8. predavanje - struktura in funkcija proteinov Flashcards
Kaj počne protein p53?
- zavira rast tumorjev
- mutacije ali delecije v genu TP53 so našli pri 50% vseh rakov
Za Alzheimerjevo bolezen so značilna katera vlakna?
beta-amiloidna vlakna
Katere strukture proteinov poznaš?
- zaporedje aminokislin
- stabilni strukturni elementi
- 3D zvitje proteina v prostoru
- povezovanje dveh ali več podenot v prostoru
S kakšnimi vezmi so povezane polipeptidne verige?
s šibkimi nekovalentnimi povezavami
-> nekateri proteini vključujejo tudi neproteinski del
Po katerih korakih poteka sinteza aminokislin na ribosomih?
- aktivacija aminokisline -> adenililacija = doda se adenin in odstranita se 2 fosfatni skupini
- sinteza aminoacil tRNA
- nastanek peptidne vezi
Kakšne oblike je peptidna vez?
- planarna -> vseh 6 atomov leži v ravnini
- rigidna
V katerih konfiguracijah so skoraj vse peptidne vezi?
- v trans konfiguraciji
Katere vezi ima primarna struktura?
- kovalentne vezi -> peptidne in disulfidne
Katere bolezni so lahko povezane s spremembami v primarni strukturi proteinov?
- anemija srpastih celic
- cistična fibroza
S katerim postopkom določamo zaporedje aminokislin?
Opiši.
Z edmanovo degradacijo:
- postopek poteka v avtomatskem analizatorju
- protein pred analizo encimsko razcepimo v peptide
- nato ločevanje s HPLC in določevanje prvih 50 AK z N-terminalnega konca
- ločevanje na podlagi absorbance
Postopek določevanja primarne strukture proteinov?
- očistimo protein
- določimo N-terminalno zaporedje
- protein razcepimo s pomočjo več endoproteinaz v manjše peptide
- ločimo posamezne peptide (HPLC) in jih določimo AK zaporedje
- poiščemo prekrivanja med zaporedji
Kaj počnemo z masno spektrometrijo?
- ločujemo molekule na osnovi razmerja m/z (z = naboj)
Kako poteka masna spektrometrija?
- ionizacija
- pospeševanje (v električnem polju se elektroni pospešijo in dobijo kinetično energijo)
- odklon (v magnetnem polju se ioni odklonijo -> lažji ioni in ioni z večjim nabojem se bolj odklonijo)
- detekcija (snop ionov zaznamo kot električni signal)
Kako določimo zaporedje aminokislin?
Opiši.
Z masno spektrometrijo.
- peptidne vezi se razcepijo in nastanejo fragmenti (serija b in serija y) -> te serije se razlikujejo v razmerju m/z
- iz razlike v masi določimo zaporedje AK
Ali peptidna vez omogoča zvijanje polipeptidne verige?
- Ne, omejuje jo.
Katere rotacije pozna peptidna vez?
- rotacijo okoli enojnih vezi N-C(alfa) in C(alfa)-C=O
- to rotacijo opišeta dihedralna kota Φ in Ψ (phi in psi)
- oba skupaj sta 180°, ko je polipeptidna veriga iztegnjena
Katera je pogosta sekundarna struktura?
Ali je desno- ali levosučna?
- alfa-vijačnica
- desnosučna
Katere vezi stabilizirajo alfa vijačnico?
- H-vezi med C=O n-te aminokisline
- N-H n+4-te aminokisline
Kaj destabilizira alfa vijačnico?
- Pro in Gly
- zaporedje - ali + AK
- AK z večjimi stranskimi verigami
- AK razvejane na beta-C atomu (Val, Thr)
Kje na AK se po navadi nahajajo stranske verige z nasprotnim nabojem ali z aromatskimi stranskimi verigami?
- na n-ti in n+3-ti
Kaj stabilizira alfa-vijačnico?
Na koncih alfa vijačnice se vzpostavi delno pozitivni ali delno negativni naboj.
Ta se stabilizira z:
- negativnimi AK na N-koncu (N konec je načeloma pozitiven)
- pozitivnimi AK na C-koncu (C konec je načeloma negativen)
Kakšna je beta struktura?
- plastovita struktura
- stranske verige so izmenično nad in pod ravnino
- lahko je paralelna (zgoraj in spodaj od N do C konca, v desno)
- lahko je antiparalelna (zgoraj v levo, spodaj v desno, v obeh primerih od N do C konca)
Kaj povezuje beta-zavoj?
- alfa-vijačnice in antiparalelne beta-strukture
Kaj vključuje beta-zavoj?
- 4 AK
- H vez med C=O prve in N-H četrte
- pogosto vključuje Gly in Pro (tudi cis konfiguracijo peptidne vezi)
- gama zavoj povezuje 3AK, manj pogost
Kako določamo 3D strukturo proteinov?
z rentgensko difrakcijo
Kako določamo 3D strukturo manjših proteinov?
Kje jo določamo in kakšna je omejitev velikosti?
z NMR -> jedrska magnetna resonanca
- določitev različnih konformacij proteinov V RAZTOPINI
- omejitev: molekulska masa < 40 kDA
Kako lahko določimo 3D strukturo membranskih proteinov?
Kakšna je omejitev velikosti?
S krio-elektronsko mikroskopijo.
- molekulska masa > 100 kDa
Kako poteka krio-elektronska mikroskopija?
- vzorce proteina na mreži zamrznejo
- v elektronskem mikroskopu detektirajo sipanje elektronov
Kako imenujemo posamezne elemente sekundarnih struktur, ki se povezujejo v stabilne, geometrijsko urejene strukture?
- nadsekundarne strukture
V kaj se nadsekundarne strukture združijo v terciarni strukturi?
Kakšno funkcijo imajo?
- v domene -> kompaktna, stabilna, bolj ohranjena
-> domene opravljajo podobno funkcijo, npr. vezava ligandov
Kako je zgrajen hemoglobin?
- 2 alfa verigi
- 2 beta verigi
Oligomerni proteini imajo več polipeptidnih verig, ki so povezane s kakšnimi vezmi/interakcijami?
s šibkimi interakcijami
Katera encima imata pomembno vlogo pri zvijanju nekaterih proteinov?
- protein disulfid izomeraza
- peptid prolil cis-trans izomeraza
Glede na termodinamski vidik, po kakšni shemi poteka zvijanje polipeptidne verige?
- po lijaku proste entalpije
Kaj je cilj zvijanja proteina glede na šibke interakcije?
Nastanek čim večjega števila šibkih interakcij, npr.
- hidrofobne
- vodikove
- ionske
- Van der Walsove
Ali ima stabilna konformacija nižjo ali višjo energijo?
- najnižjo
Kaj so HSP70?
- proteini iz družine šaperonov
- 70 kDA
- “heat shock proteins” = sintetizirajo se v večjih količinah po temperaturnem stresu
Kako HSP70 preprečujejo agregacijo polipeptidnih verig?
- povežejo se s hidrofobnimi deli proteinov in preprečijo njihovo agregacijo
Kaj omogoča delovanje HSP70?
- energija hidrolize ATP in vezava nekaterih drugih proteinov
Kje lahko poteka zvijanje proteinov s pomočjo šaperoninov?
- E. coli
- hidrofobni deli nezvitih proteinov se povežejo z GroEL podenoto
- GroEL se poveže z GroES
- hidroliza ATP
- v notranjosti kompleksa GroEL/GroES je onemogočena agregacija in olajšano je zvijanje proteina
Od česa je odvisna konformacija neurejenih proteinov?
- od interakcij z drugimi proteini -> vezava z VEČ proteini!!
- imajo več možnih konformacij
- npr. pomembna vloga pri uravnavanju celičnega cikla
- primer: p53, SUMO
Kakšno konformacijsko entropijo ima nezvit protein?
- veliko
Katere kemijske interakcije stabilizirajo nativno, pravilno zvito konformacijo proteinov?
- disulfidne vezi
- šibke interakcije - vodikove, elektrostatske, hidrofobne (prispevajo največ)
Kaj predstavlja denaturacija?
Kako jo dosežemo?
- porušenje 3D nativne strukture in izguba njegove funkcije
- temperatura, pH, urea, topila -> porušijo šibke interakcije
Kje je zapisana informacija za zvitje proteina?
- v primarni strukturi
Kaj se zgodi pri anfinsenovem poskusu?
- po denaturaciji protein prepihavamo s kisikom
- potem odstranimo ureo
- naključno nastanejo S-S mostički
Kaj ima ključno vlogo pri nastanku amiloidnih vlaken?
- beta-struktura
Kako kopičenje amiloidnih vlaken vpliva na Alzeimerjevo bolezen?
- amiloidni peptid beta se sprosti iz membrane
- spremeni se mu konformacija (iz alfa-vijačnice v beta-strukturo)
- v možganih se kopiči v obliki amiloidnih vlaken
Kaj je problem pri prionskih boleznih?
- nastanek agergatov nepravilno zvitega proteina priona
Kaj se dogaja z entalpijo pri zvijanju proteinov?
- prosta entalpija se zmanjšuje (lijak proste entalpije)
Kaj sodeluje pri zvijanju proteinov?
- šaperoni
- šaperonini
V čem se razlikujejo enostavni proteini od sestavljenih?
- enostavni: zaporedje AK
- sestavljeni: zaporedje AK + neproteinski del
Kakšno vlogo imajo globularni proteini?
- prenašalna - transportni proteini (Hb, Mb)
- regulatorna
- obrambna - protitelesa
- katalitska - encimi
- signalna - receptorji, kanalčkiK
Kakšno vlogo imajo fibrilarni proteini?
- oporna - strukturni proteini:
-> znotrajcelični filamenti (keratini)
-> zunajcelični matrix (kolagen)
Kaj je proteom?
- vsi proteini organizma, tkiva ali celice
