Δομι και λειτουργία των πρωτεϊνϊν
Τισ πρωτεΐνεσ κατατάςςουμε ςε: Δομικέσ: αποτελοφν βαςικό υλικό για τθν δόμθςθ του κυτταρικοφ τοιχϊματοσ, των μεμβρανϊν, κ.λ.π. π.χ. το κoλλαγόνο, θ ελαςτίνθ και οι γλυκοπρωτείνεσ. Συςταλτικέσ: αποτελοφν μζροσ μθχανιςμϊν κίνθςθσ π.χ. βλεφαριδϊν, μαςτιγίων και τριχϊν. ' αυτι τθν κατθγορία εντάςςεται θ δυνείνθ. Αποιηκευτικέσ: π.χ. θ αλμπουμίνθ ςτο αυγό και θ καηείνθ ςτο γάλα. Μεταφορικέσ: χρθςιμεφουν ςτθν μεταφορά κάποιων ουςιϊν, π.χ. περμεάςεσ, μυοςφαιρίνθ και αιμοςφαιρίνθ (για μεταφορά οξυγόνου). Προςτατευτικέσ: παίηουν ρόλο ςτθν άμυνα του οργανιςμοφ, π.χ. αντιςϊματα και κρομβίνθ Τοξίνεσ: προκαλοφν δθλθτθρίαςθ. Ορμόνεσ: παίηουν ρυκμιςτικό ρόλο. Καταλυτικέσ: ένζυμα ρυκμίηουν όλεσ τισ λειτουργίεσ του κυττάρου.
Οι πρωτεΐνεσ ςχθματίηονται με πεπτιδικό δεςμό μεταξφ αμινοξζων
Βαςικι δομι Μία πρωτεΐνθ κακορίηεται πλιρωσ από τθν αλλθλουχία των αμινοξζων (πρωτοταγισ δομι) Ζχει πολυπεπτιδικό ςκελετό και πλευρικζσ αλυςίδεσ
υμβολιςμόσ και τφποσ αμινοξζων
Σο δίπλωμα (ι πτφχωςθ) εξαρτάται από (πολλοφσ, αςκενείσ) μθ ομοιοπολικοφσ δεςμοφσ
Πτφχωςθ, μετουςίωςθ και αναδιάταξθ οι πρωτεΐνεσ πτυχϊνονται ςτθ διαμόρφωςθ που ζχει τθ χαμθλότερθ ενζργεια Διαλφτεσ μποροφν να ξεδιπλϊςουν (μετουςιϊςουν) μία πρωτεΐνθ επενεργϊντασ ςτουσ αςκενείσ δεςμοφσ, κάτι που είναι εν γζνει αναςτρζψιμο (αναδιατάςςεται)
Οι υδρόφοβεσ πλευρικζσ αλυςίδεσ τείνουν προσ το εςωτερικό, οι υδρόφιλεσ προσ το νερό
Σα αμινοξζα ςτο εςωτερικό δεςμεφονται με δεςμοφσ υδρογόνου
Δομι των πρωτεϊνϊν Μζγεκοσ 30-10.000 αμινοξζα Μπορεί να είναι ςφαιρικζσ, ινϊδεισ, να ςχθματίηουν ινίδια, φφλλα, δακτυλίουσ ι ςφαίρεσ Η αλλθλουχία ςυνικωσ προςδιορίηεται από το DNA που κωδικοποιεί για αυτζσ Η ςτερεοδομι αποκαλφπτεται με κρυςταλλογραφία ακτίνων Χ
Πρότυπα πτφχωςθσ (δευτεροταγισ δομι) Προκφπτουν από δεςμοφσ υδρογόνου μεταξφ ΝΗ και C=O του πολυπεπτιδικοφ ςκελετοφ α-ζλικασ:ζνασ δεςμόσ υδρογόνου ανά τζταρτο αμινοξφ, δίνοντασ μία πλιρθ περιςτροφι κάκε 3,6 αμινοξζα B-πτυχωτό φφλλο:παρακείμενεσ πολυπεπτιδικζσ αλυςίδεσ με τον ίδιο προςανατολιςμό
α-ζλικασ
α- ζλικασ
β-πτυχωτό φφλλο
Σριτοταγισ και τεταρτοταγισ δομι Η πλιρθσ τριςδιάςτατθ πτφχωςθ δίνει τθν τριτοταγι δομι Όταν μία πρωτεΐνθ απαρτίηεται από πάνω από ζνα πολυπεπτίδιο λζμε ότι ζχει τεταρτοταγθ δομι. Κάκε 100-250 αμινοξζα δίνουν μία πρωτεϊνικι περιοχι Για ζνα πολυπεπτίδιο n αμινοξζων υπάρχουν 20 n διαφορετικζσ δυνατότθτεσ Μικρόσ αρικμόσ ωςτόςο είναι ςτακερά και χριςιμα πολυπεπτίδια (πρωτεΐνεσ) με επικυμθτι δομι και λειτουργία
Κάκε περιοχι τθσ επιφάνειασ μιασ πρωτεΐνθσ που αλλθλεπιδρά με κάποιο άλλο μόριο ονομάηεται κζςθ ςφνδεςθσ (binding site) Σο άλλο μόριο μπορεί να είναι μία άλλθ όμοια ι διαφορετικι πρωτεΐνθ (πολυπεπτίδιο) Ζτςι μία πρωτεΐνθ μπορεί να αποτελείται από υπομονάδεσ (π.χ. θ αιμοςφαιρίνθ που αποτελείται από δφο μόρια α-ςφαιρίνθσ και δφο β-ςφαιρίνθσ.
φαιρικζσ πρωτείνεσ (τα ζνηυμα είναι τζτοιεσ) Ινϊδεισ πρωτείνεσ (π.χ. το κολλαγόνο, εξωκυττάριο ςτρϊμα, θ ελαςτίνθ)
Πολλζσ εξωκυτταρικζσ πρωτεΐνεσ, όπωσ θ λυςοηφμθ ςχθματίηουν διςουλφοδρυλικοφσ δεςμοφσ (disulphide bonds) μεταξφ απομακρυςμζνων κυςτεϊνϊν, που τουσ δίνουν ειδικι ευςτάκεια
Πωσ λειτουργοφν οι πρωτεϊνεσ; υνδζονται με άλλα μόρια (προςδζτεσ ι ligands) με πολλοφσ αςκενείσ δεςμοφσ Η ςφνδεςθ αυτι ζχει μεγάλθ εξειδίκευςθ
φνδεςθ με ομοιοπολικοφσ δεςμοφσ
Παράδειγμα ςφνδεςθσ (θ αποδιαταγμζνθ χάνει τθ κζςθ ςφνδεςθσ)
Αντιςϊματα (ι ανοςοςφαιρίνεσ) Αντιδροφν με τα αντιγόνα Ζχουν ςχιμα Τ με βραχίονεσ μεταβλθτοφ μικουσ
Ενηυμα (καταλφτεσ) Αντιδροφν με υποςτρϊματα (substrates) πολφ επιλεκτικά μειϊνοντασ τθν ενζργεια ενεργοποίθςθσ Ζχουν ζνα ενεργό κζντρο (active site) Ονομάηονται με βάςθ τθ λειτουργία τουσ, με κατάλθξθ -άςθ
Σφποι ενηφμων
Λυςοηφμθ (υδρολφει δομικοφσ πολυςακχαρίτεσ)
υνζνηυμα (coenzymes) Τποβοθκοφν τα ζνηυμα π.χ ο ςίδθροσ ςτθν αιμοςφαιρίνθ Ακόμθ οργανικζσ ουςίεσ όπωσ θ βιοτίνθ (βιταμίνθ)
Ρφκμιςθ των πρωτεϊνϊν Αναςτολι από ανάδρομθ τροφοδότθςθ (το προϊόν ενόσ μεταβολικοφ δικτφου παρεμποδίηει ζνα από τα πρϊτα ζνηυμα τθσ οδοφ) αρνθτικό feedback Ενεργοποίθςθ ενόσ ενηφμου από κάποια ουςία (π.χ. όταν μαηεφεται ADP, αυτό ενεργοποιεί ζνηυμο υπεφκυνο για τθ ςφνκεςθ ATP) κετικό feedback
Αλλοςτερικι παρεμπόδιςθ Η αναςτολι ςυνικωσ γίνεται με ςφνδεςθ ςε ειδικι κζςθ για ρφκμιςθ τροποποιϊντασ τθ διαμόρφωςθ του ενηφμου και κακιςτϊντασ το ανενεργό επθρεάηοντασ τθν ενεργότθτα του ενεργοφ κζντρου (conformational change)
Αλλαγι διαμόρφωςθσ μπορεί να γίνει ακόμθ με: Φωςφορυλίωςθ απ ευκείασ Φωςφορυλίωςθ του GDP ςε GTP, όπου το νουκλεοτίδιο είναι μόνιμα πάνω ςτθν πρωτεϊνθ
Κινθτιριεσ πρωτεΐνεσ