CURS 6
Peptide Structura peptidelor Se formează prin eliminarea moleculelor de apă între cele două grupări funcţionale ce intră în catena principală a aminoacizilor ( gruparea carboxil a unui aminoacid şi gruparea amino a altui aminoacid) rezultând legături peptidice - CO - NH -. Catena începe cu un aminoacid care are gruparea NH 2 liberă numit aminoacid N-terminal şi se termină cu un rest de aminoacid care are gruparea carboxil liberă numit aminoacid C-terminal. Denumirea unei peptide se face ţinând cont de numele aminoacizilor constituenţi începând cu denumirea aminoacidul N-terminal şi terminând cu cea a aminoacidului C-terminal.
Izomerie de poziţie în funcţie de modul de legare al aminoacizilor în catenă Numărul izomerilor: N = n! = n x (n-1) x (n-2)... x 3 x 2 x 1 Unde N este numărul izomerilor n numărul de resturi de aminoacizi Exemplu: pentru n = 4 N = 4 x 3 x 2 x 1 = 24
Proprietăţile peptidelor au puncte de topire ridicate sunt substanţe solubile în apă (cele cu moleculă mai mare formează soluţii coloidale) au activitate optică posedă caracter amfoter se caracterizează prin proprietăţi electrochimice (phi) dau o coloraţie albastră cu sărurile de cupru în mediu alcalin (reacţia biuretului) dau reacţia ninhidrinei; prin hidroliză acidă peptidele sunt scindate în aminoacizi
Peptide naturale Dipeptide Carnozina sau β alanil histidina Anserina - derivatul metilat al carnozinei Tripeptide Glutationul alcătuit din 3 aminoacizi: acid glutamic, cisteină şi glicocol. participă la reacţii redox conform reacţiei prezentate anterior, este un excelent antioxidant, protejând de oxidare substanţe ca acidul ascorbic, adrenalina, hemoglobina este activator al unor enzime SH - dependente antitoxic. Acidul oftalmic şi noroftalmic Factorul de eliberare al hormonului tirotrop (TRF)
Polipeptide naturale ciclice Ocitocina şi vasopresina octapeptide ciclice secretate de lobul posterior al hipofizei Vasopresina are acţiune antidiuretică (ADH) şi hipertensivă ocitocina stimulează contracţia musculaturii netede şi lactaţia. Polipeptide naturale liniare Angiotensina I şi angiotensina II Scotofobina Gastrinele I şi II Glucagonul Insulina
Proteinele (holoproteide) sunt constituite numai din aminoacizi şi se caracterizează printr-o mare diversitate datorită numărului, naturii şi secvenţei aminoacizilor componenţi. Structura proteinelor Conformaţia unei proteine reprezintă aranjarea în spaţiu a grupărilor substituente, care pot ocupa poziţii diferite în spaţiu fără ca legătura să se rupă. Configuraţia unei proteine reprezintă aranjarea în spaţiu a grupărilor substituente din stereoizomeri, astfel încât trecerea unei configuraţii în alta se poate realiza doar cu ruperea uneia sau mai multor legături covalente.
O C H N R C O - α C H N + R C δ gruparea imino - NH - a legăturii peptidice nu are tendinţa de a ioniza O δ + N H C α legătura C-N devine rigidă, nu permite rotaţia liberă. atomii C-N devin coplanari, planul dublei legături este rigid şi nu permite rotaţia liberă. sunt permise rotaţii libere numai în jurul axei C α -N şi a axei C α -C
STRUCTURA PROTEINELOR primară secundară α helix planuri pliate colagen terţiară cuaternară
Structura primara a proteinelor reprezintă numărul şi succesiunea resturilor de aminoacizi din catena polipeptidică secvenţa aminoacizilor şi activitatea biologică a proteinelor este determinată genetic catena polipeptidică proiectată într-un plan are forma unui zigzag, iar catenele laterale ale aminoacizilor constituenţi sunt dispuse alternant deasupra şi dedesubtul planurilor formate de legătura peptidică - într-o poziţie trans - repetabilă
Structura secundara α helix perioada de identitate se repetă la distanţa de 5,1-5,4 Å. o spiră este formată din 3,6 aminoacizi si se înfăşoară în jurul unei axe centrale imaginare directia de spiralare spre dreapta (L aminoacizi) catenele laterale sunt indreptate spre exterior legaturile de hidrogen intracatenare sunt paralele cu axul elicei un aminoacid aduce o crestere a spirei cu 1,5 Å. dupa un interval de 18 aa, helixul se repeta identic
A.a. care formează α helix A.a. care destabilizează α helixul Alanină Serină Prolină A.a. care rup α helixul Leucină Izoleucină Hidroxiprolină Fenilalanină Tirozină Triptofan Cisteină Metionină Histidină Asparagină Glutamină Treonină Acid glutamic Acid aspartic Lizină Arginină Glicocol
Planuri pliate paralele (β keratina) - catenele polipeptidice în formă de zig-zag sunt dispuse paralel - radicalii R sunt orientaţi în acelaşi sens - direcţia legăturilor de hidrogen este aproape perpendiculară pe axa lanţului polipeptidic - atomii de carbon α sunt amplasaţi pe muchia care delimitează două planuri, iar grupările -CO- şi NH legate la acelaşi carbon α se vor găsi în planuri diferite. Planuri pliate antiparalele (fibroina) catenele polipeptidice sunt aşezate faţă în faţă, sunt dispuse în direcţie opusă
Modelul de tip colagen - tendoane, ligamente, cartilagii, piele, oase structura este alcătuită din trei catene polipeptidice sub forma unui triplu helix perioada de identitate este de 2,86 Å conţine în compoziţia sa prolină şi hidroxiprolină până la 25%, superhelixul este menţinut prin legături de hidrogen intercatenare.
STRUCTURA TERŢIARĂ = legăturile ce se realizează prin forţele de atracţie dintre radicalii a.a. (legături de hidrogen, legături ionice, legături covalente, interacţiuni dipol-dipol, interacţiuni van der Waals) Caracteristici radicalii (R) polari sunt localizaţi pe suprafaţa exterioară a molecule. radicalii (R) nepolari se află în interiorul moleculei, ferite de expunerile la apă. resturile de prolină se găsesc numai în regiunea de curbură, unde nu se formează α helix. molecula este foarte compactată, astfel încât în interiorul ei rămâne spaţiu numai pentru molecula de apă;
Structura cuaternară proteine oligomere Unitatea structurală - protomer Unul sau mai multi protomeri formează o subunitate Hemoglobina Structura alcătuită din 2 subunităţi cu câte 2 protomeri α (alcătuită din 141a.a.) β (alcătuită din 146 a.a.)
Proprietăţile fizice proteinelor Masa moleculară Metoda ultracentrifugării (metoda Svedberg) S - constanta de sedimentare R - constanta gazelor T - temperatura absolută D - coeficientul de difuziune V - volumul specific parţial ρ densitatea solventului Metoda gel-filtrării M = SRT D( 1 - Vρ) Activitatea optică proteinele sunt levogire, ca şi aminoacizii constituenţi; unele heteroproteine sunt dextrogire datorită grupărilor prostetice; prezintă maxim de absorbţie în UV la 280 nm, datorită Tir, Phe, Trp. Proprietăţi ionice În funcţie de ph-ul mediului se pot comporta ca şi anioni sau cationi, la phi numărul sarcinilor pozitive de pe suprafata proteinei este egal cu numărul sarcinilor negative. punctul izoelectric nu depinde de concentraţia proteinei
Solubilitatea majoritatea proteinelor sunt solubile în apă, soluţii saline sau alcool; solubilitatea proteinelor depinde de ph (la ph izoelectric solubilitatea proteinelor este minimă) În soluţii concentrate are loc asocierea particulelor de proteină cu formare de micele Proteină uşor solubilă în apă Proteină greu solubilă în apă
Proprietăţi electrochimice Proteinele au proprietatea de a migra în câmp electric datorită prezenţei grupărilor polare ionizabile, astfel se poate realiza fracţionarea proteinelor prin electroforeză. În funcţie de punctul izoelectric şi de ph-ul mediului, proteinele vor migra spre anod sau spre catod Electroforegrama proteinelor serice
Denaturarea proteinelor modificarea structurii secundare şi terţiare a proteinelor, fără ca structura primară să fie afectată. Proteinele denaturate nu mai prezintă activitate biologică, au solubilitatea micşorată, au vâscozitatea şi presiunea osmotică modificată au phi modificat au activitatea optică modificată din desfacerea legăturilor disulfurice -S-S- intra sau intercatenare are loc creşterea numărului de grupări SH. sunt mult mai uşor hidrolizate de către enzime
Denaturare reversibilă la îndepărtarea agentului denaturant, molecula revine la structura nativă molecula îşi redobândeşte proprietăţile biologice procesul de revenire la structura iniţială - renaturare
DENATURAREA TERMICĂ IREVERSIBILĂ A PROTEINELOR
Proprietăţile chimice ale proteinelor Reacţii de precipitare Reversibile - nu este afectată structura proteinei Ireversibile - este afectată structura proteinei Reacţii de culoare Reacţia biuretului Reacţia xantoproteică Reacţia Millon Reacţia Essbach Hidroliza proteinelor
Proprietăţile imunologice ale proteinelor reacţiile imunologice sunt reacţii de apărare ale organismului prin care se neutralizează toxinele, microorganismele sau proteine proprii ce au dobândit caractere anormale; proteina străină se numeşte antigen iar cea produsă de organismul animal căruia i s-a administrat se numeşte anticorp; are loc reacţia antigen-anticorp, prin care acţiunea nocivă a antigenului este anihilată; procesul de formare al anticorpilor poartă numele de imunizare; anticorpii au primit denumirea de imunoglobuline (Ig) şi se clasificâ în cinci clase: IgG, IgA, IgM., IgD şi IgE.