biochémia nukleových kyselín i -...
TRANSCRIPT
Biochémia Nukleových kyselín I
Úvod do molekulovej biológie
Proteíny
P1
Peter Javorský
email: [email protected]
http://www2.saske.sk/javorskyÚstav fyziológie hospodárskych zvierat SAV, KošiceÚstav fyziológie hospodárskych zvierat SAV, Košice
ČČo je molekulárna biológia?o je molekulárna biológia?
„Molekulárna biológia študuje vzťah štruktúry a interakcií biolo„Molekulárna biológia študuje vzťah štruktúry a interakcií biologických gických makromolekúl (fyzikálna a chemická úroveň) k funkciám a vlastnosmakromolekúl (fyzikálna a chemická úroveň) k funkciám a vlastnostiam tiam
živých sústav (biologická úroveň)“živých sústav (biologická úroveň)“
J. D. J. D. WatsonWatson a F. H. a F. H. CrickCrick (1953) (1953) –– návrh modelu DNAnávrh modelu DNA
Fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami molekuly DNA vysvetlili jFyzikálnymi a chemickými vlastnosťami molekuly DNA vysvetlili jej ej biologickú funkciu ako génu, zdvojovanie pred delením, biologickú funkciu ako génu, zdvojovanie pred delením,
semikonzervatívnusemikonzervatívnu replikáciureplikáciu, schopnosť kódovať genetickú informáciu , schopnosť kódovať genetickú informáciu vysvetlili primárnou štruktúrou DNA a vysvetlili primárnou štruktúrou DNA a mutabilitumutabilitu tautomérnymitautomérnymi
vlastnosťami báz.vlastnosťami báz.
„„Molekulárna biológia významne dopomohla Molekulárna biológia významne dopomohla kk poznaniu, že začiatky života sú úzko spojené poznaniu, že začiatky života sú úzko spojené s s interakciami bielkovín a nukleových kyselín“interakciami bielkovín a nukleových kyselín“
Molekulárna biológia ako vedný odborMolekulárna biológia ako vedný odbor(začiatok šesťdesiatych rokov)(začiatok šesťdesiatych rokov)
••medzinárodné časopisy smedzinárodné časopisy s uvedeným názvomuvedeným názvom••zakladanie ústavov a podporovanie výskumu pod týmto zakladanie ústavov a podporovanie výskumu pod týmto menommenom••vydávanie učebníc a monografií pod týmto názvomvydávanie učebníc a monografií pod týmto názvom••„teória „teória proteosyntézyproteosyntézy vv organizmoch na princípe organizmoch na princípe centrálnej dogmy molekulárnej biológie“centrálnej dogmy molekulárnej biológie“
molekulárna biológia: molekulárna genetika, génové inžinierstvo, molekulárna genetika, génové inžinierstvo, molekulárna biológia vírusov, onkológia, molekulárna biológia vírusov, onkológia, eukaryotoveukaryotov, imunológia, , imunológia, neurobiológianeurobiológia, evolúcia, molekulárna taxonómia........, evolúcia, molekulárna taxonómia........
BiomakromolekulyBiomakromolekulynukleové kyseliny, proteíny, polysacharidy (nukleové kyseliny, proteíny, polysacharidy (m.hm.h. 100 000 . 100 000 –– 1 000 1 000 000000 DaDa))
Informačné Informačné biomakromolekulybiomakromolekuly (NK, P) zabezpečujú prenos genetickej (NK, P) zabezpečujú prenos genetickej informácie, majú polymérny charakter (informácie, majú polymérny charakter (monomérmonomér, , homopolymérhomopolymér -- poly(X), poly(X), heteropolymérheteropolymér -- poly (XY), poly (XYZ).poly (XY), poly (XYZ).
Nukleové kyseliny: Nukleové kyseliny: Kyselina ribonukleová (RNA), jedno alebo dvojvláknové komplementKyselina ribonukleová (RNA), jedno alebo dvojvláknové komplementárne árne polyribonukleotidovépolyribonukleotidové reťazce zložené zreťazce zložené z monomérnychmonomérnych jednotiek: UMP jednotiek: UMP uridínuridín --5´5´--monofosfát, CMP monofosfát, CMP cytidíncytidín --5´5´--monofosfát, AMP monofosfát, AMP adenozínadenozín --5´5´--monofosfát, GMP monofosfát, GMP guanozínguanozín --5´5´--monofosfát. monofosfát.
Kyselina Kyselina deoxyribonukleovádeoxyribonukleová (DNA), jedno alebo dvojvláknové (DNA), jedno alebo dvojvláknové komplementárne komplementárne polydeoxyribonukleotidovépolydeoxyribonukleotidové reťazce zložené reťazce zložené zz monomérnychmonomérnych jednotiek: jednotiek: dTMPdTMP 2´2´--deoxytymidíndeoxytymidín--5´5´--monofosfát, monofosfát, dCMPdCMP2´2´--deoxytcytidíndeoxytcytidín--5´5´--monofosfát, monofosfát, dAMPdAMP 2´2´--deoxyadenozíndeoxyadenozín--5´5´--monofosfát, monofosfát, dGMPdGMP 2´2´--deoxyguanozíndeoxyguanozín--5´5´--monofosfát.monofosfát.
ProteínyProteíny--bielkovinybielkoviny, jeden alebo viac , jeden alebo viac polypeptidovýchpolypeptidových reťazcov zložených reťazcov zložených zo štandardných aminokyselín (21).zo štandardných aminokyselín (21).
Informácia, podľa ktorej sa vInformácia, podľa ktorej sa v bunke tvorí primárna štruktúra bunke tvorí primárna štruktúra proteínov (proteínov (sekvenciasekvencia aminokyselín vaminokyselín v polypeptidovompolypeptidovom reťazcireťazci) je ) je
obsiahnutá vobsiahnutá v poradí poradí nukleotidovnukleotidov DNA a RNADNA a RNA(v primárnej štruktúre DNA a RNA (v primárnej štruktúre DNA a RNA -- nukleotidovejnukleotidovej sekvenciisekvencii DNA a RNA).DNA a RNA).
KonformáciaKonformácia
priestorové usporiadanie priestorové usporiadanie makromolekuly, ktoré je pre ňu makromolekuly, ktoré je pre ňu
za daných podmienok za daných podmienok energeticky najvýhodnejšieenergeticky najvýhodnejšie
„„TheThe aimaim ofof modernmodern biology biology isis to interpret to interpret thethepropertiesproperties ofof thethe organismorganism by by thethe structurestructure ofof itsits
constituentconstituent moleculesmolecules""Francois Francois JacobJacob, Nobel , Nobel laureatelaureate
CentrálnaCentrálna dogma dogma molekulárnejmolekulárnej biológiebiológie
DNA RNA PROTEÍNYDNA RNA PROTEÍNY
VšetkyVšetky viditeľnéviditeľné prejavyprejavy života života súsú sprostredkovanésprostredkované pomocoupomocouproteínovproteínov
reprodukciareprodukcia, vývoj, metabolizmus, pohyb, , vývoj, metabolizmus, pohyb, správaniesprávanie ……
VšetkyVšetky ostatnéostatné bunkovébunkové komponenty komponenty súsú tiežtiež syntetizované syntetizované aleboalebo kumulované kumulované zozo životného životného prostrediaprostredia pomocoupomocou proteínovproteínov
SYNTÉZA ORGANICKÝCH MOLEKÚLSYNTÉZA ORGANICKÝCH MOLEKÚL DEGRADÁCIADEGRADÁCIAanabolizmus anabolizmus katabolizmuskatabolizmus
AminoAmino kyseliny, kyseliny, peptidypeptidy a ich štruktúrya ich štruktúry
Štruktúra aminokyselín
Amino skupina - karboxylová skupinaalfa uhlík
VšetkyVšetky prírodneprírodne sasa vyskytujúcevyskytujúce proteínyproteínyobsahujúobsahujú L L -- AMKAMK
AminoAmino kyseliny kyseliny súsú ""zwitteriónyzwitterióny", ", priprineutrálnomneutrálnom pHpH nesúnesú kladný kladný ajaj záporný záporný
náboj (náboj (AmfolytyAmfolyty-- amfoternéamfoterné látkylátky))
určuje chemické vlastnosti AMK určuje chemické vlastnosti AMK
((prolínprolín, , --NHNH--) )
enantiomérneenantiomérne izoméryizoméry
pH ~ 2pH ~ 2 pH ~ 9.5pH ~ 9.5
„„ZwitterionZwitterion““
pH ~ 7pH ~ 7
RozdelenieRozdelenie AMK do AMK do skupínskupín (20)(20)
∗
∗
∗
SelenocSelenocyystesteínín –– glycínglycín reduktázareduktáza, bakteriálna , bakteriálna hydrogenázahydrogenáza, , glutatiónglutatión reduktázareduktáza (21 A(21 AMKMK))
Polárne AMK s postranným reťazcom kladne alebo záporne nabitým
Tieto aminokyseliny prispievejú k celkovému povrchovému náboju proteínov
HydrofilnéHydrofilné AMKAMK
často často sasa nachádzajúnachádzajú v beta v beta štruktúrachštruktúrachskladanéhoskladaného listu listu obsahujúobsahujú
dvedve karboxylové skupiny karboxylové skupiny ((AspAsp, , GluGlu)), , aminoamino aleboalebo iminoimino skupinu skupinu
((LysLys, , ArgArg, His, His))
Polárne AMK s postranným reťazcom bez náboja
HHydroydrofilnéfilné AMKAMK
majú krátky postranný reťazecmajú krátky postranný reťazec,,väčšinou sa nachádzajú na väčšinou sa nachádzajú na povrchu proteínovpovrchu proteínov, kde , kde sasa
zúčastňujúzúčastňujú interakciíinterakcií s s rozpúšťadlamirozpúšťadlami
Ser, Ser, ThrThr, , CysCys, , AsnAsn, , GlnGln
Nepolárne aminokyseliny
Sú dôležité pre správne zbalenie proteínov často sa nachádzajú
v ich centre
Mutácia v géne, pričom sa zmení jedna hydrofóbna AMK na druhú
neovplyvní funkciu proteínu
HydrofóbneHydrofóbne AMKAMK
majúmajú nepolárnenepolárne postranné postranné reťazcereťazceAla, Val,Ala, Val, IleIle, Leu, Met,, Leu, Met, PhePhe, , TyrTyr,Trp,,Trp,
Špeciálne nepolárne AMK *
CysteínGlycín
najkratší postranný reťazec (H) mu poskytuje väčšiu flexibilitu
Prolín
ŠŠpecipeciálneálne nepolárne AMKnepolárne AMK **
ProlProlínín -- iminoimino aaminokyselinaminokyselina –– prerušuje sekundárnu štruktúruprerušuje sekundárnu štruktúru
ŠŠpecipeciálneálne nepolárne AMKnepolárne AMK **
disulfidickádisulfidická väzbaväzba
Esenciálne AMKEsenciálne AMK
Z 20 Z 20 šštandardtandardnýchných aminoaminokyselkyselíínn, , je 8 tzv.je 8 tzv. esenciesenciáálnych AMKlnych AMK, , pretopretožže e ľľudskudskéé telo ich nedoktelo ich nedokáážže syntetizovae syntetizovaťť z iných zlz iných zlúúččeneníín na n na takej takej úúrovni, ktorrovni, ktoráá je potrebnje potrebnáá pre normpre normáálny rast, taklny rast, takžže musia bye musia byťťzzíískanskanéé z potravy. z potravy.
EsenciEsenciáálne AMK:lne AMK: IzoleucIzoleucíínn, , leucleucíínn, , lyzlyzíínn, , metionmetioníínn, , fenylalanfenylalaníínn, , treontreoníínn, , tryptoftryptofáánn, , valvalíínn..
NeesenciNeesenciáálne AMK:lne AMK: AlanAlaníínn, , asparagasparagíínn, kyselina , kyselina asparasparáágovgováá, kyselina , kyselina glutglutáámovmováá, , glutamglutamíínn**,, glyclycíínn **, , prolprolíínn **, , serseríínn **, , cystecysteíínn** tyroztyrozíínn **, , arginarginíínn **, , histidhistidíínn **..
Uvedené rozdelenie nUvedené rozdelenie nie ie úúplne jednoznaplne jednoznaččnnéé, preto, pretožže e napr. napr. cystecysteíínn, , tyroztyrozíínn, , histidhistidíínn a a arginarginíínn momožžno povano považžovaovaťť za za semiesencisemiesenciáálnelne AMK AMK hlavne hlavne pre deti, pretopre deti, pretožže metabolicke metabolickéé cesty, ktorcesty, ktorými sa ými sa tieto AMK tieto AMK syntetizujsyntetizujúú nie snie súú u deti eu deti eššte te uplneuplne vivinutvivinutéé. . Množstvo AMKMnožstvo AMKpotrebnpotrebnýchých pre organizmuspre organizmus zzáávisvisíí tiež tiež od veku a zdravotnod veku a zdravotnéého stavu, ho stavu, taktakžže je e je ťťaažžkkéé jednoznajednoznaččne stanovine stanoviťť, ktor, ktoréé AMK musia byAMK musia byťť prijprijíímanmanéépotravou.potravou.
Chemická modifikácia
štandardných aminokyselín
1.1. FosforyláciaFosforylácia:: pripojenie fosfátovej skupiny kpripojenie fosfátovej skupiny k hydroxylovejhydroxylovej skupine skupine serínuserínu, , tyrozínutyrozínu alebo alebo treonínutreonínu ((fosfoproteínyfosfoproteíny).).
2.2. AcetyláciaAcetylácia:: zavedenie zavedenie acetylovejacetylovej skupiny do skupiny do lyzínulyzínu
3.3. MetyláciaMetylácia:: zavedenie zavedenie metylovejmetylovej skupiny do skupiny do lyzínulyzínu, , histidínuhistidínu
4.4. GlykozyláciaGlykozylácia:: pripojenie pripojenie oligosachariduoligosacharidu alebo alebo heteropolysachariduheteropolysacharidu kk amidovejamidovej skupine skupine asparagínuasparagínu, , serínuserínu alebo alebo glutamínuglutamínu ((glykoproteínyglykoproteíny), ), NN--glykozidováglykozidová alebo alebo OO--glykozidováglykozidováväzbaväzba
5.5. HydroxyláciaHydroxylácia:: uplatňuje sa pri modifikácii uplatňuje sa pri modifikácii prolínuprolínu a a lyzínulyzínuvv kolagéne za vzniku 3kolagéne za vzniku 3--hydroxyprolínu alebo 4hydroxyprolínu alebo 4--hydroxyprolínu, hydroxyprolínu, prípadne 5prípadne 5--hydroxylyzínu hydroxylyzínu
Peptidová väzba
Aminoskupina jednej AMK môže reagovať s karboxylovou skupinou druhej AMK za
vzniku peptidovej väzby
oligopeptidy < 10 AMK, polypeptidy > 10 AMKPolypeptidový reťazec obyčajne obsahuje viac
ako 100 alebo viac AMK
peptidovápeptidová väzbaväzba má charakter má charakter dvojitejdvojitej väzbyväzbyčo jej neumožňuje voľnú rotáciučo jej neumožňuje voľnú rotáciu
Peptidová väzba
KonfiguráciaKonfigurácia peptidpeptidovej ovej väzby je väzby je transtrans
VšetkýchVšetkých 6 at6 atómovómov leží v jednej leží v jednej rovinerovine
PeptidovéPeptidové väzby naviazané na väzby naviazané na alfaalfa--uhlíkuuhlíku majú značnú voľnosť majú značnú voľnosť
otáčania otáčania
Primárna štruktúra proteínovPrimárna štruktúra proteínov
AminoAminokyseliny sú zoradené prostredníctvom kyseliny sú zoradené prostredníctvom peptidovejpeptidovej väzby do reťazca , väzby do reťazca , ktorý predstavuje primárnu štruktúru proteínovktorý predstavuje primárnu štruktúru proteínov
Môže byť tvorená z Môže byť tvorená z 2211 rôznych AMK, každá s unikátnym postranným rôznych AMK, každá s unikátnym postranným reťazcomreťazcom
Poradie AMK a chemické vlastnosti postranných reťazcov predurčujPoradie AMK a chemické vlastnosti postranných reťazcov predurčujú výslednú ú výslednú štruktúru a funkciu proteínu, aj spôsob ako bude výsledný proteíštruktúru a funkciu proteínu, aj spôsob ako bude výsledný proteín zbalenýn zbalený
VV modeloch proteínových molekúl sa modeloch proteínových molekúl sa αα--závitnicezávitnice vyjadrujú valcom a vyjadrujú valcom a ββ--štruktúryštruktúry plochými šípkamiplochými šípkami
SekundSekundáárnarna štruktúraštruktúra proteínovproteínov
SekundárnaSekundárna štruktúraštruktúra polypeptidu je polypeptidu je tvorenátvorená (I) vodíkovými (I) vodíkovými väzbamiväzbami v rámci v rámci primárnehoprimárneho reťazcareťazca aleboalebo medzimedzi dvomidvomi
susednýmisusednými reťazcamireťazcami a (II) mnohými a (II) mnohými ďalšímiďalšími slabšími slabšími väzbamiväzbami medzimedzi atómamiatómami postranných postranných reťazcovreťazcov AMK AMK
Výnimku Výnimku tvorítvorí prolínprolín, , ktorýktorý nemôženemôže tvoriťtvoriťvodíkové vodíkové väzbyväzby lebolebo nemá k nemá k dispozíciidispozícii voľnývoľný
vodíkvodík
DisulfidickéDisulfidické väzbyväzby stabilizujústabilizujú sekundárnusekundárnuštruktúruštruktúru
„otáčky" „otáčky" stabilizujústabilizujú sekundárnusekundárnu štruktúruštruktúru väčšinouväčšinou na na povrchu povrchu proteínuproteínu, , tvoriatvoria juju GlyGly, Pro a , Pro a AsnAsn
In In biologicalbiological moleculesmolecules, , --OH, OH, --NHNH22 mostlymostly actact as as hydrogenhydrogen donorsdonors, =O, =N , =O, =N actact as as acceptorsacceptors
Sekundárna štruktúra proteínov
interakcia polárnych skupín sinterakcia polárnych skupín s vodou, vodou, hydratáciahydratácia
(väčšinou sú orientované smerom von (väčšinou sú orientované smerom von zz reťazca)reťazca)
VV bunke trvá tento proces len niekoľko bunke trvá tento proces len niekoľko sekúnd, sekúnd, katalyzujekatalyzuje ho enzýmho enzým
proteíndisulfidizomerázaproteíndisulfidizomeráza (PDI, EC(PDI, EC--5.3.4.1)5.3.4.1)
Pod sekundárnou štruktúrou rozumieme Pod sekundárnou štruktúrou rozumieme usporiadanie usporiadanie polypeptidovéhopolypeptidového reťazca do reťazca do
štruktúry štruktúry αα-- závitnice (závitnice (αα--helixuhelixu) ) alebo alebo ββ štruktúry (štruktúry (ββ --skladaného listu)skladaného listu)
Sekundárna štruktúra proteínov
Alpha helix
každá štvrtá AMK tvorí vodíkovú väzbumedzi karbonylovou a imino skupinou,
3,6 AMK na jednu otáčku, postranné reťazce sú nasmerované von z roviny
helixu
αα--hhelixelix: hydrogen: hydrogen--bonds within the peptide backbonebonds within the peptide backboneNiektoré proteíny ako napr.Niektoré proteíny ako napr.ccytochrytochrómóm b b sú tvorené takmer úplne z alfa sú tvorené takmer úplne z alfa helixovhelixov
Sekundárna štruktúra proteínov
ββ--skladanskladanéé listylisty
SideSide--chains perpendicular to the plane of the sheetchains perpendicular to the plane of the sheetHydrogenHydrogen--bonds within the plane of the sheetbonds within the plane of the sheet
beta sheets can be parallel or beta sheets can be parallel or antiparallelantiparallel
55--10 AMK10 AMK
Terciárna štruktúra proteínovTerciárna štruktúra proteínovpriestorové trojrozmerné usporiadanie priestorové trojrozmerné usporiadanie polypeptidovéhopolypeptidového reťazcareťazca
((disulfidickédisulfidické väzby, rôznosť povahy postranných skupín AMK tvoriť väzby, rôznosť povahy postranných skupín AMK tvoriť nekovalentnénekovalentné väzby)väzby)
globulárneglobulárne bielkoviny: usporiadanie vbielkoviny: usporiadanie v ktorom sa striedajú ktorom sa striedajú αα--závitnicezávitnice a úseky a úseky ββ--skladanéhoskladaného listu s ostatnými úsekmi proteínu do výsledného guľovitého tvarlistu s ostatnými úsekmi proteínu do výsledného guľovitého tvaru u (väčšina proteínov zaujíma (väčšina proteínov zaujíma globulárnyglobulárny tvartvar))
fibrilárnefibrilárne bielkoviny: usporiadanie vbielkoviny: usporiadanie v ktorom prevládajú úseky ktorom prevládajú úseky αα--závitnicezávitnice ((αα--keratínkeratín, vlasy, nechty) alebo len úseky , vlasy, nechty) alebo len úseky ββ--skladanéhoskladaného listulistu
Terciárna štruktúra Terciárna štruktúra lyzozýmulyzozýmu
Vznik kvartérnej štruktúry proteínu, spojením Vznik kvartérnej štruktúry proteínu, spojením podjednotiekpodjednotiek vodíkovými väzbami vnikne vodíkovými väzbami vnikne dimérdimér, ktorého výsledná stabilita závisí od počtu vodíkových väzieb, ktorého výsledná stabilita závisí od počtu vodíkových väzieb
Kvartérna štruktúra proteínovKvartérna štruktúra proteínovvyjadrujevyjadruje spôsob usporiadania jednotlivých spôsob usporiadania jednotlivých polypeptidovýchpolypeptidových rereťťazcov azcov vv molekule protemolekule proteíínu, je nu, je charakterisitickcharakterisitickáá len pre len pre oligomoligoméérnerne bielkovinybielkoviny
((dimdiméérr, , trimtriméérr, , tetramtetraméérr, , pentampentaméérr))
Proteínové domény sú úseky proteínov sProteínové domény sú úseky proteínov s charakteristickou charakteristickou primárnou, sekundárnou a terciárnou štruktúrou, ktoré určujú primárnou, sekundárnou a terciárnou štruktúrou, ktoré určujú
špecifickú funkciu daného úseku bielkovinyšpecifickú funkciu daného úseku bielkoviny..
Vzájomné pôsobenie domén vVzájomné pôsobenie domén v proteínovej molekule je základom proteínovej molekule je základom jej biologickej funkciejej biologickej funkcie..
Informácie potrebné pre tvorbu vyšších štruktúr proteínov sú danInformácie potrebné pre tvorbu vyšších štruktúr proteínov sú dané už é už vv primárnej štruktúre bielkovínprimárnej štruktúre bielkovín
tetramtetraméérr
Ako proteíny pracujú?Ako pAko proteroteínyíny pracujú?pracujú?
Proteíny rozoznávajú a viažu sa k iným molekulám
Molekula, ktorá sa viaže je ligand
Oblasť proteínu, ktorá sa viaže s ligandom sa volá aktívne miesto
Proteíny sa skladajú takým spôsobom, že vytvárajú špecifické miesta, ktoré majú správnu veľkosť,
a tvar a polaritu pre svoje ligandy
Proteíny sú zložené z aminokyselín
Aminokyseliny sa viažu peptidovými väzbami pričom vytvárajú primárnu štruktúru proteínov
Existuje 21 rozličných aminokyselín, každá z unikátnym postranným reťazcom
Poradie aminokyselín a chemická povaha postranných reťazcov určuje ako sa proteíny skladajú, akú majú štruktúru a funkciu
Ako sa proteíny skladajú?AkoAko sa proteíny skladajú?sa proteíny skladajú?
Protein Folding
Some polypeptides spontaneously assume a defined three-dimensional structure during translation
chaotropicchaotropic agents and heat break weak bonds that stabilize secondary agents and heat break weak bonds that stabilize secondary and tertiary structures = and tertiary structures = denaturationdenaturation
under certain circumstances under certain circumstances denaturationdenaturation is reversible = is reversible = rrenaturationenaturation
Protein denaturation
Hydrogen bonds are broken, destroying 3-D structure, and therefore protein function
Denatured proteins are less soluble in water
Covalent peptide bonds are NOT broken
Common protein denaturants are gentle heat (100°C or less), solvents such as ethanol, even violent mechanical action such as
beating an egg white
Sometimes reversible, sometimes not
ChaperónyChaperóny sú proteíny, ktoré vsú proteíny, ktoré v bunke zabezpečujú zbaľovanie bunke zabezpečujú zbaľovanie polypeptidovýchpolypeptidových reťazcov a zostavovanie reťazcov a zostavovanie podjednotiekpodjednotiek do do oligomeróvoligomeróv a a nadmolekulárnychnadmolekulárnych štruktúr, tým spôsobom, že štruktúr, tým spôsobom, že rozoznávajú povrchy rozoznávajú povrchy interagujúcichinteragujúcich monomérovmonomérov a zabraňujú ich a zabraňujú ich spojovaniu do nefunkčných agregátov.spojovaniu do nefunkčných agregátov.
Schéma cyklu Schéma cyklu ubiktivínuubiktivínu
ProteazómProteazóm: zabezpečuje : zabezpečuje rozpoznávanie, odstránenie rozpoznávanie, odstránenie nedokončených a poškodených nedokončených a poškodených proteínových štruktúr, proteínových štruktúr, nesprávne zbalených alebo nesprávne zbalených alebo nadbytočných proteínov, ktoré nadbytočných proteínov, ktoré boli vboli v bunke označené bunke označené ubikvitínomubikvitínom pomocou pomocou proteázproteáz..
proteazómproteazóm
Biologická funkcia proteínovBiologická funkcia proteínov
Rozpoznávacia funkcia: Rozpoznávacia funkcia: proces špecifického spojenia dvoch biologických proces špecifického spojenia dvoch biologických makromolekúl alebo biologickej makromolekuly smakromolekúl alebo biologickej makromolekuly s malou molekulou, ktorý spočíva malou molekulou, ktorý spočíva vv nekovalentnýchnekovalentných interakciách (vodíkové väzby, interakciách (vodíkové väzby, enzýmenzým--substrátsubstrát, , receptorreceptor--hormónhormón, , imunoglobulínimunoglobulín--antigénantigén, stavebné , stavebné podjednotkypodjednotky pri výstavbe bunkových štruktúr, pri výstavbe bunkových štruktúr, rozpoznávanie nukleových kyselín bielkovinami). rozpoznávanie nukleových kyselín bielkovinami).
Proteíny ako enzýmy: Proteíny ako enzýmy: urýchľujú (urýchľujú (katalyzujúkatalyzujú) chemické reakcie v) chemické reakcie v živých sústavách živých sústavách a určujú ich smer a špecifickosť (živočíšna bunka obsahuje priema určujú ich smer a špecifickosť (živočíšna bunka obsahuje priemerne 4000 enzýmov).erne 4000 enzýmov).
ĎĎalšie biologické funkcie proteínovalšie biologické funkcie proteínov
••zabezpečujú transport látok cez bunkové membrányzabezpečujú transport látok cez bunkové membrány
••ako regulačné proteíny riadia rast a diferenciáciu buniekako regulačné proteíny riadia rast a diferenciáciu buniek
••kontraktilnékontraktilné proteínyproteíny--pohybovépohybové mechanizmy bunkových mechanizmy bunkových
štruktúrštruktúr
••tvoria štruktúru základnej cytoplazmy, tvoria štruktúru základnej cytoplazmy, ribozómovribozómov a iných a iných
organelorganel
••fibrilárnefibrilárne elastické elastické proteínyproteíny--podpornépodporné tkanivátkanivá
••prenášačeprenášače signálov vo vnútri buniek a medzi bunkamisignálov vo vnútri buniek a medzi bunkami
••protilátky vprotilátky v imunitnéjimunitnéj obraneobrane
••receptory vreceptory v bunkových membránachbunkových membránach