Biohemija 1 Kolokvij:

1. Sta su proteini, uloga?

-Proteini su polimeri a-aminokiselina. Svi proteini svih vrsta izgradjeni su iz 20 aminokiselina ciji se bocni lanci razlikuju po velicini, obliku, naboju, kapacitetu gradnje vodikovih veza, hemijskoj reaktivnosti. Proteini imaju kljucnu ulogu u svim bioloskim procesima. Enzimi, katalizatori proteinske prirode, odredjuju tok hemijskih pretvorbi u bioloskim sistemima. Kontrola metabolickih puteva, transport i skladistenje, imunska zastita, stvaranje i transmisija nervnog impulsa, kontrola rasta i diferencijacije, koordinirano kretanje su jos neke od vaznih funkcija proteina.

2. Primarna, sekundarna, tercijalna ,kvaterna i supersekundarna struktura proteina?

- U strukturi molekule proteina razlikuju se cetiri strukturna nivoa.

Primarna struktura odnosi se na aminokiselinsku sekvencu proteina i lokaciju disulfidnih vezova u koliko su prisutni u molekuli. Primarna struktura proteina se, prema tome, odnosi na kovalentnu strukturu proteina dok viši nivoi strukture odnose se na konformacijska svojstva primarne strukture stvorena nekovanlentnim interakcijama.

Sekundarna struktura proteina prodrazumjeva polozaj koji u prostoru zauzimaju atomi peptidnih veza u molekuli proteina. Pojam sekundarne strukture ne ukljucuje raspored bocnih lanaca aminokiselinskih ostataka.

Tercijalna struktura proteina podrazumjeva prostorni raspored svih atoma u molekuli proteina. Za definitivno nabiranje polipeptidnog lanca i uspostavljanje tercijalne strukture proteina odgovorne su nekovalentne interakcije (hidrofobne i elektrostatske interakcije, vodikove veze i Van der Waalsove sile). Tercijarnu strukturu nekih proteina, uklavnom ekstracelularnih, dodatno stabiliziraju kovalentne disulfidne veze koje grade cisteinski ostatci u polipeptidnom lancu.

Kvaterna struktura proteina se nalazi u proteinima cija se molekula sastoji iz vise od jednog polipeptidnog lanca. Odnosi se na prostorni raspored pojedinaca takvog proteina i nekovalentne interakcije kojima se one drze na okupu. Pojedininice koje izgradjuju takve proteine mogu biti identicne, a mogu se i razlikovati.

Supersekundarna struktura se odnosi na skupine elemenata sekundarne strukture. Primjer supersekundarne strukture je B-lanac razdvojen od drugog B- lanca a-uzvojnicom.

3. Hidrofobne interakcije?

-Su interakcije koje pokrecu svijanje polipeptidnog lanca u nativnu konformaciju.

4.Van der Waalsove sile?

- Su sile koje djeluju kada dva atoma priblize se na optimalno rastojanje koje je jednako zbiru van der Waalsovih radijusa atoma, a koje se naziva van der Waalsovo kontaktno rastojanje i iznosi 0.3 – 0.4 nm)

5. Hidrogenske veze (vodikove veze)?

- Predstavljaju vazne nekovalentne interakcije u proteinima. Mogu nastajati izmedju nabijenih i nenabijenih molekula odnosno grupa. Donori hidrogenske veze u bioloskim sistemima najcesce su atomi oksigena ili nitrogena koji su kovalentno vezani sa atomom hidrogena. Jacina hidrogenske veze zavisi od rastojanja izmedju donorskog i akceptorskog atoma, takodjer zavisi od dielektricne konstante sredine.

6. Talozenje proteina (reverzibilno i ireverzibilno) ?

-Proteini su makromolekule tacno definirane molekulske mase. Otopljeni, oni daju prave molekulske rastvore. Elektroliti su i podlijezu istim fizickim zakonima kao i elektroliti male molekulske mase. Rastvorljivost proteina snazno zavisi od :

1.pH Sredine

2.ionske jakosti

3.dielektricnih svojstava rastvaraca

4.temperature

Reverzibilne reakcije talozenja proteina moguce je izvesti postupkom isoljavanja solima lakih metala. U sredini koja ima visoku ionsku jakost, kakva se stvara u prisustvu visokih koncentracija neutralnih soli, molekule proteina gube hidratacioni plast. Uklanjanjem hidratacionog sloja, interakcije izmedju molekula proteina postaju jace od onih izmedju molekula proteina i rastvaraca. Posljedica je nastajanje neotopivih agregata i talozenje proteina. Za nastanak agregata bitne su interakcije izmedju hidrofobnih podrucija na povrsini molekula proteina. Proteini su istalozeni kod odredjene jakosti odvajaju se centrifugiranjem ili filtriranjem. Istalozeni proteini ponovo se mogu otopiti u destiliranoj vodi a da se pri tome ne denaturiraju.

Ireverzibilne reakcije talozenja proteina prati ireverzibilna denaturacija proteina. Proteini se ireverzibilno taloze zagrijavanjem na temperature iznad 60 'C, mineralnim kiselinama, organskim kiselinama, solima teskih metala, alkaloidima. Ireverzibilnim reakcijama zalozenja uklanjaju se iz otopina proteini koji bi mogli smetati nekim ispitivanjima. U tu svrhu najcesce se koriste trihloracetatna kiselina i uranil-acetat.

7. Zasoljavanje i isoljavanje proteina?

Topivost proteina snazno zavisi od vrste i koncentracije prisutnih soli, tj. Od ionske jakosti sredine. Kada su prisutne u niskim koncentracijama, soli povecavaju rastvorljivost mnogih globularnih proteina. Ioni neutralnih soli ublazavaju ionske interakcije izmedju molekula proteina i tako povecavaju njegovu topivost. Ova pojava se naziva zasoljavanje proteina.

S druge strane, ukoliko ionska jakost dalje povecava, rastvorljivost proteina se smanjuje. Kod dovoljno visoke ionske jakosti protein moze gotovo potpuno precipirati iz otopine. Ovaj ucinak je poznat kao isoljavanje proteina.

8.Denaturacija proteina?

-Denaturacijom nazivamo promjenu strukture nekog proteina pri kojoj protein gubi svoju biolosku funkciju (npr. Enzimsko ili hormonsko djelovanje). Vecina proteina se denaturira na toploti, pri cemu se kidaju nekovalentne interakcije u proteinu (prvenstveno hidrogenske veze) i to na slozen nacin.

Proteina ne denaturira samo toplota nego i ekstremne pH vrijednosti, zatim organski rastvaraci kao alkohol i aceton, supstance kao sto su urea i gvanidin hlorid, deterdzenti. Svaki od ovih denaturirajucih agenasa djeluje tako da kida nekovalentne interakcije u molekuli proteina.

Pri denaturaciji prostorna struktura molekule proteina prelazi iz visoko organiziranog u neorganizirano, slucajno stanje, koje se naziva „slucajno klupko“ („random coil“). Kao sto se pri taljenju raspada kristalna resetka kristala, pri denaturaciji se kidaju nekovalentne veze koje stabiliziraju strukturu globularnih proteina u nativnoj konformaciji. Proteinski se lanac odmotava a izmedju lanaca stvaraju se sasvih slucajni sekundarni hemijski vezovi, pri cemu proteini postaju netopivi.

9.Biuretska reakcija?

Obojenim reakcijama dokazuje se proteinska priroda supstanci i prisustno odredjenih aminokiselina u proteinima. Biretska reakcija je obojena reakcija na peptidnu vezu u molekulama proteina. Ova reakcija je pozitivna ukoliko supstanca koju ispitujemo sadrzi najmanje dvije peptidne veze.