biokemija i, 2. sklop m. zorko d....
TRANSCRIPT
![Page 1: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/1.jpg)
Biokemija I, 2. sklop M. Zorko
D. Rozman
AMINOKISLINE:
sestavljajo proteine in imajo
še številne druge funkcije
Vir: NASA
![Page 2: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/2.jpg)
Standardne AK (20):
so zapisane z
genetskim kodom.
Vse so a-AK in L-AK.
1
2
3
a
b
![Page 3: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/3.jpg)
20 standardnih AK:
poimenovanje in okrajšave
Imena so trivialna – po izvoru
(asparagin iz asparagusa) ali
lastnostih (glicin je sladek,
grško glkeros).
Tričrkovne okrajšave – prve tri
črke (z nekaj izjemami).
Enočrkovne okrajšave po
pravilih, ki jih je iznašla M.
Oakley Dayhoff, začetnica
biokemijske informatike.
![Page 4: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/4.jpg)
ZAKAJ SO OKRAJŠAVE TAKO POMEMBNE?
Sekvence različnih proteinov primerjamo, ker nam to lahko da veliko podatkov o
njihovi sorodnosti, lastnostih, strukturi in funkciji (več pri proteinih!).
Primerjavo naredimo navadno z računalniško poravnavo sekvenc.
Enočrkovni zapisi AK zahtevajo manj (računalniškega) prostora.
Poravnava sekvenc različnih dendrotoksinov (DTX) iz strupa mambe in
pankreatičnega tripsinskega inhibitorja (BPTI) iz goveda:
(~ 60 AK)
![Page 5: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/5.jpg)
Aromatske AK se lahko uvrščajo v posebno podskupino
Nekateri štejejo v posebno skupino tudi Gly, Pro in Cys
*
*
*
(+)
(+)
(+)
(-)
(-)
*
• nepolarne
• polarne nenabite
• polarne nabite
• aromatske
• (posebne)
Glede na radikal (R)
standardne AK
razdelimo po
polarnosti (in drugih
lastnostih) delimo v:
pozitivne negativne
![Page 6: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/6.jpg)
NEPOLARNE Z ALIFATSKIM R
Phe ?
Trp ?
![Page 7: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/7.jpg)
POLARNE Z NENABITIM R
Tyrosine ?
ne moreta
sprejeti H+
![Page 8: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/8.jpg)
POLARNE S POZITIVNIM R
(H+)
![Page 9: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/9.jpg)
POLARNE Z NEGATIVNIM R
![Page 10: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/10.jpg)
AK Z AROMATSKIM R
![Page 11: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/11.jpg)
Absorbirajo svetlobo v UV-
območju, najbolje okrog l =
280 nm.
Pomembno za identifikacijo
proteinov, ki jih sestavljajo.
So zelo velike.
Pomembno pri zamenjavah z
drugimi AK.
AROMATSKE AK
Vzpostavljajo posebne Van
der Waalsove interakcije.
Pomembno za stabilnost
proteinov.
![Page 12: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/12.jpg)
POSEBNOSTI ‚POSEBNE‘ SKUPINE AK (Gly, Pro, Cys):
Gly: radikal je –H, majhen, težko uvrstimo po (ne)polarnosti,
edina AK, ki ni kiralna.
-
Pro: cikličen, radikal in –NH2 povezana, kar omejuje gibljivost
polipeptidne verige.
Cys: po dva se lahko
povežeta s kovalentno
vezjo v cistin. To zelo
stabilizira strukturo
proteinov.
-
- Pozor: oksidacija () / redukcija ()!
![Page 13: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/13.jpg)
PREGLEDNICA STANDARDNIH AK
![Page 14: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/14.jpg)
NESTANDARDNE AMINOKISLINE:
Najdemo jih v peptidih, proteinih, celičnih stenah ter proste
• D – aminokisline
• posebne aminokisline
V naravnih proteinih jih niso zasledili, najdemo pa jih v nekaterih fiziološko
pomembnih peptidih in v celični steni (o slednjih več pri ogljikovih hidratih).
Identificiranih že skoraj 1000.
Tiste, ki jih najdemo v proteinih, nastanejo s potranslacijskimi modifikacijami
iz standardnih AK. Takih modifikacij je znanih skoraj 100. Nekatere, posebej
proste, ki imajo pomembno vlogo v metabolizmu, pa nastanejo s sintezo, ki
je neodvisna od sinteze proteinov.
Namen potranslacijskih modifikacij je vnos novih funkcionalnih skupin, ki
omogočajo nove funkcije.
![Page 15: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/15.jpg)
POSEBNO V KOLAGENU STA POGOSTA OH-Pro in OH-Lys
![Page 16: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/16.jpg)
Nastane iz Ser in je le v zelo redkih proteinih.
Nastane z metiliranjem Lys in je poznan samo v miozinu.
![Page 17: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/17.jpg)
Ca2+
g-KARBOKSIGLUTAMAT VEŽE KALCIJEVE IONE
Je v mnogih proteinih, ki vežejo Ca2+, npr. v fibrinogenu
![Page 18: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/18.jpg)
DEZMOZIN JE
ZNAČILEN ZA
ELASTIN
![Page 19: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/19.jpg)
ORNITIN IN CITRULIN
STA POMEMBNA PRI
METABOLIZMU DUŠIKA,
V PROTEINIH JU NI.
![Page 20: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/20.jpg)
KISLINSKO-BAZIČNE
LASTNOSTI AK
![Page 21: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/21.jpg)
DISOCIACIJA AMINOKISLIN – OD NAJBOLJ PROTONIRANE DO
NAJMANJ PROTONIRANE OBLIKE
Ion dvojček
zwitterion
AH2 (+) AH A (‐)
Amfoterične spojine, amfoliti (dvojni naboj, + in -)
Lahko delujejo kot kisline ali kot baze.
Ka1 = ------------- Ka2 = ----------- pKa1 = ‐ log (Ka1) pKa2 = ‐ log (Ka2)
(AH)(H+) (AH2
+) (A-)(H+)
(AH)
Ka1 Ka2
![Page 22: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/22.jpg)
Vrednost pKa skupin –COOH in –NH2 je odvisna od skupin, ki so v bližini.
![Page 23: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/23.jpg)
pI je izoelektrična točka
ION DVOJČEK
Glicin in alanin se obnašata podobno!
2
21 pKpKpI
CH3
pufrsko območje
![Page 24: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/24.jpg)
IZOELEKTRIČNA IN IZOIONSKA TOČKA AMINOKISLIN Je tisti pH, pri katerem ima aminokislina neto naboj nič.
Izoionska točka – pH določen v vodi.
Izoelektrična toka – pH določen v enem izmed pufrov.
pI – aritmetična sredina med tistima dvema
pKa vrednostima, ki obdajata ion dvojček
Ala
Glu
ion dvojček
ion dvojček
![Page 25: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/25.jpg)
Kaj če imamo kisle oziroma bazične radikale? Primer: Glu
2
1 RpKpKpI
ION DVOJČEK
![Page 26: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/26.jpg)
2
2pKpKpI R
ION DVOJČEK
Primer: His
![Page 27: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/27.jpg)
KAKO UGOTOVIMO ALI IMA PRI DOLOČENI VREDNOSTI pH
DOLOČENA SKUPINA NABOJ?
(protonirana oblika) pH = pKa + log -----------------------------------
(neprotonirana oblika)
pH = pKa; (neprotonirana) = (protonirana)
pH < pKa; (protonirana) > (neprotonirana)
pH > pKa; (protonirana) < (neprotonirana)
![Page 28: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/28.jpg)
AK LAHKO IDENTIFICIRAMO S POSEBNIMI REAGENTI
![Page 29: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/30.jpg)
NASTANEK PEPTIDNE VEZI
kondenzacija
(endergonska reakcija)
hidroliza
(eksergonska reakcija)
![Page 31: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/31.jpg)
reaktanti
produkti
e
n
e
r
g
i
j
a
endergonska
reakcija
Peptidi so stabilni zaradi velike aktivacijske
energije pri tvorbi in razpadu peptidne vezi!
Za njihovo sintezo pa potrebujemo energijo.
(aminokisline)
(peptid + voda)
Aminokisline peptid + H2O
(G)
![Page 32: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/33.jpg)
1. AK 2. AK 3. AK itd.
PEPTIDNA VEZ IMA DELNO ZNAČAJ DVOJNE VEZI – JE TOGA!
Ser - Gly - Tyr - Ala - Leu
N C
![Page 34: Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozmanibk.mf.uni-lj.si/teaching/biokemija1/predavanja/predavanje14Z.pdf · Biokemija I, 2. sklop M. Zorko D. Rozman AMINOKISLINE: sestavljajo proteine](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052500/605dcd993479600ffa377fb4/html5/thumbnails/34.jpg)
Ala-Glu-Gly-Lys
AEGK
Peptide oštevilčimo in zapišemo s tričrkovnim ali
enočrkovnim zapisom od N-konca k C-koncu!
1
2
3
4