerkezetek Francis Crick, 1916-2004 James D. Watson, 1928- A Z c só (RA) A 72% Et alacsony só koncentráció 50% Et c só Z Minimális só (nem Li 2 +) B 0.7 M MgCl 2 vagy 2.5 M acl 3M acl Alacsony nedvességű szálakban. C Magas sókoncentráció

B-DS A-DS Z-DS ármas (triple) helix http://www.biorom.uma.es/contenido/av_bma/apuntes/t3/res_estr.htm

A nukleinsavak térszerkezete (háttér) A 2-dezoxi-D-ribóz téralkata (a gyűrű síkja fölötti C atom szerint) C - 2 endo C 3 endo 0,5 Å C 3 endo C - 2 endo

A b-glikozidkötéshez kapcsolódó konformerek Rotáció a C - glikozid kötés körül

Értelmezés James D. Watson: A kettős spirál, Gondolat, 1970, 1972

A, B és Z típusú DS jellemzői A B Z élix irány Jobbmenetű Jobbmenetű Balmenetű Bázispár per kanyar 11 10,4 12 (6 dimers) Bázispárok távolsága 2.3 Å 3.4 Å 3.8 Å Menetemelkedés 25,3 Å 35,4 Å 45,6 Å Bázispár dőlésszög 19 1 9 Glikozid konformáció Dezoxicitidin Anti Anti Anti Dezoxiguanozin Anti Anti Syn Szénhidrát konformáció Dezoxicitidin C-3 -endo C-2 -endo C-2 -endo Dezoxiguanozin C-3 -endo C-2 -endo C-3 -endo

A DS-től a kromoszómákig

Összevetés: RS és DS

RS mrs másodlagos szerkezete

trs trs másodlagos szerkezete éhány módositott bázis a trs-ben éhány módositott bázisok trs-ben (75-95 nukleotid) 1 7 3 (méret: 75-95 nukleotid) Aminosav kapcsolódása trs Ala (olley,.d. 1968)

Aminoacil-tRS keletkezése

ukleotid származékok vírusellenes hatóanyagok Acyclovir, első vírusellenes hatóanyag, SV (Gertrude B. Elion, obel-dij, 1988) Ganclovir, vírusellenes hatóanyag, CMV www.pubmed.org Zidovudin (AZT), retrovírus ellenes Mechanizmus: antimetabolit típus, foszforileződés, vírus-enzim inhibitor

ukleotid származékok tumorellenes hatóanyagok irimidin analógok 2 F 5 2 C 5 - fluoro uracil ( Cl, Br, I ) citozin arabinozid (Ara-C) 2 F 2 C 2 C 5 -fluoro - 2' dezoxiuridin 5 - aza - citidin urin analógok S S 2 6-merkapto-adenin 6-merkapto-guanin

ukleinsav/oligonukleotid analitika 1. Elválasztás: gélelektroforézis 2. Kimutatás interkaláció 2 2 + C25 Br - Etidiumbromid (3,8-diamino-5-etil-6-fenil-fenantrédiumbromid) l g =254-366 nm l e =590 nm

Szekvencia meghatározása 1. Fragmentálás restrikciós enzimekkel Cél: feldarabolás (W. Arber,. Smith, D. athans, 1978 obel-díj) baktériumokban, kékalgákban 5 GAATTC 3 3 CTTAAGC 5 EcoRI törzs E. coli 5 GGCC 3 3 CCGG 5 ae III éhány II-es típusú restrikciós (endonukleáz) enzim (>2000) Bam I G/GATCC Bacillus amyloliquefaciens Bst I G/GATCC Bacillus stearothermophilus1503-4r Eco RI G/AATTC Escherichia coli RY 13 Fok I GGATG 9 / CCTAC 13 / Flavobacterium okeanokoites ind II GTy/uAC aemophilus influenzae R d ind I A/AGCTT aemophilus influenzae R d pa II C/CGG aemophilus parainfluenzae Msp I C/CGG Moraxella spezies ot I GC/GGCCGC ocardia otitidiscaviarum Sac I GAGC/TC Streptomyces achromogenes Sau 3A /GATC Staphyllococcus aureus 3A Sma I 5'- 3' irányban CCC/GGG haladva a hasítás Serratia pontos marcecescens helye: '/' jelnél Sb ú Xma I C/CCGGG Xanthomonas malvacearum

2. uleotid sorrend meghatározás 2a. Kémiai módosítás/hasítás (A. Maxam, W.Gilbert, 1977) 2b. Didezoxi beépítés - enzimes módszer (F. Sanger et al., 1977)

2a. Kémiai módosítás/hasítás (A. Maxam, W. Gilbert, 1977) 1. lépés 2. lépés 5 ATTGACTTAGCC 3 omogén Single-stranded DS minta előállítása Jelölés a szabad 5 -végen 32 (*) (polinukleotid kináz, észter) *ATTGACTTAGCC 12-mer 3. lépés Kémiai hasítás G reakció A reakció + G reakció T reakció + C reakció C reakció *ATTGACTTAGCC *ATTGACTTA *ATT *ATTGACTTAGCC *ATTGACTTA *ATTGACTT *ATTG *ATT *ATTGACTTAGCC *ATTGACTTAGC *ATTGACTTAG *ATTGACT *ATTGAC *ATTGA *AT *A *ATTGACTTAGCC *ATTGACTTAGC *ATTGACTTAG *ATTGA

4. lépés: elektroforézis élda: G hasítás után elbomlás Fragmens hossz 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 *ATTGAACTTAGCC *ATTGAACTTA AACTTAGCC *ATT AACTTA CC + + 5. lépés: autoradiográfia 6. lépés: szekvencia leolvasás http://www.slideshare.net/durgeshsirohi/different-methods-of-gene-sequencing

5 G reakció 2 C2 - - 3 7 Kémiai hasítás: urinok 3C S C3 Dimetilszulfát (metilezés) 5 2 - Bázis (gyűrűfelnyitás) C2-3 C3 + - C3 C3 C C 5 2-2 + C2 C iperidin 5 (-glikozidos kötés hasítás) + 2 - C2 b a - - 3 3 - Bázis (Cukor-foszfát lánc hasítás) 2C C 5 C - C - C + - 3 -

A > G: A reakció 5 2-3C S C3 dimetilszulfát 0 o C, 0,1 M Cl, 2 óra 5-2 + 3C 3 - (-metilezés) - 3 -glikozidos kötés hasítás p 7 90 o C 3 5 - C + 2-3C 3 - Bázis (Cukor-foszfát lánc hasítás) 5 C 2 - C C - C C - 3 -

Kémiai hasítás: irimidinek 2 - timin 3C 5 3 2 2 hidrazin (-metilezés) - 5 3 citozin 3C 4-Me-3-pirazolon 1 C 3 3 2 2 2 Urea + 2 3-amino-pirazol - 2 2-dezoxiribozil-hidrazon piperidin - Bázis (Cukor-foszfát lánc hasítás a 3 - végen) 2 3 asítás a 3 végen

5 C reakció 5 C 2 - - C - 3 5 - C - - 3 - C C 2-2 2 idrazin, 1 M acl (gátolja a timin metileződést) - - 3 piperidin 5 + - 5-5 3 5 - - C + 3 - - 2 3-2 + 2 2 3 + 2 C

5 C + T: T reakció - C3 2 2 hidrazin 5-2 C3 - - -glikozidos kötés hasítás 3 3 2 5 - - 3 - + 5 piperidin Bázis (Cukor-foszfát lánc hasítás) - - 3 C C 2 C C C C 5-2 5 - - - 3 - - 3

Maxam-Gilbert módszer - kiértékelés

2b. Didezoxi nuleotid beépítés enzimes módszer (F. Sanger et al., 1977) templát primer DS polimeráz +

1. lépés: Didezoxi nukleotid jelölése a) Radioaktív izotóp ( 32 ) B 32 32 B b) Fluorofór (fluoreszcens jelölés, L. E. ood, 1986)

2. lépés A DS-polimeráz müködésének blokkolása 3 GAATTCGCTAATGC 5 CTTAA primer szekvenálandó DS DS polimeráz I dat, dtt, dct, dgt + didezoxi analóg (ddat) 3 GAATTCGCTAATGC 5 CTTAAGCGATTA + 3 GAATTCGCTAATGC 5 CTTAAGCGA 4 edény 4 analóg

Áttekintés 5 3 DS polimeráz 3 5 primer ( 32 ) ddgt ddat ddtt ddct DEATURÁLÁS

1. iroszekvenálás 2. Illumina/Solexa szekvenálás Új-generációs szekvenálás 3. SLiD (Sequencing by ligonucleotid Ligation and Detection) 4. TSMS (True Single Molecule Sequencing) Valódi egymolekulás szekvenálás) 5. SMRT (Single Molecule Real-time) Egymolekulás valósidejű szekvenálás http://www2.technologyreview.com/news/42 7677/nanopore-sequencing/ http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/gentechnologia/ch05.html

ligonukleotidok szintézise Elv: ( ) 1. Kondenzáció 3 5 ( ) 5 - + (3 ) 2. Vízmentes közeg 3. Védőcsoportok Módszerek 1. Karbodiimid módszer, oldatban (1955) Tood (obel díj 1957), Khorana (obel díj 1975) Kapcsoló szer: DCC/iridin 8-12 tagszám 2. Foszfit módszer, szilárd hordozón Beaucage, Caruthers; (1981) (Merrifield obel dij, 1984)

1. Szintézis oldatban Kapcsoló szer: Védőcsoportok: DCC/iridin acetil, tritil 1. lépés: Védett komponensek kapcsolása C C3 Sir Alexander R. Todd (1907-1997) -acetil (Ac) C 6 4 C C3 Tritil (Tr) C C C3, diciklohexil-karbodiimid (DCC) -acetil (Ac)

2. lépés: A védőcsoportok eltávolítása Tr Ac A Ac C 1. Lúg 2. Sav (80% Ac) A C Ac Tr A Lúg C + T Ac 3. lépés: Láncnövekedés Védőcsoportok C Me C védelem (MMTr) védelem (Bz) MMTr = monometoxi-tritil

2. Szintézis szilárd fázison Foszfit módszer Beaucage, Caruthers (1981) 2.1 Szilárd hordozó: szilika, üveggyöngy,műanyag, cellulóz, papir 3-aminopropanol szilika Si szilika Si (C2)3 2 1. borostyánkősavanhidrid 2. védett nukleotid savérzékeny DMTr Bz A 2 szilika Si (C2)3 C (C2)2 C bázis érzékeny + Bz A szilika Si (C2)3 C (C2)2 C + DMTr + l= 498 nm (karbokation)

2.2 Védőcsoportok DMTr + C3 DMTr A Bz 2 Si (C 2 ) 3 C (C 2 ) 2 C C + szilika C3 C3 2 C C benzoil -6-benzoil adenin [A Bz ] C3-4-benzoli citozin [C Bz ] 4,4 -dimetoxitritil (DMtr) -2-isobutil guanin [G IBu ] a) C 3 - b) b-c-c 2 -C 2 - (b-cianoetil) C izopropioil, diizopropil

2.3 Aktiválás A DMTr 3C A DMTr 3C tetrazol Bz Bz diizopropil foszforamidát 2.4 Kapcsolás A DMTr 3C Bz G Szilika IBu A DMTr 3C G Szilika IBu Bz + tetrazol

2.5 xidáció: foszforos sav (foszfonsav) foszforsav DMTr A Bz DMTr A Bz I 2, 2 IBu 3C G kollidin* C3 1 3 G IBu Szilika 2 Szilika *trimetil-piridin 2.6 asítás 1. C 3 eltávolítása (tiofenol) helyette 2. ligonukleotid lehasítása a hordozóról ( 3 ) 3. ukleozid bázis védőcsoport (Bz, IBu) eltávolítása ( 4 + hő) 2.7 Tisztítás LC Elektroforézis

Foszforsavak R R2 R1 R R monoészter foszfodiészter - lineáris - ciklusos >300 o C metafoszforsav difoszforsav 160 o C foszforsav (ortofoszforsav) trifoszforsav difoszforsav-észter trifoszforsav-észter

ligonukleotid szintézis ciklus ( phosphoramidite ) Kezdés Tritil-csoport hasítása Következő ciklus 1. lépés Aktiválás, kapcsolás 2. lépés Sapkázás (capping): reakció ecetsavanhidriddel, a szabad acetilezése ligonukleotid hasitása a hordozóról 4. lépés Tritil-csoport hasítása 3. lépés xidáció Védőcsoportok hasítása https://www.atdbio.com/content/17/solid-phase-oligonucleotide-synthesis

DS/oligonukleotid chip (csip)

Expression levels of 50 genes most highly correlated with the acute lymphoblastic leukemia (ALL) and acute myeloid leukemia (AML) Expressed in ALL Expressed in AML Expression levels greater than the mean: red, below the mean: blue. TR Golub et al Science 286: 531 (1999)

Koenzimek Enzim = apoenzim (fehérje) + koenzim (nem-fehérje) Szubsztrátspecifitás Reakciótípus Felosztás ukleotid Fémion (példa) Egyéb Fe (citokróm oxidáz) AD Cu (aszkorbinsav oxidáz) B1 FAD Zn (alkohol dehidrogenáz) B6 AT Mn (hisztidin ammónia-liáz) B12 Koenzim A Co (glutamát mutáz) folsav i (ureáz) pantoténsav Mo (xantin oxidáz) biotin V (nitrát reduktáz) Se (glutation peroxidáz)

ukleotid koenzimek 1. Adenozin mono-, di- és trifoszfát felfedezés: Lohmann, Fiske (1929) észterkötés 2 - - D-ribóz b--glikozid Adenozin-monofoszfát (AM) 2 ciklusos AM 2 - - - + 2 - - + - - AT AD foszforsav D = -31 kj/mol

2. AD/AD: oxidáció 2 5 nikotinamid D-ribóz 2 5 adenin élda: nikotinamid-adenin-dinukleotid (AD + ) C 3 -C 2 - + AD enzim C 3 -C + AD + AD = alkohol dehidrogenáz acetaldehid AD Mechanizmus 2 2 + +2e - + + R R AD + AD

3. FAD/FAD 2 : oxidáció oxidált /enzimkötődés/ redukált Flavin-adenin-dinukleotid (FAD) Flavus (latin), sárga

4. Koenzim-A (CoA) felfedezés: Lipmann, 1946 adenozin-3,5 -difoszfát észter kötés 5 észter kötés 3 savamid kötés 2,4-dihidroxi-3,3- dimetil-vajsav b-alanin ciszteamin pantoténsav (vitamin) savamid kötés S-acetil koenzim-a (Ac-CoA) - (C 2 ) 2 - S - (C 2 ) 2 - S C C 3

5. Koenzim-Q (ubikinon, CoQ) (eukarióta sejtekben, mitokondriumok) szemikinon (Izoprén egységek) ubikinon Koenzim Q 4, n = 4 Koenzim Q 9, n = 9 Koenzim Q 10, n = 10 ubikinol eter D. Mitchell, 1961 (obel díj, kémia, 1978) for his contribution to the understanding of biological energy transfer through the formulation of the chemiosmotic theory". Később: elektrontranszport lánc koncepció CoQ10 protonvonzó 1920-1992 http://www.q10facts.com/a-brief-history-of-coenzyme-q10-2/

VITAMIK 1912: vitamin = vita amines (Casimir Funk) Kis mennyiségben kívülről kell felvenni. em vitaminok: esszenciális aminosavak esszenciális zsírsavak rovitaminok Antropocentrikus pl. C-vitamin: ember (tengeri malac) igen patkány nem p-amino-benzoesav: baktérium igen ember nem Kémiai szerkezet: heterogén Felosztás (oldékonyság alapján) Vízoldékony Zsírban oldódó B, C, és vitaminok A, D, E és K vitaminok - koenzimek is - bélből szívódnak fel - felesleg kiürül - májban raktározódnak 1958: 15-20 féle vitamin

B1 vitamin (tiamin) szerkezet 1934, szintézis 1936 Beri-beri piroszőlősav nem bomlik le pirimidin tiazol észter kötés - - 3C 2 + tiamin C3 S C2C2 AT 2 C3 3 + C2C2 2 S 3C 1 tiamin-pirofoszfát (koenzim) - piroszőlősav: + 3C C piroszőlősav-dekarboxiláz - - 2 + C3 C2C2-3C S C 3C aktív piruvát brit tengerészek (1747) Ch. Eijkman (1897), F. G. opkins [orvosi obel-díj (1929)] C. Funk vita amin (1912)

B 2 -vitamin (riboflavin) (1900-1967) for his work on carotenoids and vitamins obel-díj, 1938 izolálás: Richard Kuhn (1933), 4500 liter tejsavóból 1g (természetben 1-foszfát-észter) D-ribóz bőrbántalom növekedés 3C 3C Izo-alloxazin váz 1,3,5,8-tetraazanaftalin (pteridin) B 6 -vitamin (piridoxál, piridoxin) izolálás: Euler (1937) C C2 C C2 - - 3C 3C piridoxál (- C) piridoxin (- ) Bőrbántalmak, élesztő 5 -foszfát - észter (koenzim) http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tkt/tej-tejtermekek/ch03s05.html

B 12 -vitamin (kobalamin) Lásd fémorganikus/porfirin vázas Kobalt ion Szerkezet: D. odgkin, xford, obel díj, 1964 (penicillin is) ational ortrait Galery London Folsav (pteroil-glutaminsav) izolálás: eterson (1940), vérszegénység (anémia, leukopénia) p-amino-benzoesav pteridin glutaminsav 2 2 4 3 1 C 5 8 6 7 5-formil-5,6,7,8-tetrahidrofolsav, folinsav (koenzim)

C-vitamin (L-aszkorbinsav) felfedezés: 1928 izolálás: Szentgyörgyi A. (1932) skorbut 1 3 4 2 2-keto-L-gulonsav g-laktám 6 = 6 1 C 2 L-aszkorbinsav) -vitamin (biotin) izolálás: Kögl (1936) 2800 kg tojássárgája 390 mg 1 tojás 50 g, ebből 17 g sárgája 390 mg = 164 706 db tojás imidazolidin * * * tetrahidrotiofén Avidin biotin K d = 10-15

ikotinsav(niacin)/ B 3 vitamin és a nikotinsavamid hiánya: pellagra (pelle agra = durva bőr) nikotinsavamid 2 niacin AD + (koenzim) Koleszterin szint szabályozó (?) antoténsav/b 5 vitamin 3C pantothen (πάντοθεν): mindenfelől koenzim A C3 élesztő b-alanin a,g - dihidroxi b,b- dimetil-vajsav Roger J. Williams 1933 stressz ellenes vitamin

C 3 C 2 =C-C=C 2 A-vitamin Kuhn, 1931, halak májából,farkasvakság, 0,5-1 mg/nap, 1 E = 0,6 mg provitamin: b-karotin világos sárga olaj, fp.: 136 C A 1 = retinol,a 2 = dehidroretinol A vitamin 11 12 11-cisz-retinal rodopszin K 1 -vitamin (fillokinon) 1 2 3 4 naftokinon C3 sárga olaj C3 C3 3C C3 C3 Szerepe: antioxidáns, gyulladásgátló, Koaguláció iánya: vérzékenység (koaguláció hiánya miatt) fitil-csoport 2-metil-3-fitil-1,4-naftokinon Bomlás: fény, hő (100 o C felett) Előfordulás: káposztafélék, spenót, saláta, brokkoli, tejtermék, máj

2 3 1 A 4 R 1 0 5 1 1 1 9 B 6 19 C3 R1 1 2 1 C 3 1 8 4 7 3 7 5 R2 1 7 1 1 6 5 D 3C C3 7-dehidrokoleszterin 20 Állati eredetű élelmiszerek alolaj, máj, tojás, tejtermék D-vitaminok C3 C3 napfény hn l = 270-300 nm 3C C3 C2 D 3 -vitamin (kolekalciferol) C3 C3 op.: 84-85 C C3 C3 3C C3 C3 3C C3 C3 C3 hn 3C C3 C2 ergoszterol övényi eredetű élelmiszerek Sörélesztő, gombák D 2 -vitamin (ergo)kalciferol op.: 115-117 C 1 E = 0,025 mg Szerepe: Ca 2+ - és foszfát felszívódás, csontképződés sziv- és érrendszer védelme, immunhiányos állapot, osztódás iánya: angolkór (rickets), csontritkulás, csontosodási zavar ipervitamiózis: Csontszövet Ca2+- lerakódás, vesekőképződés

E-vitamin (tokoferol) τόκος [tókos], φέρειν [phérein] = születés, hordozni izolálás 1936 felfedezés 1927 szintézis 1938 R3 R2 7 C3 C3 C3 3C 5 R1 C3 C3 kromán váz C16 lánc halványsárga olaj R 1 =R 2 =R 3 =C 3 R 1 =R 3 =C 3, R 2 = R 2 =R 3 =C 3, R 1 = a-tokoferol (5,7,8-trimetil) b-tokoferol (5,8-dimetil) g-tokoferol (7,8-dimetil) Előfordulás: növényi olajok, napraforgó, oliva, tökmag hús, máj, tojás, tejtermék Szerepe: antioxidáns, gyulladásgátló iánya: vérszegénység, izomsorvadás, meddőség (embernél ritka) ipervitamiózis: Csontszövet Ca2+- lerakódás, vesekőképződés E-vitamin (tokotrienol) R3 R2 C3 C3 C3 3C R1 C3 C3 antisterilitás (patkány)