Upload
hanne
View
286
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 3D struktura proteina
1/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
1. Aminokiselinska sekvenca odreujetrodimenzionalnu strukturu proteina.
2. Funkcija proteina zavisi od njegove strukture.
3. Jedan izolovani protein ima jedinstvenu ili priblino
jedinstvenu strukturu.
4. Najvanije veze koje stabiliziraju strukturu proteina
su nekovalentne interakcije.
5. Izmeu velikog broja jedinstvenih proteinskihstruktura moemo prepoznati neke zajednike
strukturne uzorke koji nam pomau da organiziramo
nae razumijevanje proteinske arhitekture.
7/25/2019 3D struktura proteina
2/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Struktura
globularnog
proteina
himotripsina.
Radi usporedbe
veliine desno je
prikazana molekula
glicina.
7/25/2019 3D struktura proteina
3/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Prostorni raspored atoma zove se konformacija.
Mogua konformacija proteina ukljuuje bilo koje
strukturno stanje bez cijepanja kovalentnih veza.
Konformacija koja prevladava u odreenim uslovima
obino je termodinamiki najstabilnija, ima najmanji
sadraj Gibbsove slobodne energije.
Nativni proteinisu proteini u svojoj funkcionalnojsvijenoj konformaciji.
7/25/2019 3D struktura proteina
4/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Stabilnost proteina se moe definirati kao tenja proteinada odri nativnu konformaciju.
Odreeni polipeptidni lanac moe teoretski poprimiti
bezbroj konformacija.
Konformacijska entropija i vodikove veze nastoje da
odre nesvijeno stanje proteina.
Disulfidne veze i slabe interakcije stabiliziraju nativnu
konformaciju.
Slabe interakcije su zbog svoje brojnosti dominantna
stabilizirajua snaga u strukturi proteina.
7/25/2019 3D struktura proteina
5/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Core i !auling "#$ti% godina . vijeka analizirali
peptidnu vezu.
'tomi asocirani na peptidnu vezu su koplanarni.
!ostoji rezonanca ili parcijalna podjela dva para
elektrona izmeu oksigena u (C)O i nitrogena u
(*+ grupi.
7/25/2019 3D struktura proteina
6/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
,sljed rezonancije peptidna veza ima karakter dvostruke
veze i usljed toga ne moe rotirati. -otacija je mogua
oko *$C i C$C.
7/25/2019 3D struktura proteina
7/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Planarne peptidne grupe.
C
-atomi susjednih aminokiselina razdvojeni su sa tri kovalentne veze.
Kima polipeptidnog lanca je serija rigidnih povrina koje se izmjenjuju sa
takom rotacije oko C.
Uglovi izmeu N-Coznaen je kao(fi), a izmeu C-C(psi).
7/25/2019 3D struktura proteina
8/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Ramachandran
dijagram za ostatke
L-alanina.
Dozvoljenevrijednosti za
imogu se
odrediti iz
Ramachandrandijagrama.
7/25/2019 3D struktura proteina
9/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Termin sekundarna struktura odnosi se na prostornu
organizaciju polipeptidnog lanca.
Jo1951. god. Pauling i Corey predvidjeli su postojanje
sekundarne strukture proteina, nekoliko godina prije nego
to je prva struktura proteina potpuno razjanjena.
7/25/2019 3D struktura proteina
10/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Desni alfa-heliks.
Povrine rigidnih
peptidnih veza
paralelne su sa
uzdunom osom
heliksa. Uzduna osa
prikazana je kao
vertikalni tap.
U svim proteinima
nalazi se desni alfa-
heliks.
7/25/2019 3D struktura proteina
11/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Jedinica koja se
ponavlja je jedan
okret heliksa duine
0,54 nm i sadri 3,6aminokiselinskih
ostataka.
7/25/2019 3D struktura proteina
12/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Hidrogenske veze se
formiraju izmeu
hidrogen atoma>NHgrupe jedne
aminokiseline i
oksigen atoma iz
>C=O grupe 4.
aminokiseline prema
N-terminusu.
7/25/2019 3D struktura proteina
13/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Alfa-heliksprikazan
odozgo prema dole.
R grupe su prikazane
kao purpurne lopteokrenute su prema
vani u odnosu na
heliksnu kimu.
U i it t T li M di i ki f k lt t T l
7/25/2019 3D struktura proteina
14/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Jednostavni metod
za odreivanje
desne i lijeve
uzvojnice.
U i it t T li M di i ki f k lt t T l
7/25/2019 3D struktura proteina
15/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Elektrini dipol
peptidne veze prenosise dualfa-heliksa
preko unutarlananih
hidrogenskih veza.
Rezultat je heliksni
dipol.
U i it t T li M di i ki f k lt t T l
7/25/2019 3D struktura proteina
16/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Stabilnost heliksa zavisi od aminokiselinske sekvence.
Veliki blok Glu destabilizira uzvojnicu.
Veliki blok Arg ili Lys destabilizira uzvojnicu.
Pro ili Gly ograniavaju formiranje uzvojnice. Pro uvodidestabilizirajue petlje u alfa-uzvojnicu.
Usljed zavoja kritine interakcije se odigravaju izmeu
AK ostataka meusobno udaljenih za 3 ili 4 AK ostatka s
obje strane.
Negativno nabijene AK u blizini amino terminusa
stabiliziraju uzvojnicu i vice versa.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
17/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Negativno nabijene AK u blizini karboksi terminusa
destabiliziraju uzvojnicu i vice versa.
Na stabilnost alfa heliksa utie veliina i tip susjednih R-
skupina.
R-ostaci se mogu elektrostatski privlaiti ili odbijati.
.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
18/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Beta-konformacija
polipeptidnih lanaca-antiparalelna
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
19/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Organizira
polipeptidne lance u
ravne povrine.
Kima polipeptidnoglanca prua se u cik-
cak strukturi.
Polipeptidni lanci se
smjetaju jedan dodrugog i obrazuju
serije nabora.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
20/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Vodikove veze se
formiraju izmeu
susjednih segmenata
polipeptidnih lanaca.
R grupe susjednih AK
stre iz cik-cak
strukture u suprotnim
smjerovima.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
21/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
U globularnim proteinima 1/3 aminokiselina nalazi se u
okretima ili petljama u kojima polipeptidni lanac mijenja
smjer.
Vani elementi koji spajaju sukcesivne nizove alfa heliksa
ili beta konformacije.
.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
22/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Struktura beta-okreta.
Okret sadri 4
aminokiselinska
ostatka.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
23/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Cis izomer prolina esto se javlja u beta-okretima.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
24/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Sekundarne strukture
imaju karakteristine
uglove veza i
aminokiselinski sastav.
Ramachandran
dijagram za razliitestrukture.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
25/95
Univerzitet u Tuzli
Prof. Dr. Lejla Begi
Medicinski fakultet Tuzla
Predavanja iz predmeta Biohemija
Relativna
vjerovatnoa
javljanjapojedinih
aminokiselina u
tri osnovna tipa
sekundarnestrukture.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
26/95
U e e u u
Prof. Dr. Lejla Begi
ed c s a u e u a
Predavanja iz predmeta Biohemija
Cjelokupni trodimenzionalni aranman svih
atoma u proteinu predstavlja tercijernu strukturu
proteina.Neki proteini sadre dva ili vie polipeptidnih
lanaca koji mogu biti identini ili razliiti.
Aranman takvih proteinskih podjedinica u
trodimenzionalnim kompleksima predstavljakvaternernu strukturu.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
27/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Prilikom razmatranja viih nivoa strukture
korisno je klasificirati proteine u 2 glavne
grupe
1. Fibrilarne proteine i
2. Globularne proteine
Fibrilarni proteini sadre polipeptidne lance
organizirane u duge niti ili povri, dokglobularni proteini sadre polipeptidne lance
svijene u globularni ili sferni oblik.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
28/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Fibrilarni proteini se uglavnom sastoje od jednog
tipa sekundarne strukture. Slue za potporu,
daju oblik i vanjsku zatitu kimenjaka.
Globularni proteini esto sadre nekoliko tipova
sekundarne strukture. U ovu grupu spadaju
enzimi, regulatorni proteini, transportni
proteini i dr.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
29/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Fibrilarni proteini (skleroproteini) su prilagoeni
za strukturnu funkciju.
Sastavljeni su od bazinih jedinica-jednostavnog
ponavljajueg elementa sekundarne
strukture.
Netopivi su u vodi usljed visoke koncentracije
hidrofobnih aminokiselina.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
30/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
31/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Alfa-keratin se nalazi u sisara i ini najvei dio suhe
teine kose, vune noktiju, kandi, bodlji, papaka i
vanjskog dijela koe.
Alfa-keratin je lan velike familije proteina koji se zovu
proteini intermedijernog filamenta (IF).
Alfa-keratinski heliks je desno orijentiran. Dva heliksa
su umotana jedan oko drugog i ine superuzvojnicukoja je lijevo orijentirana. Dva lanca superheliksa su
paralelna i povezana su preko hidrofobnih ostataka.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
32/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Dva lanca superheliksa su paralelna i povezana su preko
hidrofobnih ostataka.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
33/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Struktura kose. etiri protofibrila (32 lanca alfa-keratina)
kombiniraju se u intermedijerni filament.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
34/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Jaina fibrilarnih proteina poveava se kovalentnim
poprenim vezivanjem polipeptidnih lanaca unutar
multiheliksnih snopova i izmeu susjednih lanaca u
supramolekularnom rasporedu.
U alfa-keratinu poprene disulfidne veze stabiliziraju
kvaternernu strukturu.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
35/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Popreni presjek
kose.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
36/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Trajna ondulacija predstavlja biohemijski inenjering.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
37/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
KOLAGEN
Daje vrstinu strukturama. Nalazi
se u svim tkivima i organimakojima daje oblik i strukturnu
jainu.
Nalazi se u organskom matriksu
kostiju, kornei oiju, zubima,koi.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
38/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Struktura kolagena. Alfa-lanac kolagena ili kolagenski
heliks predstavlja
poliprolinsku uzvojnicu tip II
koja je jedinstvena
sekundarna struktura lijevo
orijentirana.
Povrina peptidne veze
okomita je na osu heliksa za
razliku od alfa-heliksa gdje je
ova veza paralelna sa osom.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
39/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
U jednom okretu uzvojnicenalaze se tri aminokiselinska
ostatka.
Unutar heliksa nema vodikovih
veza.Redoslijed aminokiselina unutar
heliksa je
Gly-Pro-Y ili Gly-X-Hyp
Tri lanca molekule kolagena
uvijaju se jedan oko drugog
formirajui superheliks.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
40/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Ostaci glicina okrenuti su prema
unutranjosti i ine hidrofobnu ivicu.
Lanci superuzvojnice meusobno se
dre hidrofobnim vezama i vodikovim
vezama koje nastaju interakcijom
peptidnih veza susjednih lanaca.
Tri kolagenska heliksa (tropokolagen)
stabiliziraju se pomou sterikih
odbijanja pirolidonskih prstenova
prolinskih i hidroksiprolinskih
ostataka.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
41/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Za enzimsku
hidroksilaciju prolina
i lizina neophodan jeC-vitamin.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
42/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Struktura fibrila
kolagena. Specifini
poredak kolagenskihmolekula i broj
poprenih veza zavisi
od vrste tkiva i daje
karakteristinupoprenu ispruganost na
elektronmikrografu.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
43/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Sa starenjem se poveava krutost i krtost vezivnog tkiva usljed
akumulacije kovalentnih veza u fibrilima.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
44/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Sisari sadre vie od 30 strukturnih varijanti kolagena.
Genetski defekti u strukturi kolagena ilustriraju povezanost
izmeu strukture i funkcije.
Osteogenesis imperfecta (abnormalno formiranje kostiju u
beba) i Ehlers-Danlosov sindrom (labavi zglobovi) posljedica
su zamjene jednog ostatka glicina sa veom aminokiselinom.
Glicin ne moe biti zamijenjen sa drugom aminokiselinom, a
da ne doe do bitnih teta po strukturu kolagena.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
45/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Kolagen je glikoprotein.
Sintetizira se u fibroblastima. Nakon sinteze polipeptid se
hidroksilira, glikozilira te stvara trostruku uzvojnicu.
Iz fibroblasta se izluuje u obliku prokolagena.
Nakon skraivanja, hidrolizom peptidnih veza, nastaju
snopovi tropokolagena koji se lociraju na staninoj
povrini u obliku zrelog kolagenskog vlakna.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
46/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Fibroin svile
proizvode insekti i
pauci. Polipeptidni
lanci su preteno u
beta konformaciji.
Bogati su Gly i Ala.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
47/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Lanci fibroina
(plavi) pauka
prikazani obojenim
elekronskim
mikrografom.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
48/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Elastin se ubraja u fibrilarne proteine zbog funkcije irelativne netopivosti.
Nalazi se u ligamentima, pluima, zidovima arterija i
koi.
Elastin nema pravilnu sekundarnu strukturu.
Sadri nesreenu strukturu u kojoj su aminokiselinski
ostaci visoko mobilni.
Protein posjeduje kinetiki slobodne i ekstenzivnopopreno vezane strukture koje mu daju elastinost
slinu gumi.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
49/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Dezmozin
kovalentno
povezuje
poprene
polipeptidne
lance u
vlaknima
elastina.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
50/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Humani serum albumin Mr 64 500 ima 585
aminokiselinskih ostataka u jednom lancu.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
51/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Tercijerna struktura
mioglobina kita.
Kendrew i sar. 50-tih
godina 20. vijeka otkrilistrukturu mioglobina
pomou difrakcije x-zraka.
Prvi put je uoena veza
izmeu strukture i funkcije.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
52/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Metode za odreivanje 3D strukture proteina su difrakcija x-zraka i
NMR spektroskopija.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
53/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Uzorci za difrakciju x-zraka pripremaju se od kristala proteina.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
54/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Komplementarnametoda za odreivanje
trodimenzionalne
strukture
makromolekula je
NMR.
Prednost ove tehnike u
odnosu na difrakciju x-
zraka je da se izvodi namakromolekulama u
otopini.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
55/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Globularni proteini imaju razliite
trodimenzionalne strukture.
Citohrom c je hem protein.
Sastoji se od jednog
polipeptidnog lanca sa 104 AK
ostatka (Mr 12.400).40% lanca je u obliku alfa heliksa
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
56/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Lizozim je enzim
Sastoji se od jednog
polipeptidnog lanca sa
oko 129 AK ostataka (Mr14.600).
40% lanca je u obliku alfa
heliksa, a 12% u obliku
beta konformacije.
etiri disulfidne veze
stabiliziraju sstrukturu.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
57/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Ribonukleaza je mali globularniprotein koji se izluuje iz
pankreasa u tanko crijevo.
Sastoji se od jednog
polipeptidnog lanca sa oko 124AK ostataka (Mr 13.700).
26% lanca je u obliku alfa
heliksa, a 35% u obliku beta
konformacije.
etiri disulfidne veze stabiliziraju
strukturu.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
58/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
59/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Analiza mnogobrojnih globularnih proteina otkriva zajednikestrukturne uzorke.
Razumijevanje kompletne 3-D strukture gradi se preko analize
njenih dijelova.
Supersekundarne strukture, motivi ili nabori (folds)su
posebno stabilni aranmani nekoliko elemenata sekundarne
strukture i veza izmeu njih.
Proteini izgraeni iz vie stotina AK ostataka esto se svijajuu dvije ili vie stabilnih globularnih jedinica koje se zovu
domeni. Razliiti domeni obino imaju i razliite funkcije.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
60/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Strukturni domeni u troponinu C. Ovaj protein koji vee kalcijum ima odvojene
domene za vezanje kalcijuma. Domeni su oznaeni plavo i ljubiasto.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
61/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
62/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
63/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
64/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
65/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
66/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
67/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
68/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Stvaranje veih motiva iz manjih./je est motiv koji se
stvara ponavljanjem jednostavnih motiva tzv. --petlji.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
69/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Proteinski motivi su osnova za strukturnu klasifikaciju proteina(SCOP).
SCOP je baza podataka u kojoj su svi proteini podijeljeni u 4 klase:
1. sve
2. sve
3. /
4. +U svim proteinima postoji manje od 1000 uzoraka svijanja.
.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
70/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
.
Proteini sa signifikantnom slinou primarne sekvence i/ili
dokazivo slinom strukturom pripadaju istoj familiji.
Dvije ili vie familija s malom slinou u primarnoj sekvenci
mogu koristiti iste glavne strukturne motive i tako imati
funkcionalnu slinost. Ovakve familije grupiraju se u
superfamilije.
.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
71/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Proteinski motivi su osnovaza strukturnu klasifikaciju
proteina (SCOP).
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
72/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
73/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
74/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
75/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
.Proteinske kvaternerne strukture proteu se od jednostavnih dimera
do velikih kompleksa.
Multimer sadri od 2-100 podjedinica.
Oligomer sadri smo nekoliko podjedinica.
Protomer je jedinica koja se ponavlja.
.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
76/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Kvaternerna struktura deoksihemoglobina.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
77/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
.Identine podjedinice multimernih proteina aran
irane su uogranieni set simetrinih uzoraka.
Simetrija moe biti rotacijska i heliksna.
Postoje granice u veliini proteina.
Veliina je limitirana sa 2 faktora:
1. kapacitetom nukleinskih kiselina da kodiraju proteine
2. tanou sinteze proteina
.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
78/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
79/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
80/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
81/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Virusni kapsidi. Proteinski omotapoliovirusa ima ikosaedarsku strukturu.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
82/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Virusni kapsidi.
Mozaini virus
duhana imaheliksnu strukturu.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
83/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Gubitak strukture proteina dovodi dogubitka funkcije.
Denaturacijaje naruavanje
trodimenzionalne strukture proteina
koji dovodi do gubitka funkcije.
Denaturacija je i reverzibilan proces
Ponovno uspostavljanje nativne
konformacije uklanjanjem denaturanata
naziva se renaturacija(desno Anfinsenov
eksperiment saribonukleazom).
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
84/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Denaturirani protein postoji kao skup djelimino svijenihoblika.
Odvijanje proteina je kooperativni proces.
Toplina djeluje na hidrogenske veze.Ekstremni pH mijenja neto naboj proteina. Dovodi do
elektrostatskih odbijanja icijepanja hidrogenskih veza.
Organska otapala (alkohol, aceton), urea, gvanidin i
deterdenti djeluju na hidrofobne interakcije.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
85/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Polipeptidi se svijaju brzo pomou procesa koji se odvija
korak po korak.
Svijanje je hijerarhijski proces. Prvo se formira lokalna
sekundarna struktura, a zatim interakcijama na veimrastojanjima stvaraju supersekundarne strukture. Proces se
nastavlja formiranjem domena i konano nastaje kompletno
svijeni protein.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
86/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Kompjuterska simulacija svijanja proteina.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
87/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Svijanje zapoinje spontanim kolapsom polipeptida u
kompaktno stanje koje se formira hidrofobnim interakcijama
izmeu nepolarnih ostataka.
Stanje hidrofobnog kolapsa moe imati visok sadraj
sekundarne strukture, ali boni lanci aminokiselina nisu u
potpunosti fiksirani.
Kolapsno stanje esto se naziva molten globule-staljene
globule.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
88/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Termodinamika
proteinskog svijanja
moe se prikazati
pomou tzv. lijevka
slobodne energije.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
89/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Defekti u svijanjuproteina mogu biti
molekularna osnova za
veliki broj genetsih
poremeaja u ljudi.
Cistinu fibrozu izaziva
poremeaj na proteinu
koji se zove CFTR-
transmembranski
regulator provodljivostikoji ima ulogu kanala za
hloridne ione.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
90/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Mutacija koja dovodi do
cistine fibroze jedelecija Phe na poziciji
508 u CFTR. Mutacija
izaziva neadekvatan
folding proteina.Mutacije u kolagenu
dovode do bolesti.
Prionske bolesti nastaju
zbog pogrenog svijanja
prionskog proteina. To
su degenerativne bolesti
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
91/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Prionske bolesti nastaju
zbog pogrenog svijanja
prionskog proteina. To
su degenerativne bolestimozga, spongiformne
encefalopatije u koje
spadaju:
kravlje ludilo,Creutzfeldt-Jacobova
bolest, scrapie, kuru.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
92/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Nekim proteinima je potrebna pomoprilikom svijanja.
Molekularni aperoni su proteini koji reaguju sa
djelimino svijenim ili neadekvatno svijenim
proteinima. Takoer se veu za proteine da bi sprijeili
njihovo prijevremeno svijanje. Veu se za nesvijenamjesta bogata hidrofobnim ostacima.
Prva klasa aperona su Hsp 70-heat shock proteini.
Druga klasa su tzv.aperonini. To su proteinskikompleksi neophodni za svijanje elijskih proteina koji
se ne mogu spontano sviti.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
93/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Na slici je
prikazan ciklini
put kojimaperoni veu i
oslobaaju
polipeptide.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
94/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Na slici je
prikazana
uloga
aperonina
u svijanju
proteina.
Univerzitet u Tuzli Medicinski fakultet Tuzla
7/25/2019 3D struktura proteina
95/95
Prof. Dr. Lejla BegiPredavanja iz predmeta Biohemija
Povrina i
uzduni presjek
GroEL/GroES
kompleksa
E.coli.