بیوشیمی عمومی اسیدهای آمینه

بیوشیمی عمومی اسیدهای آمینه

اسیدهای آمینه تعریف بلوک های ساختمانی پروتئین ترکیبات آلی که دارای حداقل یک گروه کربوکسیل و یک گروه آمین )NH3( می باشند. )COOH( زنجیره جانبی عامل تنوع در آمینواسیدها ساختار

شماره گذاری آمینواسیدها آلفا آمینواسیدها )شامل تمام آمینواسیدهای استاندارد( غیر آلفا آمینواسیدها بتا-آالنین

طبقه بندی آمینواسیدها- شرکت در سنتز پروتئین -1 آمینواسیدهای پروتئینی acid( )Proteinogenic amino o در حین ترجمه به پروتئین در حال ساخت اضافه می شوند )standard amino acids( آمینواسید استاندارد 20.I )special amino acids( آمینواسید ویژه 2.II o سلنوسیستئن )یوکاریوت ها- پروکاریوتها( o پیرولیزین )پروکاریوت ها متانوژنیک( آمینواسیدهای استاندارد : o ضروری )والین لوسین ایزولوسین ترئونین متیونین فنیل آالنین تریپتوفان هیستیدین آرژینین( o غیر ضروری

آمینواسیدهای استاندارد

2- آمینواسیدهای غیر پروتئینی حاصل تغییرات پس از ترجمه modifications( )post translational ترومبین کالژن االستین پپتیدهای غیر ریبوزومی آمینواسیدهایی که به صورت واحد آزاد در فعالیت های متابولیکی شرکت می کنند. اورنیتین سیترولین بتا-آالنین- چرخه اوره پیش ساز ویتامین پانتوتنیک اسید

کنفورماسیون اسیدهای آمینه conformation( )Spatial )کایرال( ( آسیدهای آمینه استاندارد- کربن مرکزی آلفا به جز گالیسین( کونفورماسیون مطلق configuration( )absolute )فیشر 1891( اسیدهای آمینه بر اساس کونفورماسیون گلیسرآلدهید

خاصیت نوری اسیدهای آمینه آلفا آمینواسیدها مولکول های فعال نوری می باشند. اگر نور پالریزه مسطح را به راست محرف نمایند: راست گردان )d( )+( )Dextrorotatory( اگر نور پالریزه مسطح را به چپ منحرف نمایند: چپ گردان )l( )-( )Laevorotatory( )-( هستند. )+( تمام آمینواسیدهای استاندارد کونفورماسیون مطلق L )چرا ( دارند اما برخی و برخی D -آمینواسیدها نادرند: برخی پپتیدهای موجود در دیواره باکتری ها و برخی آنتی بیوتیک های پپتیدی

دسته بندی آمینواسیدها

طبقه بندی آمینواسیدها- ماهیت زنجیره جانبی آلیفاتیک ساده الکل دار گوگرد دار اسیدی )مونوآمینو دی کربوکسیلیک( بازی )دی آمینو مونوکربوکسیلیک( آمیدی )آسپاراژین و گلوتامین( آروماتیک حلقه بنزنی حلقه اندولی حلقه ایمیدازولی حلقه کاذب

طبقه بندی آمینواسیدها- ماهیت زنجیره جانبی میزان قطبیت زنجیره جانبی در ph بیولوژیک آلیفاتیک غیر قطبی آروماتیک قطبی بدون بار باردار مثیت باردار منفی گروه R گروه R گروه R گروه R گروه R

گروه R آلیفاتیک غیر قطبی

گروه R آروماتیک benzene indole A=ε.C.l جذب کننده نور فرابنفش در طول موج 280 نانومتر تخمین غلظت پروتئین بر اساس میزان جذب نور در طول موج 280 نانومتر A: جذب نور در طول مو 280 نانومتر C: غلظت نمونه پروتئین بر حسب موالر L: ضخامت ظرف حاوی نمونه پروتئین Ε: ضریب خاموشی )ثابت اختصاصی هر پروتئین(

گروه R قطبی بدون بار گروه OH گروه SH گروه آمید

باردار مثیت )دی آمینو مونوکربوکسیلیک(- بازی گروه R Imidazole

باردار منفی )مونوآیمنو دی کربوکسیلیک( گروه R

خاصیت آمفوتری اسیدهای آمینه دارای دو گروه کربوکسیل و آمینو قابل یونیزه شدن در ph فیزیولوژیک زوئیتریون هستند دهنده ی پروتون گیرنده ی پروتون

اکثر اسیدهای آمینه در ph ph بازی بار منفی دارند اسیدی بار مثبت و در اسیدهای آمینه باردار متفاوت اند

منحنی تیتراسیون اسید آمینه های مونوآمینو مونوکربوکسیلیک کامال دپروتونه زوئیتریون کامال پروتونه 1 0-1 هر ترکیب در محدوده ی ±1 ph از pka خود خاصیت بافری دارد.

نقطه ایزوالکتریک ph که در آن بار الکتریکی خالص آمینواسید صفر است عدم تحرک در میدان الکتریکی نقطه میانی منحنی

الکتروفورز دو بعدی )تفکیک پروتئین ها بر اساس Pi و وزن مولکولی(

اسیدهای آمینه باردار منحنی تیتراسیون متفاوت دارند- زنجیره جانبی قابل یونیزاسیون اسیدهای آمینه اسیدی )مثال گلوتامات( 1 0-1 -2

اسیدهای آمینه باردار منحنی تیتراسیون متفاوت دارند- زنجیره جانبی قابل یونیزاسیون اسیدهای آمینه بازی )مثال هیستیدین( 2 1 0-1

بیوشیمی عمومی پپتیدها و پروتئین ها

واکنش های اسیدهای آمینه واکنش های گروه کربوکسیل واکنش های گروه آمین واکنش های گروه سولفیدریل

واکنش های گروه کربوکسیل )trna استریفیکاسیون )برهمکنش با o

واکنش های گروه کربوکسیل o پیوند پپتیدی یا آمیدی

واکنش های گروه آمین o توالی یابی پروتئین oروش سنگر )واکنش با فلورو 2 و 4 دی نیتروبنزن )FDNB oروش ادمن )واکنش با فنیل ایزوتیوسیانات(

واکنش های گروه سولفیدریل o اکسیداسیون سیسئین

پپتید و پروتئین ها: پلیمری از اسیدهای آمینه پپتید: 2-50 اسیدآمینه الیگوپپتید: 2-10 آمینواسید پلی پپتید: 50-10 آمینواسید پروتئین )معموال بیش از 50 آمینواسید(

گروه های پروستتیک ترکیب پروتئین: پروتئین ساده )ریبونوکلئاز( -1 آمینواسید گروه های شیمیای مختلف )گروه پروستتیک( پروتئین مرکب )ریبونوکلئاز( -2 آمینواسید + لیپوپروتئین ها گلیکوپروتئین ها فسفوپروتئین ها فالوپروتئین ها هموپروتئین ها متالوپروتئین ها

در یک زنجیره پپتیدی 3 نوع پیوند تکرار می شود پیوند پپتیدی :)CO-NH( امگا )ω( به دلیل رزونانس پیوند بین N و C خاصیت پیوند دوگانه پیدا می کند I. مسطح است قابلیت چرخش ندارد.II.I ω )180 پیوند کربن آلفا و نیتروژن آمین : فی )Ф( I. پیوند یگانه که قابلیت چرخش دارد )180- تا.II )Ψ( )180.III پیوند کربن آلفا و کربن کربوکسیل : سای I. پیوند یگانه که قابلیت چرخش دارد )180- تا

منحنی راماچاندران

ساختار پروتئین عملکرد پروتئین به کونفورماسیون طبیعی آن بستگی دارد. کونفورماسیون طبیعی عمدتا توسط برهمکنش های متقابل ضعیف تثبیت می شود.

سطوح ساختاری پروتئین ها برای پروتیئن ها 4 سطح ساختاری در نظر گرفته می شود همه پروتئین ها سطوح 1 تا 3 را دارا می باشند

o ساختمان اول اشاره به توالی خطی آمینو اسیدی در پروتئین حاصل پیوندهای پپتیدی

o ساختمان دوم الگوهای ساختمانی بعد از ترجمه که در بخشی از پروتئین ایجاد می شوند حاصل پیوندهای هیدروژنی مارپیچ آلفا صفحات بتا پیچ های بتا و لوپ ها

مارپیچ آلفا NH هیدروژنی بین پیوند یک ریشه و CO پنجمین ریشه 3.6 آمینواسید در هر دور راست گرد

صفحات بتا پیوند هیدروژنی بین دو بخش از یک زنجیره صفحات همسو صفحات ناهمسو

پیچ های بتا و لوپ های امگا

o ساختمان سوم تاخوردن سه بعدی پروتیئن مجموع پیوندهای ضعیف )یونی هیدروژنی آبگریز( پیوندهای قوی کواالنسی )پیوند دی سولفیدی(

o ساختمان چهارم اتصال زیرواحدها subunit( )protein مجموع پیوندهای ضعیف )یونی هیدروژنی آبگریز( پیوندهای قوی کواالنسی )پیوند دی سولفیدی(

دناتوراسیون پروتئین ها تغییر ساختار سه بعدی پروتئین به نحوی که قادر به فعالیت نباشد. حرارت ph )تاثیر بر بار الکتریکی پروتئین( ( تاثیر بر اتصاالت هیدروژنی و آبگریز( حالل های آلی )اوره گوانیدین هیدروکلرید( و شوینده ها

تاخوردن پروتئین بدون نیاز به کمک سایر پروتئین ها- تاخوردن خودبه خودی o با کمک پروتئین های دیگر )چاپرون ها( Hsp70 o )پروتئین های شوک حرارتی( o )Gro EL/Gro ES( چاپرونین ها o