Βιοχημεία Ι. Ένζυμα και βιολογικές μεμβράνες Διδάσκοντες: Δ. Γαλάρης, Α. Πολίτου, Ε. Φριλίγγος, Θ. Φώτσης

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Βιοχημεία Ι Ένζυμα και βιολογικές μεμβράνες Διδάσκοντες: Δ. Γαλάρης, Α. Πολίτου, Ε. Φριλίγγος, Θ. Φώτσης

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 . 8). 10) )

4 .

5 : (Tense-Relaxed) Taut T T R T R T R T R R T T T T R T R R R R T R : T R. (S) (L) S.

6 : (Tense-Relaxed) T T R T R T R T R R T T T T R T R R R R R S) T R T S)

7 : (Tense-Relaxed) T T R T R T R T R R T T T T R T R R R R : R :

8 ; (. ) in vivo :, ) )

9 : 2 T R

10 : )

11 ; 1.5 Gy ( ) ( ) ( ).

12 ; ) 1.5 Gy ( ) ( ) ( ).

13

14

15

16

17 2 2 O 2 /CO 2 ; ( );

18 ; ; ; Stryer,.10

19

20 Fe 2+ 4 N 1 (proximal His) 1 (O 2,, distal His)

21 414nm 429nm(Soret band) d Fe(II). 578nm & d (HbO 2 ), (Hb)

22 578nm 414nm 429nm(Soret band) 578nm

23 (Hb) (Mb),,, ) : 1.. [Ötto Funke, ] 2.. [Johann F. Engelhard, 1825 Gilbert S. Adair, 1925] 3.. [Theodor Svedberg, R. Fahraeus, ] 4. ). [Felix Hoppe-Seyler, 1866; Christ. Bohr, 1904] 5. ). [James B. Herrick, 1904; Linus Pauling, 1949; Vernon Ingram, 1954] 6. ). [Max Perutz, ] 7.. [Jean-Pierre Changeux, Jeffries Wyman, Jacques Monod, ]

24 (Hb) (Mb),,, ) :

25 Max Perutz ( ) Cavendish Lab, 1958 MRC-LMB, 1995 [Max Perutz, 1960]

26 (Hb) (Mb) ).,. [John Kendrew, 1960]

27 (Mb) F E. Fe(II) His(F8).

28

29 (Mb) F E. Fe(II) His(F8). O 2 ), Fe(II). His (E7) O 2 His (F8) O 2 His(E7)

30 (Mb) F E. Fe(II) His(F8). O 2 ), Fe(II). 4. His (E7)

31

32

33 ?,, : ), ( ).

34 ? (po 2 4 kpa). po 2 (13 kpa)., atm

35 ? ) (po 2 13 kpa) ) (po 2 4 kpa). ; (4 ) ) atm

36

37 ! PDB ID: 1HGA [Max Perutz, 1960]

38 ! ) PDB ID: 1HGA [Max Perutz, 1960]

39

40

41

42 po 2 )

43 O 2? ph,, )

44 O 2? Bohr Hb H + ph) CO 2 [Christian Bohr, 1904]. ) : ph CO 2, 2 Hb

45 Bohr

46

47

48 Bohr H + CO 2,. H + His , Asp T ( ). pk a His (~ 7) CO 2, ).

49

50 ! 2,3- (BPG) Hb H + CO 2 Bohr) 2,3-BPG, ) : 2,3-BPG Hb O 2.

51

52

53

54

55 2,3-BPG ,3-BPG (ph ) His2, Lys82 His143. 2,3-BPG Hb ( 2 2 ) Ser His143.

56

57 2,3-BPG Y Hb ( 2,3-BPG) Hb 2,3-BPG (8 mm) po 2 Hb (2,3-BPG 5 mm). COPD/, ) O 2 Hb) ), 2,3-BPG O 2 Hb O 2

58 2,3-BPG Y Hb ( 2,3-BPG) Hb (2,3-BPG 5 mm) Hb O 2 2,3-BPG) po 2 ) 2,3-BPG, O 2 Hb, O 2 :. )

59 Y Hb (2,3-BPG 5 mm) COHb (50%) [ ] po 2 6 Fe(II) O 2 ) (NO) (CO) ( ). CO 220x O 2 ).

60 Y b Hb (2,3-BPG 5 mm) po 2 a COHb (50%) [ ] (CO) : a, Hb, b, O 2 Hb.

61 ) (HbA1C): Val ). 7% :. (HbM):, (. ). Fe( ) Fe(III) O 2.

62 : O 2 HbA 7.4, 4mM 2,3-BPG, CO 2 CO. ) p 7.6, ) ph 7.2, ) 2,3-BPG, ) 8 mm 2,3-BPG, ) pco 2 40 torr, ) pco 40 torr ) HbF, Hb? ) HbA1C : - O 2 :

63 : O HbA 7.4, 4mM 2,3-BPG, CO 2 CO. ) p 7.6, ) ph 7.2, ) 2,3-BPG, ) 8 mm 2,3-BPG, ) pco 2 40 torr, ) pco 40 torr ) HbF, Hb? ) HbA1C : - O 2 :

64 ,.

65

66 ) ) 16 ) Mya 40 Mya 200 Mya 500 Mya 500, 800 Mya <1000 Mya

67 Fitch et al., PNAS 88, (1991)

68 :. ). )

69 (sickle cell anemia) HbS (see next), Glu(GAG)6 Val(GTG) ( S ),,,,, 1:500 African Americans C (Hemoglobin C disease) HbC Glu(GAG)6 Lys(AAG) ( C ),, SC (Hemoglobin SC disease) HbC/HbS (Methemoglobinemias) HbM Fe., NADH-HbM/cytb 5, ) HbM

70 (thalassemias) ) + ) (minor = ) 0 ) (major = Cooley anemia), + ) (,, Hb Heinz ( 4 ) disease) 0 ) (Hb Bart ( 4 ) disease, ),,, ( 1-2)

71

72

73

74

75

76 O 2 S? O 2 Hb E6V. 2,3-BPG. O 2 Hb. 1 V6-2 F85/L88 Hb HbS. Becklake et al. (1955), J. Clin. Invest. 34, 751-5; Milner (1974), Arch Intern. Med. 133,

77 (HbC, HbE, HbSC, ) HbS HbC HbE S S E6V (GTG): Hb! C C E6K (AAG): E E E26K (AAG): HbSC, HbSE, HbE/ -thalassemia, etc. : Hb, PCR RFLP (DdeI C TGAG) A vs S C DNA)

78 81

79 (2008) HbSC major Cooley) HbE/ HbS/ HbH (Heinz) ( 4 ) 9568 Hb Bart ( 0 0 ) ( 4 ) 5183 Willimans & Wetherall (2012) Cold Spring Harb Persp Med 2:a011692

80 : ;. (1:12, 1:6 ), (1:12 ),.. J.B.S. Haldane (1949) Hereditas 35, 267 A.C. Allison (1954) British Med J. 1, 290

81 S

82 S

83 I:,,. J.B.S. Haldane (1949) Hereditas 35, 267

84 II:,, J.B.S. Haldane (1949) Hereditas 35, 267

85 I:. HbS). )» J.B.S. Haldane (1949) Hereditas 35, 267

86

87 V:, Hb Plasmodium falciparum.,,, 2,3-BPG) : ) 2 ) ) Hb/HbS P. Gros, 2005

88 V:, Hb Plasmodium falciparum.,,, 2,3-BPG) G6PD G6PD (HbM) 2,3-BPG O 2 Hb/HbS P. Gros, 2005

89

90

91

92 ATP. )

93 )

94

95 :,. (Arg15-Ile16),,, )

96

97 :!

98 : ; Ser Ser Ser [F/L/V-] [K/R-] [A/G/V/I/L-]

99 : ;, [K/R-], [F/L/V-], [A/G/V/I/L-, ],, C-term. F/L/I]), ) -,,! )

100 : ; serpin serine protease, ), (serpins, serine protease inhibitors),. ). [. (next)]

101 : ) : K D 0.1 pm

102 : : ) :

103

104 1 ( ) 1, serpin 1 ) Lys-53 Glu 1 15%. (A1AD, Z), (, ). Met ),.

105 ; ; ); Stryer,.10

106 )

107 : CDC/NHS, National Vital Statistics System (USA/2002) 40-50% )

108 CDC/NHS, National Vital Statistics System (USA/2002) 40-50% )

109 ); ,

110 ) : 1. ) 2. 3.

111 : 1 - ) ) 2 4 3

112 3

113

114

115 : 6, -A, -B

116 ,, GHR- GPR- 23nm 23nm 23nm H/M 23nm 23nm 23nm

117 Lys-Gln

118 :» ; : IIa) ) (VIII, V, ), C Va VIIIa. (next).

119 Ca 2+...IEG-Arg- Thr...IEG-Arg- Ile Xa) 4 Arg-Gly

120

121 : : (warfarin) Ca 2+ Ca 2+ ), NMR 10 N- Ca 2+ ). Glu.

122

123

124

125 ;. :.. (mast cells)

126 ;. Tissue plasminogen activator (TPA) ) *,. )

127

128 Bohr 2,3-. Hb,

129 Τέλος Ενότητας

130 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

131 Σημειώματα

132 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

133 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκοντες: Δ. Γαλάρης, Α. Πολίτου, Ε. Φριλίγγος, Θ. Φώτσης. «Βιοχημεία Ι. Ένζυμα και βιολογικές μεμβράνες». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

134 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση Όχι Παράγωγα Έργα, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.