Slajd 1

Proteiny

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 2

Peptydy i białka są polimerami aminokwasów połączonych wiązaniem amidowym (peptydowym)

Kwas α-aminokarboksylowyaminokwas

wiązanie amidowe

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 3

Aminokwasy z alifatycznym łańcuchem bocznym

+H3N CH C

H

O-

O

+H3N CH C

CH3

O-

O

+H3N CH C

CH

O-

O

CH3

CH3

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH CH3

CH3

+H3N CH C

CH

O-

O

CH3

CH2

CH3

glicyna alanina

walina leucyna izoleucyna _________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 4

Aminokwasy z dodatkową grupą hydroksylową

Aminokwasy z grupą tiolową

+H3N CH C

CH

O-

O

OH

CH3

+H3N CH C

CH2

O-

O

OH

seryna treonina

+H3N CH C

CH2

O-

O

SH

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

S

CH3cysteina metionina

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 5

Aminokwasy z dodatkową grupą karboksylową

Aminokwasy z grupą amidową

+H3N CH C

CH2

O-

O

C

O-

O

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

C

O-

Okwas asparginowy kwas glutaminowy

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

C

NH2

O

+H3N CH C

CH2

O-

O

C

NH2

O

aspargina glutamina _________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 6

Aminokwasy z dodatkowymi grupami aminowymi

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

CH2

CH2

NH3+

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

CH2

NH

C

NH2

NH2+

lizyna arginina

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 7

Aminokwasy z pierścieniem fenolowy

+H3N CH C

CH2

O-

O

+H3N CH C

CH2

O-

O

OH

fenyloalanina tyrozyna

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 8

Aminokwasy zawierające pierścień heterocykliczny

+H2N

C O-

O

+H3N CH C

CH2

O-

O

N

NH

+H3N CH C

CH2

O-

O

HN

prolina histydyna tryptofan

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 9

Konfiguracja aminokwasów

aldehyd D-glicerynowy aldehyd L-glicerynowy

D-aminokwas L-aminokwas

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 10

Własności kwasowo-zasadowe aminokwasów

Aminokwasy nigdy nie występują jako zwiąskiobojetne elektrycznie

jon obojnaczy

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 11

W przypadku niektórych aminokwasów możliwe jest przyłączanie protonu do łańcucha bocznego

histydyna

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 12

Punkt izoelektryczny (pI) aminokwasu to taka wartośćpH, przy której roztwór aminokwasu wykazuje najniższeprzewodnictwo elektryczne

alanina

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 13

Mieszanina aminokwasów może być rozdzielona w oparciu o różnice wartości ich pI za pomocą elektroforezy

Do wykrywania poszczególnych aminokwasówużywa się ninhydryny

katoda anoda

argininapI=10,76

alaninapI=6,02

asparginianpI=2,98

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 14

mechanizm reakcji aminokwasu z ninhydryną

ninhydryna aminokwas

fioletowy produkt

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 15

Mieszaninę aminokwasów można rozdzielić również woparciu o różnicę ich polarności

start

najmniej polarny aminokwas

najbardziej polarny aminokwas

Chr

omat

ogra

fia

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 16

Chromatografia jonowymienna może być użyta dopreparatywnego rozdziału aminokwasów

Ujemnie naładowana żywica selektywnie łączy się zdodatnio naładowanymi aminokwasami

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 17

• Kationy silnie oddziaływują z kationitem

• Aniony silnie oddziaływują z anionitem

• Analizator aminokwasów działa w oparciu o zautomatyzowane procesy chromatografii jonowymiennej

Chromatografia jonowymienna

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 18

Rozdzialanie mieszaniny racemicznej aminokwasów

D-aminokwas+

L-aminokwas

N-acetylo-D-aminokwas+

N-acetylo-L-aminokwas

L-aminokwas

N-acetylo-D-aminokwas

świńska nerkowaaminoacylaza

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 19

Tworzenie peptydu

tripeptydN-trminalny aminokwas C-trminalny aminokwas

wiązanie peptydowe

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 20

Wiązanie peptydowe

konfiguracja trans

węgiel α

węgiel α

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 21

Powstawanie mostków disulfidowych

cysteina

mechanizm utleniania tioli do disulfidów

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 22

Mostki disulfidowe w proteinach uczestniczą w tworzeniuich kszatłu

utlenianie

redukcja

polipeptyd mostki disulfidowe sieciują fragmenty

polipeptydu

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 23

łańcuch A

łańcuch B

wewnątrzłańcuchowy mostek

międzyłańcuchowy mostek

insulina

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 24

Ponieważ aminokwasy posiadają dwie grupy funkcyjnepojawia się problem w przypadku otrzymania określonego peptydu

glicyna alanina

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 25

Strategia tworzenia określonego wiązaniapeptydowego

glicyna alanina

chroniony

aktywny

wiązanie peptydowe towrzy siępomiedzy tymi dwiema grupami

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 26

Przykład syntezy

di-tert-butylodiwęglan glicyna N-chroniona glicyna

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 27

N-chroniony aminokwas

dicykloheksylodiimidDCC

przekazanieprotonu

chroniony

aktywowany

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 28

aminokwastetraedryczny produkt pośredni

dicykloheksylomocznik

wiązanie peptydowe

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 29

Kolejne aminokwasy mogą być dodawane do C-końcapoprzez powtarzanie tych dwóch etapów

N-chroniony dipeptyd N-chroniony tripeptyd

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 30

Kiedy właściwa liczba aminokwasów zostanieprzyłączona usuwa się grupę ochronną

N-chroniony tripeptyd

tripeptyd

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 31

Ulepszona strategia syntezy peptydów

Synteza tripeptydu na żywicy Merrifilda

N-chroniony aminokwas

żywica

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 32

N-chroniony aminokwas N-chroniony i C-aktywowany aminokwas

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 33

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 34

N-chroniony aminokwas N-chroniony i C-aktywowany aminokwas

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 35

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 36

Pierwszym krokiem podczas określania sekwencji aminokwasów jest rozszczepienie mostków disulfidowych

2-merkaptoetanol

kwas jodooctowy

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 37

Następnym etapem jest określenie liczby i typuaminokwasów w peptydzie lub białku

protein amino acids6 N HCl

100°C24 h

białko aminokwasy

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 38

N-końcowy aminokwas w białku lub peptydzie możebyć określony również w oparciu o degradację Edmana

odczynnik EdmanaPITC

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 39

Określony PTH-aminokwas można zidentyfikowaćstosując chromatografię

tioazolinowapochodna

peptyd bez N-końcowegoaminokwasu

PTH-aminokwas

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 40

C-Końcowy aminokwas można zidentyfikować używająckarboksypeptydazy

miejsce cięcia przez karboksypeptydazę

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 41

Cyanogen bromide causes the hydrolysis of the amidebond on the C-side of a methionine residue

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 42

Drugorzędowa struktura białek

Określa ułożenie łańcucha protein

Wpływ na to mają trzy czynniki:

• płaski kształt każdego wiązania peptydowego

• możliwie największa liczba grup peptydowychzaangażowanych w tworzenie wiązania wodorowego

• najkorzystniejsze ułożenie w przestrzenisąsiadujących podstawników

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 43

α-Helisa jest stabilizowana przez wiązania wodorowe

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 44

Dwa typy β-pofałdowanej kartki

C-końcowy

N-końcowy N-końcowy N-końcowy

N-końcowyC-końcowy C-końcowy

C-końcowy

równoległy antyrównoległy

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________

Slajd 45

Większość białek globularnych na strukturę zwiniętą

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 46

Struktura trzeciorzędowa białek okmreśla przestrzennepofałdowanie łańcuchów peptydowych często wynikające z istnienia mostków disulfidowych

helisa

pofałdowanakartka

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 47

Jest ona stabilizowana przez wiązania kowalencyjne,wodorowe, oddziaływania elektrostatyczne i hydrofobowe

Struktura trzeciorzędowa jest determinowana przezstrukturę pierwszorzędową

Mostki disulfidowe to jedyne wiązania kowalencyjnejakie powstają w wyniku fałdowania białek

Białka zawierające więcej niż jednen łańcuch peptydowynazywane są oligomerami

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________