9 VL - Protein folding (Plested) Flashcards
Woraus besteht Eiweiß hauptsächlich?
Aus Albumin
Ist das denaturieren von Eiweiß reversibel?
nicht ohne Weiteres, aber ja
“Shear stress” in mikrometer dicken Schichten und Urea können die Aggregate aufspalten und eine Neufaltung erlauben
Welche Proteine können durch Urea und “Shear stress” neu gefaltet werden?
small simple proteins
Warum führt Hitze zur Denaturierung von Proteinen?
ΔG = ΔH - TΔS
Prozesse geschehen spontan und freiwillig, wenn ΔG negativ ist.
ΔH (Enthalpie = Wärmeinhalt) ist positiv, da Hitze hinzugefügt wird
ΔS ist positiv, da die Entropie im ungefalteten, denaturierten, Zustand steigt
Nenne die Stufen der Proteinstrukturen
Primärstruktur: AS-Sequenz
Sekundärstruktur: räumliche Anordnung der AS-Sequenz zu α-Helix und β-Faltblatt
Tertiärstruktur: Bindung der Sekundärstrukturen zu Domänen
Quartärstruktur: domain-domain contacts
Wie hoch ist die Produktionsrate eine Ribosoms für Proteine?
20 AS/s
Unter welcher Bedingung werden Proteine synthetisiert?
in hoch konzentrierter zytoplasmatischer Lösung von 350 mg/ml
Wie nennt man ungefaltete Proteine und wie sind sie zu charakterisieren?
“Random coil”
free rotation around all bonds and very few intramolecular interactions
Um welche Bindungen sind random coils drehbar?
C-N-Bindung (C des Carbonyls) hat partiellen Doppelbindungscharakter und ist somit nicht drehbar –> in einer Ebene mit Carbonyl-Gruppe
αC-N-bond (Φ) und
αC-C bond (Ψ) sind jeweils um 180° drehbar
Wie viele AS sind pro Windung in der α-Helix?
3,6
Wie können die erlaubten Winkel von Φ vs. Ψ dargestellt werden?
im Ramachandra-Plot
Wie werden Tertiärstrukturen von Proteinen unterteilt?
Werden in sog. “Folds” eingeteilt
es gibt ca 1000 verschiedene
Viele Mitglieder einer Proteinfamilie falten sich auch zu dem gleichen “Fold”
Welche gängigen Typen von “Folds” gibt es?
Rossmann-fold
TIM-barrel
jelly Roll
Welche drei Probleme treten bei der Proteinfaltung auf?
“Folding Code”
“Folding Speed”
“Folding Mechanism”
Was besagt das Anfinsen’s Dogma?
folding code
Jedes Protein hat nur eine richtige Struktur, mit dem geringsten Energiezustand, der durch die Primärstruktur bestimmt ist
Was besagt das Levinthal’s Paradox?
folding speed
Würde ein Protein sich solange ungerichtet falten, also alle Konformationsmöglichkeiten zufällig ausprobieren würde die Faltung eines 100-AS-Proteins (alter des Universums)^3 dauern. Viele Proteine sind sogar größer
Es muss also gerichteten Prozess geben
Was unterstützt die vermutung, dass die Faltung von Proteinen gerichtet und nicht zufällig passiert?
The existence of folding intermediates
Worauf ist der Faltungsprotess angewiesen und welche Bindungen werden gebildet? Wie ist ihr Energiegehalt?
the cooperation of many weak non-covalent interact
“dipole interactions” –> 2-4 kJ/Mol
“hydrophobic interactions” –> 4-12 kJ/Mol
“hydrogen bridges” –> 10-20 kJ/Mol
“electrostatic interactions” –> 40-80 kJ/Mol
“covalent bonds” –> ~360 kJ/Mol
(Durch Rotation um C-C und C-N Bindungen)
Charakterisiere WBB. Wie ist der ideale Abstand?
A partially positive H-atom interacts with a partially negative atom (usually oxygen)
Ideal distance 2.7 - 3 Å
What promotes native folding?
compactness
Was ist Type I folding?
small proteins fold fast, resulting in a 2 state approximation without measurable intermediates
Was ist Typ II folding?
Large proteins fold in multiple phases After an initial “burst phase” around 1 ms ➜ subdomain rearrangement takes minutes
Wofür steht ZAM?
zipping and assembly method
Welche Theorie steht ZAM gegenüber?
foldon-units
kontrovers, da nur eine Möglichkeit gezeigt wird
Was ist “the comfortable space”?
? slide 20
Was sind Chapreone?
proteins that help to find other proteins to find their final active conformation, without being part of the final state
Was ist GroEL?
bacterial chaperon
binds partially folded or misfolded proteins
A cycle of ATP binding and catalysis shifts GroEL to a more open “relaxed” state, which releases the folded
protein
Wie wird der Zustand der Proteostase bzw des Gleichgewichts zwischen Proteinzuständen hergestellt?
Netzwerk von hunderten von Proteinen, mit chaperonen und ihren Regulatoren
ubiquitin−proteasome system (UPS):
mediate the removal of irreversibly misfolded and
aggregated proteins
Konkurrenz zwischen Faltung und Aggregation
Proteine wollen durch Faltung eine möglichst günstige energetische Form annehmen.
Es kann passieren, dass sich Proteine nicht nur intra, sondern auch inter-molekular falten
–> Bildung von amorphous aggregates, toxic oligomers or ordered amyloid fibrils
