Κοηηανηθή θαη μμνηαθή βημιμγία ημο ακζνώπμο Α. Ηιηόπμοιμξ Ακαπιενςηήξ Καζεγεηήξ Κοηηανηθήξ & Μμνηαθήξ Βημιμγίαξ Πηένογα 2, Γναθείμ 2Β-05 Ιζημζειίδα: http://mcb.med.uoc.gr Δηδάζθμκηεξ: Ανηζηείδεξ Ηιηόπμοιμξ, Ακ. Καζεγεηήξ Δόμκα Καναγςγέμξ, Καζεγήηνηα Eιέκε Παπαδάθε, Καζεγήηνηα Ιςάκκεξ Ηιηόπμοιμξ, Λέθημναξ
Βημιμγία θαη μαθνμμόνηα
Mαθνμμόνηα θαη μη δμμηθέξ ημοξ μμκάδεξ Ππωηεϊνερ Νοςκλεϊνικά οξέα Λιπίδια Πολςζακσαπίηερ αμινοξέα νοςκλεοηίδια λιπαπά οξέα ζάκσαπα
Πρωτεϊνεσ Δομή Λειτουργία Διαμόρφωςη Σημαςία ςτην παθοφυςιολογία νοςημάτων του ανθρώπου
Η ιεηημονγία ηςκ πνςηεσκώκ ζημ θύηηανμ 1. ΔΟΜΙΚΟ ΡΟΛΟ (αθηίκε, ημομπμοιίκε) 2. ΛΓΙΣΟΤΡΓΙΚΟ ΡΟΛΟ: Γκδομα (πνμηεάζεξ, θηκάζεξ) εμαημδμηηθέξ (μεηαγναθηθμί πανάγμκηεξ, οπμδμπείξ) Μεηαθμνάξ μηθνώκ μμνίςκ / απμζήθεοζε (αημμζθαηνίκε) Ακηηζώμαηα
Η δμμηθή μμκάδα ηςκ πνςηεσκώκ είκαη ημ αμηκμλύ (amino-acid, aa) H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH R Αμηκμλέα / R=20 H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH H Γιοθίκε (Gly or G) Οη ηδηόηεηεξ ηςκ αμηκμλέςκ θαζμνίδμκηαη από: 1. Σεκ θύζε ηεξ πιεονηθήξ μμάδαξ 2. Ιζμμένεηα
Οηθμγέκεηεξ αμηκμλέςκ Οληκα Βαζηθά Με θμνηηζμέκα Με πμιηθά πμιηθά
Ση είκαη ε πμιηθόηεηα? H 2 O: δελ έρεη ζπλνιηθό θνξηίν έρεη αζύκκεηξε θαηαλνκή ειεθηξνλίωλ, πνιηθό κόξην
Πμηά είκαη ε ζεμαζία ηεξ πμιηθόηεηαξ? Δηαιοηόηεηα ζημ κενό = δεζμμί οδνμγόκμο μεηαλύ πμιηθώκ μμνίςκ Υδξόθνβν κόξην Υδξόθηιν κόξην
Οηθμγέκεηεξ αμηκμλέςκ Οληκα Βαζηθά Με θμνηηζμέκα Με πμιηθά (10 αα) Πμιηθά (10 αα) H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH R
Οηθμγέκεηεξ αμηκμλέςκ Οληκα Βαζηθά Με θμνηηζμέκα πμιηθά Με πμιηθά H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH R O CH 2 C O Αζπανηηθό μλύ (Αsp or D)
Οηθμγέκεηεξ αμηκμλέςκ Οληκα Βαζηθά Με θμνηηζμέκα πμιηθά Με πμιηθά H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH R H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 3 Λοζίκε (Lys or K)
Οηθμγέκεηεξ αμηκμλέςκ Οληκα Βαζηθά Με θμνηηζμέκα πμιηθά Με πμιηθά H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH R H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH CH 2 OH ηονμζίκε (Σyr or Y)
Οηθμγέκεηεξ αμηκμλέςκ Οληκα Βαζηθά Με θμνηηζμέκα πμιηθά Με πμιηθά H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH R H Ο Η 2 Ν - C C - ΟH CH 2 SH θοζηεσκε (Cys or C)
Ιζμμένεηα L D Δύν ηζνκεξή, θαηνπηξηθά είδωια ην έλα ηνπ άιινπ - ζηεξενϊζνκεξή L-αζπαξαγίλε: πηθξή γεύζε D-αζπαξαγίλε: γιπθηά γεύζε
Ιζμμένεηα D-thalidomide: morning sickness drug L-thalidomide: teratogen (D+L = racemic) A thalidomide baby 1964: Jacob Sheskin succeeds in treating leprosy patients with thalidomide. 1990s: Thalidomide against sepsis, tuberculosis and multiple myeloma.
Πνςηεσκεξ = πμιομενή αμηκμλέςκ Σε έλα ηππηθό θύηηαξν ππάξρνπλ πνιππεπηίδηα 3 10,000 αα κε κέζν όξν ηα 400 αα
Peptide Chain
Αιμοςφαιρίνη: Πρωτοταγήσ Δομή NH -Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu- 2 Lys-Ser-Ala-Val-Thr-Ala-Leu-Trp- Gly-Lys-Val-Asn-Val-Asp-Glu-Val- Gly-Gly-Glu-.. beta subunit amino acid sequence
Αιμοςφαιρίνη: η πραγματική δομή Two alpha subunits and two beta subunits (141 αα per alpha, 146 αα per beta)
Σμ ζπήμα θαη ε δμμή ηςκ πνςηεσκώκ 2. Δεπηεξνηαγήο δνκή: α-έιηθα β-πηπρωηό θύιιν α-θεξαηίλε θηκπξνϊλε
Σμ ζπήμα θαη ε δμμή ηςκ πνςηεσκώκ Αληηπαξάιιειε θαη παξάιιειε β-πηπρωηή επηθάλεηα
Σμ ζπήμα θαη ε δμμή ηςκ πνςηεσκώκ Σπεηξνεηδέο ζπείξακα: δύν α-έιηθεο έρνπλ ηηο πεξηζζόηεξεο πδξόθνβεο νκάδεο ζηελ κία πιεπξά. α-θεξαηίλε: ζρεκαηίδεη ηηο ελδνθπηηάξηεο ίλεο πνπ εληζρύνπλ ηελ εμωηεξηθή ζηηβάδα ηνπ δέξκαηνο
Αιμοςφαιρίνη Τριτοταγήσ δομή: η τριςδιάςτατη διαμόρφωςη τησ β αλυςίδασ One beta subunit (8 alpha helices)
Τριτοταγήσ δομή: Διςουλφιδικοί δεςμοί προςδίδουν ςχήμα
Disulfide Bridge Oξείδωζη (Ενδοπλαζμαηικό Δίκηυο)
Η δίπιςζε ηςκ πνςηεσκώκ θαζμνίδεηαη από με μμμηπμιηθμύξ δεζμμύξ Με νπνηνπνιηθέο αιιειεπηδξάζεηο ακηλνμέωλ
Η δίπιςζε ηςκ πνςηεσκώκ θαζμνίδεηαη από δοκάμεηξ Van der Waals Κάζε άηνκν έρεη κηα ραξαθηεξηζηηθή αθηίλα Van der Waals: ε απόζηαζε κεηαμύ ηωλ 2 αηόκωλ είλαη ην άζξνηζκα ηωλ επηκέξνπο αθηίλωλ Van der Waals. Η: 0.12nm; C: 0.2 nm; N: 0.15 nm; O:0.14 nm Δύν άηνκα ζα έιθνληαη κεημύ ηνπο κε δπλάκεηο Van der Waals εωο όηνπ ε απόζηαζε αλάκεζά ηνπο γίλεη ίζε κε ην άζξνηζκα ηωλ επηκέξνπο αθηίλωλ Van der Waals
Σμ ζπήμα θαη ε δμμή ηςκ πνςηεσκώκ 4. Σεηανημηαγήξ δμμή: ε ηνηζδηάζηαηε δηαμόνθςζε μμάδαξ πμιοπεπηηδηθώκ αιοζίδςκ
Σμ ζπήμα θαη ε δμμή ηςκ πνςηεσκώκ 4. Σεηανημηαγήξ δμμή: ε ηνηζδηάζηαηε δηαμόνθςζε μμάδαξ πμιοπεπηηδηθώκ αιοζίδςκ Αηκνζθαηξίλε = α2β2 Αίκε: κόξην ζύλδεζεο νμπγόλνπ
Σμ ζπήμα θαη ε δμμή ηςκ πνςηεσκώκ θαζμνίδμοκ ηεκ ιεηημονγία ημοξ 1. Πνςημηαγήξ δμμή: ε αιιειμοπία ηςκ αμηκμλέςκ 2. Δεοηενμηαγήξ δμμή: ε δηζδηάζηαηε δμμή ημεμάηςκ ηεξ πμιοπεπηηδηθήξ αιοζίδαξ 3. Σνηημηαγήξ δμμή: ε ηνηζδηάζηαηε δηαμόνθςζε μηαξ πμιοπεπηηδηθήξ αιπζίδαο 4. Σεηανημηαγήξ δμμή: ε δμμή ζομπιέγμαημξ πνιππεπηηδηθώλ αιπζίδωλ
Η δίπιςζε ηςκ πνςηεσκώκ θαζμνίδεηαη από εκδμμμνηαθμύξ δεζμμύξ H ηξηηνηαγήο/ηεηαξηνηαγήο δνκή θαζνξίδεηαη από: 1. Οκνηνπνιηθέο αιιειεπηδξάζεηο αα δηζνπιθηδξπιηθόο δεζκόο 2. Με νπνηνπνιηθέο αιιειεπηδξάζεηο αα Υδξνθνβεο αιιειεπηδξάζεηο Σηεξηθέο αιιειεπηδξάζεηο Δεζκνί Η Δεζκνί van der Waals Ινληηθέο αιιειεπηδξάζεηο
Γηαηί μαξ εκδηαθένεη ε δίπιςζε ηςκ πνςηεσκώκ? Μενηθέξ αζζεκεηεξ ζπεηίδμκηαη με ακώμαιε δμμή/δίπιςζε ηςκ πνςηεσκώκ: 1. Cystic Fibrosis: CFTR (θοηηανηθή μεμβνάκε) 2. Osteogenesis imperfecta: Collagen I (secreted) 3. Huntington disease: huntingtin (binds calmodulin) 4. Retinitis pigmentosa: rhodopsin 5. Sickle cell anaemia b-globin (δνεπακμθοηηανηθή ακαημία)
Αηκνζθαηξίλε Πξωηεϊλε ηωλ εξπζξνθπηηάξωλ. Λακβάλεη κόξηα νμπγόλνπ ζηνπο πλεύκνλεο θαη ηα κεηαθέξεη ζε πεξηθεξεηαθνύο ηζηνύο
Απνηειείηαη από 4 πνιππεπηηδηθέο αιπζίδεο θάζε κηα από ηηο νπνίεο πεξηέρεη έλα κόξην αίκεο κε έλα θεληξηθό άηνκν Fe πνπ πξνζδέλεη νμπγόλν. Κάζε εξπζξνθύηηαξν κπνξεί λα κεηαθέξεη 1 εθαηνκκύξην κόξηα νμπγόλνπ.
Gene(s) Involved & DNA Code Chromosome 16 Alpha Zeta (3-9mos) (<8wks) Chromosome 11 Beta Epsilon Gamma Delta (after birth) (<8wks) (3-9mos) (after birth)
Δξεπαλνθπηηαξηθή Αλαηκία (Sickle cell anaemia, HbS) μεηαιιαγή Val (οδνόθμβμ αα) από Glu (οδνόθηιμ αα)
Δξεπαλνθπηηαξηθή Αλαηκία (Sickle cell anaemia, HbS) μεηαιιαγή Val (οδνόθμβμ αα) από Glu (οδνόθηιμ αα)
Γηαηί αιιάδεη ην ζρήκα ηωλ εξπζξνθπηηάξωλ? Η πδξόθνβε βαιίλε νδεγεί ηελ αηκνζθαηξίλε λα απωζεί λεξό. Υδξόθνβα κόξηα αηκνζθαηξίλεο ζρεκαηίδνπλ ζπζζωκαηώκαηα κε ηελ κνξθή ηληδίωλ. Ιλίδηα θπξίωο κεηά ηελ απνκάθξπλζε ηνπ νμπγόλνπ.
Hemoglobin Polymerization Normal Mutant
Sickle cell anaemia (HbS) μεηαιιαγή Val (οδνόθμβμ αα) από Glu (οδνόθηιμ αα)
Capillary Blockage
Φπζηνινγηθό επίρξηζκα β-μεζνγεηαθή αλαηκία
t=300 msec 10 min Η ηειηθή ηνηημηαγήξ δμμή ηςκ πνςηεσκώκ επηηογπάκεηαη ζε δηαθμνεηηθμύξ πνόκμοξ Οξηζκέλεο πξωηεϊλεο ρξεηάδνληαη πεξηζζόηεξν ρξόλν γηα ηελ απόθηεζε ηεο ζωζηήο ηξηηνηαγήο δνκήο, όπωο νη αλνζνζθαηξίλεο. Αλ ε δίπιωζε ηνπο γίλεη πνιύ γξήγνξα, νη πξωηεϊλεο ζρεκαηίδνπλ αλώκαια ζύκπινθα.
t=300 msec 10 min Οη μμνηαθμί ζοκμδμί θαζοζηενμύκ ηε δίπιςζε ηςκ πνςηεσκώκ, επηηνέπμκηαξ ημκ ζπεμαηηζμό ηεξ ζςζηήξ δμμήξ θαη μεηαθμνά ημοξ ER Moξηαθνί ζπλνδνί (Chaperones): κνξηαθά απνξππαληηθά!
Πενίιερε Σα μαθνμμόνηα είκαη ηα βαζηθά ζοζηαηηθά ηςκ θοηηάνςκ. Οη βημιμγηθέξ ιεηημονγίεξ βαζίδμκηαη ζηηξ πεμηθέξ ηδηόηεηεξ ημο C. H πμιηθόηεηα εκόξ μμνίμο επενεάδεη ηεκ δηαιοηόηεηα ημο ζημ κενό. Οη πνςηεσκεξ είκαη πμιομενή αμηκμλέςκ. Δηαθμνεηηθέξ πνςηεσκεξ δύκακηαη κα έπμοκ πενημπέξ με πανόμμηα 2γή δμμή Η πηύπςζε ηεξ πνςηεσκεξ νοζμίδεηαη απμ πμιιμύξ πανάγμκηεξ (ΓΔ, μμνηαθμί ζοκμδμί, πνμζζήθεξ μμάδςκ) Ακώμαιε πηύπςζε/δμμή μδεγεί ζε αζζέκεηεξ