Αρχιτεκτονική της τρισδιάστατης δομής πρωτεϊνών Βασίλης Προμπονάς, PhD Ερευνητικό Εργαστήριο Βιοπληροφορικής Τμήμα Βιολογικών Επιστημών Νέα Παν/πολη, Γραφείο B161 Πανεπιστήμιο Κύπρου Ταχ.Κιβ. 20537 1678, Λευκωσία ΚΥΠΡΟΣ τηλ: 00357-22892879 (εσωτ. 2879) email: vprobon@ucy.ac.cy, vprobon@biol.uoa.gr
Σύνοψη Εισαγωγή Ρόλος των πρωτεϊνών Σύσταση και χημική δομή Δευτεροταγής δομή Τριτοταγής και Τεταρτοταγής δομή Συζήτηση...
Οι πρωτεΐνες αποτελούν την Εργαλειοθήκη του κυττάρου
Οι πρωτεΐνες αποτελούν την Εργαλειοθήκη του κυττάρου Ενζυμική Κατάλυση Μεταφορά και Αποθήκευση Κίνηση Μηχανική στήριξη Μοριακή αναγνώριση/δέσμευση Κυτταρική επικοινωνία...
Οι πρωτεΐνες είναι μόρια με καθορισμένη χημική δομή Γραμμικά Πολυμερή (Fischer & Hofmeister, 1902-20's) Δομική μονάδα στη φύση: L-α-αμινοξέα Η αμινοξική ακολουθία είναι συγκεκριμένη (Sanger, 1952)
Πλευρικές αλυσίδες (R) και φυσικοχημεία πρωτεϊνών
Πλευρικές αλυσίδες (R) και φυσικοχημεία πρωτεϊνών
Πλευρικές αλυσίδες (R) και φυσικοχημεία πρωτεϊνών
Ο πεπτιδικός δεσμός
Πολυπεπτιδική αλυσίδα
Φ, Ψ και πρωτεϊνικές στερεοδιατάξεις Επίπεδες πεπτιδικές ομάδες Μήκη δεσμών, γωνίες δεσμών ~ σταθερά Οι Φ, Ψ αποτελούν τις μοναδικές ελεύθερες παραμέτρους της πολυπεπτιδικής αλυσίδας (πόσες??)
Διάγραμμα Ramachandran Left handed ΕΙΔΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ GLY PRO
Η δομή των πρωτεϊνών ακολουθεί μια ιεραρχία Πρωτοταγής Αμινοξική Ακολουθία Δευτεροταγής Τοπικές διαμορφώσεις της πολυπεπτιδικής αλυσίδας Τριτοταγής Τρισδιάστατο Δίπλωμα (Fold) Τεταρτοταγής Αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης
Δευτεροταγής δομή πρωτεϊνών Ελικοειδείς δομές Δεξιόστροφη α-έλικα πολυαλανίνης
Σχηματισμός Υδρογονικών Δεσμών
Χαρακτηριστικά ελικοειδών δομών
Η δεξιόστροφη α-έλικα
Εκτεταμένες δομές - β-κλώνοι Το 10-πεπτίδιο VLIFWYTCQM σε εκτεταμένη διαμόρφωση
Σχηματισμός Υδρογονικών Δεσμών β-πτυχωτές επιφάνειες
Χαρακτηριστικά εκτεταμένων δομών
Άλλες δευτεροταγείς δομές Δεν επιδεικνύουν κανονικότητες Δύσκολη κατάταξη περιγραφή Loop/Coil Συνοπτικά: Στροφές (Φουρκέτες, Ω) β-διόγκωση (β-bulge) Τυχαίες (μη κανονικές) δομές [random coil] Αριστερόστροφη έλικα κολλαγόνου Δισουλφιδικοί δεσμοί
Υπερδευτεροταγείς Δομές (Motifs) Κανονικοί συνδυασμοί 2-ταγών δομών Όχι απαραίτητα δομικά ανεξάρτητες Συχνή εμφάνιση (ενεργειακή προτίμηση??) Συσχέτιση με λειτουργικά χαρακτηριστικά Συχνή συσχέτιση με μοτίβα 1-ταγούς δομής
Δάκτυλος Zn (C2H2)
HTH-motif
Motifs και ακολουθία?? Subtilisin Asp102, His57, Ser195 Chymotrypsin Asp32, His64, Ser221
Δίπλωμα (folding) (Πολικές) Αλληλεπιδράσεις με Η2Ο Καθοδηγείται από ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις Υδροφοβικές [Δημιουργία Υδρόφοβου Πυρήνα] Ιοντικά ζεύγη/δεσμοί άλατος Δεσμοί (γέφυρες) Υδρογόνου Ομοιοπολικοί δεσμοί (??) Ακολουθία??=> 3D-δομή The Folding Problem
Αυτοτελή Δομικά Στοιχεία (domains) Αυθύπαρκτες δομικές οντότητες Διακριτή οργάνωση Ανεξάρτητες στο Δίπλωμα Λειτουργική αυτοτέλεια Όχι πάντα συνεχόμενα τμήματα πολυπεπτιδικής αλυσίδας Όχι πάντα από την ίδια πολυπεπτιδική αλυσίδα Όμοια domains?? Κοινή Λειτουργία??
Εκφυλισμός ανωτέρου επιπέδου!! Τεράστια ποικιλία αμινοξικών ακολουθιών Περιορισμένα (~104) είδη διπλώματος Μωσαϊκές δομές LEGO Σύντηξη γονιδίων (gene fusion) Ανακατάταξη εξονίων (exon shuffling)
Τεταρτοταγής Δομή Πρωτεϊνών Σχηματισμός Υπερμοριακών Δομών Why? Δημιουργία πολύπλοκων κυτταρικών μηχανών Εντοπισμός συνιστωσών μεταβολικών μονοπατιών Δημιουργία μοριακών ικριωμάτων Συνεργατικότητα μεταξύ υπομονάδων How?? Συμμετρικά (χώρου, γραμμική, σημείου) ή Ασύμμετρα Συμπληρωματικότητα επιφανειών επαφής [ειδικότητα] Κυρίως υδροφοβικές αλληλεπιδράσεις Δεσμοί άλατος/η-δεσμοί
Coiled-coils Φερμουάρ Λευκίνης Τροπομυοσίνη
Συζήτηση...