Struktura proteina. Struktura proteina. Primarna struktura insulina govečeta. eta. A. Primarna struktura proteina. proteos prvi najvažniji (grčki)

Σχετικά έγγραφα
Sekundarne struktura proteina Fibrilni proteini

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

Proteini. Naziv PROTEINI potiče od Grčke reči proteios, što znači PRVI

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

CILJNA MESTA DEJSTVA LEKOVA

3/25/2016. Hemijske komponente ćelije

3. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer ALKENI. Aciklični nezasićeni ugljovodonici koji imaju jednu dvostruku vezu.

HEMIJSKA VEZA TEORIJA VALENTNE VEZE

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

NOMENKLATURA ORGANSKIH SPOJEVA. Imenovanje aromatskih ugljikovodika

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

evina) - retko se nalaze u slobodnom stanju - međusobno povezane čineći i peptide i proteine

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

MEĐUMOLEKULSKE SILE JON-DIPOL DIPOL VODONIČNE NE VEZE DIPOL DIPOL-DIPOL DIPOL-INDUKOVANI INDUKOVANI JON-INDUKOVANI DISPERZNE SILE

BELANČEVINE. Uvod. čine osnovu života, ulaze u sastav svih živih bića

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

Supstituisane k.k. Sinteza Aminokiseline Biodegradabilni polimeri Peptidi. Industrijska primena Aminokiseline Stočarstvo Hiralni katalizatori

Tercijarna struktura globuralnih proteina. Rendgenska strukturna analiza proteina Konformaciona stabilnost proteina Supersekundarne strukture/domeni

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

Proteini i njihove trodimenzionalne strukture

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

Inženjerska grafika geometrijskih oblika (5. predavanje, tema1)

numeričkih deskriptivnih mera.

LANCI & ELEMENTI ZA KAČENJE

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

Računarska grafika. Rasterizacija linije

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

Kaskadna kompenzacija SAU

Mehanizmidejstvaenzima. Himotripsin

18. listopada listopada / 13

Pravilo 1. Svaki tip entiteta ER modela postaje relaciona šema sa istim imenom.

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

STVARANJE VEZE C-C POMO]U ORGANOBORANA

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

Aminokiseline. Anabolizam azotnihjedinjenja: Biosinteza aminokiselina, glutationa i biološki aktivnih amina

PROSTORNI STATIČKI ODREĐENI SUSTAVI

Elementi spektralne teorije matrica

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

4. Proteini I: 4.A. Aminokiseline

5. Karakteristične funkcije

10. STABILNOST KOSINA

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

Elektrotehnički fakultet univerziteta u Beogradu 17.maj Odsek za Softversko inžinjerstvo

II. ODREĐIVANJE POLOŽAJA TEŽIŠTA

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

Osnovne karakteristike 3-D strukture molekula DNK i RNK

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

C kao nukleofil (Organometalni spojevi)

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Grafičko prikazivanje atributivnih i geografskih nizova

Osnovne veličine, jedinice i izračunavanja u hemiji

21. ŠKOLSKO/OPĆINSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ GEOGRAFIJE GODINE 8. RAZRED TOČNI ODGOVORI

Ponašanje pneumatika pod dejstvom bočne sile

Osnove biokemije. Seminar 4. Točni odgovori zadaće 3. ( )

Teorijske osnove informatike 1

OBRTNA TELA. Vladimir Marinkov OBRTNA TELA VALJAK

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

ZADACI. Biohemija I

Računarska grafika. Rasterizacija linije

IZVODI ZADACI (I deo)

XI dvoqas veжbi dr Vladimir Balti. 4. Stabla

Operacije s matricama

BIOLOŠKI VAŢNA ORGANSKA JEDINJENJA PROTEINI. AMINOKISELINE. Ključni pojmovi

PROTEINI. Doc. dr Snežana Marković

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

Funkcije proteina. Boris Mildner Osnove biokemije. Vlaknati i globularni proteini

KOMUTATIVNI I ASOCIJATIVNI GRUPOIDI. NEUTRALNI ELEMENT GRUPOIDA.

DIMENZIONISANJE PRAVOUGAONIH POPREČNIH PRESEKA NAPREGNUTIH NA PRAVO SLOŽENO SAVIJANJE

Ponašanje pneumatika pod dejstvom bočne sile

Zadatak 4b- Dimenzionisanje rožnjače

1 Promjena baze vektora

Betonske konstrukcije 1 - vežbe 3 - Veliki ekscentricitet -Dodatni primeri

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Kiselo bazni indikatori

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

Poglavlje 7. Blok dijagrami diskretnih sistema

STRUKTURA I OSOBINE Aminokiseline su karboksilne kiseline koje u svom molekulu sadrže AMINO grupe.

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

Periodičke izmjenične veličine

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

PRILOG. Tab. 1.a. Dozvoljena trajna opterećenja bakarnih pravougaonih profila u(a) za θ at =35 C i θ=30 C, (θ tdt =65 C)

Derivati karboksilnih kiselina

REAKCIJE ELIMINACIJE

Obrada signala

MATEMATIKA 2. Grupa 1 Rexea zadataka. Prvi pismeni kolokvijum, Dragan ori

Program testirati pomoću podataka iz sledeće tabele:

PROSTA GREDA (PROSTO OSLONJENA GREDA)

Pri međusobnom spajanju atoma nastaje energetski stabilniji sistem. To se postiže:

Transcript:

PEDJE 28. proteos prvi najvažniji (grčki) Proteini su linearni polimeri aminokiselina ko se izuzme voda, čine 70% težine ćelije.u humanom organizmu identifikovano je preko 50 000 različitih proteina. Uloga proteina Mogu biti strukturni materijal, a pokazuju i različite ite funkcije: - katalizuju reakcije - transportuju male molekule ili jone - regulišu u metaboličke procese - učestvuju u prenošenju enju naslednih osobina,. sobine proteina (-)) specifična rotacija,, velika v molekulska masa,, većina v se rastvara u vodi (osim strukturnih),, grade g koloidne rastvore,, imaju i amfoterni karakter,, ne dijalizuju,, sporo s difunduju kroz membrane ćelija,, imaju i nizak osmotski pritisak U kolu jednosmerne struje proteini su polivalentni elektroliti : Doc.dr Mirjana bramović anaforeza katafore foreza elektroforeza truktura proteina truktura proteina Primarna struktura sinonim je za sekvenciju, redosled povezivanje aminokiselinskih ostataka u polimerni lanac ekundarna struktura označava ava konformacioni odnos susednih aminokiselina Tercijarna struktura prostorna organizacija polimernog lanca (proteina) Kvaternarna struktura način povezivanja polimernih lanaca u specijalizovane molekule primarna struktura aminokiselinski ostaci sekundarna struktura α-heliks trecijarna struktura poipeptidni lanac kvaternarna struktura složena struktura. Primarna struktura proteina buhvata kovalentni niz polipeptidnog lanca, karakterističan an redosled aminokiselinskih ostataka (sekvenca). Informacije potrebne za prevođenje peptida u fiziološki aktivnu, nativnu strukturu određena je njegovom sekvencom. Kako protein prepozna je i interpretira genetski kodiranu informaciju koju nosi? adrži centar nukleacije koji potpomaže formiranje prirodne konformacije. Protein dobija energetski i termodinamički povoljniju konformaciju. Šaperoni (molekuli pratioci) vrše kontrolu. Primarna struktura insulina govečeta eta terminus lanca terminus 5 15 lanca I E Q L Y Q L 20 E Y 10 Q L 5 L L Y L 10 15 20 terminus E B lanca Y terminus K P T 25 B lanca 30

Poznavanje sekvence proteina ima praktičnu primenu: ekvenca fibrilarnih proteina a se obično ponavlja (--B--B--B-) dređen je evolutivni razvoj različitih itih klasa bioloških sistema Preko sekvence hemoglobina utvrđeni patološki, nasledni proteini: Pauling i Itan izolovali hemoglobin kod osoba a oboleliho od nasledne srpaste anemije azlika u sekvenci: 2 al is Leu Thr Pro lu normalni b - lu Lis - 3-2 al is Leu Thr Pro al lu Lis hemoglobin b manjena pokretljivost u električnom polju 3 eliki proteini moraju biti razlo loženi na manje fragmente 1. dređivanje kvantitativnog sadržaja proteina 2. azlaganje disulfidnih veza 3. azlaganje polipeptidnih lanaca na manje fragmente 4. ekvencionisanje polipeptida 5. dređivanje redosleda peptidnih fragmenata metodom preklapanja 6. dređivanje položaja disulfidne veze minokiselinska analiza Kiselinska hidroliza polipeptida (6M l,, 24 h ) daje smesu aminokiselina. mesa se razdvaja jonoizmenjivačkom hromatografijom koja zavisi od različitih itih vrednosti pi aminokiselina. minokiseline se identifikuju pomoću u denzil-hlorida, Edman-ovin reagensom, ninhidrinom i dr. utomatizovana metoda; zahteva samo oko 10-5 do o 10-7 g polipeptida Jonoizmenjivačka hromatografija ajkiselije aminokiseline putuju najbrže a najbaznije se eluiraju poslednje. Zavisi od vrednosti pi različitih aminokiselina koje se razdvajaju. Pozitivno naelektrisani proteini se vezuju za negativno naelektrisanu podlogu. egativno naelektrisani proteini prolaze. naliza aminokiselina azlaganje disulfidnih veza Površina svakog signala je mera relativne količine svake pojedinačne aminokiseline u smesi. oksidacija permravljom kiselinom 2 2 redukcija ditiotritolom PL-mobilna faza se kroz kolonu propušta pod pritiskom-skraćeno vreme analize. 2 - - 2 2 2 ostaci cisteinske kiseline acetilacija jod- acetatom 2 2 - - 2 2

Parcijalna hidroliza peptida Direktno sekvencionisanje aminokiselina ograničeno je na kraće polipeptide (40-80 aminokiselinskih ostataka) Duži polipeptidni lanci kidaju se na kraće fragmente na selektivan i predvidiv način pomoću enzima ili hemijskim putem. Manji fragmenti se zatim razdvajaju i određuje aminokiselinski sastav svih fragmenata pojedinačno. Tripsin Tripsin selektivno razlaže e peptidnu vezu karboksilne grupe lizina i arginina. " " lizin ili arginin imotripsin Pepsin imotripsin selektivno razlaže e peptidnu vezu karboksilne grupe aminokiselina sa aromatičnim prstenom u bočnom lancu. Pepsin selektivno razlaže e peptidnu vezu karboksilne grupe triptofana, fenilalanina i tirozina. ijanogen-bromid, Br emijsko specifično i kvantitativno razlaganje veze karboksilnog kraja metjonina. naliza krajnjih grupa eophodno je znati koja je -terminalna a koja -terminalna aminokiselina: -terminalna aminokiselina može se identifikovati hidrolizom (kataliza pomoću karboksipeptidaze). Identifikacija -terminusa: Metode se zasnivaju na činjenici da je azot amino-grupe aminokiseline na -terminusu nukleofilniji od bilo kog drugog amidnog azota. Karboksipeptidaza Karboksipeptidaze selektivno razlažu peptidnu vezu -terminalne aminokiseline. 3 protein angerova metoda identifikacije -terminusa Ključni reagens u angerovoj metodi za identifikaciju -terminusa je 1-fluor-2,4-dinitrobenzen. eagens je reaktivan u odnosu na nukleofilnu aromatičnu supstituciju. 2 2 1-fluor-2,4-dinitrobenzen reaguje sa amino azotom -terminalnene K 2 2 2 2 2 2 2 ( 3 ) 2 2 6 5 ( 3 ) 2 ( 3 ) 2 2 6 5 3 3 2 6 5 2 2 3 3 3 2 3 3 dređivanje redosleda enzimski ili hemijski dobijenih fragmenata: Proces fragmentacije istog proteina vrši i se sa dva ili više enzima ili hemijskih reagenasa. Metodom preklapanja fragmenti se uklapaju i dobija sekvenca celovitog polipeptida. Primer emijski je utvrđeno da je fenilalanin (Phe) -terminus polipeptida. idroliza pomoću Br daje tri peptida: ly-la-lys-leu- Pro-Met Phe-Trp-Met-ly-la-Lys Leu-Pro-Met-sp-ly-rg ys-la-ln idroliza katalizovana tripsinom daje fragmente: Phe-Trp-Met sp-ly-rg-ys-la-lnln

Phe-Trp-Met-ly-la-Lys Phe-Trp-Met-ly-la-Lys Leu-Pro-Met-sp-ly-rg Leu-Pro-Met-sp-ly-rg ys-la-ln ys-la-ln enilalanin (Phe) je -terminus. ly-la-lys-leu- Pro-Met ly-la-lys-leu- Pro-Met Phe-Trp-Met sp-ly-rg-ys-la-lnln Phe-Trp-Met sp-ly-rg-ys-la-lnln Edmanova degradacija i automatizovano sekvencionisanje peptida Phe-Trp-Met-ly-la-Lys Phe-Trp-Met ly-la-lys-leu- Pro-Met Leu-Pro-Met-sp-ly-rg enilalanin (Phe) je -terminus. ys-la-ln sp-ly-rg-ys-la-lnln 1. Metoda za određivanje -terminalne aminokiseline. 2. a kraja peptida sukcesivno se može odvajati jedna po jedna aminokiselina sa istog uzorka. a taj način se može odrediti 20 i više aminokiselina. 3. Dovoljno je 10-10 g uzorka. 4. Metoda može biti automatizovana. snovni reagens u Edmanovoj degradaciji je fenilizotiocijanat: fenilizotiocijanat: enilizotiocijanat reaguje sa azotom amino grupe -terminalne aminokiseline. 6 5 3 peptid PT derivat se tretira sa l u anhidrovanom rastvaraču. -terminalna aminokiselina se odvaja od ostatka peptida. 6 5 PT derivat l peptid 6 5 PT derivat peptid astaje feniltiokabamil-derivat (PT). statak peptida ne menja strukturu. 6 5 tiazolon 3 idrolizom PT-derivata nataje tiazolon. peptid

6 5 tiazolon Pod uslovima pod kojima nastaje, tiazolon se transformiše e u feniltiohidantoin (PT-derivat derivat). ekvencionisanje proteina tehnikom rekombinovane DK 6 5 feniltiohidantoin antoin (PT) PT derivat se izoluje i identifikuje. statak peptida se podvrgava sledećoj Edmanovoj degradaciji. edosled četiri baze u DK: adenina, guanina, timina i citozina (zapisan u genima) direktno određuje sekvencu aminokiselina u proteinu. Moguća automatizovana analiza DK ili K ekvenca stotine proteina, sa velikim brojem aminokiselinskih ostataka određen na ovaj način inteza peptida Peptidi se sintetički dobijaju kuplovanjem (kovalentnim vezivanjem) aminokiselina: Direktnom reakcijom aminokiselina dobije se kompleksna smesa snovni princip 1. asumične interakcije između aminokiselina se eliminišu zaštitom" azota jedne aminokiseline i karboksilne grupe druge. ly la - 2 ly-ly ly-la la la-la ly-ly ly-la la-ly ly-la la-ly Da bi se sprečile reakcije funkcionalnih grupa koriste se zaštitne grupe -zaštićeni fenilalanin -zaštićeni glicin X 2 6 5 2 2 Y 2. Zašti tićene aminokiseline se kupluju. X 2 6 5 snovni princip 2 2 Y X 2 6 5 2 Y Zaštita amino grupa prevođenjem u amide: Za zaštitu se koriste: fenilmetoksikarbonilna grupa ( 6 5 2 ), označava ava se sa Z (ili bz) ili di-terc-butildikarbonat (Boc( Boc). Z-zaštita postiže e se reakcijom aminokiseline sa fenilmetilhlorformijatom (benziloksikarbonil-hlorid) hlorid). 3. kida se zaštita sa -terminusa i karboksilne grupe -terminusa. X 2 6 5 2 Y 3 2 6 5 2 Phe-ly l 3 2 6 5 fenilmetil-hlorformijat alanin a Z (bz) fenilmetoksikarbonilna grupa -benziloksikarbonilfenil(alanin)

Zaštitne grupe amino funkcionalne grupe: di-terc-butil-dikarbonat aminokiselina Et 3 terc-butoksikarbonilna grupa Boc a) Prednost zaštite Z-grupom je što se deblokada može lako izvršiti: a) hidrogenolizom ili b) hidrolizom pomoću Br u sirćetnoj kiselini 2 Pd/ _ 2 Uklanjanje Boc i Z-zaZ zaštite: 2 Boc grupa se uklanja pomoću 3 3 2 2 b) Br 2 Br _ 2 2 Zaštita karboksilne grupa prevođenjem u estre: Karboksilna grupa se štiti prevođenjem u estre sa metanolom, etanolom ili benzil alkoholom. 2 Kao zaštitne grupe koriste se estri: metil, etil, benzil Benzil-esri esri se mogu razložiti hidrogenolizom. 6 5 2 2 2 6 5 2 6 5 Deprotekcija -terminusa 2,Pd Deprotekcija metil- i etil-estara estara vrši i se baznom hidrolizom. 6 5 2 2 2 3 2 6 5 1.a 2. 3 6 5 2 2 2 6 5 3 2 6 5 2 2-2 6 5 3 6 5 ormiranje peptidne veze vrši i se uz aktivaciju karboksilne grupe Da bi se stvaranje peptidne veze izvelo pod blagim eksperimentalnim nim uslovima, neophodno je aktivirati karboksilnu grupu. Dve glavne metode su: 1. Kuplovanje na odgovarajući i način zašti tićenih aminokiselinakoristeći,' '-dicikloheksilkarbodiimid (D) Mehanizam kuplovanja pomoću u D D aktivira karboksilnu grupu kiseline za nukleofilni napad amina Z 2 6 5 6 11 6 11 6 11 6 11,' '-dicikloheksilkarbodiimid (D) 2. Preko aktivnog estra -terminalnene aminokiseline kiseline. 6 11 6 11 Z 2 6 5, -dicikloheksilurea Jedinjenje koje se formira vezivanjem Z-zaštićene aminokiseline za D slično je po strukturi anhidridu kiseline, pa prema tome deluje kao acilirajući agens.

inteza peptidp eptida Kuplovanje pomoću D 6 11 6 11 Z 2 6 5 2 2 2 3 Dolazi do nukleofilnog napada aminogrupe kiseline sa zaštićenom karboksilnom funkcijom na, - dicikloheksilureu. Primer inteza glicilalanina 2 D 6 11 6 11 Z 2 6 5 2 2 3 2 2 /Pd- 2 Konačni proizvod nastaje skidanjem Z-zaštite glicilalanin Metoda aktiviranog estra p-nitrofenil-estar je primer aktivnog estra. p-nitrofenil-grupa je bolja odlazeća grupa od metil- ili etil-grupe, a takođe je i reaktivnija u nukleofilnim acil-supstitucijama. Z 2 6 5 Z 2 6 5 2 2 2 3 2 2 2 3 hloroform 2 utomatizovana peptidna sinteza: Merrifield-ova sinteza na čvrstoj fazi inteza se vrši na čvrstom, inertnom polistirenskom nosaču. eaktant se dodaje u obliku rastvora. eakcija se odvija na dodirnoj površini između rasvora i čvrste faze. Lanac kome se dodaje jedna po jedna aminokiselina, kovalentno je vezan -krajem za nerastvorljivi nosač. Derivat polistirena sa biopolimerom ispira se jednostavno vodom. (78%) inteza peptidp eptida a na čvrstoj fazi Koristi se funkcionalizovani polistirenski nosač za peptid Polistiren je nerastvorljiv u organskim rastvaračima ridel-kraftsovim hlormetilovanjem sa l2 3 u prisustvu nl4 manji broj aromatičnih prstenova se funkcionalizuje sa l2. Čvrsti nosač nastaje polimerizacijom stirena. n stiren ( ) n ( ) n polistiren l 2 3 nl 4 l funkcionalizovani polistiren Bočni deo je grupa reaktivna u odnosu na 2 supstituciju. lormetilovana smola se tretira sa Boc-zaštićenom -terminalnom aminokiselinom. ( ) n l Boc 1 _ ( ) n ( ) n 1 Boc 3 2 l 2 Boc-zaštitna grupa uklanja se sa 3 ili l. lkilbenzil estarska veza aminokiseline sa nosačem ostaje intaktna. 2 1

Kuplovanje sledeće Boc-zaštićene aminokiseline potpomaže D. inteza peptidp eptida a na čvrstoj fazi ( ) n Boc 2 1 2 _ D Boc ( ) n 2 1 Merrifield je automatizovao svoju sintezu na čvrstoj fazi. intetisao je nonapeptid (bradikinin) 1962 g. Postupak je trajao 8 dana sa prinosom od 68%. intetisao je ribonuklea leazsu (124 aminokisel.) ) 1969 g. (369 reakcija; 11.391 koraka, prinos 17%, postupak trajao 17 nedelja) obelova nagrada za hemiju: 1984 Peptid se skida sa nosača tretiranjem sa tečnom (ili sa Br u 3 2 ) ( ) n 2 2 1 obert Bruce Merrifield ockefeller University 1921-2006 B. ekundarna struktura proteina rganizacija polipeptidnog, osnovnog lanca u prostoru bez konformacije bočnih nizova aminokiselina. Moguća a dva načina organizacije sekundarne strukture α-helikoidna i β-nabrana struktura Karakteriše se: Planarnom geometrijom peptidnih veza odoničnom vezom između i= nti konformacijom glavnih lanaca amidna ravan Torzioni uglovi Φ i Ψ određuju konformaciju peptidne veze, a time i α-ugljenik konformaciju polipeptidnog lanca. bočna grupa Peptidna veza je planarna: amidna ravan β-nabrana struktura Postojanje strukture pretpostavili i opisali Pauling i orey, 1951 astaje formiranjem vodoničnih veza između paralelnih i antiparalelnih lanaca egmenti sa konformacijom nabrane strukture mogu biti dužine od 2 do 12 aminokiselinskih ostataka odonično vezivanje u antiparalelnoj β-nabranoj strukturi

odonično vezivanje u paralelnoj β-nabranoj strukturi Mogući tipovi heliksa odonična veza se uspostavlja između = i -, r ostaci duž lanca 2.2 7 zabranjen r = 2 3 10 retki r = 3 3.6 13 uobičajeni r = 4 (α-heliks) 4.4 16 retki r = 5 (π-heliks) dugačak ak i tanak najpovoljniji kratki i debeli α-heliks i β-nabrana struktura -terminus -terminus α-uzvojnica Prema smeru protezanja polipeptidnog lanca mogu se razlikovati desne () i leve uzvojnice (L). U molekulima proteina najčešća je desna α-uzvojnica. α-heliks ostaci/okret 3.6 (2.0) porast (nm) 0.15 (0.34) φ ( ), ψ ( ) -57,-47-139,135 -veza 13 atoma u -vezanom prstenu -veza između lanaca β-nabrana struktura stale sekundarne strukture stale sekundarne strukture Uzvojnica 3 10 Broj 3 označava broj aminokiselinskih ostatataka po zavoju. Broj 10 označava broj atoma u prstenu zatvorenom vodoničnom vezom. Zbog sternih smetnji retko se javlja, najčešće na početku i na kraju alfa-uzvojnice, i to u vrlo kratkom segmentu. π uzvojnica amo hipotetička struktura. ije otkrivena ni u jednom proteinu.

stale sekundarne strukture Uzvojnica kolagena Posebna vrsta spiralne konformacije. Javlja se kao posledica jedinstvene, uređene strukture lanca ly-x-y X-najčešće prolin Y-hidroksiprolin U rastvoru poliprolinska struktura je levi heliks sa trans konformacijom koja ima 3,0 aminokiselinskih ostataka po zavoju i razmak između zavoja 94 pm stale sekundarne strukture Uvrnuta nabrana struktura (beta turn) rlo često to su mesta na kojima lanac menja smer protezanja (revers turn) Karbonilni jednog aminokiselinskog ostatka je vodonično-vezan za amidni vodonik aminokiselinskog ostatka koji je tri mesta dalje. Zaokret je deformisana uzvojnica 3 10. Tercijarna struktura Dve glavne klase proteina Prostorna organizacija proteina objedinjava konformaciju lanca i bočnih nizova aminokiselinskih ostataka u osnovnom lancu. Proteinska struktura je rezultat balansa različitih elektrostatičkih interakcija i hidrofobnih sila unutar molekula. ekoliko osnovnih principa eliksi i nabrane strukture se gusto pakuju. eze između elemenata sekundarne strukture su obično kratke i direktne Proteini koji grade stabilne strukture grade maksimalan broj vodoničnih veza i minimiziraju kontakt sa rastvaračem. fibrilarni proteini globularni proteini ibrilarni proteini Dugački izduženi molekuli. Mehanički su jaki. Uglavnom su nerastvorljivi u vodi. bično imaju strukturnu ulogu. Primer α-keratini alaze se u kosi, noktima ili vuni α-helikseliks Lanac je sastavljen samo od ostataka L- alanina. eliks je desno orijentisan sa 3.6 aminokiselina po okretu. odonične veze su unutar prostog lanca. Proteini mišića (miozin)ivune(α-keratin) sadrže velike regione α heliksa. Lanac se može istezati.

fibroin Primer Kolagen Proteini sa β-nabranom strukturom oksidovani Lys koji povezuje lance obezbeđuje krutost kolagena Tokom vremena broj veza se povećava. eći br. veza manja elastičnost vlakana. Prikazani β-nabrani proteinski lanac sastoji se od naizmeničnih ostataka alanina i glicina. odonična veza između lanaca. van der Waals-ove sile stabilizuju nabranu strukturu. usedni lanci su antiparalelni Primer ibroin svile lobularni proteini ly la ili er rukturne karakteristike ećina ostaka polarnih kiselina okrenuto je prema spolja a polarne grupe su maksimalno izložene rastvaraču. ećina hidrofobnih ostataka su unutar proteinskog molekula i interaguju međusobom. Proteinski molekul se na taj način zgušnjava. ntiparalelni lanci su izgrađeni od ponovljenih jedinica koji se sastoje od šest aminokiselinskih ostataka: -ly-er-ly-la-ly-la-. Zog cikcak konformacija svila se ne može istezati kao vuna. aotična struktura nazvana struktura slučajnog klupka random coil nije slučajna. trukture globularnih proteina nisu statične. azličiti elementi strukture i strukturni domeni proteina, kreću se u različitim pravcima. Klase globularnih proteina (Klasifikacija prema Jan ichardsonu:) ntiparalelni alfa-heliksni proteini. Paralelni ili mešoviti beta nabrani proteini. ntiparalelni beta nabrani proteini Metalima- i disulfidnim vezama bogati proteini. Primer Karboksipeptidaza Metaloprotein - sadrži Zn 2 jon, esencijalan za katalitičku aktivnost. Katalizuje hidrolizu peptidne veze na -terminalnoj aminokiselini polipeptida. -terminus -terminus

Primer Mioglobin -terminus hem D. Kvaternarna struktura proteina Koje sile obezbeđuju kvaternarnu asocijaciju? -terminus Metaloprotein mišićni protein vezuje i skladišti kiseonik. Tipična K d subjedinica: 10-8 do 10-16 mol/l! ve vrednosti korespondiraju sa energijom od 50-100 kj/mol na 37 o Povoljna entropija za formiranje vodoničnih veza! Kontrola - šaperoni adrži prostetičnu frupu sa e 2 koja je preko histidina vezana za protein koji ima pet razdvojenih α-helikoidnih regiona. Kvaternarna struktura proteina Kvaternarna struktura - prostorna organizacija subjedinica c) eterologi tetramer Kvaternarna struktura proteina Kompleksne strukture, specijalizovane fiziološke funkcije, sastavljene od dva ili više različitih, malih globularnih proteina. a) izologna asocijacija ačini povezivanja subjedinica b) heterologa asocijacija d) izologni tetramer osa simetrije ačini povezivanja subjedinica Šaperoni In vivo, šaperoni pomažu da se proteini, označeni kao proteini sa specijalizovanom funkcijom, vežu međusobom na adekvatan i korektan način. Kvaternarna struktura proteina Kompleksne strukture, specijalizovane fiziološke funkcije, sastavljene od dva ili više različitih, malih globularnih proteina. Primer emoglobin adrži četiri proteinska lanca: dva α-lanca i dva β-lanca. vaki lanac ima svoj hem i tercijarnu strukturu sličnu mioglobinu. ekundarne ne-kovalentne interakcije između lanaca stabilizuju strukturu.

trukturalne i funkcionalne pogodnosti ostvarivanja kvaternarne asocijacije edukcija ukupne površine enetička ekonomičnost i efikasnost Zajednička mesta za katalitičke centre Zajedničko delovanje ezime (a) Linearna na sekvenca aminokiselina. (b) pecifična konformacija polipeptidnog lanca. tabilizovana vodoničnim vezama koje se uspostavljaju između atoma peptidne veze. (c) inalna 3-dimenziona struktura pojedinačnog polipeptidnog lanca. tabilizovana je ne-kovalentnim intereakcijama između bočnih nizova aminokiselinskih ostataka. (d) pecifična agregacija dva ili više istih ili različitih polipeptidnih lanaca. Uvek se karakteriše određenom simetrijom.

Protein sa β-nabranom strukturom α - heliks Lanac je sastavljen samo od ostataka L-alanina. eliks je desno orijentisan sa 3.6 aminokiselina po okretu. odonične veze su unutar prostog lanca. Primer Proteini mišića (miozin) ivune(α-keratin) sadrže velike regione α heliksa. Lanac se može istezati. lormetilovana smola se tretira sa Boc-zaštićenom -terminalnom aminokiselinom. 2 l Boc Dolazi so nukleofilne supstitucije. Zaštićena aminokiselina se estarski vezuje za polistiren. Boc 2

7 Boc-zaštitna grupa uklanja se sa 3 ili l. lkilbenzil estarska veza aminokiseline sa nosačem ostaje intaktna. Uklanja se Boc-zaštitna grupa. 2 2 2 2 Kuplovanje sledeće Boc-zaštićene aminokiseline potpomaže D. Boc 2 3 peptid 2 2 Peptid se skida sa nosača tretiranjem sa tečnom (ili sa Br u 3 2 ) antiparalelna β-nabrana struktura 2 3 peptid 2 Šematski prikaz α-heliksa filamenata mikrofibrila minokiselinski ostaci (svaki sedmi) sa nepolarnim bočnim lancima smešteni su na istoj strani molekula 4 1 8 5 minokiselinski ostaci na položajima 4 i 5 se takođe ponavljaju. 2 3 6 ledano duž ose α-heliksa (3.6 aminokiselinska ostatka /okretu)

Primer: (Phe-la-er-al-al-la-ly) 12 (hidrofobne prikazane ljubičasro) Prisustvo hidrofobnih ostataka na položajima 1,4 i 5 stvaraju hidrofobnu stranu, koja uzrokuje dimerizaciju -termini Intermedijarni filamenti lpha-helical region with heptad repeats Bazična ni Multiplikovane se povezuju jedinica mikrofibrile glava za intermedijarnog vrat (8 u ovom sa ostalim slučaju) dimerima filamenta uvijaju u je formu se jedna heterodimer tetramera. okodruge a-heliksni gradeći sedam filamentedebljine10 puta ponovljeni nm. proteini koji su obmotani jedan oko drugog u klupko. oiled-coil dimer ead-to-tail tetramers -termini angerova metoda identifikacije -terminusa 1958 obel-ova nagrada za hemiju 1980 obel-ova nagrada za hemiju: D sekvuencionisanje. Ključni reagens u angerovoj metodi za identifikaciju -terminusa je 1-fluor-2,4-dinitrobenzen. eagens je reaktivan u odnosu na nukleofilnu aromatičnu supstituciju. 2 2