Embed Size (px)
Citation preview
Pharmazeutische Biologie– Grundlagen der Biochemie –
Prof. Dr. Theo DingermannInstitut für Pharmazeutische Biologie
Goethe-Universität [email protected]
Montag, 5. Dezember 11
… chirale Moleküle
α-Aminogruppe
α-C-Atom α-Carboxylgruppe
Seitenkette
Aminosäure...
L-Alanin D-Alanin
COOHCHH2NCH3
COOHHC NH2CH3
Montag, 5. Dezember 11
… zwitterionisch
Aminosäure...
geringer pH hoher pHphysiologischer pH
COOHCHH3NCH3
COOCHH3NCH3
COOCHH2NCH3
–+ +
–
Montag, 5. Dezember 11
… die Bausteine der Proteine
Aminosäure...
• es gibt 20 proteinogene Aminosäuren• Proteine: polymerisierte Aminosäuren
Seitenkette
• Die Eigenschaften von Aminosäure-Seitenketten bestimmen die Eigenschaften der gebildeten Proteine
• Besteht ein Protein 100 Aminosäuren, gibt es 20100 = 10130 Kombinationsmöglichkeiten
COOCHH3NCH3
–+
Montag, 5. Dezember 11
Unpolare, aliphatische Seitenketten
Proteinogene Aminosäuren
COOHCOOHCHH2NCH3
COOHCHH2NH
COOHCHH2NCHCH3H3C
COOHCHH2NCH2CHCH3H3C
Glycin ValinAlanin ProlinIsoleucinLeucin
COOHCHH2N
HCCH2
CH3
CH3
HNCH
Montag, 5. Dezember 11
Polare, aliphatische Seitenketten
Proteinogene Aminosäuren
ThreoninSerin
COOHCHH2N
HCCH3
OH
COOHCHH2NCH2OH
COOHCHH2NCH2SH
Cystein
COOHCHH2NCH2
SCH2
CH3Methionin
COOHCHH2NCH2COH2N
COOHCHH2NCH2CH2COH2N
GlutaminAsparagin
Montag, 5. Dezember 11
Negativ geladene Seitenketten
Proteinogene Aminosäuren
ThreoninSerin
COOHCHH2N
HCCH3
OH
COOHCHH2NCH2OH
COOHCHH2NCH2SH
Cystein
COOHCHH2NCH2
SCH2
CH3Methionin
COOHCHH2NCH2COH2N
COOHCHH2NCH2CH2COH2N
GlutaminAsparagin
Montag, 5. Dezember 11
Polare, aliphatische Seitenketten
Proteinogene Aminosäuren
ThreoninSerin
COOHCHH2N
HCCH3
OH
COOHCHH2NCH2OH
COOHCHH2NCH2SH
Cystein
COOHCHH2NCH2
SCH2
CH3Methionin
COOHCHH2NCH2COH2N
COOHCHH2NCH2CH2COH2N
GlutaminAsparagin
Montag, 5. Dezember 11
Negativ geladene Seitenketten
Proteinogene Aminosäuren
COOHCHH2NCH2COOH
COOHCHH2NCH2CH2COOH
Asparaginsäure Glutaminsäure
Montag, 5. Dezember 11
Proteinogene AminosäurenPositiv geladene Seitenketten
COOHCHCH2CH2
CH2NH2
H2N
CH2
COOHCHCH2CH2CH2NH
H2N
C NHNH2
Arginin Lysin Histidin
COOHCHCH2
H2N
N
NH
Montag, 5. Dezember 11
Proteinogene AminosäurenAromatische Seitenketten
COOHCHH2NCH2
COOHCHH2NCH2
OH
COOHCHH2NCH2
Phenylalanin Tyrosin Tryptophan
NH
Montag, 5. Dezember 11
bei physiologischem pH-Wert (ca. pH 7,4)
Proteinogene Aminosäuren
α-COOH 1,7-2,6 –COO–
α-NH2 8,9-10,6 –NH3+
β-COOH Asp 3,9 –COO–
γ-COOH Glu 4,3 –COO–
ε-NH2 Lys 10,5 –NH3+
Guanidino- Arg 12,5 –NH3+
–SH Cys 8,3 –SH–OH Tyr 10,1 –OHImidazol- His 6,0
Fkt. Gruppe Aminosäure pKa Ladung
Montag, 5. Dezember 11
Proteinogene Aminosäure
Metabolite bzw. Substrate im Stoffwechsel•Vorstufen für Neurotransmitter und Hormone•Vorstufen für Hormone•Vorstufen für Alkaloide (in Pflanzen)
Montag, 5. Dezember 11
Beispiel: Neurotransmitter
Proteinogene Aminosäure
"biogene Amine"
Glutaminsäure
COOHCHH2NCH2CH2COOH CO2
γ-AminobuttersäureGABA
CH2H2NCH2CH2COOH
Decarboxylierung
Montag, 5. Dezember 11
Proteinogene AminosäureBeispiel: Neurotransmitter
"biogene Amine"
CH2CH2
H2N
N
NH
COOHCHCH2
H2N
N
NHCO2
Histidin Histamin
Decarboxylierung
Montag, 5. Dezember 11
Beispiel: Alkaloide
Proteinogene Aminosäure
"Indolalkaloide"
COOH
NH2NH
Tryptophan CO2
Decarboxylierung
Tryptamin
NH2NH
Montag, 5. Dezember 11
Es gibt Aminosäuren, die nie in Proteinen vorkommen !
Nichtproteinogene Aminosäuren
Nichtproteinogene Aminosäuren sind•Metabolite bzw. Substrate im Stoffwechsel•Bestandteile bakterieller Zellwände (D-Aminosäuren)•Bestandteile von Antibiotika•Vorstufen für Neutrotransmitter•Vorstufen für Gewebshormone
Montag, 5. Dezember 11
Nichtproteinogene AminosäurenBeispiel: Neurotransmitter bzw. Hormone
COOHCHH2NCH2
OH
COOHCHH2NCH2
OHHO
CH2H2NCH
OHHO
HOCH2H2NCH2
OHHO
CH2HNCH
OHHO
HO
CH3
Oxidation MethylierungHydroxylierungDecarboxylierung
L-Tyrosin L-Dopa L-Dopamin Noradrenalin Adrenalin
Montag, 5. Dezember 11
Nichtproteinogene AminosäurenBeispiel: Neurotransmitter bzw. Hormone
HO
COOHCHH2NCH2
5-Hydroxytryptophan
NH CO2
H2NCH2
5-Hydroxytryptamin(Serotonin)
NHHO
CH2Decarboxylierung
Montag, 5. Dezember 11
Nichtproteinogene AminosäurenBeispiel: Metabolite im Primärstoffwechsel
COOHCHCH2CH2CH2NH2
H2NCOOHCHCH2CH2CH2NH
H2N
C NHNH2
H2N CNH2
O
HarnstoffOrnithinL-Arginin
Montag, 5. Dezember 11
Manche Aminosäuren sind für Tiere essentiell
Glycin ValinAlanin LeucinSerin IsoleucinCystein Threoninabh. von Methionin-ZufuhrGlutaminsäure, Glutamin PhenylalaninAsparaginsäure, Asparagin TryptophanProlin MethioninArginin Lysinfür Säuglinge essentiellHistidinfür Säuglinge essentiellTyrosinabh. von Phenylalanin-Zufuhr
nicht essentiell essentiell
Montag, 5. Dezember 11
