Βιολογικές Μεμβράνες και Μεταγωγή Σήματος

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Βιολογικές Μεμβράνες και Μεταγωγή Σήματος Πρωτεΐνες Διδάσκουσα: Καθ. Μαρία - Ελένη Ε. Λέκκα

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 Μ. Λέκκα 2011 Μεταγωγή σήματος και βιολογικές μεμβράνες ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ

4 ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Ορισμός / Μονάδες Δομές (πρωτοταγής κλπ) Ταξινόμηση με βάση τις λειτουργίες Απεικόνιση - Μοντέλα (συρμάτων ή σκελετού, σφαίρας/ράβδου, κορδέλας, σκελετού, χωροπληρωτικό, επιφάνειας) Έλικες (α έλικα, β πτυχωτό φύλλο) Δίεδρες γωνίες (φ,ψ) Ισοηλεκτρικό σημείο Υδροφιλικότητα / υδροφοβικότητα Μετουσίωση πρωτεϊνών Μ. Λέκκα 2011

5 Μ. Λέκκα 2011 Ορισμός / Μονάδες Οι πρωτεΐνες είναι γραμμικά πολυμερή αποτελούμενα από μονομερή 20 διαφορετικών αμινοξέων. Τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους με πεπτιδικούς δεσμούς Η μονάδα μάζας των πρωτεϊνών είναι: το Dalton μάζα ½ Η 2 και το kd = 1000 dalton

6 Μ. Λέκκα 2011 Δομές Πρωτοταγής δομή: τα αμινοξέα συνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς και σχηματίζουν πολυπεπτιδικές αλυσίδες Δευτεροταγής δομή: οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες μπορούν να αναδιπλώνονται σε κανονικές δομές όπως η α-έλικα, η β-πτυχωτή επιφάνεια, οι στροφές και οι θηλιές Τριτοταγής δομή: οι υδατοδιαλυτές πρωτεΐνες αναδιπλώνονται σε συμπαγείς δομές με μη πολικά κέντρα Τεταρτοταγής δομή: οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες συγκροτούν δομές πολλών υπομονάδων Η αλληλουχία αμινοξέων μιας πρωτεΐνης καθορίζει την τριδιάστατη δομή της

7 BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ PAGE

8 Μ. Λέκκα 2011 ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ / ΛΙΠΙΔΙΩΝ Σύνδεση λιπιδίων σε εσωτερικές μεμβρανικές πρωτεΐνες Διαταραχές της λιπιδικής διπλοστιβάδας λόγω παρουσίας μεμβρανικών πρωτεϊνών Δυναμική σκελετού και πλευρικών αλυσίδων μεμβρανικών πρωτεϊνών Σύνδεση περιφερικών μεμβρανικών πρωτεϊνών στη λιπιδική διπλοστιβάδα

9 Μ. Λέκκα 2011 ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ / ΛΙΠΙΔΙΩΝ Πιθανές διαταραχές στη λιπιδική διπλοστιβάδα από την παρουσία μεμβρανικών πρωτεϊνών

10 Μ. Λέκκα 2011 ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Περιφερειακές/εξωτερικές Διαμεμβρανικές/εσωτερικές

11 Μ. Λέκκα 2011 ΠΕΡΙΦΕΡEΙΑΚΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ Συνδέονται χαλαρά στην επιφάνεια της μεμβράνης με ηλεκτροστατικές δυνάμεις Τα φωσφολιπίδια στο σημείο αυτό είναι αρνητικά φορτισμένα Παραλαμβάνονται εύκολα με αλλαγή στο ph, υψηλή συγκέντρωση αλάτων, ΕDTA, ουρεία κλπ

12 Μ. Λέκκα 2011 ΔΙΑΜΕΜΒΡΑΝΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ Περιέχουν υδρόφοβες περιοχές για να διαπερνούν την μεμβράνη Επηρεάζουν την τοπική δομή της μεμβράνης Τα λιπίδια που συνδέονται με αυτές τις πρωτεΐνες δεν έχουν χαρακτηριστικά κατάστασης πηκτώματος Τα λιπίδια αυτά είτε προμηθεύουν το κατάλληλο περιβάλλον για τη βέλτιστη λειτουργία των πρωτεϊνών, είτε εκτελούν ειδικότερες λειτουργίες (διαπερατότητα)

13 ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ ΔΙΑΜΕΜΒΡΑΝΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ Μ. Λέκκα 2011 Απαιτούνται απορρυπαντικά με τις εξής ιδιότητες Να διαχωρίζουν τις πρωτεϊνες από τα υπόλοιπα μεμβρανικά συστατικά Να μην καταστρέφουν τη δομή των πρωτεϊνών Να μπορούν να απομακρυνθούν μετά τον καθαρισμό

14 ΔΙΑΛΥΤΟΠΟΙΗΣΗ /ΑΝΑΣΥΣΤΑΣΗ ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ Μ. Λέκκα 2011 Είναι ο «εγκλεισμός» μεμβρανικών πρωτεϊνών σε τεχνητές λιπιδικές μεμβράνες Χρησιμοποιείται για την απομόνωση και μελέτη των πρωτεϊνών Επιτυγχάνεται με την εφαρμογή επιφανειοδραστικών ουσιών (απορρυπαντικών) και στη συνέχεια με παρασκευή λιποσωμάτων Χρήσιμη παράμετρος είναι η CMC και η σταθερά υδρόφιλης/λιπόφιλης ισορροπίας (HLB), που ορίζεται ως ο λόγος του ΜΒ της πρωτεΐνης προς το ΜΒ του υδρόφοβου τμήματος

15 Μ. Λέκκα 2011

16 Μ. Λέκκα 2011

17 Μ. Λέκκα 2011 Απορρυπαντικό Μονομερές Mr CMC (mm) Μέσο μικκυλιακό μοριακό βάρος Μη ιοντικά Triton x β-οκτυλογλυκοζίτης Ιοντικά Δεοξυχολικό (ανιοντικό) SDS Λυσολεκιθίνη αυγού

18 ΑΝΑΣΥΣΤΑΣΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ Μ. Λέκκα 2011 Π.χ. Cytochrome c oxidase

19 Μ. Λέκκα 2011 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ

20 Μ. Λέκκα 2011

21 ΓΛΥΚΟΦΟΡΙΝΗ Α Μ. Λέκκα 2011

22 ΒΑΚΤΗΡΙΟΡΡΟΔΟΨΙΝΗ Μ. Λέκκα 2011 Φωτοϋποδοχέας βακτηρίων

23 ΠΟΡΙΝΗ Μ. Λέκκα 2011

24 Μ. Λέκκα 2011 ΑΓΚΥΡΟΒΟΛΗΣΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΣΤΙΣ ΛΙΠΙΔΙΚΕΣ ΔΙΠΛΟΣΤΙΒΑΔΕΣ

25 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΔΡΑΣΗΣ ΦΩΣΦΟΛΙΠΑΣΗΣ Α 2 Μ. Λέκκα 2011

26 ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ ΦΩΣΦΟΛΙΠΙΔΙΩΝ Μ. Λέκκα 2011

27 Μ. Λέκκα 2011

28 Μ. Λέκκα 2011

29 Μ. Λέκκα 2011

30 Τέλος Ενότητας

31 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.

32 Σημειώματα

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

34 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκουσα: Καθ. Μαρία - Ελένη Ε. Λέκκα. «Βιολογικές Μεμβράνες και Μεταγωγή Σήματος. Πρωτεΐνες». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

35 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]