Struktura a vlastnosti bílkovin.

Důležité bílkoviny

Primární struktura

• Sled AMK zbytků

• Souvisí s biologickou funkcí, specifické pořadí zakódováno v DNA

• Zápis od N konce k C konci

• Poprvé zjištěno u inzulínu, dnes RTG krystalografie

•Záměna AMK – mutace může být nebezpečná, části molekul bílkovin nedůležité, ale části velmi důležité, podobné organismy podobné AMK

Cytochrom c slouží k přenosu elektronů, u člka 105 AMK, o kolik se liší:

Šimpanz 0, osel 1, králík 9, pes 12, slepice 13, želva 15, skokan 18, masařka 27, mol 31, droždí 45, pšenice 43

Význam sekvence aminokyselin v bílkovinách

Primární struktura podmiňuji biologickou funkci bílkovin.

Například pokud zaměníme kyselinu glutamovou za valín v malé molekule hemoglobinu vznikne patologický hemoglobin s, který se vyskytuje u lidí trpících srpkovitou anémií. 

normální hemoglobin    Leu - Thr - Pro - Glu - Lys - ... hemoglobin S                 Leu - Thr - Pro - Val - Lys - ...

Glu Val

SRPKOVITÁANÉMIE

Sekundární struktura• Sbalení řetězce, stabilizace

• Prostorová orientace 2 následujících peptidových vazeb

• Existují α – helix, β – list a ohyby

α -šroubovice

α – helix

• nejběžnější šroubovice

•3,6 AMK/1 závit

• R ven

• Vodíkové můstky

• Ruší prolin (nemá H)

• Nepravidelné

• Hojné v proteinech buněčných membrán (transportní, receptory).

Skládaný list (beta list)

• Stabilizace vodíkovými vazbami jen mezi různými řetězci

Terciární struktura

• Prostorové uspořádání makromolekuly jako celku• Fibrilární, globulární tvar• Stabilizace vodíkovými můstky, disulfidovými

můstky, iontovými a hydrofóbními interakcemi• Dána primární strukturou

Myoglobin

Kvartérní struktura

• Vzájemná orientace bílkovinných vláken vůči sobě (jen pokud bílkovina z několika řetězců)

• Kovalentní charakter sil

Hemoglobin – 4 jednotky

Rentgenová krystalografie• Studium struktury bílkovin• Difrakce rentgenového záření na krystalech• Ohyb záření – podobné rozměry jako obal, difrakční

skvrny• Nutné protein krystalizovat a připravit na ohyb

kolagenalbumin

Vlastnosti bílkovin

• Denaturace – Rozrušení prostorového uspořádání– teplo, alkálie, kyselina, záření soli– Ztráta biologických funkcí– Reverzibilní, ireverzibilní Q, pH, t– Význam – sterilizace, strava

• Hnití – mikrobiální rozklad, vznik zapáchajících produktů

• Koagulace – Srážení bílkovin z roztoku, ireverzibilní denaturace,

například teplem

• Rozpustnost – Různá, fce tvaru, funkčních skupin, pH

– Bílek, krevní plazma x bílkoviny vlasů, nehtů

• Dialýza – Dělení bílkovin od solí za použití membrán malé póry

nepropustí bílkoviny

• Elektroforéza – Dělení v elektrickém poli dle izoelektrického bodu

• Hydrolýza – štěpení na AMK, kyselá, zásaditá, enzymatická

Vlastnosti bílkovin

Přehled bílkovin

• A) jednoduché• B) složené

• 1) fibrilární, vláknité, skleroproteiny (skleros = řecky pevný, tuhý) – vláknitá struktura, stavební materiál, podpůrné tkáně

• 2) globulární bílkoviny, sferoproteiny (řec. sfaira = koule) – v krevním séru, bílku

Kolageny

• Kůže, šlachy, kosti, zuby, chrupavky, cévy, • Pojivová a podpůrná tkáň, vaziva, potravinové doplňky• Nejčastější bílkovina (1/3) (27 typů kolagenů)• Pro tvorbu nutný vitamín C – kurděje• Hydrolýza – varem v želatinu – lepkavý roztok, sušením klih

– lepidlo (colagené = řecky klihodárný)

Kolagen

• Struktura trojité šroubovice z 3 helixů, mezi vlákna fosforečnan vápenatý

• Až 1/3 prolinu a 1/3 glycinu, hydroxyprolin

Elastin

• Hlavní extracelulární proteinová vlákna (s kolagenem)

• Plíce, tepny, cévy• Pružné, struktura

nahodilého klubka

Keratin(rohovina)

• Vlasy, nehty, peří, vlna, kopyta, srst, želvovina

• Vrchní vrstva epidermu

• Tvrdý, nerozpustný (Cys , - S – S - )

• Dříve stransport léčiv

• Bobtnáním – prodloužení o 1 až 2 %

Vlasy

• Vlasy - především keratin. Chemické vazby spojují atomy síry jedné proteinové molekuly s atomy síry vedlejší molekuly, tyto chemické můstky drží molekuly keratinu ve struktuře, která dává každému vlasu jeho charakteristický tvar.

• Vodová – tvarování vodou, vytvoření vodíkových vazeb, dlouho nevydrží

• Trvalá – natočení vlasů na natáčky, provlhčení chemickou látkou - redukce, rušení disulfidových vazeb, tvarování, poté nanesení na vlasy ustalovače, které vytvoří nové spoje. Oxidace – ustálení, nový tvar, nové disulfidické vazby.

Keratin

Myosin

•Ve svalech, hojně zastoupený (40 % m svalů)

•Strukturní role, katalyzuje štěpení ATP

•Silná vlákna + myosinová hlavička – globulární, posuv po aktinu

Myosin a aktin

Globulární bílkoviny

• Albuminy rozpustné ve vodě a v zředěných roztocích

• Globuliny – rozpustné ve zředěných roztocích, ne ve vodě

• Mléko, bílek, krevní sérum

Histony – v buněčných jádrech, zásadité (vazba na NK)

Fibrinogenrozpustný, v krvi, při srážení na fibrin (pletivo)

• Fibrin

ferritin

Metaloproteiny • hemoglobin, myoglobin• cytochromy, například ferritin – přenos elektronů

Složené bílkoviny

Hemoglobin

LDL

Lipoproteiny• složka buněčných membrán, přenos lipidů v krvi

Nukleoproteiny• Ribosom – protein + r-RNA, elektrostatická

vazba na bazické bílkoviny

Fosfoproteiny• Kasein (kyselina fosforečná esterově na OH

serinu)• V mléce, zdroj P pro syntézu NK

• Sekret sliznic, chrupavky

Glykoproteiny

Procvičování

• Je uvedené uspořádání L, nebo D?

• Charakterizujte strukturu bílkovin.

• Které vazby se podílejí na strukturách?

• Co je denaturace? Zůstává zachována primární struktura (terciární struktura)?

• Kde tento děj používáme?

• Které látky ji způsobují?

• Jakou strukturu má hemoglobin?

• Jaký tvar může mít terciární struktura?

• Jaké jsou důkazové reakce bílkovin?