Proteiny Flashcards
(39 cards)
1
Q
Červené krvinky
A
- 187 různých proteinů
- na povrchu molekula CD47 - signál ,,don’t eat me’’, přesýpací hodiny
2
Q
Zvýšení stability proteinů
A
např. sražení tekutých dusíkem na bod absolutní nuly, zbavit systém kyslíku a nahradit např. argonem, zbavit vody
3
Q
Chaperony
A
= HSP proteiny (= Heat shock proteins)
- HSP70: váže se na denaturovaný protein a dává mu čas na zabalení
- mitochondriální proteiny které jsou syntetizované v cytoplazmě mají na sebe navázané HSP proteiny, díky kterým se nemohou zabalit -> až v cytoplasmě je vymění jiné HSP proteiny, které jim pomůžou zabalit
- kontrola kvality proteinu
- proteinové komplexy
- HSP60: vytváří soudečkovitý útvar, do kterého po translaci putují proteiny a mají klid na zabalování - denaturovaný protein je tahaný za hydrofóbní konce, které čouhají ven, když se zabalí, není už za co chytit se protein je vypuštěn ven
- pokud se zabalení nepovede, je protein nalezen UBIQUITIN LIGÁZAMI -> napojí na něj UBIQUITIN -> signál pro PROTEÁSOMY, aby jej chytily a rozemlely na peptidy
- N-konec: často acetylován, stabilizující faktor
4
Q
Krystalin
A
- narušuje kontrolu kvality proteinu
- v čočce oka, je napořád
- proteinový krystal
- nefunkčnost - např. šedý zákal
5
Q
Chemolitotrofie
A
- zisk energie z chemických anorganických látek
- např. oxidační reakce
6
Q
Proteiny
A
- až 50 % sušiny buňky (200-300 mg/ml)
- až 100 000 různých proteinů (člověka)
- abundantní (ve značném množství se vyskytující, opak od raritní)
- funkce: struktura, pohyb, katalýza, transport, regulace, signalizace
- velikost v kDa (= kilodaltony); 1 dalton = 1/12 hmotnosti uhlíku
7
Q
Složení proteinů
A
- z 20 základních alfa-L-AMK
- primární struktura - posloupnost AMK zbytků, je odvozena z posloupnosti nukleotidů na základě genetického kódu
8
Q
Vznik protenů
A
- na ribozomech translací genetické informace nesené mRNA
9
Q
Nepolární AMK
A
- hydrofóbní
- Tyrosin - jeho -OH skupina může tvořit estery
- Cystein - jeho -SH skupina může oxidovat
- Glycin
10
Q
Polární AMK
A
- nabité (+/-) i nenabité
- Kladné: Lysin, arginin, histidin (jeho náboj závidí na okolním pH, jeho disociační konstanta je těsně kolem pH cystolu, takže může být v závislosti na pH protonovaný/neprotonovaný)
- Záporné: Kys. asparagová, kys. glutamová
- Nenabité: Asparagin a glutamin (mohou vytvářet interakce s H2O), serin a threonin (jejich -OH skupina může tvořit estery, někdy i disociace na O- a H+, ale jen při pH > 13, které může být uvnitř nějaké proteinové struktury)
11
Q
Peptidová vazba
A
- spojuje jednotlivé AMK zbytky v polypeptidickém řetězci
- formálně vzniká kondenzací, zaniká hydrolýzou
- peptid - několik AMK zbytků
- oligopeptid < 20 AMK zbytků
- polypeptid - 10 - 10 000… AMK zbytků; mohou být sekundárně kovalentně propojeny CYSTEINOVÝMI MŮSTKY
12
Q
Disulfidické můstky
A
- mohou je vytvářet cysteiny
- uplatňují se v oxidačním prostředí - tj. u extracelulárních proteinů a proteinů uvnitř sekrečních membránových struktur
13
Q
Nativní konformace
A
- protein ji nachází samovolně na základě minima volné energie; nativní konformace je energeticky nejvýhodnější
- řada proteinů potřebuje pomoct, aby jí dosáhla
- pokud proteiny nenabydou n. k. i po pomoci chaperoninu hsp60, jsou označeny UBIQUITINEM -> signál, aby se dostal do PROTEÁZOMU (uvnitř proteáziny), který ho rozštípe
14
Q
Tvar proteinu
A
- různý, např. monomery, dimery, tetramery, oligomerní/polymerní struktury
Určen: - vlastnostmi peptidové vazby
- vodíkovými můstky mezi N-H a C–O skupinami kostry polypeptidu
- interakcemi R skupin AMK zbytků
- dosahem VdW sil
- chemismem roztoku
15
Q
Struktura proteinu
A
- Primární struktura -> sekundární struktura -> proteinový motiv (časté uspořádání několika AMK, např. helix-loop-helix -> proteinová doména (část proteinu, která si vždy drží svůj tvar; 1 polypeptid = 1 doména) -> terciální struktura (tvar 1 polypeptidu) -> kvarterní struktura (jen, pokud je polyjednotkový, drží jen VdW silami, chytají se osově symetricky
- protein se nemůže skládat jen z alpha-/beta-helixů, musí mezi nimi být sekvence: OHYB, SMYČKA (u větších proteinů)
16
Q
α-helix protein
A
- jedno ze dvou základních uspořádání sekundární struktury
- AMK zbytky jsou uspořádány do pravotočivé šroubovice
- AMK zbytky svírají úhel 100’
- stabilita daná vodíkovými můstky
- průměr a výška jednoho závitu = 0,5 nm
- periodicita cca 700’
17
Q
β-sheet
A
= alternativní uspořádání sekundární struktury
- max. tenze polypeptidu
- H-můstky jsou uspořádány paralelně a alterují
- postranní skupiny odstupují kolmo na osu a vzájemně paralelně
- sheety se navzájem váží paralelně/antiparalelně
18
Q
Doména
A
- strukturní část proteinu
- umí zaujmout konkrétní tvar nezávisle na proteinu
- často má svou vlastní funkci
- multidoménové proteiny vznikly z kusů jiných proteinů (domén), ale jsou složeny na úrovni DNA; proteiny nemůžeme poskládat posttranslačně
- např. imunoglobulin má 12 identických domén
19
Q
Stanovení konformace proteinů
A
- rentgenova spektrofotometrie (krystalografie) - nejstarší metoda, ne každý protein se chce krystalizovat
- nukleární magnetická rezonance - neúplně přesné
- kryoelektronovou mikroskopií - asi 10 let straré
20
Q
Supramolekulární struktury
A
- větší než kvarterní struktura, mnoho proteinů, někdy zasahuje o DNA/RNA
- např. ribozom, spliceozom
21
Q
Postsyntetická modifikace proteinu
A
- Fosforylace - na Tyr, Ser/Tre (ty, co mají hydroxyl -> fosfoester)
- Methylace - připojení methylové skupiny
- Acetylace - Lys, Arg (připojení zbytku kys. octové)
- Ubiquitinace - Lys
- Sumoylace
…
22
Q
Membránové proteiny - vázání
A
- jsou k/do membrány vázány trojím způsobem:
=> Integrální - protínají membránu; alpha-helix, beta-barel (z beta-sheetů)
=> Lipidická nebo isoprenoidní kotva
=> Asociované s jiným proteinem - proteiny, které půjdou do PM, do membrán sekreční dráhy (Golgi…) nebo ven z buňky se syntetizují v ribozomech na drsném ER
- na cytoplasmu jsou nasazeny pomocí ribosomů
23
Q
Molten globule
A
= předstupeň nativní konformace
- ještě není aktivní
- uplatňují se zde proteiny, které pomáhají dosáhnout nativní konformace
24
Q
Štěpení proteinu - funkce
A
- funkce degradační, ale i funkční
- Chymosyn nebo trypsin je syntetizovaný jako proenzym, který začne fungovat až potom, co se dostane do lumen střeva, kde je štěpen
- inzulin - syntetizovaný jako proinzulin (stabilní), pak se štěpí
25
Změna funkční struktury proteinu
- na danou část povrchu se vážou LIGANDY, které mění konformaci jak svou, tak proteinu)- velmi malá změna konformace může vytvořit velkou změnu konformace na jiném místě
- měřítko síly vazby ligandu: ROVNOVÁŽNÁ KONSTANTA - c(ligandu) + c(volného vazebného místa) ⇿ c(okupovaného vazebného místa)
26
Membránové proteiny - SRP a ER
= riboproteinový komplex
- rozeznává leader sekvenci (AMK sekvence, konec proteinu vybavený značkou)
- ER se váže na ribozom a leader sekvenci -> ribozom zastaví syntézu a čeká, dokud SRP nezprostředkuje vazbu na svůj vlastní receptor -> kontakt s translocon (,,kanálek'' v membráně) -> odblokace syntézy -> ribozom syntetizuje a zároveň nasoukává protein do transloconu do ER -> leader sekvence odštěpena
- > pokud jde protein do lumen, je nasoukávaný celý
- > pokud protein zůstal membránový, ukončí se pomocí STOP sekvence syntéza a prosoukávání
27
Typy ribozomů v buňce
- Eukaryotický
| - Mitochondriální
28
Vazebné místo na proteinu
- pro LIGANDY
= variabilní doména protilátky, epitop antigenu, substrát/produkt enzymu
- vazba proteinu a ligandu je daná SPECIFITOU a AFINITOU
- SPECIFITA = míra selektivity, protein pozná svůj cíl
- AFINITA = míra síly vazby AMK na vazebném místě
- vazebné místo je velmi malé, proteiny se neobejmou, ale max. dotknou prstíkem
- vazba ligandu souvisí se změnou konformace u obou
- vazba proteinu a ligandu je specifická - ligandy se navazují a odvazují
29
Negativní zpětná vazba
= mechanismus regulace enzymy
- v metabolické dráze z látky A může vzniknout produkt B, ale i X či Z
- buňka ale může regulovat, kolik čeho chce vytvořit => různými mechanismy ,,přiškrtí'' danou dráhu
- jestliže hladina látky Z klesá, aktivita enzymu stoupá
30
Enzymy
- snižují aktivační energii
- TURNOVER = rychlost přeměny substrátu na produkt
- AFINITA = limitace rychlosti přeměny substrátem (nejrychlejší fosfatáza a kataláza; nejpomalejší lysozym)
31
Allosterická regulace (regulace enzymatické aktivity)
- vazba ligandu na povrch proteinu způsobí změnu konformace -> tím se může uzavřít/otevřít aktivní místo enzymu
- předpokládá se zde vazba na základě slabých interakcí
32
Vazba GTP (regulace enzymatické aktivity)
= vazba, štěpení, uvolnění
- GTP se naváže na G protein (malý/velký) v jiném než aktivním místě -> protein naváže GTP a stane se aktivním -> hydrolýza GTD na GDP a fosfát, který uniká do roztoku -> GDP je tedy vázáno na G protein + dojde ke změně konformace a protein ne neaktivní -> k aktivaci musí být GDP odstraněno (GEF = Guanin nucleotid Exchange Factor) -> protein je nefunkční dokud nemá navázané GTP
- vazba GTP je samovolná a vzniká na základě vysoké afinity
33
Fosforylace (regulace enzymatické aktivity)
= 2 stavy: zapnuto, vypnuto
- protein KINÁZA = fosforylace
- protein FOSFATÁZA = defosforylace
- fosfát na povrchu váží KINÁZY (z ATP), hydrolyzují ATP na ADP a fosfát, fosfát navěšují na daný protein
- FOSFATÁZY fosfát z proteinu odstraňují a uvolňují do roztoku
- vázaný fosfát nese 2 neg. náboje -> tím ovlivňuje konformaci proteinu
- pokud je zapnutá fosfatáza, bude se konat defosforylace
- hlavně u signalizace
34
Stromatolity
= útvary, které se nacházejí na Zemi v oblastech s vysokou koncentrací vhodných anorganických solí, s vysokou teplotou vody a v podmínkách bohatých na archea bakterie
- mají zajímavé složení různých forem oxidovaných kovů
- dokazují, že život vznikl již před 3,5 miliardami lety
35
PNA
= peptidová nukleová kyselina
- první stabilní makromolekula
- má kostru z peptidických vazeb a na nich připojené nukleotidy
- může tvořit dvoušroubovici podobnou jako DNA
- může tvořit komplexy s RNA
36
Ribozymy
= katalyzátory čistě z RNA
- dokáže zaujmout takovou konformaci, že dokáže interagovat s další molekulou a způsobit jeji konformaci a vznik reakce -> dokáže tak katalyzovat chem. reakci
37
Ribozymy
= katalyzátory čistě z RNA
- dokáže zaujmout takovou konformaci, že dokáže interagovat s další molekulou a způsobit jeji konformaci a vznik reakce -> dokáže tak katalyzovat chem. reakci
- pro nás je klíčový RIBOZOM
38
Koacervát
- vytvořil Alexandr I. Oparin
= něco, co je odděleno od vnějšího prostředí membránou a umožňuje to vnitřní akumulaci makromolekul a vznik polopropustné membrány
39
Vznik vnitřní membrány
- endosymbióza mitochondrií a chloroplastů
| - vchlípení plazmatické membrány
