aminosäure, peptide und proteine wasserstoffbrücken in biologischen systemen
TRANSCRIPT
Aminosäure, Peptide und Proteine
Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen
Beispiele: Proteine, DNA
Aminosäuren
S-Konfiguration R-Konfiguration
Stereochemie – süß oder bitter ?
Aminosäuren als Zwitterion bei pH 7
(Betain)
Eigenschaften von Aminosäuren
Unpolare Seitenketten
Aromatische Seitenketten
UV-Absorption
Polare, ungeladenen Seitenketten
Positiv geladene Seitenketten (Basische Aminosäuren)
Negativ geladene Seitenketten(Saure Aminosäuren)
2)10()01(
pKpK
pI
+1 -1
97.52
60.934.2
pI
hier:
0
Titrationskurve von Glycin
2)10()01(
pKpK
pI
22.32
25.419.2
pI
hier:
+1 -20 -1
Titrationskurve von Glutaminsäure
2)10()01(
pKpK
pI
59.72
17.90.6
pI
+1 0 -1+2
Titrationskurven von Histidin
Isoelektrische Punkt von Proteinen
pH-Optima einiger Enzyme
Größe von Proteinen
Titin und Nebulin als molekulare Lineale im Skelettmuskel
TitinNebulin
Struktur von Proteinen
Übersicht über die Proteinstruktur Sekundärstruktur von Proteinen Tertiär- und Quartärstruktur von
Proteinen Denaturierung und Faltung von
Proteinen
Primär-, Sekundär- Tertiär- und Quartärstruktur
Peptidbindung
Bildung der Peptidbindung am Ribosom über aktivierte Vorstufen (Aminoacyl-tRNA)
Hydrolyse der Peptidbindung durch Proteasen (z.B. Trypsin, Chymotrypsin, Pepsin;Proteasom
Sequenzierung von Peptiden/Proteinen
Chemisch: Edman-Abbau
Massen-spektrometrie
Sequenzierung von Peptiden/Proteinen
Chemisch: Edman-Abbau
Massen-spektrometrie
Peptidbindung: N- und C-Terminus
Wechselwirkungen in Proteinen
Wasserstoffbrückenbindungen Disulfidbrücken Ionischen Wechselwirkungen Hydrophobe Wechselwirkungen Van der Waals Wechselwirkungen
Disulfidbrücken
Insulin
Gluthathion (GSH)
Eines der kleinsten Peptide mit wichtiger biologischer Funktion
Antioxidans
-Glu-Cys-Gly (GSH) (reduzierte Form) SH
-Glu-Cys-Gly GSSG (oxidierte Form) S S -Glu-Cys-Gly
Disulfidbrücken und Dauerwellen
Peptidbindung
Peptidbindung ist planar
Zwei Winkel charakterisieren die Struktur der Polypeptid-Hauptketteund
Pag
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1V
oet Biochemistry
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& S
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Inc.
Sekundärstrukturen und Ramachadran-Plot
-Helix
Globuläres „all-alpha“ ProteineMyoglobin und Hämoglobin
Beispiel: KeratineCoiled-coils aus -Helices
-Faltblatt
-turns
Topologie/Supersekundärstruktur
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Topologie/Supersekundärstruktur
Abfolge von Sekundärstrukturelementen
z.B. -- oder -- oder -
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Topologie/Supersekundärstruktur
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Faltungen (engl. folds)
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The immunoglobulin fold.
Faltung (folds) Superfamilien
Quartärstrukur
MyoglobinMonomer
HämoglobinTetramer (22)
Heterotrimere G Proteine (
Bestimmung der 3D-Struktur von Proteinen
Experimentell Röntgenstrukturanalyse NMR-Spektroskopie Elektronenmikroskopie
In silico-Verfahren Homologie-Modellierung Ab initio Vorhersagen
Röntgenstrukturanalyse
Kristallisation
Röntgendiffraktion
ElektronendichteKarte
Modell
Strukturdatenbanken
Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration
Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration
Praktischer Teil
Aufreinigung von rekombinanter Taq-DNA-Polymerase aufgrund ihrer Thermostabilität und Ladungseigenschaften mittels Ionenaustauschchromatographie
Bestimmung der Proteinkonzentration mittels einer kolorimetrischen Methode
Trennung eines Substanzgemisches aufgrund der Größe mittels Gelfiltration
Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration
Lernziele
Eigenschaften von Aminosäuren Proteine und Peptidbindung Proteinstruktur Eigenschaften von Proteinen (Ladung,
Größe, Stabilität) Proteinkonzentrationsbestimmung
Taq-DNA-Polymerase
Mr = 94000 Isoelektrischer Punkt
6.04 DNA-Polymerase
Aktivität 5'-3'-
Exonukleaseaktivität
Elektrostatisches Potential
Negativ Positiv