07a bílkoviny: jejich struktura, metody studia struktury

  1. charakterizuj primární strukturu proteinů
    • dána pořadím AK v řetězci
    • AK mohou být v bílkovinné makromolekule uspořádány různým způsobem; některé se opakují, někt. nemusí být zastoupeny vůbec
    • pořadí AK je pro každou bílkovinu charakteristické (podmiňuje biochem.fci) a je řízeno geneticky
    • (důsledkem mutace v DNA může být záměna AK v určité pozice za jinou - může i nemusí mít vliv)
    •  První určení primární struktury provedl v roce 1953 Frederick Sanger.
  2. co je to patologický hemoglobin S?
    • pořadí AK v hemoglobinu: Leu-Thr-Pro-Glu-Lys-...
    • =místo Glu je zařazen Val - srpkovitá anémie
    • Image Upload 1
    • Image Upload 2
    • Image Upload 3
  3. charakterizuj sekundární strukturu proteinů
    • = prostorové uspořádání, které makromolekuly bílkovin vytvářejí za účelem stabilizace, aby AK zbytky navzájem nepřekážely a aby v nich bylo obsaženo co nejvíc vodíkových můstků
    •  geometrické uspořádání polypeptidového řetězce „na krátké vzdálenosti“, tzn. mezi několika po sobě jdoucími aminokyselinami.
  4. jaké znáš typy sekundárního uspořádání proteinů? charakterizuj je
    • helikální struktury: např. alfa-šroubovice/helix (polypeptidový řetězec je stočen do závitnice, v níž na jeden závit připadá 3,6 AK zbytků)
    • Alfa-helix  je jeden ze dvou základních typů prostorového uspořádání bílkovin; má tvar pravotočivé šroubovice, při pohledu shora tvoří šroubovici bílkovinná kostra, zatímco AK zbytky směřují ven. Mezi jednotlivými patry šroubovice vznikají vodíkové můstky (konkrétně mezi C=O skupinou a N–H skupinou o čtyři AK dále).Typickými AK vyskytujícími se v alfa-helixu je zejména alanin, k. glutamová, leucin a methionin. Pokud se někde vyskytne prolin, zpravidla způsobí ohyb celé šroubovice.
    • Image Upload 4

    • beta-struktury: podle vodíkové vazby mezi sousedními řetězci: paralelní skládací list (při shodné orientaci) + antiparalelní skládací list
    • tzv. plně extendovaný typ struktury, to znamená, že na rozdíl od např. alfa-helixu není příliš kompaktní, ale do všech stran protažený. Skládá se z několika AK řetězců (peptidů), které jsou uspořádány vzájemně rovnoběžně a dochází mezi nimi ke vzniku vodíkových vazeb (konkrétně mezi vodíkem amidové skupiny a kyslíkem karbonylové skupiny sousedních řetězců). Tím se tato struktura stává stabilnější
    • Sousední řetězce aminokyselin mohou být paralelní (tedy „směřovat“ stejným směrem) nebo antiparalelní (když směřují navzájem opačným směrem). Od tohoto uspořádání se odvíjí přesná struktura skládaného listu
    • Image Upload 5
    • klubka: na rozdíl od předchozích struktur, kt.byly repetivní, jde o nerepetivní strukturu
    • stužkové modely
  5. charakterizuj terciární strukturu proteinů
    • sledujeme polypeptidové vlákno z většího nadhledu: vzájemné uspořádání prvků sekundární struktury; hledáme typová uspořádání prvků nacházejících se opakovaně či relativně samostatné strukturní celky v podobě globulárních shluků = domén
    • Podle tvaru a vlastností rozlišujeme strukturu globulární (albumin), která má tvar klubka a je rozpustná ve vodě, a fibrilární (myosin) vláknitou strukturu ve vodě nerozpustnou. Celá struktura je stabilizována kovalentními vazbami (např. vazba S-S tzv. disulfidový můstek) v postranních řetězcích AK.
  6. na tvorbě terciární struktury proteinů se krom vodíkových můstků podílejí...
    • disulfidické můstky
    • iontové interakce
    • van der waalsovy síly
  7. charekterizuj kvartérní strukturu proteinů
    • mnohé proteiny se skládají z více samostatných polypeptidových řetězců (protomerů) - jejich prostorové uspořádání = kvartérní struktury
    • Řeší uspořádání podjednotek v proteinových aglomerátech, tvořících jednu funkční bílkovinu. Podjednotky jsou samostatné polypeptidické struktury, které jsou navzájem spojeny nekovalentními interakcemi. Kvartérní struktura též řeší prostorové uspořádání těchto podjednotek. Takovéto uspořádání vykazují jen složitější komplexy bílkovin, např. fibrily kolagenu, nebo lidské DNA polymerázy.
    • Rozdělení na podjednotky přináší mnohé evoluční výhody oproti existenci jednoho ohromného řetězce. Při výskytu poruchy ve stavbě stačí nahradit poškozenou podjednotku, což je podobné stavbě budov za použití prefabrikátů. Místo výstavby podjednotky může být navíc odlišné od místa jejího výskytu. Bílkoviny se skládají z podjednotek buď odlišných (heteromultimery) nebo shodných (homomultimery). Oblasti styku jednotlivých podjednotek jsou tvořeny slabými vazbami (nekovalentními interakcemi), především vodíkovými můstky nebo hydrofóbním efektem.
  8. jaké znáš metody studia struktury proteinů?
    • RTG-difrakce: studium krystalů (bragg, 1913)
    • NMR: dvoj+trojrozměrné studium roztoků (posledních 15let)
    • MS: hmotnostní spektometrie (separace iontů podle poměru jejich m/z)
    • sekventátor AK (sanger, 1953)
  9. jaká je podstata NMR?
    • fyzikálně-chemická metoda využívající interakce atomových jader (s nenulovým jaderným spinem) s magnetickým polem. Zkoumá rozdělení energií jaderného spinu v magnetickém poli a přechody mezi jednotlivými spinovými stavy vyvolané působením radiofrekvenčního záření.
    • Na základě NMR spektroskopie lze určit složení a strukturu molekul zkoumané látky i jejich množství. Moderními metodami NMR spektroskopie lze zjistit i prostorovou strukturu menších proteinů (do 25 kDa), podobně jako pomocí rentgenové strukturní analýzy.
  10. vysvětli princip MS
    Hmotnostní spektrometrie pracuje s dělením podle poměru m/Q, kde m je hmotnost a Q je náboj fragmentu. Používá se pro určení hmotnosti částic, či stanovení elementárního složení vzorku nebo molekuly, a pro objasnění chemické struktury molekul, jako jsou peptidy a jiné chemické sloučeniny
  11. jaká je historie studia sekvence AK?
    • 1953: sanger: inzulín (51AK) - aminokyselinový sekventátor
    • stanovení sekvence: edmanovo odbourávání (na základě sekvence NK)
  12. objasni denaturaci bílkovin
    • protein v pův.struktuře je nativní protein. Nativní struktura izolovaného proteinu je málo stabilní. Zahříváme li protein v roztoku, dojde k narušení sil držících terciární strukturu, která se zhroutí do neuspořádaného klubka
    • nevratná (usmažené vejce) x renaturace (odstranění faktoru - spontánní obnova - chaperony)
  13. jaké procesy spouští denaturaci bílkovin?
    • zahřátí
    • porušení hydratační vrstvy
    • ovlivněním ionizace funkčních skupin
    • změny pH
    • účinek detergentů+solí
    • účinek močoviny
  14. jaká je nevýhoda sangerovy metody?
    Původní Sangerova metoda založená na sekvenaci polypeptidu (insulin) od N-konce 2,4-dinitrofluorbenzenem. Nevýhodou bylo, že se při stanovení jedné aminokyseliny se hydrolyzoval celý peptid
Author
iren
ID
336966
Card Set
07a bílkoviny: jejich struktura, metody studia struktury
Description
...
Updated