Upload
bellababa
View
261
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
1/53
CATEDRADE BIOCHIMIE MEDICALeful catedrei: Prof.Dr. Ileana OlteanuMembrii:
Conf. Dr. Ioana Brudasca
Conf. Dr. Alexandra CraciunConf. Dr. Luminia Diaconescu
Conf. Dr. Maria Dronca
Conf. Dr. Cristina Drugan
ef de lucrri Dr.Tiberiu Nistoref de lucrri Dr. Lucia Procopciuc
ef de lucrri Dr. Lucia Dican
Asistent Ciprian Silaghi
Asistent Razvan Rusu
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
2/53
Ce este biochimia?9Punte de legtur dintre
Chimie, stiina ce studiaz:
structura atomilori moleculelor
interaciunile lor Biologie, stiina ce studiaz:
structura celulelori organismelor
interaciunile lor
9Stiina care studiaz organismele vii la nivel molecular
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
3/53
Scopul principal al biochimiei
De a determinamodul cum interacioneaz variatele molecule
din organismele vii
pentru a
constitui, menine i perpetua viaa.
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
4/53
Domeniile principale ale biochimiei
9Structura i funcia biologic a compuilor
chimici ce alctuiesc organismele vii.Relaia structur-funcie.
9Totalitatea transformrilor chimice dinorganismele vii (metabolism)
9Mecanismul stocriii transmiterii informaiei
genetice
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
5/53
PROGRAMA ANALITIC
BIOCHIMIE MEDICAL Sem I AMINOACIZI
PEPTIDE PROTEINE
STRUCTUR RELAIA STRUCTUR-FUNCIE
Mioglobina
HemoglobinaAlbumina
Imunoglobuline
Colagen
Elastina
ENZIME
COFACTORI ENZIMATICI VITAMINE
RECEPTORI
NUCLEOTDE & ACIZI NUCLEICI
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
6/53
TEMATICA CURSULUI 1Aminoacizi Formula general
Importana biomedical Standard & Nonstandard
Eseniali & Neesen
iali
Clasificare funcie de structura i polaritatea radicalului Denumiri. Abrevieri
Proprieti optice & spectrale Proprieti acido-bazice. Relaia Henderson-Hasselbalch
Incrcare electric la pH fizilogic Sisteme tampon
Peptide Importana biomedical
Caracteristici structurale Definiie & Denumire Proprietati
Clasificare
Semnificaie biologica Peptide naturale (ex. familia POMC, ocitocin, vasopresin , glutation) Peptide artificiale (ex. aspartam)
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
7/53
TEMATICA CURSULUI 2
Proteine
Importana biomedical
Clasificare Nivele de organizare structural
Impachetarea proteinelor Denaturarea proteinelor
Proteine chaperon
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
8/53
AMINOACIZI- Formula general
H3
N+
C
H
COO-
R
Partea comun tuturor
aminoacizilor
Radicalul este caracteristicfiecrui aminoacid
Carbonul se gsete ntregruprile carboxil i amino
Grupareamino
Gruparecarboxil
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
9/53
AMINOACIZI
Gruprile -carboxil i -amino
sunt implicate n formarea legturii peptidice
R
H
C C
H
R
NH CO NH CO
Radicalii determinproprietile proteinei
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
10/53
Importanta biomedicala
Unitati de constructie ale proteinelor Precursori ai unor compusi cu importante roluri biologice
Tyr Catecolamine Melanina
Trp
Serotonina
Melatonina Arg Creatina His Histamina Glu GABA (acid gama aminobutiric)
Met SAM (S-Adenozil metionina) Asp, Gln Nucleotide Arg NO
Neuromediatori: Glu
Sursa de energie
AMINOACIZI
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
11/53
AMINOACIZI STANDARD
= amino acizii codificai genetic
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
12/53
AMINOACIZI CLASIFICARE structura R
I. Monoamino monocarboxilici
Radical alifatic
Glicina
Alanina
Valina
Leucina
Izoleucina
subsituitnesubstituit
hidroxilici
Aminoacizi* standard
Serina
Treonina
tiolici & tioeterici
CisteinaMetionina
amidici
Asparagina
Glutamina
aciclic ciclic
nesubstituit
*iminoacid
Prolina
Radical aromatic
nesubstituit
substituit
Fenilalanina
Tirozina
fenolic
heterociclic
Triptofan
homociclic
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
13/53
AMINOACIZI CLASIFICARE Structura R
II. Monoamino dicarboxilici
Aminoacizi standard
Acidul aspartic (asparagic)
Acidul glutamic
III. Diamino monocarboxilici
Lizina (-amino)Histidina (-imidazol)Arginina (-guanidino)
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
14/53
-AMINOACIZIAMINOACIZI
Monoamino monocarboxilici
Glicina Gly G Alanina Ala A Valina Val V Leucina Leu L Izoleucina Ile I
H3N+
C H
COO-
H
COO-
HCH3N+
COO-
HCH3N+
COO-
HCH3N+
COO-
HCH3N+
CH3 CH
CH3H3C
CH2
H3C CH3
CH
CH CH3
CH2
CH3
Alifatici, aciclici, nesubstituiti
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
15/53
AMINOACIZI
Monoamino monocarboxilici
Serina SerS Treonina ThrT Cisteina Cys C Metionina Met M
COO-
HCH3N+
COO-
HCH3N+
COO-
HCH3N+
OH
CH
CH3
OH CH2
SH
Hidroxilici Tiolici
CH2
H3N+
C H
COO-
CH2
S
CH3
Tioeterici
CH2
Alifatici, aciclici, substituiti
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
16/53
AMINOACIZI
Monoamino monocarboxilici
COO
-
HCH3N+
COO
-
HCH3N+
CH2
C
O NH2
NH2O
C
CH2
CH2
Amidici
Asparagina Asn N Glutamina Gln Q
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
17/53
AMINOACIZI
Monoamino monocarboxilici
Alifatici, ciclici,
nesubstituiti
Aromatici
H3N+
C H
COO-
H3N+
C H
COO-
H3N+
C H
COO-
CH2 CH2 CH2
OH
NH
H2
H2
H2 COO
-
CHC
C CH2
N+
Iminoacid
Prolina Pro P Fenilalanina Phe F Tirozina TyrY Triptofan Trp W
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
18/53
Monoamino dicarboxilici
CH2
CH2CH2
H3N+
C H
COO-
H3N+
C H
COO-
COO-
COO
-
Aspartat Asp D Glutamat Glu E
AMINOACIZI
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
19/53
AMINOACIZI
Diamino monocarboxilici
COO-
HCH3N+
CH2
COO-
HCH3N+
CH2
COO-
HCH3N+
CH2
CH2
CH2
CH2
NH3+
CH2
CH2
NH
C
NH2H2N+
N NH+
H
Lizina Lys K Arginina Arg R Histidina His H
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
20/53
AMINOACIZI - Denumiri
Denumire radicalDenumire uzuala Denumire stiintifica
Alanina
Aspartat
Asparagina
Arginina
Cisteina
Fenilalanina
Glicina (glicocol)
Glutamat
GlutaminaHistidina
Izoleucina
Leucina
Lizina
Metionina
ProlinaSerina
Tirozina
Treonina
Triptofan
Valina
Acid -amino propionic
Acid -Amino succinic
-Monoamida acidului aspartic
Acid -amino, -guanidino valerianic
Acid -amino, -mercapto propionic
Acid -amino, -fenil propionic
Acid -amino acetic
Acid -Amino glutaric
-Monoamida acidului glutamicAcid -amino, -imidazol propionic
Acid -amino, -metil valerianic
Acid -amino izocaproic
Acid , -diamino caproic
Acid -amino, -tiometil butiric
Acid pirolidin-2-carboxilicAcid -amino, -hidroxi propionic
Acid -amino, -p-hidroxifenil propionic
Acid -amino, -hidroxi butiric
Acid -amino, -3-indolil propionic
Acid -amino izovalerianic
Alanil
Aspartil
Asparaginil
Arginil
Cisteinil
Fenilalanil
Glicil
Glutamil
GlutaminilHistidil
Izoleucil
Leucil
Arginil
Metionil
ProlilSeril
Tirozil
Treonil
Triptofanil
Valil
Ala
Asp
Asn
Arg
Cis
Phe
Gly
Glu
GlnHis
Ile
Leu
Arg
Met
ProSer
Tyr
Thr
Trp
Val
Abreviere
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
21/53
AMINOACIZI CLASIFICARE polaritatea RAminoacizi standard
(complet protonai)
alctuii din
Grupare carboxil
(-COOH)
Deprotonat (COO-)la pH fiziologic
Grupare -amino
(-NH3+
)
Protonat (NH3+)la pH fiziologic
Radical (20 tipuri)
(R)
Radical nepolar
hidrofob
Alanina
Valina
Leucina
IzoleucinaProlina
Metionina
Fenilalanina
Triptofan
Basic
Protonat, pozitiv
Neutru
Nencrcat electricAspartat
Glutamat
Arginina
Histidina
Lizina (la pH6)
Glicina
Cisteina
Serina
Treonina
Tirozina
AsparaginaGlutamina
Radical polar
hidrofil
Acid deprotonat,
negativ
La pH fiziologic
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
22/53
Localizarea aminoacizilornepolarin proteine
Hidrosolubile Membranare
Aminoacizii nepolari formeazmiezul proteinei
evit
contactul cu mediul apos
Aminoacizii nepolari cptuescsuprafaa proteinei
sunt n contact cu mediul lipidic
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
23/53
Aminoacizi nonstandard existeni n proteine
Nu sunt codificai genetic
Se formeaz prin modificare post-translaional a aminoacizilor standard!
5-Hidroxilizina, 5-Hidroxiprolina, allizina Colagen
N-metil lizina Actin
Acidul -carboxi glutamic Factori ai coagulrii
Cistina Insulin, albumin, imunoglobuline etc.
Fosfo serina, fosfo tirozina Enzime reglatoare
N-Acetilglucozamin asparagina Glicoproteine cu legatur N-glicozidic
N-Acetilgalactozil serina Glicoproteine cu legatur O-glicozidic
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
24/53
Aminoacizi nonstandard existeni n proteine
NH
COOH
HO CH2 CH NH2
COOH
CH2 CH2CHH2N
OH
CH2CH2
COOH
NH2CHCH2HC
O
4-Hidroxi prolina 5-Hidroxi lizina Allizina
CH2CH2
COOH
NH2CHCH2 CH2HN
CH3
NH2
COOH
CH2HOOC CHCH
COOH
CH NH2
COOH
CH2P
O
OHO
HO
CH2
CH2
S
S
COOH
NH2CH
COOH
NH2CH
N-metil lizina Acid -carboxi glutamic Fosfo serina
Cistina
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
25/53
Nu sunt codificai genetic
Sunt componente ale unor coenzime, neuromediatori, intermediari metabolici
Aminoacizi nonstandard neexisteni n proteine
- Alanina Coenzima A
Acidul -aminobutiric = Neuromediator
Homocisteina = Intermediar n metabolismul Met
Ornitina, citrulina = Intermediari n sinteza ureei
5-Hidroxi triptofanul = Intermediar n sinteza serotoninei, melatoninei
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
26/53
Aminoacizi nonstandard neexisteni n proteine
Ornitina Citrulina
H2N
CH2CH2
COOH
NH2CHCH2
CH2CH2
COOH
NH2CHCH2HN
C O
H2N
NH
CH2
CH COOH
NH2
HO
CH2CH2HS
COOH
NH2CH
Homocisteina 5-Hidroxi triptofan
CH
COOH
CH2H2N
CHCH2 CH2
COOH
H2N
-Alanina Acid -aminobutiric
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
27/53
Aminoacizi eseniali
Aminoacizi standard care nu pot fi sintetizai n organismul uman, decitrebuie sa fie preluai din alimente
Aminoacizi ramificai: Val, Leu, IleAminoacizi aromatici: Phe, trp
Aminoacizi bazici: Lys, His, Arg (numai n situaii speciale)
Aminoacizi hidroxilici: ThrAminoacizi cu sulf: Met
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
28/53
Aminoacizi Proprieti optice Toi aminoacizii (cu exceptia Gly) au cel puin un centru asimetric (carbon cu 4
substitueni diferii) = carbonul Carbonul = chiral sau optic activ Aminoacizii cu carbon chiral pot avea 2 stereoizomeri (enantiomeri), notati D
i
L, care se gsesc n relaia obiect-imaginen oglind
Toi aminoacizii din proteine sunt L-aminoacizi
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
29/53
Aminoacizi - Proprieti spectrale
Aminoacizii aromatici prezint un maxim de absorbie n UV la ~ 280nm
A i i i P i ti id b i
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
30/53
Acizii slabi sunt parial disociati
Echilibrul de disociere este caracterizat de constanta de aciditate
Relaia cantitativ dintre concentraia acidului slab [HA] i concentraia bazei
conjugate [A-
] este descris de ecuaia Henderson-Hasselbalch
Aminoacizi - Proprieti acido-bazice
HA H+ + A
-
Acid slab Proton Sare
Baza conjugata
][
]][[
HA
AHKa
+
=
][
][log
HA
ApKapH
+=
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
31/53
Soluie tampon dpdv compoziional:
9 acid slab + baz conjugat (-COOH / -COO-)
9 baza slab + acid conjugat (-NH2 / -NH3+)
Soluie tampon dpdv funcional:
9 Se opune variaiilor de pH cnd se adaug cantiti limitate deacid sau baz tare
Capacitatea maxim de tamponare corespunde
pH = pKa 1 unde pKa = - log Ka
La pH < pKa predomin forma protonat (-COOH)
pH > pKa
predomin forma deprotonat (-COO-)
Aminoacizi Soluii tampon
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
32/53
Curba de titrare a acidului acetic
C b i li l l i
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
33/53
Curba titrare a glicocolului
Peptide - Definiie
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
34/53
Peptide - Definiie
Peptide = combinaii de tip amidic rezultate prin condensarea a 2 sau maimulte molecule de aminocizi
= succesiune de aminoacizi legai prin legatur peptidic
Succesiune constant de legturi peptidice separate prin C
Radicali diferii legai de C
Peptide Denumire
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
35/53
Peptide - Denumire
Se denumesc succesiv radicalii aminoacizilor ncepnd cu captul N-terminal
Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu = Seril-Glicil-Tirozil-Alanil-Leucina
P tid P i ti
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
36/53
Peptide -Proprieti9 La pH = 7 gruprile carboxilice sunt deprotonate, iar gruprile amino sunt protonate
9 La pH = pH izoelectric ncrcarea electric net = 0, ca urmare solubilitatea n apeste minim i viteza de migrare n cmp electric = 0
Peptide Clasificare
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
37/53
Peptide Clasificare
Funcie de numrul aminoacizilor componeni Oligopeptide = peptide formate din civa aminoacizi
dipeptide
tripeptide tetrapeptide, etc
Polipeptide = peptide formate din < 50 aminoacizi
= peptide cu GM
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
38/53
Peptide Semnificaie biologic
Denumire Structura Functie Sinteza
Calcitonina 32 Aminoacizi Hipocalcemiant Celulele C adiacente celulelor foliculareale tiroidei
Glucagonul 29 Aminoacizi Hiperglicemiant Celulele din insulele Langerhans alepancreasului
Secretina 27 Aminoacizi Stimuleaz secreia deH2O i HCO3
- de ctrepancreas
Celulele S din duoden i jejunul proximal
ACTH 39 Aminoacizi Controleaza dezvoltareacortexului adrenalelor si
sinteza de steroizi
Celulele corticotrope ale adenohipofizei
Vasopresina 9 Aminoacizi Regleaza eliminarearenala de H
2O
Nucleul supraoptic al al hipotalamusului
Oxitocina 9 Aminoacizi Regleaza contraciamuchiului neted aluterului i a celulelormioepiteliale ce nconjoaralveolele mamare
Nucleul paraventricular al hipotalamusului
-Endorfina 16 Aminoacizi Analgezic, euforicasemntor morfinei
Celulele corticotrope ale adenohipofizei
sub forma de POMC
Familia pro-opiomelanocortinei (POMC)
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
39/53
Familia pro opiomelanocortinei (POMC)
Clivarea POMC depinde de esut
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
40/53
Clivarea POMC depinde de esut
ACTH- Structura
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
41/53
ACTH Structura
Fragment 1 (Aa 1-4) = interacioneaz cu receptorii melanofori
Fragment 2 (Aa 5-10 = mreste activitatea fragmentului 1 de 1000xFragment 3 (Aa 11-14) = mreste activitatea fragmentului 1 de 1000x
Fragment 4 (Aa 15-18) = adapteaz cuvintele 1,2 si 3 la receptorul suprarenal introducnd activitilecorticotrope si corticotrofe, reduce activitatea melanoforetic
Fragment 5 (Aa 19-24) = stabilizeaz hormonul n timpul transportului
Fragment 6 (Aa 25-33) = stabilizeaz hormonul n timpul transportuluiFragment 7 (Aa 34-39) = determin specificitatea de specie, induce formarea de anticorpi la alte specii
ACTH- Rol
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
42/53
ACTH Rol
Stimuleaz secreia de hormoni corticosuprarenali intensificarea
catabolismului proteic i lipidic gluconeogenezei
Vasopresina & Oxitocina
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
43/53
Vasopresina & Oxitocina
Vasopresina
Oxitocina
Antidiuretic
Vasopresor
Determin
declanarea contraciilor uterului gravid
secreia laptelui din glanda mamar
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
44/53
Tripeptida natural Glutation
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
45/53
p p
Caracteristicile sintezei:
condensare succesiv a aminoacizilor Glu, Cys, Glycatalizat de sintetaze specifice
nu este necesar prezenta unei de matrice (ARNm)
Glutation Roluri biologice
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
46/53
9Antioxidant major
ajut la descompunea H2O2, reciclizeaz ali antioxidani (vitaminele C, E)
9Reductor intracelular
ajut la meninerea gr. SH i la rearanjarea punilor S-S din proteine
9Cosubstrat al gamaglutamil transpeptidazei (GT)ajut la transportul aminoacizilor prin membrana celular
9Component al leucotrienei C4 (LTC4), hormon local cu rol n inflamaie
9Implicat n eliminarea metalelor grele, toxinelor, medicamentelor
Rolul GSH n protejarea celulelor fa de SRO
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
47/53
p j
Forma oxidat a glutationului
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
48/53
Forma oxidat a glutationului
Rolul GSH n transportul aminoacizilor
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
49/53
o u GS t a spo tu a oac o
Aa + GSH Glu-Aa + Cys-GlyAa
Oxoprolina
GT
Rolul GSH in conjugarea xenobioticelor
R-SH + GSH R-S-S-Glu
Cys
Gly
Dipeptida artificial
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
50/53
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
51/53
Educaia a dat natere la o vastpopulaie capabil s citeasc, darincapabil s disting ceea ce merit
s fie cititCharles Darwin
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
52/53
Ignorana este noaptea minii,dar o noapte fr lun i stele
A studia i a nu gndi este o risip.A gndii a nu studia este periculos
Confucius
7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide
53/53
Omul este constituit din corp,minte iimaginaie.
Corpul omului este imperfect,
mintea lui nedemn de ncredere,dar imaginaia lui l-a fcut remarcabil
James B. Conan
(chimist, prof. la Harvard)