ΑΜΙΝΟΞΔΑ ΠΔΠΣΙΓΙΑ ΠΡΩΣΔΪΝΔ

Transcript

1 II ΑΜΙΝΟΞΔΑ ΠΔΠΣΙΓΙΑ ΠΡΩΣΔΪΝΔ

2 ΔΙΑΓΩΓΗ Σε έκα γςκηακυ μνβακζζιυ ζοκακηάηαζ ιζα ηενάζηζα πμζηζθία εκχζεςκ, πμο δ ηάεε ιζα παίγεζ ημ δζηυ ηδξ μοζζχδδ νυθμ ζηδκ εηπθδηηζηή ζε μνβάκςζδ θεζημονβία ημο πμο ημκ ηναηά γςκηακυ. Οζ εκχζεζξ αοηέξ εηηυξ απυ ημ κενυ, πμο είκαζ δ έκςζδ ιε ηδ ιεβαθφηενδ ακαθμβία αάνμοξ, είκαζ δζαθυνςκ ηάλεςκ μνβακζηέξ ηαζ ακυνβακεξ, υπςξ ζυκηα, μνβακζηέξ αάζεζξ, πθςνίδζα, εζηένεξ, αζηαιίκεξ ηαζ πμθοιενή, υπςξ πμθοζαηπανίηεξ, πνςηεΐκεξ ηαζ κμοηθεσκζηά μλέα. Οζ θεπημιένεζεξ βζα ηάεε ηζ πμο ζοιααίκεζ ζημκ μνβακζζιυ ηαζ βζ αοηήκ αηυια ηδκ ηαηαζηεοή ημο είκαζ βναιιέκεξ ζηα κμοηθεσκζηά μλέα, δεμλονζαμκμοηθεσκζηά (DNA) ηαζ νζαμκμοηθεσκζηά (RNA). Αθθά μζ πενζζζυηενμ ζδιακηζηέξ εκχζεζξ, απυ πμθθέξ απυρεζξ, είκαζ μζ πνςηεΐκεξ. Τμ υκμια πνςηεΐκεξ δυεδηε ημ 1830 απυ ημκ Οθθακδυ πδιζηυ Gerardus Jμhannes Mulder, μ μπμίμξ δζαζζεακυιεκμξ ίζςξ ηδκ ηενάζηζα ζδιαζία ημοξ, ηαζ ηαε οπυδεζλδ ημο Berzelius, έδςζε ηαζ ημ υκμια πνςηεΐκδ απυ ηδ θέλδ πνχημξ. Σηζξ ανπέξ ημο αζχκα ιαξ μζ Hofmeister ηαζ Fischer ζε πςνζζηέξ δζαθέλεζξ δζαηοπχκμοκ αοηυ πμο ζζημνζηά εα μκμιαζηεί εεςνία ηδξ πνςηεΐκζηήξ δμιήξ ηςκ Fischer-Hofmeister υηζ, δδθαδή, ηα αιζκμλέα ζηα ιυνζα ηςκ πνςηεσκχκ είκαζ εκςιέκα ακοδνζηζηά ιεηαλφ ημοξ ζπδιαηίγμκηαξ αιζδζημφξ δεζιμφξ. Τα ηφηηανα απμηεθμφκηαζ, ζε ιεβάθδ έηηαζδ, απυ πνςηεΐκεξ (πενζζζυηενμ απυ ημ ιζζυ λδνυ αάνμξ ηςκ ηοηηάνςκ θοηζηχκ ηαζ γςζηχκ) ηαζ είκαζ αοηέξ πμο ηαεμνίγμοκ ημ ζπήια ηαζ ηδ δμιή ηςκ ηοηηάνςκ. Οζ πνςηεΐκεξ είκαζ πμθφ ζδιακηζηέξ, βζαηί οπδνεημφκ πμθθμφξ ηαζ δζαθμνεηζημφξ αζμθμβζημφξ νυθμοξ: Ωξ δμιζηά οθζηά ηαζ ςξ υνβακα ιμνζαηήξ ακαβκχνζζδξ ηαζ ηαηάθοζδξ. Οζ α ηαζ α ηεναηίκεξ ημο δένιαημξ ηαζ ηςκ κοπζχκ (πνμζηαηεοηζηέξ πνςηεΐκεξ), δ θζανμΐκδ ηδξ ιέηαλαξ ηαζ ημο ζζημφ ηδξ ανάπκδξ, ημ ηoθθαβυκμ ηςκ ηεκυκηςκ (ζοκεηηζηέξ πνςηεΐκεξ), δ αηημιομζίκδ ηςκ ιοχκ (ηζκδηζηή πνςηεΐκδ) είκαζ δμιζηά οθζηά, βζαηί είκαζ ιυνζα ιαηνζάξ αθοζίδαξ πμο, δζαηθαδζγυιεκα ιέζς εκδζάιεζςκ δεζιχκ, απμηημφκ ηζξ ηαηάθθδθεξ ζδζυηδηεξ υβημο. Άθθδ θεζημονβία ηςκ πνςηεσκχκ είκαζ δ ιεηαθμνά (αζιμζθαζνίκδ, ιομζθαζνίκδ, ηνακζθενίκδ) ηαζ δ απμεήηεοζδ (θενζηίκδ). Εςηζηυξ είκαζ μ νυθμξ ημοξ επίζδξ ζηδκ άιοκα ημο μνβακζζιμφ. Τα ακηζζχιαηα είκαζ πνςηεΐκεξ ορδθήξ 13

3 ελεζδίηεοζδξ πμο ακαβκςνίγμοκ ηαζ εκχκμκηαζ ιε επζγήιζεξ μοζίεξ, υπςξ λέκα ηφηηανα, ζμφξ, ααηηήνζα η.θπ. Σδιακηζηυξ είκαζ μ νυθμξ ηςκ πνςηεσκχκ ζηδ βέκκδζδ ηαζ ζηδ ιεηαθμνά ηςκ κεονζηχκ ενεεζζιάηςκ. Ζ ακηαπυηνζζδ ηςκ κεονζηχκ ηοηηάνςκ ζε ιζα δζέβενζδ βίκεηαζ απυ ηζξ οπμδμπείξ πνςηεΐκεξ (receptor proteins), υπςξ είκαζ δ νμδμρίκδ ημο αιθζαθδζηνμεζδμφξ. Πνςηεΐκεξ είκαζ ηαζ πμθθέξ μνιυκεξ, υπςξ π.π. δ ζκζμοθίκδ, πμο νοειίγεζ ημ ιεηααμθζζιυ ηδξ βθοηυγδξ ζημ ζχια, δ μνιυκδ ακαπηφλεςξ GH, δ πνμθαηηίκδ η.ά. Αθθά δ ζπμοδαζυηδηα ηςκ πνςηεσκχκ έβηεζηαζ ηονίςξ ζημ υηζ ζοκζζημφκ ημο ηαηαθφηεξ ηςκ δζαθυνςκ ακηζδνάζεςκ πμο θαααίκμοκ πχνα ζε έκα γςκηακυ μνβακζζιυ, ηα έκγοια π.π. DNA πμθοιενάζδ, νζαμκμοηθεάζδ, πνςηεάζδ ημο AIDS (HIV πνςηεάζδ) η.ά. Όπςξ ηαζ μζ άθθμζ ηαηαθφηεξ, ηα έκγοια αθθάγμοκ ιυκμκ ηδκ ηαπφηδηα ηδξ ακηίδναζδξ ηαζ υπζ ημ ζδιείμ ηδξ ζζμννμπίαξ ηδξ. Σοκήεςξ δ ηαπφηδηα ηδξ ακηίδναζδξ αολάκεηαζ ηαηά ημοθάπζζημκ θμνέξ ηαζ ιέζα ζε θίβα δεοηενυθεπηα μθμηθδνχκεηαζ ιζα ακηίδναζδ πμο βζα κα θάαεζ πχνα in vitro εα πνεζάγμκηακ ζζπονέξ ζοκεήηεξ ηαζ ιεβάθμ πνμκζηυ δζάζηδια. Σπεδυκ υθεξ μζ πδιζηέξ ακηζδνάζεζξ ζηα αζμθμβζηά ζοζηήιαηα ηαηαθφμκηαζ απυ έκγοια. Μενζηέξ απυ αοηέξ είκαζ απθέξ, άθθεξ ελαζνεηζηά πμθφπθμηεξ. Αηυιδ ηαζ αοηή δ απθμφζηαηδ ακηίδναζδ εκοδάηςζδξ ημο O 2 ηαηαθφεηαζ απυ ημ έκγοιμ ηαναμκζηή ακοδνάζδ (carbonic anhydrase), O 2 H 2 O > H 2 O 3. H ακηίδναζδ αοηή είκαζ ιζα απυ ηζξ ηαπφηενεξ βκςζηέξ ακηζδνάζεζξ. Κάεε ιυνζμ εκγφιμο εκοδαηχκεζ 10 5 ιυνζα O 2 ζε έκα δεοηενυθεπημ. Ζ ηαηαθουιεκδ ακηίδναζδ είκαζ 10 7 θμνέξ ηαπφηενδ απυ ηδ ιδ ηαηαθουιεκδ. Λυβς ηδξ ελεζδίηεοζδξ ηςκ εκγφιςκ, δδθ. ηδξ ζδζυηδηάξ ημοξ κα ηαηαθφμοκ εηθεηηζηά μνζζιέκεξ ιυκμκ ακηζδνάζεζξ, απαζηείηαζ δ φπανλδ ηενάζηζμο ανζειμφ δζαθμνεηζηχκ εκγφιςκ, πμο ιπμνεί κα είκαζ ιενζηέξ πζθζάδεξ ζημ ηφηηανμ εκυξ απθμφ ααηηδνίμο ή ιενζηά εηαημιιφνζα ζημ ηφηηανμ εκυξ εδθαζηζημφ. Πμθφ ζδιακηζηέξ υιςξ εκχζεζξ είκαζ ηαζ ηα πεπηίδζα. O Fischer βζα κα επζαεααζχζεζ ηδ εεςνία ημο άνπζζε ηδκ πνμζπάεεζα ζφκεεζδξ πεπηζδίςκ, ηδκ μνμθμβία ηςκ μπμίςκ, δδθ. δζπεπηίδζμ, ηνζπεπηίδζμ ηθπ., εζζήβαβε ημ 1902 ηαη ακαθμβία πνμξ ηα ζάηπανα ηαζ ημ 1907 μζ ζοκενβάηεξ ημο έπμοκ παναζηεοάζεζ πάκς απυ 100 πεπηίδζα. 14

4 Ανπζηά ηα πεπηίδζα ακηζιεηςπίζηδηακ ςξ ιμκηέθα βζα ηδ ιεθέηδ ηςκ πνςηεσκχκ ηαζ ηδ ζοκεεηζηή πνμζέββζζή ημοξ. Με ηδ πνδζζιμπμίδζδ ιζηνμφ ιμνζαημφ αάνμοξ ζοκεεηζηχκ πεπηζδίςκ, ςξ οπμζηνχιαηα πνςηεμθοηζηχκ εκγφιςκ, δζαπζζηχεδηε υηζ αοηά οδνμθφμοκ εηθεηηζηά μνζζιέκμοξ ιυκμκ πεπηζδζημφξ δεζιμφξ. Ανβυηενα επζαεααζχεδηε υηζ ημ ίδζμ ζοιααίκεζ ηαζ ζηζξ θοζζηέξ πνςηεΐκεξ. Ζ δζαπίζηςζδ αοηή ηδξ ελεζδίηεοζδξ ηςκ πνςηεμθοηζηχκ εκγφιςκ απμηέθεζε ημ εειέθζμ βζα ηδκ ακάπηολδ ηδξ πεπηζδζηήξ εεςνίαξ ηδξ πνςημηαβμφξ ζφκηαλδξ ηςκ πνςηεσκχκ. Απυ ημ ηέθμξ υιςξ ηδξ δεηαεηίαξ ημο 50 πμο δζαπζζηχεδηε υηζ πμθθέξ θοζζηέξ μοζίεξ πμο απμιμκχεδηακ ηαζ ανέεδηακ κα εηδδθχκμοκ εζδζηή αζμθμβζηή δνάζδ, ήηακ πεπηίδζα, δ Πεπηζδζηή Φδιεία απέηηδζε κέα ζδιαζία ηαζ ζηυπμοξ ηαζ αοηυκμιμ εκδζαθένμκ. Τμ 1953 μ V. D. Vigneaud ηαζ μζ ζοκενβάηεξ ημο, ζοκέεεζακ ημ 1 μ πεπηίδζμ ιε αζμθμβζηή δνάζδ, ηδκ μνιυκδ ςηοημηίκδ, αθμφ απμιυκςζακ ηαζ δζαθεφηακακ ηδκ πνςημηαβή ζφκηαλή ηδξ. H-ys-Tyr-Ile-Gln-Asn-ys-Pro-Leu-Gly-NH 2 H-ys-Tyr-Phe-Gln-Asn-ys-Pro-Arg-Gly-NH 2 Σπήια 1: Ζ αθθδθμοπία αιζκμλέςκ ηδξ ωκςηοκίνηρ θηλαζηικών ηαζ ηδξ βαζοππεζζίνηρ, μνιμκχκ ημο μπζζείμο θμαμφ ηδξ οπυθοζδξ. V.D. Vigneaud et al., J. Am. hem. Soc., 75, (1953) Ζ μκμιαζία ηδξ ςηοημηίκδξ πνμένπεηαζ απυ ημ ςηφξ ηυημξ ηαζ δ μνιυκδ αοηή είκαζ οπεφεοκδ βζα ημκ ημηεηυ. Σήιενα εηαημκηάδεξ πεπηίδζα έπμοκ απμιμκςεεί, έπεζ δζαθεοηακεεί δ δμιή ηαζ δ δνάζδ ημοξ, έπμοκ ζοκηεεεί ηα ακάθμβά ημοξ ηαζ έπεζ απμδεζπεεί δ ζπμοδαζυηδηά ημοξ. Πεπηίδζα είκαζ μζ εκχζεζξ-ηθεζδζά νοειζζηέξ ζε ιζα ιεβάθδ πμζηζθία ηοηηανζηχκ, δζαηοηηανζηχκ ηαζ άθθςκ θοζζμθμβζηχκ θεζημονβζχκ. Πεπηζδζηέξ μνιυκεξ πμο πανάβμκηαζ απυ ηδκ οπυθοζδ, υπςξ δ ςηοημηίκδ, δ ααζμπνεζζίκδ (αθ. Σπήια 1), νοειίγμοκ πμθφ ζδιακηζηέξ δζενβαζίεξ, υπςξ ακάπηολδ, ακαπαναβςβή, βαθμοπία, ζζμννμπία κενμφ ηαζ επζκεθνζδζαηή δνάζδ. Ζ έηηνζζδ ηςκ πενζζζυηενςκ αοηχκ πεπηζδίςκ εθέβπεηαζ απυ κεονμεκδμηνζκή πεπηίδζα πμο πανάβμκηαζ απυ ημκ οπμεάθαιμ. Π.π. εηθοηζηέξ ηαζ ακαζηαθηζηέξ ηδξ έηθοζδξ μνιυκεξ, TRH, LHRH, ζςιαημζηαηίκδ, η.θπ. 15

5 Τα βαζηνμεκηενζηά πεπηίδζα, υπςξ δ πμθμηοζημηζκίκδ ηαζ βαζηνίκδ επδνεάγμοκ πμθθέξ πεπηζηέξ δζαδζηαζίεξ. Πμθθά ζζπονά δδθδηήνζα, υπςξ αοηά ηςκ θζδζχκ, ηαζ ημλίκεξ υπςξ δ θαθθμσδίκδ είκαζ πεπηζδζηήξ θφζεςξ. Τέθμξ, ημ βεβμκυξ υηζ ηα πεπηίδζα δνμοκ ζημ ηεκηνζηυ ηαζ πενζθενεζαηυ κεονζηυ ζφζηδια (κεονμιεηαθμνείξ, υπςξ μζ εβηεθαθίκεξ, δ μοζία P ηαζ άθθα κεονμπεπηίδζα, εκδμνθίκεξ, κεονμηζκίκεξ) επζαεααζχκεζ παναπένα ημκ πμθοζπζδή ηαζ ζδιακηζηυ νυθμ πμο παίγμοκ αοηέξ μζ εκχζεζξ ζημκ έθεβπμ ηαζ ηδ νφειζζδ πμθθχκ ηαζ δζαθμνεηζηχκ θοζζμθμβζηχκ θεζημονβζχκ. Ζ δζάηνζζδ ιεηαλφ πεπηζδίςκ ηαζ πνςηεσκχκ ααζίγεηαζ ζημ ιέβεευξ ημοξ. Καηά παναδμπή ιυνζα ιέπνζ 50 αιζκμλέα ηαηαηάζζμκηαζ ζηα πεπηίδζα, ηα ιεβαθφηενα ζηζξ πνςηεΐκεξ. Ζ μνιυκδ ζκζμοθίκδ ιε 51 αιζκμλέα ηαζ Μ.Β θαιαάκεηαζ ζοκήεςξ ςξ υνζμ. Ζ πμζηζθία ζημ ιέβεεμξ, επμιέκςξ ηαζ ζημ Μ. Β. ηςκ πνςηεσκχκ ηαζ πεπηζδίςκ πμο έπμοκ απμιμκςεεί, έπεζ δζαθεοηακεεί δ δμιή ηαζ δ αζμθμβζηή ημοξ δνάζδ, είκαζ πμθφ ιεβάθδ, απυ ημ δζπεπηίδζμ ηανκμζίκδ ηαζ ηα ηνζπεπηίδζα ιεθακμζηαηίκδ (MIF, H-Pro- Leu-Gly-NH 2 ) ηαζ εονμθοιπενίκδ (TRH, pyro-glu-his-pro-nh 2 ), M.B. 284 ηαζ 382 dalton ακηίζημζπα, ιέπνζ ηζξ μιάδεξ ηςκ βθοημπνςηεσκζηχκ μνιμκχκ, θμοηνμπίκδ, εονμηνμπίκδ ηαζ πμνζμβμκαδμηνμπίκδ, Μ.Β. απυ έςξ dalton ηαζ ιεβέεμοξ ιέπνζ 240 αιζκμλέςκ. Δκδεζηηζηά ακαθένεηαζ υηζ ημ Μ.Β. ηδξ νζαμκμοηθεάζδξ είκαζ 13700, ηδξ αζιμζθαζνίκδξ 64500, ηδξ πνςηεΐκδξ ημο ζμφ ηδξ ιςζασηήξ ημο ηαπκμφ (2130 πνςηεσκζηέξ οπμιμκάδεξ). Απυ υζα ακαθένεδηακ παναπάκς θαίκεηαζ δ ηενάζηζα ζδιαζία ηςκ πνςηεσκχκ ηαζ ηςκ πεπηζδίςκ. Γεκ οπάνπεζ εηδήθςζδ γςήξ πςνίξ πνςηεΐκεξ. Πμφ μθείθεηαζ υιςξ αοηή δ ηενάζηζα εκαθθαηηζηυηδηα ηςκ δνάζεςκ ημοξ; Σε ηί δζαθένμοκ απυ ηα άθθα πμθοιενή ιαηνμιυνζα; Ζ απάκηδζδ ανίζηεηαζ ζηδ δμιή ημοξ. Τα κμοηθεμηίδζα είκαζ πδιζηά πανυιμζεξ εκχζεζξ, πμο εκχκμκηαζ ιεηαλφ ημοξ βζα κα ζπδιαηίζμοκ ηα κμοηθεσκζηά μλέα, πμο ηαζ αοηά έπμοκ πανυιμζεξ πδιζηέξ ζδζυηδηεξ ακελάνηδηα απυ ηδκ αθθδθμοπία ημοξ. Ακηίεεηα, μζ πνςηεΐκεξ, πανυθμ πμο πδιζηά είκαζ υιμζεξ, ζπδιαηίγμκηαζ απυ 20 δζαθμνεηζηά αιζκμλέα, πμο ημ ηαεέκα απυ αοηά έπεζ ηδ δζηή ημο ζδζαζηενυηδηα απυ πδιζηή άπμρδ. Έηζζ, μζ ζδζυηδηεξ ηςκ πνςηεσκχκ ελανηχκηαζ απυ ηδκ αθθδθμοπία ηςκ αιζκμλέςκ πμο ηζξ ζοκζζημφκ, δδθαδή απυ ηδκ πνςημηαβή ημοξ ζφκηαλδ. Ο ανζειυξ ηςκ εεςνδηζηχκ ζζμιενχκ πμο ιπμνεί κα πνμηφρμοκ απυ ημ ζοκδοαζιυ ηςκ 20 αιζκμλέςκ είκαζ ηενάζηζμξ. Π.π. ακ 16

6 είπαιε ιζα πμθοπεπηζδζηή αθοζίδα ιε 61 ιμκάδεξ υθεξ υιμζεξ, ιία ιυκμκ έκςζδ εα ήηακ δοκαηή, αθθά ακ δ ηάεε ιμκάδα ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ είπε 20 δοκαηυηδηεξ, ηυηε μ ανζειυξ ηςκ ιμνίςκ πμο εα πνμέηοπηε εα ήηακ Σηδκ πναβιαηζηυηδηα υιςξ μ μνβακζζιυξ ζοκεέηεζ ιυκμκ ηζξ πνςηεΐκεξ πμο ημο πνεζάγμκηαζ. 17

7 ΑΜΙΝΟΞΔΑ Τα αιζκμλέα πμο έπμοκ ανεεεί ζηδ θφζδ είκαζ πενζζζυηενα απυ 150. Απυ αοηά 19 αιζκμλέα ηαζ 1 ζιζκμλφ, ηα θεβυιεκα ημζκά αιζκμλέα, απακηχκηαζ ζηζξ πενζζζυηενεξ πνςηεΐκεξ ηαζ πνδζζιμπμζμφκηαζ απυ ηα ηφηηανα, υηακ ηζξ ζοκεέημοκ. Γφμ αηυια αιζκμλέα ζπδιαηίγμκηαζ ιεηά ηδ δδιζμονβία ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ, δ οδνμλοπνμθίκδ, πμο ανίζηεηαζ ζημ ημθθαβυκμ, απυ ηδκ πνμθίκδ ηαζ δ ηοζηίκδ πμο ζπδιαηίγεηαζ απυ δφμ ιμκάδεξ ηοζηεΐκδξ ιε μλείδςζδ ηςκ ζμοθθοδνοθμιάδςκ ημοξ. Τα αιζκμλέα ζοκηίεεκηαζ απυ υθμοξ ημοξ γχκηεξ μνβακζζιμφξ. Μενζηά ακχηενα γχα δεκ έπμοκ ηδκ ζηακυηδηα κα ζοκεέημοκ υθα ηα αιζκμλέα πμο πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα ηδ ζφκεεζδ ηςκ πνςηεσκχκ ημοξ ηαζ πνέπεζ κα ηα πνμιδεεφμκηαζ ιε ηδ δίαζηά ημοξ. Τα αιζκμλέα αοηά ηαθμφκηαζ μοζζχδδ. Σημκ πίκαηα 1 ηαηαηάζζμκηαζ ηαηά μιάδεξ, ακάθμβα ιε ηδκ πθεονζηή ημοξ αθοζίδα R, ηα 22 αιζκμλέα πμο πνμένπμκηαζ απυ οδνυθοζδ ηοπζηχκ θοζζηχκ πνςηεσκχκ. Όθα ηα ημζκά αιζκμλέα, εηηυξ απυ ηδ βθοηίκδ, ακήημοκ ζηδκ L ζηενεμπδιζηή μζημβέκεζα. Σημ ζφζηδια ahn-ingold-prelog παναηηδνίγμκηαζ ςξ S εηηυξ απυ ηδκ L-ηοζηεΐκδ ηαζ L-ηοζηίκδ, πμο παναηηδνίγμκηαζ ςξ R. Τα α-αιζκμλέα είκαζ πεζνυιμνθεξ εκχζεζξ. Σηνέθμοκ ημ επίπεδμ ημο πμθςιέκμο θςηυξ ηαζ έπμοκ ηαεμνζζιέκδ [α] ζε ηαεμνζζιέκεξ ζοκεήηεξ. Μίβια ηςκ μπηζηχκ ακηζπυδςκ ζοκζζηά ημ ναηειζηυ ιίβια ηαζ αθμφ ημ ιίβια είκαζ ζζυπμζμ παναηηδνίγεηαζ απυ [α] D =0. Ζ πεζνμιμνθία (chirality) είκαζ θαζκυιεκμ ζοκοθαζιέκμ ιε ηδ γςή, ακ υπζ πνμαπαζημφιεκμ. Δηδδθχκεηαζ ζε υθα ηα ιυνζα πμο ζοιιεηέπμοκ ζηδ πδιεία ηδξ γςήξ, αζμπμθοιενή, κμοηθεσκζηά μλέα, πνςηεΐκεξ. Τα εκακηζμιενή ηςκ πεζνυιμνθςκ εκχζεςκ ακηζδνμφκ ιε ηα αζμθμβζηά ζοζηήιαηα ιε ιεβάθδ ζηενεμεηθεηηζηυηδηα. Ζ δμιή, επμιέκςξ ηαζ δ αζμθμβζηή δνάζδ ηςκ πεπηζδζηχκ μνιμκχκ ηαζ ηςκ πνςηεσκζηχκ εκγφιςκ, είκαζ απμηέθεζια ηδξ ζηενεμπδιζηήξ δζάηαλδξ ηςκ αιζκμλέςκ πμο ηζξ ζοκζζημφκ. Με ηδκ αθθαβή εκυξ ηαζ ιυκμκ αιζκμλέμξ ιπμνεί κα αθθάλμοκ δ δμιή, δ ημπμθμβία ηαζ μζ θοζζημπδιζηέξ ζδζυηδηεξ εκυξ πεπηζδίμο ιε επαηυθμοεμ κα 18

8 19

9 20

10 επδνεαζεμφκ δ ιεηααμθζηή ζηαεενυηδηά ημο, δ αθθδθεπίδναζή ημο ιε άθθα αζμπμθοιενή ή ιε ιεηααμθίηεξ παιδθμφ Μ.Β., δ ακμζζμθμβζηή ημο ζηακυηδηα, μζ ημλζημθμβζηέξ ηαζ θανιαημθμβζηέξ ημο ζδζυηδηεξ, δδθαδή ιε δφμ θυβζα μζ αζμθμβζηέξ ημο ζδζυηδηεξ. Αηυια ηαζ αοηχκ ηςκ αιζκμλέςκ ηαζ ηςκ παναβχβςκ ημοξ ηα εκακηζμιενή εηδδθχκμοκ δζαθμνεηζηέξ αζμθμβζηέξ ζδζυηδηεξ. Τμ πζμ εκηοπςζζαηυ ίζςξ πανάδεζβια είκαζ ηδξ εαθζδμιίδδξ, πανάβςβμ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ πμο πνδζζιμπμζήεδηε ζηα ηέθδ ηδξ δεηαεηίαξ ημο 50 ςξ δνειζζηζηυ εβηφςκ. Ο ιεηααμθίηδξ Ν-θεαθυοθμ-L-βθμοηαιζκζηυ μλφ πνμηαθεί ηεναημβέκκδζδ, εκχ ημ D- εκακηζμιενέξ είκαζ ααθααέξ. Ζ φπανλδ D- αιζκμλέςκ ζηδ θφζδ είκαζ ζπάκζα. D- βθμοηαιζκζηυ μλφ ανίζηεηαζ ζηα ηοηηανζηά ημζπχιαηα πμθθχκ ααηηδνίςκ, δ D-ζενίκδ ανίζηεηαζ ζε βαζμζηχθδηεξ ηαζ δ D-αθακίκδ ζηζξ ηάιπζεξ ή ζηζξ πνοζαθθίδεξ εκηυιςκ. D-αιζκμλέα ζοκακηχκηαζ ηαζ ζε μνζζιέκα ακηζαζμηζηά π.π. δ D-θαζκοθαθακίκδ ζηζξ ηονμηζδίκεξ ηαζ ζηζξ βναιζηζδίκεξ, ζηδκ Α ιαγί ιε D-θεοηίκδ ηαζ D-ααθίκδ, δ μπμία ζοκακηάηαζ επίζδξ ζηδκ αηηζκμιοηίκδ, πεκζηζθθίκδ ηαζ ηεθαθμζπμνίκδ. Ζ βναιζηζδίκδ S είκαζ έκα ηοηθζηυ δεηαπεπηίδζμ πμο απμιμκχεδηε απυ Bacillius brevis ηαζ πενζέπεζ δφμ ιμκάδεξ D-θαζκοθαθακίκδξ ηαεχξ ηαζ ημ ιδ ημζκυ αιζκμλφ μνκζείκδ, πμο ανίζηεηαζ επίζδξ ηαζ ζηζξ ηονμηζδίκεξ. 21

11 Πάκς απυ 150 ιδ ημζκά αιζκμλέα έπμοκ ανεεεί ζηδ θφζδ εθεφεενα ή εκςιέκα, αθθά πμηέ ζηζξ πνςηεΐκεξ. Μενζηά απυ αοηά είκαζ ζδιακηζηέξ πνυδνμιεξ ή εκδζάιεζεξ εκχζεζξ ζημ ιεηααμθζζιυ, π.π. δ μνκζείκδ ηαζ δ ηζηνμοθθίκδ είκαζ εκδζάιεζα ηδξ ζφκεεζδξ ηδξ ανβζκίκδξ, δ μιμηοζηεΐκδ ηαζ δ μιμζενίκδ εκδζάιεζα ζημ ιεηααμθζζιυ άθθςκ αιζκμλέςκ. Δηηυξ απυ α-αιζκμλέα είκαζ βκςζηά επίζδξ α-, β- ηαζ δ-αιζκμλέα. Ζ α-αθακίκδ είκαζ δμιζηή ιμκάδα ηδξ αζηαιίκδξ πακημεεκζηυ μλφ, εκχ ημ β-αιζκμαμοηονζηυ μλφ (GABA) είκαζ βκςζηυξ κεονμιεηαθμνέαξ. Μενζηά απυ ηα αιζκμλέα πμο ανίζημκηαζ ζηδ θφζδ, αθθά υπζ ζηζξ πνςηεΐκεξ, δίκμκηαζ ζημκ πίκαηα 2. Πίκαηαξ 2. Φοζζηά ιδ ημζκά αιζκμλέα 22

12 Ιζοηλεκηπικό ζημείο αμινοξέων Ζ ζοκφπανλδ ηδξ NH 2 ηαζ ημο OOH ζηα αιζκμλέα έπεζ ςξ απμηέθεζια κα ζοιααίκεζ ιζα εκδμιμνζαηή ακηίδναζδ μλέμξ-αάζδξ ηαζ κα οθίζηακηαζ ηα αιζκμλέα ηονίςξ ςξ δζπμθζηά ζυκηα ή Zwitterions (απυ ηδ Γενιακζηή θέλδ zwitter, hybrid): H 2 N H OOH H 3 N _ H OO R R Τα αιζκμλέα zwitterions είκαζ έκα είδμξ εζςηενζημφ άθαημξ. Έπμοκ πμθθέξ ζδζυηδηεξ πμο ζπεηίγμκηαζ ιε ηα άθαηα, εκχ δζαθμνμπμζμφκηαζ ηάπςξ μζ θοζζηέξ ημοξ ζδζυηδηεξ απυ εηείκεξ ηςκ μνβακζηχκ εκχζεςκ. Δίκαζ ζζπονά πμθζηέξ εκχζεζξ ηαζ μζ ζζπονέξ εκδμιμνζαηέξ δθεηηνμζηαηζηέξ δοκάιεζξ πμο ακαπηφζζμκηαζ έπμοκ ςξ απμηέθεζια ημ ζπδιαηζζιυ ιάθθμκ ζζπονχκ ηνοζηαθθζηχκ πθεβιάηςκ. Σακ ζοκέπεζα δεκ είκαζ πηδηζηέξ ηαζ ηα πενζζζυηενα αιζκμλέα ηήημκηαζ ή ιάθθμκ απμζοκηίεεκηαζ ζε ορδθή εενιμηναζία. Γεκζηχξ, ηα ζδιεία απμζφκεεζδξ ελανηχκηαζ απυ ηδκ ηαπφηδηα εένιακζδξ ηδξ μοζίαξ ηαζ βζ αοηυ δεκ ιπμνεί κα ααζζζεεί ηακείξ ζ αοηή ηδ θοζζηή ζδζυηδηα. Γζαθφμκηαζ ζημ Ζ 2 Ο (ακ ηαζ δφζημθα) ηαζ υπζ ζε μνβακζημφξ δζαθφηεξ ηαζ ηα δζαθφιαηά ημοξ ειθακίγμοκ ιεβάθδ δζπμθζηή νμπή. Τμ υηζ είκαζ οπυ ηδ ιμνθή εζςηενζημφ άθαημξ απμδεζηκφεηαζ ηαζ απυ ημ οπένοενμ θάζια ημοξ, υπμο ζε ζηενεή ηαηάζηαζδ ή ζε μοδέηενμ δζάθοια δεκ απμννμθμφκ ζηδ ζοπκυηδηα 1720 cm -1 πμο απμννμθά ημ ιδ ζμκζζιέκμ OOH αθθά ζηδκ πενζμπή 1400 ηαζ 1600 cm -1, δδθ. ζε ζοπκυηδηεξ πμο απμννμθά ημ ακζυκ OO -. Ζ απμννυθδζδ 1720 ειθακίγεηαζ ζε πμθφ υλζκα δζαθφιαηα, υπμο δ παναηάης ζζμννμπία είκαζ ιεηαημπζζιέκδ πνμξ ηα ανζζηενά. R O R O _ H OH O v= 1720 cm -1 v= 1600, 1400 cm -1 Δάκ ιεηνήζμοιε ζηαεενέξ μλφηδηαξ ηαζ ααζζηυηδηαξ εκυξ αιζκμλέμξ, π.π. ηδξ βθοηίκδξ, δζαπζζηχκμοιε υηζ αοηέξ (Κ a = ηαζ Κ b = ) είκαζ ελαζνεηζηά 23

13 παιδθέξ βζα ηζξ μιάδεξ OOH ηαζ ΝΖ 2, αθμφ ηα πενζζζυηενα ηαναμλοθζηά μλέα έπμοκ ηζιέξ Κ a 10-5 ηαζ μζ αθεζθαηζηέξ αιίκεξ Κ b Σηδκ πναβιαηζηυηδηα αοηή δ Κ a ακαθένεηαζ ζηδκ μλφηδηα ημο αιιςκζαημφ ζυκημξ RNH 3 ηαζ αοηή δ K b ζηδ ααζζηυηδηα ημο ακζυκημξ ROO - δδθ.: H 3 N H _ OO _ H 2 O H 3 O H 2 N H OO (1) R R Ka = [H 3 O ][H 2 NHROO - ] [H 3 NHROO - ] ημ αιζκμλφ δνα ςξ μλφ H 3 N _ H OO H H 3 N H OOH OH - 2 O (2) R R Kb = [HO - ][H 3 NHROOH] [H 3 NHROO - ] ημ αιζκμλφ δνα ςξ αάζδ. Δπεζδή ζε οδαηζηά δζαθφιαηα δ μλφηδηα ηαζ δ ααζζηυηδηα εκυξ μλέμξ ηαζ ηδξ ζογοβμφξ αάζδξ ζοκδέμκηαζ ιε ημκ ηφπμ Κ a x K b = 10-14, ηυηε ακ δ ιέηνδζδ Κ a ηδξ ΝΖ 3 ηδξ βθοηίκδξ = 1, , δ Κ b ηδξ ζογοβμφξ αάζδξ ΝΖ 2 είκαζ 1, x K b = K b = ,6 Κ b = 6, ηζιή ζοιααηή βζα αιζκμιάδα ιμκμαιζκμιμκμηαναμλοθζημφ μλέμξ. Τμ μλφ -ΝΖ 3 εκυξ αιζκμλέμξ ιπμνεί κα ηζηθμδμηδεεί ιε άθηαθζ ηαζ δ ζογοβήξ αάζδ - OO - ιε μλφ. H 3 N H R OOH OH - H H 3 N H R _ OO OH - H H 2 N H R _ OO 24

14 Σε υλζκα δζαθφιαηα ημ αιζκμλφ πνςημκζχκεηαζ πθήνςξ ηαζ οπάνπεζ ςξ ζογοβέξ μλφ ηαζ εάκ βίκεηαζ ιζα ακηίδναζδ πμο κα δεζιεφεζ ημ OOH ημο αιζκμλέμξ, ηυηε πνμπςνάεζ πνμξ ηα δελζά δ ζζμννμπία. H 3 N _ H OO H H 3 N H OOH R R Αξ δμφιε ηζ ζοιααίκεζ ιε ηδκ ηζηθμδυηδζδ π.π. ημο οδνμπθςνζημφ άθαημξ μοδέηενμο αιζκμλέμξ. Τμ οδνμπθςνζηυ άθαξ ζοιπενζθένεηαζ ζακ έκα ηοπζηυ δζτδνζηυ μλφ (Σπήια 2). K 1 _ H 3 N H OOH H H OO H [H ][H 3 NHROO - ] 3 N K 1 = (3) [H 3 NHROOH] R R H 3 N _ H R K 2 _ OO H 2 N H OO H [H ][H 2 NHROO - ] K 2 = [H 3 NHROO - ] R (4) Ηζμδφκαια ΟΖ Σπήια 2. Καιπφθδ ηζηθμδυηδζδξ ημο οδνμπθςνζημφ άθαημξ ηδξ βθοηίκδξ Όηακ έπμοιε πνμζεέζεζ ιζζυ ζζμδφκαιμ αάζδξ, ημ ιζζυ ζζμδφκαιμ άθαξ εα έπεζ ελμοδεηενςεεί ηαζ ηυηε δ ζοβηέκηνςζδ ηςκ [H 3 N H 2 OOH] εα είκαζ ίζδ ιε αοηήκ ηςκ [H 3 N H 2 OO - ] ηαζ απυ ηδ ζηαεενά ζζμννμπίαξ (ελίζ. 3) έπμοιε Κ 1 =[Ζ ] ηαζ pk 1 = ph = 2,35, δδθαδή δ pk 1 ζζμφηαζ ιε ημ ph ημο δζαθφιαημξ ζ αοηυ ημ 25

15 ζδιείμ. Ζ πνχηδ ζηαεενά δζαζηάζεςξ ακαθένεηαζ ζημ OOH, ημ μπμίμ είκαζ πζμ υλζκδ μιάδα απυ ηδκ ΝΖ 3. Ακ εοιδεμφιε ηδκ ηζιή pk a (4,76) βζα ημ H 3 OOH, αθέπμοιε υηζ ημ ηαναμλφθζμ ηδξ βθοηίκδξ είκαζ πζμ ζζπονυ μλφ απυ ημ μλζηυ ηαζ αοηυ ελ αζηίαξ ηδξ βεζηκζάζεςξ ιε ηδκ ΝΖ 3 πμο θυβς -Η επαβςβζημφ θαζκμιέκμο δζεοημθφκεζ ηδκ απυζπαζδ ημο πνςημκίμο ζηαεενμπμζχκηαξ ημ ακζυκ. Όηακ έκα ζζμδφκαιμ αάζδξ έπεζ πνμζηεεεί, δ ζοβηέκηνςζδ πμο ηονζανπεί είκαζ εηείκδ ημο δζπμθζημφ ζυκημξ. Σ αοηυ ημ ph δ δζαθοηυηδηα ημο αιζκμλέμξ είκαζ εθαπίζηδ ηαζ ηαθείηαζ ζζμδθεηηνζηυ ζδιείμ pi, ή άθθςξ ημ pi μνίγεηαζ ςξ ημ ph εηείκμ ζημ μπμίμ δ ζοβηέκηνςζδ ημο ηαηζυκημξ είκαζ ίζδ ιε ηδ ζοβηέκηνςζδ ημο ακζυκημξ. Αθβεανζηά ανίζηεηαζ ακ πμθθαπθαζζάζμοιε ηζξ ελζζχζεζξ (3) ηαζ (4), ζεθ. 25. K 1 x K 2 = [H ] 2 [H 3 NHROO - ][H 2 NHROO - ] [H [H 3 NHROO - 3 NHROOH] ] pk 1 pk 2 = 2 ph ph = pk 1pK 2 2 Πνμζεήηδ αηυιδ ιζζμφ ζζμδφκαιμο αάζδξ εα ελμοδεηενχζεζ ημ ιζζυ απυ ημ ζογοβέξ ηδξ αιζκμιάδαξ μλφ Ζ 3 Ν H 2 OO - ηαζ εα έπμοιε [H 3 N H 2 OO - ] = [H 2 NH 2 OO - ] ζηδκ ελίζςζδ (4), άνα ημ ph ημο δζαθφιαημξ ζζμφηαζ ιε pk 2. To pk 2 ηδξ βθοηίκδξ είκαζ 9.78, δδθ. θίβμ παιδθυηενμ απυ εηείκμ ημο ζογοβμφξ μλέμξ ηδξ ιεεοθαιίκδξ, H 3 NH 3, πμο έπεζ pκ a = 10.4, δδθ., δ ΝΖ 3 ηδξ βθοηίκδξ είκαζ εθαθνχξ ζζπονυηενμ μλφ απυ ημ ιεεοθμαιιςκζαηυ ζυκ. Δπμιέκςξ, δ αιζκμιάδα ηδξ βθοηίκδξ είκαζ αζεεκέζηενδ αάζδ απυ ηδκ αιζκμιάδα ηδξ ιεεοθαιίκδξ, εκχ υπςξ ακαθένεδηε πζμ πάκς δ ηαναμλοθμιάδα ηδξ βθοηίκδξ είκαζ πζμ ζζπονυ μλφ απυ έκα αθεζθαηζηυ μλφ. Τμ ζζμδθεηηνζηυ ζδιείμ ηδξ βθοηίκδξ είκαζ pi = pk 1pK 2 2 = 2,35 9,78 2 =6,05. Απυ ημκ πίκαηα 1 (ζεθ. 19) αθέπμοιε υηζ ηα πενζζζυηενα μοδέηενα αιζκμλέα έπμοκ πανυιμζεξ ηζιέξ pk 1 ηαζ pk 2 ηαζ αοηέξ είκαζ ιζηνυηενεξ ημο 7. Αοηυ πνμηφπηεζ θυβς 26

16 ηδξ δζαθμνάξ ηςκ ηζιχκ Κ a =1, ηαζ K b = 2, To Asp ηαζ ημ Glu έπμοκ βζα ημ 2 μ ηαναμλφθζμ pk ηαζ 4.32 ακηίζημζπα. Δάκ ημ αιζκμλφ πνμζηεεεί ζημ Ζ 2 Ο, αθμφ K a >K b, δ ζοβηέκηνςζδ ηςκ ακζυκηςκ εα είκαζ ηαηά ηζ ιεβαθφηενδ ηςκ ηαηζυκηςκ, υπςξ πνμηφπηεζ ηαζ απυ ηζξ ελζζχζεζξ (1) ηαζ (2) (ζεθ. 24). Γζα κα βίκμοκ ίζεξ (δδθ. υπςξ μνίγεηαζ ημ ζζμδθεηηνζηυ ζδιείμ) εα πνέπεζ κα πνμζηεεεί ιζα ιζηνή πμζυηδηα μλέμξ, άνα ημ ph ημο δζαθφιαημξ εα είκαζ ιεηαημπζζιέκμ πνμξ ηδκ υλζκδ πενζμπή. Δάκ εθανιυζμοιε δθεηηνζηυ πεδίμ ζε ζζπονχξ υλζκμ δζάθοια εκυξ αιζκμλέμξ, αοηυ εα ανίζηεηαζ οπυ ηδ ιμνθή ηαηζυκηςκ ηαζ εα μδεφζεζ πνμξ ηδκ ηάεμδμ. Ακηίεεηα, ζε αθηαθζηυ δζάθοια εα ανίζηεηαζ οπυ ηδ ιμνθή ακζυκηςκ ηαζ εα μδεφζεζ πνμξ ηδκ άκμδμ. Σημ ζζμδθεηηνζηυ ζδιείμ δεκ εα έπμοιε ιεηαηίκδζδ ζυκηςκ πνμξ ιζα ιυκμ ηαηεφεοκζδ. Οπμζαδήπμηε ιζηνή ιεηαηίκδζδ πνμξ ιία ηαηεφεοκζδ ακαζνείηαζ ζηδ ζοκέπεζα απυ ιία ίζδ ιεηαηίκδζδ πνμξ ηδκ άθθδ, ιε απμηέθεζια ζοκμθζηά κα ιδκ ηζκείηαζ. Βθέπμοιε επίζδξ απυ ημκ Πίκαηα 1 υηζ ημ ζζμδθεηηνζηυ ζδιείμ ηςκ υλζκςκ αιζκμλέςκ είκαζ ιζηνυηενμ ημο 7, εκχ ηςκ ααζζηχκ ιεβαθφηενμ. Τα υλζκα αιζκμλέα ζε ph 7 εα ανίζημκηαζ οπυ ιμνθή ακζυκηςκ, εκχ ηα ααζζηά οπυ ιμνθή ηαηζυκηςκ. Γεκζηά υηακ μ ανζειυξ ηςκ μιάδςκ πμο ιπμνμφκ κα δεπεμφκ εεηζηυ θμνηίμ είκαζ κ, ημ ζζμδθεηηνζηυ ζδιείμ οπμθμβίγεηαζ απυ ηδ ζπέζδ pi = pk κpk κ1 2 Παναηάης δίκμκηαζ μζ ζζμννμπίεξ πμο θαιαάκμοκ πχνα ηαηά ηδκ ηζηθμδυηδζδ ιε οδαηζηυ αθηαθζηυ δζάθοια εκυξ υλζκμο αιζκμλέμξ, ημο βθμοηαιζκζημφ, ηαζ εκυξ ααζζημφ, ηδξ θοζίκδξ.. 27

17 Τζηθμδυηδζδ υλζκμο δζαθφιαημξ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ OOH _ OO _ OO _ OO HNH 3 H 2 H 2 OOH HNH 3 HNH 3 - H - H - H H H 2 H 2 H H H 2 H 2 K 1 OOH K 2 _ OO K 3 (I) (II) (III) (IV) HNH 2 H 2 H 2 _ OO OOH HNH 3 H 2 H 2 _ OO (V) Ζ ζζμδθεηηνζηή ιμνθή είκαζ έκα ιίβια ζζμννμπίαξ ηςκ δφμ δζπμθζηχκ ζυκηςκ ΗΗ ηαζ V, ζημ μπμίμ επζηναηεί δ ΗΗ βζαηί δ επίδναζδ ηδξ ΝΖ 3 είκαζ ιεβαθφηενδ ζημ πθδζζέζηενμ α-ooh. Τμ pi βζα ηα ιμκμαιζκμδζηαναμκζηά μλέα (θέβμκηαζ ηαζ υλζκα αιζκμλέα) οπμθμβίγεηαζ πμθθαπθαζζάγμκηαξ ηζξ ζηαεενέξ δζάζηαζδξ K a ηςκ ζυκηςκ πμο ζοκδέμκηαζ ιε ηδκ ζζμδθεηηνζηή ιμνθή. Έηζζ, βζα ημ βθμοηαιζκζηυ μλφ έπμοιε K 1 K 2 = [H ] 2 pk 1 pk 2 = 2 ph pi = pk 1pK 2 2 = 2,13 4,32 2 = 6,45 2 = 3,22 28

18 Τζηθμδυηδζδ υλζκμο δζαθφιαημξ θοζίκδξ OOH _ OO _ OO _ OO HNH 3 HNH 3 HNH 2 HNH 2 - H - H - H (H 2 ) 3 (H H 2 ) 3 (H H 2 ) 3 H (H 2 ) 3 H 2 NH 3 H 2 NH 3 H 2 NH 3 H 2 NH 2 K 1 K 2 K 3 (I) (II) (III) (IV) _ OO HNH 3 (H 2 ) 3 pi = pk 2pK 3 2 = 8,95 10,53 2 = 9,74 H 2 NH 2 Δπζηναηεί δ ιμνθή ΗΗΗ ζε ζοβηέκηνςζδ 38 θμνέξ πενζζζυηενμ απυ ηδ V, δζυηζ ημ ζογοβέξ μλφ ηδξ α-αιζκμιάδαξ είκαζ ζζπονυηενμ απυ ημ ζογοβέξ μλφ ηδξ ε-νζ 2 ή άθθςξ δ ε-αιζκμιάδα πμο ανίζηεηαζ ιαηνζά απυ ημ OOH είκαζ ζζπονυηενδ αάζδ. (V) Αμθολςηικόρ σαπακηήπαρ πεπηιδίων και ππωηεϊνών Όπςξ ηα αιζκμλέα έπμοκ αιθμθοηζηέξ ζδζυηδηεξ, έηζζ ηαζ μζ πνςηεΐκεξ ηαζ ηα πεπηίδζα εα ζοιπενζθένμκηαζ ζακ μλέα ή αάζεζξ ακάθμβα ιε ημ ηαεανυ θμνηίμ, δδθ. ημ αθβεανζηυ άενμζζια ηςκ ηαηζυκηςκ ηαζ ηςκ ακζυκηςκ, πμο ελανηάηαζ απυ ηζξ πθεονζηέξ αθοζίδεξ ηςκ αιζκμλέςκ Lys, Glu, Asp, η.θπ. Θα παναηηδνίγμκηαζ απυ ημ ζζμδθεηηνζηυ ημοξ ζδιείμ, υπμο ημ αθβεανζηυ άενμζζια ηςκ εεηζηχκ ή ανκδηζηχκ θμνηίςκ εα είκαζ 0. Σε έκα δζάθοια πμο ημ ph εα είκαζ ίζμ ιε ημ ζζμδθεηηνζηυ ζδιείμ ηδξ, δ πνςηεΐκδ δεκ εα ιεηαηζκδεεί πνμξ ηδκ άκμδμ ή ηδκ ηάεμδμ. Όηακ ημ ph > pi, δδθ. ζε δζαθφιαηα πζμ ααζζηά ή θζβυηενμ υλζκα απυ ημ pi, ημ πεπηίδζμ ή δ πνςηεΐκδ εα είκαζ θμνηζζιέκδ ανκδηζηά, δδθ. εα έπεζ ανκδηζηυ θμνηίμ ζοκμθζηά ηαζ εα ηζκείηαζ πνμξ ηδκ άκμδμ (), εκχ ζε ph < pi δδθ. ζε δζαθφιαηα πζμ υλζκα ή 29

19 θζβυηενμ ααζζηά απυ ημ pi εα είκαζ θμνηζζιέκδ εεηζηά ηαζ εα ηζκείηαζ πνμξ ηδκ ηάεμδμ (-). Οζ μιάδεξ πμο ζμκίγμκηαζ είκαζ μζ ίδζεξ μιάδεξ πμο ζμκίγμκηαζ ζηα αιζκμλέα εηηυξ απυ εηείκεξ ημο πεπηζδζημφ δεζιμφ, δδθ. μζ μιάδεξ ηςκ πθεονζηχκ αθοζίδςκ ηςκ υλζκςκ ηαζ ααζζηχκ αιζκμλέςκ ηαζ δ Ν-ηεθζηή αιζκμιάδα ή/ηαζ δ -ηεθζηή ηαναμλοθμιάδα. H 2 NHO------NHHO------NHHO------NHHOOH H 3 H 2 H 2 H 2 Ala H 2 H 2 H 2 OOH H 2 Glu Phe NH 2 Lys Ο βαθμόρ ιονιζμού ιζαξ πνςηεΐκδξ ηαζ επμιέκςξ ηαζ δ ζοιπενζθμνά ηδξ ζημ δθεηηνζηυ πεδίμ ελανηάηαζ ηονίςξ απυ ημ ph ημο δζαθφιαημξ, αθθά επδνεάγμκηαζ ηαζ απυ ημ ιέβεεμξ ηαζ ημ ζπήια ημο ιμνίμο, ζε ιζηνυηενμ υιςξ ααειυ. Απυ ηδ ζοιπενζθμνά ιζαξ πνςηεΐκδξ ζηδκ δθεηηνμθυνδζδ ζε μνζζιέκμ ph ιπμνμφιε κα ζοιπενάκμοιε ακ οπενηενμφκ ηα εεηζηά ή ανκδηζηά θμνηία, δδθ. μζ ααζζηέξ ή ανκδηζηέξ μιάδεξ ηαζ ζε ζοκδοαζιυ ιε ηδκ ηαιπφθδ ηδξ ηζηθμδυηδζδξ κα επζαεααζχκεηαζ δ πνςημηαβήξ ζφκηαλδ ή κα επζζδιαίκμκηαζ ηα θάεδ. Δπεζδή μζ δζάθμνεξ πνςηεΐκεξ δζαθένμοκ ζημ ζζμδθεηηνζηυ ζδιείμ ηαηά πμθφ, ιπμνμφκ κα δζαπςνζζεμφκ ιε δθεηηνμθυνδζδ. 30

20 ΤΝΣΑΞΗ ΠΡΩΣΔΪΝΩΝ Γεωμεηπία ηος Πεπηιδικού Γεζμού Ζ ένεοκα βφνς απυ ηδ δζαιυνθςζδ ηςκ πεπηζδζηχκ αθοζίδςκ, άνπζζε απυ ημοξ Pauling ηαζ orey πμο πνδζζιμπμίδζακ ηδ ιέεμδμ πενζεθάζεςξ αηηίκςκ Φ ζε ηνοζηαθθμβναθζηέξ ιεθέηεξ αιζκμλέςκ ηαζ πεπηζδίςκ. Έηζζ απμδείπεδηε υηζ δ πνμηζιχιεκδ ημπμεέηδζδ ηςκ αηυιςκ ημο πεπηζδζημφ δεζιμφ είκαζ ζε πενίπμο επίπεδδ δζάηαλδ ηαζ ημ Ο ημο ηαναμκοθίμο ηαζ ημ Ζ ημο Ν είκαζ ζε εέζδ trans. O a O H N N a H a a trans cis H δζεοεέηδζδ trans εοκμείηαζ δζυηζ ζηδ cis ακαπηφζζμκηαζ απςζηζηέξ δοκάιεζξ. Ζ δζαθμνά ζηδκ εκένβεζα είκαζ 2 Kcal/mol. To υηζ ανίζημκηαζ ηα άημια ημο πεπηζδζημφ δεζιμφ ζε έκα επίπεδμ είκαζ απμηέθεζια ημο ζοκημκζζιμφ πμο απαζηεί επζηάθορδ ηςκ p ηνμπζαηχκ ηαζ ηςκ sp 2 ηνμπζαηχκ ημο Ν ηαζ ημο ημο ηαναμκοθίμο. H εκένβεζα ζηαεενμπμζήζεςξ είκαζ 10 Kcal/mol. O.. N O - N Τα παναπάκς απμδεζηκφμκηαζ απυ ημ βεβμκυξ υηζ δ απυζηαζδ -N είκαζ 1.32Å, ιζηνυηενδ απυ ηδκ απυζηαζδ 1.47Å ημο απθμφ δεζιμφ. Αοηά ηα ιήηδ δεζιχκ ακηζζημζπμφκ ζε 30% δζπθυ δεζιυ βζα ημ δεζιυ -N ηαζ 70% βζα ημκ -O. Ακ οπήνπε ιυκμ δζπθυξ δεζιυξ ημο =O ηυηε ηα ηνμπζαηά εα είπακ ηδ ιμνθή Η ηαζ δ πενζζηνμθή βφνς απυ ημ δεζιυ -N εα ήηακ εθεφεενδ,

21 Η εκχ ακ μ δεζιυξ ιεηαλφ ηαζ Ν ήηακ δζπθυξ ηα ηνμπζαηά εα είπακ ηδ ιμνθή ΗΗ. ΗΗ Σηδκ πναβιαηζηυηδηα δ πναβιαηζηή δθεηηνμκζηή ποηκυηδηα ηαηακέιεηαζ ζε οανζδζζιέκα ηνμπζαηά πμο έπμοκ ηδ ιμνθή ΗΗΗ. ΗΗΗ Τμ εκενβεζαηυ θνάβια πενζζηνμθήξ βφνς απυ ημ δεζιυ -N είκαζ 21 Kcal/mol ηαζ είκαζ ανηεηυ βζα κα ηναηήζεζ ηδκ αιζδζηή μιάδα επίπεδδ. Δθυζμκ θμζπυκ δεκ οπάνπεζ εθεφεενδ πενζζηνμθή βφνς απυ ημ δεζιυ -N, δ δοκαηυηδηα πενζζηνμθήξ ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ ελανηάηαζ απυ ηδκ εθεφεενδ πενζζηνμθή βφνς απυ ημοξ δεζιμφξ N- a βςκία θ, a - βςκία ρ. Θεςνδηζηά, επμιέκςξ, δ πεπηζδζηή αθοζίδα εα πνέπεζ κα παίνκεζ άπεζνμ ανζειυ δζαιμνθχζεςκ πμο εα ηαεμνίγεηαζ απυ ηζξ ηζιέξ θ ηαζ ρ. Όπςξ, υιςξ, ζοιααίκεζ ηαζ ζηα πζμ απθά ιυνζα π.π. αζεάκζμ, ιενζηέξ δζαιμνθχζεζξ εοκμμφκηαζ εκενβεζαηά ηαζ αοηέξ οπενηενμφκ. Κάης απυ αζμθμβζηέξ ζοκεήηεξ ηάεε πεπηζδζηυ ιυνζμ παίνκεζ ιία ηαεμνζζιέκδ δμιή. 32

22 Σπιζδιάζηαηη ζύνηαξη πεπηιδίων και ππωηεϊνών Ζ πνςημηαβήξ ζφκηαλδ ηςκ πνςηεσκχκ εηθνάγεζ ηδ δζαδμπζηή ζεζνά ηςκ αιζκμλέςκ ιέζα ζηδκ αθοζίδα, ηδκ αθθδθμοπία ηςκ αιζκμλέςκ, υπςξ θέιε. Ο ζηεθεηυξ ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ απμηεθείηαζ απυ εκαθθαζζυιεκμοξ δεζιμφξ N-, -, -N. Ζ πεπηζδζηή αθοζίδα ιπμνεί κα ακαδζπθςεεί, κα ζηνίρεζ ή κα ηοθζπηεί. Θεςνδηζηά ημ πνςηεσκζηυ ιυνζμ εα ιπμνμφζε κα πάνεζ ηενάζηζμ ανζειυ δζαθμνεηζηχκ ζπδιάηςκ, δδθ. δζαιμνθχζεςκ. Σηδκ πναβιαηζηυηδηα ηάης απυ αζμθμβζηέξ ζοκεήηεξ ηάεε πεπηζδζηυ ιυνζμ παίνκεζ ιυκμ ιία ηαεμνζζιέκδ δζαιυνθςζδ, ζηδκ μπμία ηα άημια πμο ηδκ απμηεθμφκ έπμοκ ηαεμνζζιέκδ δζάηαλδ ζημ πχνμ. Ζ δζαιυνθςζδ πενζθαιαάκεζ ηδ δεοηενμηαβή ηαζ ηδκ ηνζημηαβή ζφκηαλδ ηςκ πεπηζδζηχκ αθοζίδςκ. Ζ δεοηενμηαβήξ ζφκηαλδ δείπκεζ ημκ ηνυπμ πμο δ πεπηζδζηή αθοζίδα εηηοθίζζεηαζ, πενζζηνέθεηαζ ή ακαδζπθχκεηαζ ηαζ ημκ ηνυπμ πμο ηα άημια ηαζ μζ μιάδεξ δζαηάζζμκηαζ ζημ πχνμ ηαηά ιήημξ ημο ζηεθεημφ ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ. Ζ ηνζημηαβήξ ζφκηαλδ δείπκεζ ημκ ηνυπμ πμο μζ πεπηζδζηέξ αθοζίδεξ δζπθχκμοκ, έηζζ, χζηε μιάδεξ πμο ανίζημκηαζ ζε απυζηαζδ πάκς ζημ ζηεθεηυ ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ κα πθδζζάγμοκ ηαζ κα αθθδθεπζδνμφκ ιε δζάθμνμοξ ηνυπμοξ. 33

23 Γςνάμειρ και δεζμοί πος είναι ςπεύθςνοι για ηη δημιοςπγία ηηρ δομήρ H πνςημηαβήξ ζφκηαλδ δζαηδνείηαζ απυ ηζξ δοκάιεζξ ηςκ μιμζμπμθζηχκ δεζιχκ ιεηαλφ ηςκ αηυιςκ. Αθθά ζηδ δεοηενμηαβή ηαζ ηνζημηαβή ζφκηαλδ ακαπηφζζμκηαζ άθθεξ δοκάιεζξ ηαζ δζαηδνμφκηαζ ιε δ.ζ, βέθονεξ -S-S- η.θπ. Υπεφεοκεξ βζα ηδκ ακάπηολδ αοηχκ ηςκ δοκάιεςκ είκαζ μζ πθεονζηέξ αθοζίδεξ ηςκ αιζκμλέςκ, μζ μπμίεξ πενζέπμοκ ιζα πμζηζθία απυ δζαθμνεηζηέξ δναζηζηέξ μιάδεξ πμο ιπμνμφκ κα αθθδθεπζδνμφκ ιεηαλφ ημοξ. Οζ αθθδθεπζδνάζεζξ αοηέξ ιπμνμφκ κα ζηαεενμπμζμφκ ή κα απμζηαεενμπμζμφκ ιζα ηαεμνζζιέκδ δζαιυνθςζδ. Αοηέξ μζ αθθδθεπζδνάζεζξ είκαζ: Αζθενείρ, υπςξ μζ δοκάιεζξ van der Waals, μζ δ. οδνμβυκμο, ηαζ ιζσςπέρ, υπςξ μζ δεζιμί S-S ιεηαλφ ηοζηεσκχκ δζαθμνεηζηχκ ηιδιάηςκ ημο ιμνίμο. Υδπόθοβοι δεζμοί. Τμ κενυ, πμο είκαζ μ δζαθφηδξ ζηα αζμθμβζηά ζοζηήιαηα, παίγεζ νυθμ ή ιε ζμθαυθοζδ ηςκ οδνυθζθςκ μιάδςκ, ή ακηίεεηα, ιε ηδ δοζημθία πνμξ ζμθαυθοζδ ηςκ οδνυθμαςκ μιάδςκ, μζ μπμίεξ ζοκαενμίγμκηαζ ζπδιαηίγμκηαξ ζπδθζέξ ιέζα ζημ δζαθφηδ. Ιονικέρ αλληλεπιδπάζειρ. Σηδκ ηνζημηαβή ζφκηαλδ παίγεζ επίζδξ νυθμ ημ βεβμκυξ υηζ μνζζιέκεξ δζαιμνθχζεζξ ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ είκαζ απαβμνεοιέκεξ απυ ζηενεμπδιζηέξ απχζεζξ ιεηαλφ μβηςδχκ μιάδςκ ηαζ δ βεςιεηνία ημο πεπηζδζημφ δεζιμφ πμο είκαζ ζπεδυκ επίπεδδ trans. Γεζμοί ςδπογόνος Άημιμ Ζ πμο εκχκεηαζ μιμζμπμθζηά ιε δθεηηνανκδηζηυ άημιμ ιπμνεί κα ζπδιαηίγεζ δ.ζ ιε άθθμ δθεηηνανκδηζηυ άημιμ απυ ημ μπμίμ έθηεηαζ. δ - δ δ - A H B Σημ δεζιυ οδνμβυκμο δ απυζηαζδ Α-Β ηςκ αηυιςκ είκαζ ιζηνυηενδ απυ ημ άενμζζια ηςκ αηηίκςκ van der Waals. Δπεζδή ζηζξ πνςηεΐκεξ οπάνπμοκ πμθθέξ μιάδεξ πμο ιπμνμφκ κα δδιζμονβήζμοκ δ.ζ., αοημί παίγμοκ ζπμοδαίμ νυθμ ζηδ δζαιυνθςζδ ημο ιμνίμο, πανυθμ πμο δ εκένβεζα ημο δ.ζ είκαζ ιυκμ 5 Kcal/mol. Τέημζμξ δεζιυξ ιπμνεί κα βίκεζ απυ ημ =O ημο 34

24 πεπηζδζημφ δεζιμφ ιε ηδκ ζιζκμιάδα εκυξ άθθμο ή ηαζ ιε δναζηζηέξ μιάδεξ ηςκ πθεονζηχκ αθοζίδςκ. O O N N H H O O H N H 2 H N N H O H (Ser) (Ser) (1) (2) O (Glu) (Glu) H O (Asp) H O N N H H 2 H H 2 N O H 2 H H 2 O O - O O - N NH 3 (H 2 ) 4 H O H O (Ser) (Ser) (Lys) (3) Ημκζηή αθθδθεπίδναζδ Ιονικέρ αλληλεπιδπάζειρ Μεηαλφ μιάδςκ ιε ακηίεεημ θμνηίμ υπςξ είκαζ ημ β-ηαναμλφθζμ ημο βθμοηαιζκζημφ (Glu) ή ημ α ημο αζπανηζημφ (Asp) ηαζ ηδκ ε-αιζκμιάδα ηδξ θοζίκδξ (Lys). Οζ αθθδθεπζδνάζεζξ αοηέξ έπμοκ ςξ απμηέθεζια εθάηηςζδ ηδξ εθεφεενδξ εκένβεζαξ ηαηά 10 Κcal/mol ηαζ δεκ παίγμοκ ζδιακηζηυ νυθμ ζηδ δζαιυνθςζδ ημο ιμνίμο. Ζθεηηνμζηαηζηέξ αθθδθεπζδνάζεζξ ιπμνεί κα οπάνπμοκ ηαζ ιεηαλφ δζπυθςκ. 35

25 Γεςηεποηαγήρ ζύνηαξη ππωηεϊνών Σηζξ πνςηεΐκεξ ζοκακηάιε δφμ ζοκηάλεζξ ιε ηακμκζηυηδηα. Ζ δεοηενμηαβήξ ζφκηαλδ πενζθαιαάκεζ ηδ ζφκηαλδ α-έθζηαξ ηαζ α-θφθθμο, πμο δζαπζζηχεδηακ απυ ηνοζηαθθμβναθζηέξ ιεθέηεξ, δδθ. ιε ακάθοζδ πενίεθαζδξ ιε αηηίκεξ Φ. Ζ ζφκηαλδ ηδξ α-έθζηαξ πνμηάεδηε απυ ημοξ Pauling ηαζ orey ημ 1951 (μιάδα altec), ηαζ ιέζα ζε θίβεξ χνεξ μ Perutz (ambridge) απέδεζλε ηδκ πανμοζία ηδξ α-έθζηαξ ζηδκ ηεναηίκδ ηςκ ηνζπχκ ηαζ ζε άθθεξ πνςηεΐκεξ πμο είπακ ιεθεηδεεί ιε αηηίκεξ Φ, ηονίςξ δμιζηέξ (ίκεξ ηδξ α-ηεναηίκδξ ημο δένιαημξ, ημο ιεηαλζμφ, η.θπ.). α-έθζηεξ υιςξ ανίζημκηαζ ηαζ ζε πενζμπέξ ζθαζνζηχκ (δζαθοηχκ) πνςηεσκχκ. Μεβαθφηενμ πμζμζηυ α-έθζηαξ παναηδνείηαζ ζηδ ιομζθαζνίκδ ηαζ αζιμζθαζνίκδ. Σηδκ α-έθζηα δ πεπηζδζηή αθοζίδα ζηνέθεηαζ ηακμκζηά βφνς απυ έκακ άλμκα, θηζάπκμκηαξ έκακ ηφθζκδνμ, ζημκ μπμίμ ηάεε πεπηζδζηυξ δεζιυξ εκχκεηαζ ιε δ.ζ ιε έκακ άθθμ. Γεζιμί οδνμβυκμο ακαπηφζζμκηαζ ιεηαλφ ημο =O ημο 1 μο αιζκμλέμξ ηαζ ΝΖ ημο 5 μο ηαζ μφης ηαεελήξ. Τμ αήια ηδξ έθζηαξ είκαζ 5.4Å. Κάεε ζηνμθή πενζέπεζ 3.6 ιμκάδεξ αιζκμλέμξ, δδθ. 18 αιζκμλέα ηάεε 5 ζηνμθέξ. Κάεε ιμκάδα αιζκμλέμξ απθχκεηαζ 1.5Å ηαηά ιήημξ ημο άλμκα ηδξ έθζηαξ. Οζ πθεονζηέξ μιάδεξ R ελέπμοκ απυ ηδκ έθζηα. Όηακ δ έθζηα ζπδιαηίγεηαζ απυ L-αιζκμλέα, εοκμείηαζ εκενβεζαηά δ δελζυζηνμθδ ιμνθή ζηδκ μπμία μζ πθεονζηέξ αθοζίδεξ απέπμοκ πενζζζυηενμ απυ ημ μλοβυκμ ημο ηαναμκοθίμο. Πθεονζηέξ αθοζίδεξ ηςκ αιζκμλέςκ Leu, Ala, Glu, Met ηαηημπμζμφκηαζ πςνίξ πνυαθδια βφνς απυ ηδκ α-έθζηα ηαζ ηδ ζηαεενμπμζμφκ. 36

26 Με ηδ δμιή ηδξ α-έθζηαξ ελδβείηαζ βζαηί πμθθέξ πνςηεΐκεξ έπμοκ εθαζηζηυηδηα, ιπμνμφκ κα ηεκηςεμφκ, κα ηνααδπημφκ ηαζ κα λακαπάνμοκ ημ ζπήια ημοξ. Ακ ηνααδπημφκ πάνα πμθφ, ζπάγμοκ μζ δ.ζ ηαζ ημ ιυνζμ απμηηά δζαθμνεηζηή δζαιυνθςζδ, πενζζζυηενμ απμδζπθςιέκμ. ύνηαξη β-θύλλος Έπμοιε ήδδ ακαθένεζ υηζ δ πνςημηαβήξ ζφκηαλδ ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ είκαζ οπεφεοκδ βζα ηδ δεοηενμηαβή ηαζ ηνζημηαβή. Τζ εκκμμφιε ι αοηυ; Ο ζπδιαηζζιυξ ηδξ α-έθζηαξ δεκ εοκμείηαζ υηακ δ πνςημηαβήξ ζφκηαλδ ζοκίζηαηαζ απυ ιμκάδεξ αιζκμλέςκ πμο πενζέπμοκ Val ή Ile βζαηί μζ μβηχδεζξ πθεονζηέξ αθοζίδεξ ημοξ δεκ ηαηημπμζμφκηαζ άκεηα πάκς ζηδκ έθζηα. Δπίζδξ, αιζκμλέα υπςξ δ Ser ηαζ δ Asn, επεζδή ιπμνμφκ κα ζπδιαηίζμοκ δ.ζ απυ ημ ΟΖ ηαζ OΝH 2 ημοξ ακηίζημζπα, ιε ημ =O ηαζ ΝΖ ημο πεπηζδζημφ δεζιμφ, πανειααίκμοκ ζημ ζπδιαηζζιυ ηςκ δεζιχκ οδνμβυκμο ιεηαλφ O ηαζ ΝΖ ηαζ δζαηανάζζμοκ ηδκ ηακμκζηυηδηα ηςκ δ. Ζ πμο ακαπηφζζμκηαζ ζηδκ α-έθζηα. Δπίζδξ, δ πνμθίκδ δεκ δζαεέηεζ Ζ βζα κα ζπδιαηίζεζ δεζιμφξ οδνμβυκμο. Σ αοηέξ ηζξ πενζπηχζεζξ εοκμείηαζ μ ζπδιαηζζιυξ εκδμιμνζαημφ δ.ζ, δδθ. ιεηαλφ =O ηαζ ΝΖ εκυξ ηιήιαημξ ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ ηαζ ΝΖ ηαζ =O εκυξ άθθμο ηιήιαημξ, πανάθθδθμο ή ακηζπανάθθδθμο πνμξ ημ πνχημ. Σηδκ πζμ ζοκδεζζιέκδ δζάηαλδ, δ εηηεζκυιεκδ πεπηζδζηή αθοζίδα δζπθχκεηαζ ιπνμξ ηαζ πίζς εκαθθάλ, δδθ. ηάεε ηιήια ηδξ αθοζίδαξ έπεζ ηαηεφεοκζδ ακηίεεηδ ιε ημ βεζημκζηυ ημο. Αοηυ έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα ζηαεενή δμιή πμο ζοβηναηείηαζ ιε δεζιμφξ οδνμβυκμο ιεηαλφ ηςκ βεζημκζηχκ αθοζίδςκ. 37

27 Σοπκά, ηα πανάθθδθα θφθθα ηαθφπημκηαζ ηαζ απυ ηζξ δφμ ιενζέξ απυ α-έθζηα ζπδιαηίγμκηαξ έκα είδμξ ζηζαάδςκ ηαζ αοηή δ δμιή ειθακίγεηαζ ζε πμθθέξ ζθαζνζηέξ πνςηεΐκεξ. Οζ δεζιμί οδνμβυκμο είκαζ εηείκμζ πμο ζοβηναημφκ ηδκ πεπηζδζηή αθοζίδα απυ ημ κα εηηαεεί ηαζ δίκμοκ αοηή ηδ δζάηαλδ, υπςξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια ηδξ ζεθίδαξ 37, υπμο μζ εκαθθάλ πεπηζδζηέξ αθοζίδεξ εηηείκμκηαζ πνμξ ηα έλς ζε ηάεε πθεονά. Μεβάθα ζε ανζειυ ηιήιαηα ηςκ πενζζζμηένςκ (υπζ υθςκ) ζθαζνζηχκ πνςηεσκχκ έπμοκ ηδ δμιή α-θφθθμο π.π. ζηδ θοζμγφιδ ημο αοβμφ. Σηδκ πνςηεΐκδ αοηή αθέπμοιε ηζξ δζάθμνεξ δμιέξ δδθ. ηιήιαηα ιε δμιή α-έθζηαξ ηαζ ηιήιαηα ιε δμιή α-πηοπςημφ θφθθμο. Ζ εκηφπςζδ πμο δίκμοκ ηα δζάθμνα ζπήιαηα πμο πανζζηάκμοκ ιυκμ ημ ζηεθεηυ δεκ είκαζ δ πναβιαηζηή. Γεκ οπάνπμοκ ηέημζα ηεκά ζηα ιυνζα ηςκ πνςηεσκχκ. Αοηυ θαίκεηαζ απυ ηδκ εζηυκα ιε ηα πςνμπθδνςηζηά ιμκηέθα (space filling). Ινώδειρ ππωηεΐνερ Κολλαγόνο Σημ ημθθαβυκμ, ηνεζξ λεπςνζζηέξ πεπηζδζηέξ αθοζίδεξ, πμο ηάεε ιζα είκαζ πθμφζζα ζημ αιζκμλφ πνμθίκδ ηαζ πενζέπεζ βθοηίκδ ζε ηάεε 3 μ αιζκμλφ, ζηνέθμκηαζ ιεηαλφ ημοξ θηζάπκμκηαξ έηζζ ιία ηακμκζηή ηνζπθή έθζηα. Τέημζεξ ηνζπθέξ έθζηεξ ιαγειέκεξ ζπδιαηίγμοκ ημοξ ζοκδεηζημφξ ζζημφξ, υπςξ είκαζ μζ ηέκμκηεξ ζημοξ μπμίμοξ βεζημκζηά ιυνζα ημθθαβυκμο ζοκδέμκηαζ ιεηαλφ ημοξ ιε μιμζμπμθζημφξ δεζιμφξ ιεηαλφ ιμνίςκ θοζίκδξ (δζαζηαονμφιεκμζ δεζιμί). Έηζζ ζπδιαηίγμκηαζ μζ ίκεξ ιε ιεβάθδ δφκαιδ εκηάζεςξ. 38

28 Δλαζηίνη (εξωκςηηαπική ππωηεΐνη) Πμθοπεπηζδζηέξ αθοζίδεξ εκχκμκηαζ ιεηαλφ ημοξ ιε δζαζηαονμφιεκμοξ δεζιμφξ μιμζμπμθζημφξ, θηζάπκμκηαξ έηζζ έκα οθζηυ ζακ θάζηζπμ. Όπςξ θαίκεηαζ ηαζ απυ ημ ζπήια, αοηυ μθείθεηαζ ζηδ δοκαηυηδηα ηάεε πνςηεσκζημφ ιμνίμο ηδξ εθαζηίκδξ κα λεδζπθχκεηαζ ακηζζηνεπηά πνμξ δζάθμνεξ ηαηεοεφκζεζξ, υηακ αζηείηαζ ηάπμζα δφκαιδ, ηαζ αοηυ ζοιααίκεζ βζαηί μζ πεπηζδζηέξ αθοζίδεξ δεκ είκαζ oνζζιέκδξ δμιήξ. α- και β-κεπαηίνη Ζ ααζζηή ιμκάδα ηδξ ηεναηίκδξ ηδξ ηνίπαξ είκαζ ιζα α-έθζηα. Τνεζξ α-έθζηεξ πενζζηνέθμκηαζ ιεηαλφ ημοξ ζπδιαηίγμκηαξ έηζζ έκα ζφιπθεβια πμο ιαγί ιε άθθα ηέημζα ζοιπθέβιαηα ζπδιαηίγμοκ δέζιεξ ζακ έκα ζημζκί. Οζ ίκεξ ημο ιαθθζμφ είκαζ εθαζηζηέξ. Μζα ίκα ιπμνεί κα ηεκηςεεί 2 θμνέξ ημ ανπζηυ ηδξ ιήημξ. Όηακ ζοιααίκεζ αοηυ μζ δεζιμί οδνμβυκμο ζπάκε ηαζ δ αθοζίδα εηηείκεηαζ. Όηακ δ δφκαιδ πμο ηεκηχκεζ ιζα ίκα απμιαηνοκεεί, μζ δ.ζ δεκ είκαζ ανηεημί χζηε ημ ιυνζμ κα λακαπάνεζ ηδκ ανπζηή ημο ζφκηαλδ. Αθθά μζ έθζηεξ ζοκδέμκηαζ ιεηαλφ ημοξ ιε βέθονεξ -S-Sιεηαλφ ηοζηεσκχκ ηαζ αοηέξ μζ βέθονεξ είκαζ πμο ακηζζηέημκηαζ ζημ ηέκηςια ηαζ πμο δζαεέημοκ ηδ δφκαιδ κα λακαθένμοκ ημ ιυνζμ ζηδκ εθζημεζδή ημο ζφκηαλδ υηακ δ δφκαιδ πμο αζηήεδηε απμιαηνοκεεί. Έηζζ, μζ α-ηεναηίκεξ παναηηδνίγμκηαζ ςξ ιαθαηέξ ή ζηθδνέξ ακάθμβα ιε ηδκ πενζεηηζηυηδηά ημοξ ζε S. Φαιδθήξ πενζεηηζηυηδηαξ ζε S είκαζ δ ηεναηίκδ ημο δένιαημξ ηαζ ηςκ ηάθςκ ηαζ βζ αοηυ είκαζ εθαζηζηή (flexible), εκχ ορδθήξ πενζεηηζηυηδηαξ είκαζ δ ηεναηίκδ ηςκ ηενάηςκ ηαζ ηςκ κοπζχκ, η.α. 39

29 Ο ηοιαηζζιυξ ηςκ ιαθθζχκ ελανηάηαζ απυ ιεηααμθέξ ζε δζζμοθθζδζημφξ δεζιμφξ S-S δζαζηαονμφιεκμοξ. Ζ δζαθμνά ζημ ιεηάλζ ή ζημ ιαθθί ζπεηίγεηαζ ιε ηζξ ιζηνέξ πανάπθεονεξ αθοζίδεξ Ζ ηαζ H 3 πμο οπενζζπφμοκ ζηδ θζανμΐκδ ημο ιεηαλζμφ. Ζ ακεεηηζηυηδηα ηςκ ηεκυκηςκ μθείθεηαζ ζηδκ επζπεδυηδηα ημο ποννμθζδζκζημφ δαηηοθίμο ηαζ ζηδκ ζηακυηδηα ηδξ μιάδαξ ΖΟ ηδξ οδνμλοπνμθίκδξ κα ζπδιαηίγεζ δεζιμφξ οδνμβυκμο. Οζ ζκχδεζξ πνςηεΐκεξ έπμοκ ιζα ηακμκζηυηδηα ζηδ δμιή ημοξ υπςξ θαίκεηαζ απυ εζηυκεξ αηηζκχκ Φ ηαζ δθεηηνμκζημφ ιζηνμζημπίμο. Σπιηοηαγήρ δομή - θαιπικέρ ππωηεΐνερ Άθθεξ πνςηεΐκεξ ηείκμοκ κα έπμοκ ζθαζνζηυ ζπήια βζ αοηυ ηαζ θέβμκηαζ ζθαζνίκεξ. Γεκ πανμοζζάγμοκ ηδκ ηακμκζηυηδηα πμο πανμοζζάγμοκ μζ ζκχδεζξ πνςηεΐκεξ βζ αοηυ ηαζ δεκ ιπμνεί δ δμιή ημοξ κα ιεθεηδεεί ιε αηηίκεξ Φ εηηυξ ηαζ ακ ηνοζηαθθςεμφκ ηαζ ιάθζζηα ιε ηέθεζα ακάπηολδ ηνοζηάθθςκ. Σοκήεςξ ηα ιυνζα αοηά πενζέπμοκ ηαζ ηιήιαηα α-έθζηαξ ηαζ α-θφθθμο, π.π. δ ιομζθαζνίκδ (ιομβθμαίκδ). Έκαξ άθθμξ θυβμξ πμο ακαβηάγεζ ημ ιυνζμ κα πάνεζ ημ ζπήια ημο ζημ πχνμ είκαζ μζ δεζιμί S-S ιεηαλφ ηοζηεσκχκ ζπδιαηίγμκηαξ έηζζ ηοζηίκδ. S S H 2 H NHHO------NHHO

30 Έκαξ απυ ημοξ ζπμοδαζυηενμοξ πανάβμκηεξ ζημ δίπθςια ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ, δδθ. ζηδ δζαιυνθςζδ, είκαζ δ ηαηακμιή ηςκ πμθζηχκ ηαζ ιδ πμθζηχκ μιάδςκ. Όπςξ ζοκηίεεηαζ δ πνςηεΐκδ, μζ πμθθέξ οδνυθμαεξ πθεονζηέξ αθοζίδεξ ηείκμοκ κα ζοζζςνεοημφκ, κα ιαγεοημφκ ημκηά ζημ εζςηενζηυ ημο ιμνίμο χζηε κα απμθφβμοκ ηδκ επαθή ιε ημ οδαηζηυ πενζαάθθμκ, υπςξ ζοιααίκεζ υηακ νίλμοιε ζηαβυκεξ θάδζ ζημ Ζ 2 Ο. Όηακ μζ οδνυθμαεξ μιάδεξ ανεεμφκ ημκηά, δζχπκμοκ ηαζ ηα ιυνζα ημο Ζ 2 Ο πμο ήηακ ηαηημπμζδιέκα ιεηαλφ ημοξ χζηε κα ζπδιαηίγμοκ ημ ιέβζζημ δοκαηυ ανζειυ δ. Ζ. Έηζζ, ημ ζφζηδια πάκεζ ηδκ ηακμκζηυηδηά ημο, πενκάεζ απυ ηδκ ηάλδ ζηδκ αηαλία ιε απμηέθεζια ηδκ αφλδζδ ηδξ εκηνμπίαξ ηαζ αοηυξ είκαζ μ θυβμξ πμο μζ οδνυθμαμζ δεζιμί εοκμμφκηαζ, δδθ. δ μδδβμφζα δφκαιδ βζα ημ ζπδιαηζζιυ ηςκ οδνυθμαςκ δεζιχκ είκαζ ιάθθμκ δ αφλδζδ ηδξ εκηνμπίαξ πμο ζοιααίκεζ υηακ ζπδιαηίγμκηαζ, πανά δ έηθοζδ εενιυηδηαξ. Ταοηυπνμκα, υθεξ μζ πμθζηέξ μιάδεξ ηείκμοκ κα ημπμεεηδεμφκ ημκηά ζηδκ ελςηενζηή πθεονά ημο ιμνίμο, υπμο ιπμνμφκ κα αθθδθεπζδνάζμοκ ιε ημ H 2 O ηαζ ιε άθθεξ πμθζηέξ μιάδεξ. Δπεζδή μζ πεπηζδζημί δεζιμί είκαζ πμθζημί, ηείκμοκ κα αθθδθεπζδνάζμοκ μ έκαξ ιε ημκ άθθμ ηαζ ιε άθθεξ πμθζηέξ μιάδεξ ζπδιαηίγμκηαξ δ. Ζ. Σπεδυκ υθεξ μζ πμθζηέξ μιάδεξ ημο πεπηζδζημφ ιμνίμο ηαλζκμιμφκηαζ ηαηά αοηυκ ημκ ηνυπμ. Με άθθα θυβζα, ημ δίπθςια ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ ηείκεζ κα θένεζ ηζξ πμθζηέξ μιάδεξ πμο ιπμνμφκ κα ζμθαμθοεμφκ εφημθα πνμξ ημ ελςηενζηυ ηαζ ηζξ ιδ 41

31 πμθζηέξ πνμξ ημ εζςηενζηυ βζα κα ζπδιαηίζμοκ οδνυθμαεξ αθθδθεπζδνάζεζξ. Τμ πμθοπεπηίδζμ ηείκεζ πνμξ έκα ζθαζνζηυ ζπήια ιε πμθζηή ηαζ θμνηζζιέκδ επζθάκεζα ηαζ έκα οδνυθμαμ εζςηενζηυ ζακ θζπίδζμ. Έηζζ, μζ δ. Ζ ηναημφκ ιαγί δζαθμνεηζηά ηιήιαηα ημο ιμνίμο ζε έκα δζπθςιέκμ πνςηεσκζηυ ιυνζμ ηαζ είκαζ βζα αοηυ ζδιακηζημί, υπςξ επίζδξ ηαζ βζα δεζιζηέξ αθθδθεπζδνάζεζξ πμο παναηδνμφκηαζ ζηζξ πνςηεσκζηέξ επζθάκεζεξ. Πνμζεήηδ μνβακζημφ δζαθφηδ ζημ οδαηζηυ δζάθοια ιζαξ πνςηεΐκδξ δζχπκεζ ιυνζα κενμφ ηαζ εθαηηχκεζ ημοξ οδνυθμαμοξ δεζιμφξ ιε απμηέθεζια ηδκ αθθαβή ηδξ δζαιυνθςζδξ, δδθ. ηδ ιεημοζίςζδ ηδξ πνςηεΐκδξ ηαζ ημ πάζζιμ ηςκ αζμθμβζηχκ ηδξ ζδζμηήηςκ, αθμφ αοηέξ ελανηχκηαζ απυ ηδ δμιή. Δπίπεδα οπγάνωζηρ ηηρ δομήρ Θα ιπμνμφζε ηακείξ κα ακαθφζεζ ηδ δζαιυνθςζδ ιζαξ πνςηεΐκδξ ζε 4 επίπεδα, δδθ. ζε 4 δζαδμπζηά επίπεδα δζπθχιαημξ πνμξ ηδκ ηεθζηή ιμνθή. Σημ 1 μ ζηάδζμ δζπθχιαημξ, αθθδθεπζδνάζεζξ δ.ζ. ιεηαλφ μιάδςκ ημκηζκχκ απμζηάζεςκ ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ έπμοκ ςξ απμηέθεζια ημ ζπδιαηζζιυ α-εθίηςκ ηαζ α-θφθθςκ. Μενζημί ζοκδοαζιμί α-εθίηςκ ηαζ α-θφθθςκ είκαζ ζδζαίηενα ζηαεενμί ηαζ ειθακίγμκηαζ ζοπκά ζε δζαθμνεηζηέξ πνςηεΐκεξ. Αοηυξ μ ζοκδοαζιυξ είκαζ ζοπκά δ αάζδ βζα ημ επυιεκμ ζηάδζμ πμο μκμιάγεηαζ domain (πενζμπή) πνςηεΐκδξ. Οζ domains είκαζ ζπεηζηά ιζηνέξ ζθαζνζηέξ ιμκάδεξ πμο απμηεθμφκ έκα ιένμξ απυ ιζα ιεβαθφηενδ πεπηζδζηή αθοζίδα ηαζ θαίκεηαζ κα είκαζ μζ δμιζηέξ (modular) ιμκάδεξ απυ ηζξ μπμίεξ απμηεθμφκηαζ μζ ζθαζνζηέξ πνςηεΐκεξ. Ακάιεζα απυ ηέημζεξ ιμκάδεξ ζοκήεςξ οπάνπμοκ ηιήιαηα πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ πμο δεκ έπμοκ δζαιυνθςζδ α-έθζηαξ ηαζ α- θφθθμο, αθθά ηοπαία, δδθ. ηα εκδζάιεζα αοηά ηιήιαηα 42

32 πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ ζοκδέμοκ ηζξ domains ιε ηζξ domains. Ζ ζοκφπανλδ ηςκ παναπάκς δμιχκ παναηηδνίγεζ ηδκ ηνζημηαβή δμιή ηδξ πνςηεΐκδξ ζημ πχνμ. Τέθμξ, ιενζηέξ θμνέξ πενζζζυηενεξ απυ ιία πνςηεσκζηέξ ιμκάδεξ ζοζζςνεφμκηαζ ιεηαλφ ημοξ, θηζάπκμκηαξ έκα ζοζζςιάηςια, πμο δ δμιή ημο παναηηδνίγεηαζ ςξ ηεηανημηαβήξ ζφκηαλδ. Αοηά ηα επίπεδα ηδξ μνβάκςζδξ ιπμνεί κα ακηζζημζπμφκ ζηα ζηάδζα δζα ηςκ μπμίςκ ιία ζοκηζεέιεκδ πνςηεΐκδ θαιαάκεζ ηδκ ηεθζηή ηνζζδζάζηαηδ δμιή ηδξ. ςζσέηιζη ηηρ ππωηοηαγούρ ζύνηαξηρ με ηη δεςηεποηαγή και ηπιηοηαγή Ακαθέναιε ζηδ δεοηενμηαβή ζφκηαλδ πςξ ιενζηά αιζκμλέα ηαηημπμζμφκηαζ ζηδ α-έθζηα ηαζ επμιέκςξ εοκμμφκ ημ ζπδιαηζζιυ ηδξ, εκχ άθθα υπςξ Val, Leu, Pro πανειπμδίγμοκ ημ ζπδιαηζζιυ ηδξ. Δπίζδξ, είδαιε πςξ ιυνζα ηοζηεΐκδξ είκαζ εκςιέκα ιεηαλφ ημοξ ιέζς ηςκ ζμοθθοδνοθμιάδςκ, δδθ. θηζάπκμοκ ηοζηίκδ ηαζ δ βέθονα -S-S- ελακαβηάγεζ ημ ιυνζμ κα δζπθςεεί ζε ηάπμζμ ζδιείμ. Δπίζδξ, δ. Ζ, υπζ ιυκμ ιεηαλφ O ηαζ ΝΖ, αθθά ηαζ άθθςκ μιάδςκ πθεονζηχκ αθοζίδςκ, ηαεχξ ηαζ άθθεξ δοκάιεζξ, υπςξ μζ ζμκζηέξ δοκάιεζξ, δοκάιεζξ Van der Waals, η.θπ, ζοβηναημφκ ιεηαλφ ημοξ ηιήιαηα ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ. Άνα, δ πνςημηαβήξ ζφκηαλδ, δδθ. ζε πμζα ζεζνά ανίζηεηαζ ημ ηάεε αιζκμλφ, έπεζ ιεβάθδ ζδιαζία βζα ηδ δεοηενμηαβή ηαζ ηδκ ηνζημηαβή ζφκηαλδ. Ακαηεθαθαζχκμκηαξ εα πμφιε υηζ ζηδκ ηνζημηαβή ζφκηαλδ παίγμοκ νυθμ μζ ίδζεξ δοκάιεζξ υπςξ ηαζ ζηδ δεοηενμηαβή. Γεζιμί οδνμβυκμο, ζμκζηέξ δοκάιεζξ, οδνυθμαμζ δεζιμί, μιμζμπμθζημί δεζιμί S-S, δεζιμί ιεηαλφ δναζηζηχκ μιάδςκ, υθμζ ζοκεζζθένμοκ ζημ κα πάνεζ ημ πνςηεσκζηυ ιυνζμ ηδ δζαιυνθςζή ημο ζημ πχνμ πμο είκαζ ιία ηαζ ιμκαδζηή βζα ηάεε έκα απυ αοηά απυ ηζξ άπεζνεξ εεςνδηζηά δζαιμνθχζεζξ ηαζ πμο εα είκαζ εηείκδ δ δζαιυνθςζδ πμο εα έπεζ ηδ παιδθυηενδ δοκαιζηή εκένβεζα. Δίκαζ αοηή πμο εα ακαβκςνζζηεί απυ ημκ οπμδμπέα. * Σηδ δζαιυνθςζδ αοηή εα πνέπεζ κα ιδ ιεηααάθθμκηαζ μζ βςκίεξ ηαζ ηα ιήηδ ηςκ δεζιχκ. Ωζηυζμ, ηάπμζεξ απμηθίζεζξ ζοιααίκμοκ, δδθ. ιπμνεί κα ζοιαεί ηάπμζα βεςιεηνζηή παναιυνθςζδ πμο εα μθείθεηαζ ζηζξ επζδνάζεζξ ηςκ παναπάκς δεζιχκ. Σηδκ πενίπηςζδ υιςξ αοηή, ημ ιυνζμ εα έπεζ ηενδίζεζ ζε εκένβεζα. * Υπμδμπέαξ είκαζ ιία πνςηεΐκδ (ή βθοημπνςηεΐκδ), δ μπμία ζοκδευιεκδ ελεζδζηεοιέκα ιε έκα μνβακζηυ ιυνζμ (effector ή κεονμιεηαθμνέα), οθίζηαηαζ ιία θοζζηή ή δζαιμνθςηζηή αθθαβή, δ μπμία ζοκήεςξ είκαζ δ απανπή ιζαξ ζεζνάξ βεβμκυηςκ πμο έπμοκ ςξ απμηέθεζια ιία θοζζμθμβζηή απυηνζζδ. 43

33 Αθμφ, θμζπυκ, δ πνςημηαβήξ ζφκηαλδ εκυξ πνςηεσκζημφ ιμνίμο είκαζ οπεφεοκδ βζα ηδ δζαιυνθςζδ, άνα ηαζ βζα ηζξ ζδζυηδηέξ ημο, ιπμνεί ηακείξ βκςνίγμκηαξ ηδκ πνςημηαβή ζφκηαλδ, δδθ. ηδκ αθθδθμοπία ηςκ αιζκμλέςκ ηαζ αοηή είκαζ βκςζηή βζα πμθθά πνςηεσκζηά ιυνζα ιζηνμφ ζπεηζηά ιεβέεμοξ (ιέεμδμξ Edman, Stein-Moore) κα πνμαθέρεζ ηδ δζαιυνθςζδ ηδξ πνςηεΐκδξ; Γοζηοπχξ υπζ. Τμ ιοζηζηυ ηδξ δμιήξ ηνφαεηαζ ζηδκ αθθδθμοπία, αθθά δεκ έπεζ αηυια δζαθεοηακεεί. Απυ ηζξ ιέπνζ ηχνα ένεοκεξ οπάνπμοκ ηάπμζα δεδμιέκα. Έηζζ, είκαζ βκςζηυ υηζ ηάπμζα αιζκμλέα εοκμμφκ ηδκ α-έθζηα, ηάπμζα άθθα εοκμμφκ ημ δίπθςια, ηδ ζηνμθή ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ ζηδκ ηνζημηαβή ζφκηαλδ, αθθά δεκ έπμοκ δζαηοπςεεί ζοβηεηνζιέκμζ ηακυκεξ. Σδιακηζηυηαημ νυθμ παίγεζ ημ Ζ 2 Ο, αθθά δεκ έπεζ δζαπζζηςεεί πμζυξ είκαζ αοηυξ μ νυθμξ ζηδ δζαδζηαζία ζπδιαηζζιμφ ηδξ ηαεμνζζιέκδξ δζαιυνθςζδξ. Ακ μζ ηακυκεξ ήηακ βκςζημί, ηυηε εα ιπμνμφζαιε κα ζοκεέζμοιε «ακάθμβα» πνςηεσκζηά ιυνζα ιε ηδκ πναβιαηζηή δζαιυνθςζδ ηςκ θοζζηχκ ιμνίςκ. Γζαηί πχξ ιπμνεί κα επδνεάζεζ ηακείξ ημ ζοκεεηζηυ ιυνζμ κα πάνεζ ηδ δζαιυνθςζδ ημο θοζζημφ; Υπάνπμοκ υιςξ εκδείλεζξ υηζ δ ζοκεεηζηή πεπηζδζηή αθοζίδα παίνκεζ απυ ιυκδ ηδξ αοευνιδηα ηδ ζςζηή δζαιυνθςζδ. Αοηυ εθέβπεηαζ ιε ηδ αζμθμβζηή δναζηζηυηδηα ημο ιμνίμο, π.π. δ νζαμκμοηθεάζδ είκαζ ιία πνςηεΐκδ ιε 124 αιζκμλέα ηαζ πενζέπεζ ζημ ιυνζμ ηδξ 4 ηοζηίκεξ, δδθ. 4 βέθονεξ -S-S-. Ακαβςβή ηςκ δεζιχκ S- S πνμξ SH μιάδεξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ πθήνδ απχθεζα ηδξ αζμθμβζηήξ δναζηζηυηδηάξ ηδξ. Ακ ημ ακδβιέκμ ιυνζμ μλεζδςεεί, επακαηηά ηδκ εζδζηή αζμθμβζηή ηδξ δνάζδ, πμο ζδιαίκεζ υηζ ημ ηθείζζιμ ηςκ βεθονχκ -S-S- βίκεηαζ ζηζξ ζςζηέξ εέζεζξ. Γδθαδή, ηάεε μιάδα SH εκχκεηαζ ιε εηείκδ πμο ήηακ εκςιέκδ πνζκ ηδκ ακαβςβή, υπςξ θαίκεηαζ παναηάης Αοηυ ζδιαίκεζ υηζ ιε ηζξ δοκάιεζξ πμο αζημφκηαζ ιε ηζξ οπυθμζπεξ μιάδεξ, δδθ. ιε ηδκ αθθδθεπίδναζδ ηςκ άθθςκ αιζκμλέςκ, δ πεπηζδζηή αθοζίδα παίνκεζ ηέημζμ ζπήια, χζηε μζ ηαηάθθδθεξ ηοζηεΐκεξ κα ανεεμφκ ημκηά ηαζ μζ βέθονεξ -S-S- κα απμηαηαζηαεμφκ ζηζξ εέζεζξ πμο ήηακ ηαζ πνζκ ηδκ ακαβςβή. Δδχ θαίκεηαζ ηαεανά 44

34 αοηυ πμο είπαιε πεζ βζα ηδ ζδιαζία ηςκ βεθονχκ -S-S- ζηδκ ηνζημηαβή δμιή, αθθά ηαζ υθςκ ηςκ άθθςκ μιάδςκ, δδθ. ηδξ πνςημηαβμφξ ζφκηαλδξ ζηδ δεοηενμηαβή ηαζ ηδκ ηνζημηαβή ζφκηαλδ. Ζ έκδεζλδ αοηή εκζζπφεδηε ηαζ απυ ηδ ζοκεεηζηή παναζηεοή ηδξ νζαμκμοηθεάζδξ. Σοκηέεδηε ημ ιυνζμ ιε 128 αιζκμλέα, δδθ. 8 ηοζηεΐκεξ ιε ηδκ ίδζα πνμζηαηεοηζηή μιάδα. Απυζπαζδ ηδξ S-πνμζηαηεοηζηήξ μιάδαξ ηαζ μλείδςζδ έδςζε πνμσυκ αζμθμβζηά δναζηζηυ, πμο ζδιαίκεζ υηζ ημ ιυνζμ είπε ηδ ζςζηή δζαιυνθςζδ, δδθ. μζ βέθονεξ -S-S- ζπδιαηίζεδηακ ζηδ ζςζηή εέζδ. Τμ ίδζμ έπεζ ζοιαεί ηαζ ιε ηδ ζοκεεηζηή παναζηεοή ηδξ ζκζμοθίκδξ πανυθμ πμο είκαζ πζμ πμθφπθμημ βζαηί απμηεθείηαζ απυ 2 δζαθμνεηζηέξ πεπηζδζηέξ αθοζίδεξ. Σεηαπηοηαγήρ ζύνηαξη Όπςξ ηαζ δ δεοηενμηαβήξ ηαζ δ ηνζημηαβήξ ζφκηαλδ έηζζ ηαζ δ ηεηανημηαβήξ ζφκηαλδ ελανηάηαζ απυ ηδκ πνςημηαβή. Δίκαζ δ ζοζζςιάηςζδ, ή αθθζχξ δ ηαηημπμίδζδ αοηυκμιςκ πεπηζδζηχκ αθοζίδςκ πμο ζοβηναημφκηαζ ιεηαλφ ημοξ ιε δεζιμφξ ιδ μιμζμπμθζημφξ θηζάπκμκηαξ ηδκ πνςηεΐκδ. Λέιε ζοζζςιάηςζδ ή ηαηημπμίδζδ ηαζ υπζ έκςζδ, βζαηί αηνζαχξ δεκ εκχκμκηαζ ιε μιμζμπμθζηυ δεζιυ. Οζ οπμιμκάδεξ πμο απμηεθμφκ ημ πνςηεσκζηυ ιυνζμ ιπμνεί κα είκαζ υιμζεξ ιπμνεί ηαζ υπζ, π.π. δ αζιμζθαζνίκδ ζοκίζηαηαζ απυ 4 οπμιμκάδεξ ακά 2 υιμζεξ, δ πνςηεΐκδ ημο ζμφ ηδξ ιςζασηήξ ημο ηαπκμφ απυ Κάεε οπμιμκάδα παναηηδνίγεηαζ απυ πνςημηαβή, δεοηενμηαβή, ηνζημηαβή ζφκηαλδ. Οζ ίδζεξ δοκάιεζξ πμο επζδνμφκ ζηδ δεοηενμηαβή ηαζ ηδκ ηνζημηαβή δζαιυνθςζδ, επζδνμφκ ηαζ ζηδκ ηεηανημηαβή. Πνέπεζ υιςξ κα ζδιεζςεεί υηζ δεκ έπμοκ υθα ηα πνςηεσκζηά ιυνζα ηεηανημηαβή δμιή, π.π. δ ιομζθαζνίκδ. Ζ ηεηανημηαβήξ δμιή ελανηάηαζ απυ ημ ph. Σε δζαθμνεηζηέξ ηζιέξ ph έπμοκ ιεηνδεεί δζαθμνεηζηέξ ηζιέξ ιμνζαημφ αάνμοξ πμο ζδιαίκεζ υηζ ιπμνεί κα επέθεεζ δζάζηαζδ ηςκ ζοζζςιαηςιάηςκ. Οζ πνχηεξ ζθαζνζηέξ πνςηεΐκεξ, πμο πνμζδζμνίζεδηε δ δμιή ημοξ ιε πενίεθαζδ αηηίκςκ Φ, ήηακ δ αζιμζθαζνίκδ ηαζ δ ιομζθαζνίκδ, επίηεοβια βζα ημ μπμίμ μζ M. F. Perutz ηαζ J.. Kendrew ηζιήεδηακ ημ 1962 ιε ημ ανααείμ Nobel. Οζ πνμζπάεεζεξ βζα ηδ δζαθεφηακζδ ηδξ δμιήξ ηδξ αζιμζθαζνίκδξ είπακ ανπίζεζ απυ ημ 45

35 1936. Ζ εζηυκα ορδθήξ δζαηνζηζηυηδηαξ ηδξ ιομζθαζνίκδξ πνμηάεδηε ημ 1959 ηαζ απυ ηυηε ηεθεζμπμζήεδηε, εκχ ηδξ μλοαζιμζθαζνίκδξ πνμηάεδηε ημ Οζ J. D. Bernal ηαζ D. rowfoot-hodgkin είπακ απμδείλεζ ιε ηδ πνήζδ πενίεθαζδξ αηηίκςκ Φ ημο εκγφιμο περίκδ, υηζ μζ πνςηεΐκεξ έπμοκ ηαεμνζζιέκδ δμιή. Ζ Hodgkin (Nobel 1964) δζαπίζηςζε επίζδξ ιε αηηίκεξ Φ ηδ δμιή δζαθυνςκ αζμθμβζηχκ ιμνίςκ. Αίιδ, πνμζεεηζηή μιάδα ηδξ αζιμζθαζνίκδξ ηαζ άθθςκ πνςηεσκχκ 46

36 Πμθφ εκδζαθένμκ επίζδξ επίηεοβια ήηακ μ πνμζδζμνζζιυξ ιε αηηίκεξ Φ ηδξ δμιήξ ηδξ ηνοζηαθθζηήξ ζκζμοθίκδξ. Όπςξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια, δφμ ιμκμιενή ιυνζα αενμίγμκηαζ πανμοζία ζυκηςκ Zn βζα κα ζπδιαηίζμοκ ζηαεενά δζιενή B, ηα μπμία επίζδξ αενμίγμκηαζ ζπδιαηίγμκηαξ ελαιενή Α ζε ηνζπθή ζοιιεηνία, πμο απμηεθμφκ ηδ ιμκαδζαία ηορεθίδα νμιαμεδνζημφ ηνοζηάθθμο. Σπήια 3. Ζ ηνοζηαθθζηή δμιή ηδξ αμείαξ ζκζμοθίκδξ ιεηά ρεοδανβφνμο ζε δζαηνζηζηυηδηα 1.9 Å. Ιδιόηηηερ ηων ππωηεϊνών Οζ ζδζυηδηεξ ηςκ πνςηεσκζηχκ ιμνίςκ, θοζζηέξ, πδιζηέξ ηαζ θοζζμθμβζηέξ, δεκ ελανηχκηαζ ιυκμ απυ ηδκ πανμοζία ηςκ δζαθυνςκ μιάδςκ, δδθ. απυ ηδκ πνςημηαβή ζφκηαλδ, αθθά ηαζ απυ ημ πχξ αοηέξ μζ μιάδεξ είκαζ δζαηεηαβιέκεξ ζημ πχνμ, δδθ. απυ ηδ δεοηενμηαβή, π.π. ακ ημ ιυνζμ πενζέπεζ πμθζηέξ μιάδεξ, εα είκαζ πζμ 47

37 οδαημδζαθοηυ, εκχ απυ ημ ζοκμθζηυ θμνηίμ εα ελανηάηαζ δ ζοιπενζθμνά ημο ζηδκ δθεηηνμθυνδζδ (θοζζηέξ ζδζυηδηεξ). Δπίζδξ, μζ πδιζηέξ ακηζδνάζεζξ ζηζξ μπμίεξ ιπμνεί κα θάαεζ ιένμξ ημ ιυνζμ ελανηχκηαζ απυ ηζξ εθεφεενεξ OOH, NH 2, OH η.θπ. Οζ θοζζμθμβζηέξ ζδζυηδηεξ ημο ιμνίμο ελανηχκηαζ απυ ηδ δζαιυνθςζδ άνα απυ ηδκ πανμοζία ηαζ ηδ δζάηαλδ αοηχκ ηςκ μιάδςκ. Ζ ιμνζαηή ηαζ δζαιμνζαηή δμιή πνμζδζμνίγεζ ηδ δζαθοηυηδηα ιζαξ πνςηεΐκδξ, αθθά ηαζ ημ είδμξ ηδξ θεζημονβίαξ πμο επζηεθεί. Ζ ηαλζκυιδζδ ηςκ πνςηεσκχκ ζε δφμ ηφνζεξ ηάλεζξ, ζηζξ ινώδειρ ππωηεΐνερ ηαζ ζηζξ ζθαιπίνερ, ζηδνίγεηαζ ζηζξ δζαθμνεηζηέξ ημοξ ζδζυηδηεξ, πμο είκαζ απμηέθεζια ηδξ δζαθμνεηζηήξ ημοξ δμιήξ. Οζ ινώδειρ ππωηεΐνερ είκαζ επζιήηδ ιυνζα, μιμζάγμοκ ιε ζκίδζα ηαζ ηείκμοκ κα εκχκμκηαζ ιεηαλφ ημοξ ηαζ κα ζπδιαηίγμοκ ίκεξ. Σοβηναημφκηαζ ζε πμθθά ζδιεία ιεηαλφ ημοξ ιε δεζιμφξ οδνμβυκμο. Οζ δζαιμνζαηέξ δοκάιεζξ, μζ μπμίεξ πνέπεζ κα οπενκζηδεμφκ απυ έκα δζαθφηδ είκαζ ζζπονέξ. Έπμοκ ιεβάθδ ακημπή ζηδκ έηηαζδ, είκαζ αδζάθοηεξ ζημ κενυ ηαζ είκαζ πδιζηά αδνακείξ ζημ θοζζμθμβζηυ πενζαάθθμκ, ιδ οδνμθουιεκεξ απυ πνςηεμθοηζηά έκγοια. Λυβς αοηχκ ηςκ ζδζμηήηςκ ημοξ είκαζ δμιζηά οθζηά, υπςξ είκαζ ημ ημθθαβυκμ, δ ηεναηίκδ (δένια, ιαθθζά, κφπζα, ηέναηα, ιαθθί, θηενά), δ θζανμΐκδ ηδξ ιέηαλαξ, η.α. (αθέπε ζεθ ). Οζ ζθαιπικέρ ππωηεΐνερ είκαζ ιζηνυηενμο Μ.Β. απυ ηζξ ζκχδεζξ, είκαζ δζαθοηέξ ζημ κενυ, ή ζε οδαηζηά δζαθφιαηα μλέςκ, αάζεςκ ηαζ αθάηςκ. Λυβς ημο ιεβέεμοξ ημοξ, ηα δζαθφιαηα αοηά είκαζ ημθθμεζδή. Γίκμοκ παναηηδνζζηζηέξ πδιζηέξ ακηζδνάζεζξ ηαζ ζοπκά ιπμνμφκ κα ηνοζηαθθςεμφκ. Οζ οθζζηάιεκμζ δεζιμί οδνμβυκμο είκαζ ηονίςξ εκδμιμνζαημί. Τμ ιυνζμ ακαδζπθχκεηαζ έηζζ, χζηε μζ θζπυθζθεξ μιάδεξ κα ζοβηεκηνχκμκηαζ πνμξ ημ εζςηενζηυ, εκχ μζ οδνυθζθεξ πνμξ ηα έλς, δδθ. πνμξ ημ οδαηζηυ πενζαάθθμκ. Οζ πενζμπέξ επαθήξ ιεηαλφ ηςκ ιμνίςκ είκαζ ιζηνέξ ηαζ μζ δζαιμνζαηέξ δοκάιεζξ ζπεηζηά ιζηνέξ. Οζ ζθαζνζηέξ πνςηεΐκεξ οπδνεημφκ θεζημονβίεξ πμο απαζημφκ ηζκδηζηυηδηα, άνα ηαζ δζαθοηυηδηα. Δίκαζ μνιυκεξ, ακηζζχιαηα, έκγοια, η.α. Μεηοςζίωζη ππωηεϊνών Οζ δοκάιεζξ πμο ελαζημφκηαζ ιεηαλφ ηςκ δζαθυνςκ ιμνίςκ είκαζ αζεεκείξ δοκάιεζξ, εθηηζηέξ ή απςζηζηέξ, δδθ. αθθδθμζοβηνμουιεκεξ ή αθθδθμζοιπθδνμφιεκεξ. Ζ ζζμννμπία πμο επζθένμοκ ιπμνεί ζπεηζηά εφημθα κα δζαηαναπεεί ιε ηάπμζα ελςηενζηή επίδναζδ, δδθ. ιε αθθαβή εκυξ ελςηενζημφ πανάβμκηα, υπςξ είκαζ 48

38 δ αθθαβή ηδξ εενιμηναζίαξ (πήλζιμ ημο αοβμφ) ή δ πνμζεήηδ εκυξ δζαθφηδ ή ιζαξ μοζίαξ, π.π. μονίαξ. Πνμζεήηδ μονίαξ ζε έκα δζάθοια πνςηεΐκδξ πνμηαθεί λεδίπθςια ηδξ πεπηζδζηήξ αθοζίδαξ, άνα ηαηαζηνμθή ή αθθαβή ηδξ δζαιυνθςζδξ. Ζ αθθαβή αοηή ιπμνεί κα είκαζ ακηζζηνεπηή ή υπζ. Σηδκ πνχηδ πενίπηςζδ υηακ απμιαηνοκεεί δ αζηία πμο επέθενε αοηή ηδκ αθθαβή, υπςξ απμιάηνοκζδ ηδξ μονίαξ ή ημο δζαθφηδ ηαζ ημ ιυνζμ λακαανεεεί ζε ηακμκζηέξ ζοκεήηεξ, δδθ. ζημ θοζζμθμβζηυ ημο πενζαάθθμκ, δ δζαιυνθςζή ημο απμηαείζηαηαζ. Τμ ανάζζιμ ημο αοβμφ είκαζ ιδ ακηζζηνεπηή αθθαβή. Όθμζ αοημί μζ πανάβμκηεξ πμο ακαθέναιε δεκ πνμηαθμφκ αθθαβή ζηδκ πνςημηαβή ζφκηαλδ ημο ιμνίμο. Ζ αθθδθμοπία παναιέκεζ αηέναζδ, δεκ ζπάκε μιμζμπμθζημί δεζιμί μφηε δδιζμονβμφκηαζ ηαζκμφνβζμζ. Πανυθα αοηά δ θοζζμθμβζηή δναζηζηυηδηα ηδξ πνςηεΐκδξ πάκεηαζ ηαζ ημ θαζκυιεκμ αοηυ θέβεηαζ μεηοςζίωζη ηων ππωηεϊνών. ςζσέηιζη ηηρ δομήρ με ηη βιολογική δπάζη Ζ αζμθμβζηή δνάζδ εκυξ πεπηζδίμο ή ιίαξ πνςηεΐκδξ έπεζ άιεζδ ζπέζδ ιε ηδ δζαιυνθςζή ημο, δδθ. ιε ηδ δεοηενμηαβή, ηνζημηαβή ηαζ ηδκ ηεηανημηαβή. Καζ αθμφ, δ ηνζημηαβήξ ζφκηαλδ ελανηάηαζ απυ ηδκ πνςημηαβή, δ αζμθμβζηή δνάζδ είκαζ άιεζα ελανηχιεκδ απυ ηδκ πνςημηαβή. Έκα παναηηδνζζηζηυ πανάδεζβια ηδξ επίδναζδξ ηδξ αθθαβήξ ηδξ πνςημηαβμφξ ζφκηαλδξ ζηδ αζμθμβζηή δνάζδ είκαζ αοηυ ηδξ αζιμζθαζνίκδξ S. Ζ αζιμζθαζνίκδ είκαζ πνςηεΐκδ ηςκ ενοενχκ ηοηηάνςκ ημο αίιαημξ ιε ιμνζαηυ αάνμξ Σε 1 ml αίιαημξ πενζέπμκηαζ πενίπμο 5 δζζεηαημιιφνζα ενοενά ηφηηανα. Κάεε έκα ενοενυ ηφηηανμ πενζέπεζ πενίπμο 280 εηαημιιφνζα ιυνζα αζιμζθαζνίκδξ. Τμ ιυνζμ ηδξ αζιμζθαζνίκδξ ημο ακενχπμο είκαζ ζπεδυκ ζθαζνζηυ ιε δζάιεηνμ 55 Å. Απμηεθείηαζ απυ ηέζζενζξ πμθοπεπηζδζηέξ αθοζίδεξ ακά δφμ υιμζεξ, δφμ α αθοζίδεξ ηςκ 141 αιζκμλέςκ ηάεε ιία ηαζ δφμ α αθοζίδεξ ηςκ 146 αιζκμλέςκ (αθέπε ζπήια ζεθ. 46). Μία επίπεδδ ιμκάδα αίιδξ ιε έκα άημιμ ζζδήνμο ζημ ηέκηνμ ηδξ είκαζ πνμζημθθδιέκδ ζε ηάεε πεπηζδζηή αθοζίδα α ή α ςξ πνμζεεηζηή μιάδα. Τα ιυνζα ηδξ αίιδξ είκαζ πνμξ ημ ελςηενζηυ ημο ιμνίμο. Κάεε α-αθοζίδα είκαζ ζε επαθή ιε ηζξ δφμ α, εκχ ακηίεεηα οπάνπμοκ θίβεξ αθθδθεπζδνάζεζξ ιεηαλφ ηςκ δφμ α ή ηςκ δφμ α. Ο νυθμξ ηδξ αζιμζθαζνίκδξ είκαζ κα εκχκεηαζ ακηζζηνεπηά ζημοξ πκεφιμκεξ ιε ημ ιμνζαηυ μλοβυκμ, ημ μπμίμ ζπδιαηίγεζ δεζιυ ζοιπθυημο ιε ημ ζυκ ζζδήνμο ηδξ 49