F1: Aminosyrer, primærstruktur og analyse af primærstruktur

Question 1

Find et stykke papir. Tegn de 20 aminosyrer og skriv deres trebogstavs- og enbogstavsforkortelser:
Glycin, alanin, valin, leucin, isoleucin, phenylalanin, tyrosin, prolin, histidin, glutamin, asparagin, glutamat, aspartat, tryptofan, serin, cystein, lysin, arginin, methionin, threonin.

Answer 1

Se s. 77+79 i Lehninger

Question 2

Hvad er pKr for Tyr?

Answer 2

Tyr: 10,07

Question 3

Hvad er pKr for Cys?

Answer 3

Cys: 8,18

Question 4

Hvad er pKr for Lys?

Answer 4

Lys: 10,53

Question 5

Hvad er pKr for His?

Answer 5

His: 6,00

Question 6

Hvad er pKr for Arg?

Answer 6

Arg: 12,48

Question 7

Hvad er pKr for Asp?

Answer 7

Asp: 3,65

Question 8

Hvad er pKr for Glu?

Answer 8

Glu: 4,25

Question 9

Ved hvilken bølgelængde absorberer tryptofan UV-stråling?

Answer 9

Ca. 280 nm

Question 10

Hvordan ser Lambert-Beers lov ud?

Answer 10

log(I_0/I) = Ecl

log(I_/I) kaldes af og til absorbansen A

Question 11

Hvilke atypiske aminosyrer findes i collagen?

Answer 11

4-hydroxyprolin og 5-hydroxylysin

Question 12

Hvad er pKa-intervallet for aminosyrers carboxylgruppe og aminogruppe?

Answer 12

• COOH: 1,8-2,4

- NH3+: 8,8-11,0

Question 13

Hvordan kan man undersøge proteiners aminosyresekvens med enzymer?

Answer 13

Man kan kløve med fx trypsin og chymotrypsin (hver for sig) og sekvensere fragmenterne og sammenholde resultaterne.

Question 14

Hvad er Edman-degration?

Answer 14

Fraspaltning af N-terminus fra resten af peptidet med phenylisothiocyanat, så aminosyren kan undersøges.

Question 15

Nævn et stof, der kan bruges til at bryde disulfidbroer på

Answer 15

Man kan reducere med DTT (dithiothreitol) eller oxidere med performic acid

Question 16

Nævn 5 vigtige karakteristika ved peptidbindingen

Answer 16

1: Der er delvis dobbeltbindingskarakter pga. resonans => ikke fri rotation
2: Den er plan
3: Trans-konfigurationen foretrækkes (ikke for prolin)
4: Der er rotation om de andre bindinger end selve peptidbindingen (C og N), dvs. bindingen mellem C-alfa og N samt C-alfa og C
5: Peptidbindingen er termodynamisk ustabil men fysiologisk stabil, da nedbrydelsen af peptidbindingen går meget langsomt

Question 17

Hvad er phi-bindingen?

Answer 17

Bindingen mellem C-alfa og N

Question 18

Hvad er psi-bindingen?

Answer 18

Bindingen mellem C-alfa og C

Question 19

Hvad er en rotamer?

Answer 19

Sidekædekonformationer med lav energi

Question 20

Hvor findes ladede rester?

Answer 20

Findes normalt på proteinoverfladen, hvor de vekselvirker
med vand og andre biologiske molekyler. Vigtige for genkendelse af modsat ladede grupper på andre molekyler/andet sted i samme molekyle.

Question 21

Hvor findes polære rester?

Answer 21

Findes både begravede og på overfladen af proteiner. De danner enten hydrogenbindinger med andre polære rester i proteinet eller med vand.

Question 22

Hvor findes ikke-polære rester?

Answer 22

De vekselvirker ikke favorabelt med vand. Kernen af de
fleste proteiner består næsten udelukkende af ikke-polære rester og stabiliseres af mange van der Waals vekselvirkninger. Der findes dog også ikke-polære rester på proteinoverfladen, fx i hydrofobe patches.

Question 23

Hvilke aminosyrer er forgrenede på beta-carbon?

Answer 23

Valin og isoleucin + Threonin

Question 24

Hvorfor har Gly stor hovedkædefleksibilitet?

Answer 24

Fordi der kun er bundet et H, så der er ikke meget sterisk hindring

Question 25

Hvad betyder den store hovedkædefleksibilitet for Glys evne til at indgå i alfahelix?

Answer 25

Gly favoriserer den udfoldede tilstand af et protein, da der er stort tab i entropi ved helixdannelse, fordi Gly er så fleksibel

Question 26

Hvad er karakteristisk ved Ala?

Answer 26

Lille, ret uskadelig og simpel

Question 27

Hvilke aminosyrer er gode kernedannere?

Answer 27

Ala, Val, Ile og Leu

Question 28

Er Val, Thr og Ile gode i alfahelix?

Answer 28

Nej, de er forgrenede på beta-carbon, så der er ikke plads til dem

Question 29

Kan Pro danne H-bindinger?

Answer 29

Nej, der er intet amidhydrogen i peptidhovedkæden

Question 30

Kan Pro indgå i alfahelix?

Answer 30

Nej, den bryder hydrogenbindingsmønstret og laver et knæk i helix. Den har tit cis-peptidbinding og en helt fast struktur med phi = -60 grader.

NOTE for membranproteiner:

1. Der er stabiliserende kræfter i det hydrofobe miljø, og alfahelices i membran er stabile. Derfor kan de godt klare, at der er prolin.
2. Prolin kan lave knæk i helixes, der kan være vigtig for fx kanalers funktion.
3. Den kan også gå mellem cis- og trans-konfiguration, så den kan give dynamik for en carrier.
4. 4 aa-rester væk fra prolin sidder en gruppe, der ikke har en hydrogenbindingspartner (pga. manglende amidproton i prolin) – måske den spiller en rolle for transport.
5. Prolin kan forhindre dannelse af betafoldebladsstreng og bevarer derfor alfahelix i membranproteinet. Prolin har kun -60 i tilladt phivinkel, og de kan derfor ikke indgå i betafoldeblade.

Question 31

Hvorfor er Phe den mindst polære af de tre aromatiske aminosyrer?

Answer 31

Tyr har -OH og Trp har N, der bidrager med elektronegative egenskaber.

Question 32

Ved hvilken bølgelængde absorberer Tyr UV-stråling og hvordan kendes spektret fra tryptofans spektrum?

Answer 32

275nm. Trp absorberer mere end 3 gange så meget.

Question 33

Hvilke polære, uladede aminosyrer danner H-bindinger?

Answer 33

Ser, Thr, Asn og Gln

Question 34

Hvad betyder det, når en aminosyre deamiderer? Hvilke aminosyrer kan deamidere? Og under hvilke forhold?

Answer 34

Ved høj pH kan Gln og Asn deamidere. Det betyder, at amidgruppen bliver til en carboxylsyregruppe
Det kan også ske ved sur hydrolyse

Question 35

Er cystin (oxideres cystein) polær eller upolær?

Answer 35

Upolær

Question 36

Er Met en reaktiv nukleofil?

Answer 36

Delvis reaktiv pga. lone pair

Question 37

Hvilke stoffer kan oxidere Met og Cys?

Answer 37

Fx hydroxylradikaler og peroxider

Question 38

Hvorfor fungerer His ofte som syre/base i katalystiske reaktioner?

Answer 38

pKr ligger i det fysiologiske område

Question 39

Hvor i et protein forefindes de forskellige dele af Lys og Arg?

Answer 39

Den ladede del er eksponeret på overfladen, mens den alifatiske del er en del af hydrofobe interaktioner.

Question 40

Er de to NN-atomer i His kemisk ens?

Answer 40

Nej, det, der er bundet til H-atom er elektrofilt, det andet er nukleofilt. De er hhv. donor og acceptor i H-bindinger.

Question 41

Hvor findes Asp og Glu oftest?

Answer 41

På overfladen af proteiner

Question 42

Ved hvilken pH er et protein mest opløseligt?

Answer 42

Ved pH = pI

Question 43

Hvad vejer en gennemsnitlig aa-rest?

Answer 43

110 g/mol, dvs. Mr=110

Question 44

Forklar hvorfor lysins epsilon-aminogruppes pKa er højere end alfa-aminogruppens.

Answer 44

alfa-aminogruppen påvirkes af den elektronegative carboxylsyregruppe på C-alfa. Denne trækker i elektronerne, så protonen i alfaaminogruppen bliver mere sur. Der er ikke nogen elektronegative atomer i nærheden af epsilonaminogruppen.

Question 45

Forklar hvorfor glutamats gamma-carboxyl gruppe har en pKa der er højere end pKa for alfacarboxylsyregruppen.

Answer 45

Når der er en positiv ladning på aminogruppen, frastødes protonen - det er mere favorabelt at have deprotoniseret carboxylsyregruppe.

Question 46

Ud fra hvad findes pI for et peptid?

Answer 46

De grupper, der kan protoniseres/deprotoniseres.

Question 47

Hvorfor spiller Arg en strukturel rolle i mange proteiner?

Answer 47

Har både lang alifatisk kæde og en ladet del, der kan eksponeres på overfladen. Den kan lave hydrogenbindinger og høj pKr gør, at ladningen er stabil.