Proteinfoldning og stabilitet Flashcards
Definer begrebet denaturering
Denaturering = et tab af tredimensionel struktur, der skaber et tab af proteinets funktion.
Dette kan ske i forskellige stadier af mere eller mindre udfoldet protein.
Varme vil særligt påvirke hydrogenbindinger.
pH ændringer vil skabe forandringer i ioniseringsgraden af aminosyreresterne og kan resultere i frastødning.
Beskriv Levinthals paradoks
Der er næsten et uendelig antal hypotetiske konformationer af en enkelt polypeptidkæde, derfor må der være noget mere end blot den primære struktur, der har betydning for proteinets foldning
Definer begrebet renaturering
Renaturation = genetablering af tertiærstruktur og funktion efter denaturering.
Hvad må der gælder for ΔS og ΔH for at ΔG er negativ for det foldede protein?
Entropien falder hvis vi folder proteinet (denne bliver negativ), men hele leddet bliver positivt pga. det negative fortegn.
Enthalpien skal derfor bidrage mere en TΔS, for at ΔG samlet set bliver negativ.
Den nummeriske værdi af ΔH skal være større end den nummeriske værdi af TΔS
Summen af de favorable interaktioner opvejer for vægten af de ufavorable.
Hvilke kræfter driver foldningen af et protein?
Enthalpien kommer fra de svage interaktioner: van der Waal, hydrogenbindinger, ion interaktioner, den hydrofobe effekt.
Alle bidragende er ikke særligt store i sig selv, og der skal derfor mange interaktioner til for at opveje faldet i entropi.
Proteiner er marginalt stabile, fordi bidraget fra de svage interaktioner ikke opvejer i særligt stor grad for entropi tabet.
Hvilken af de svage interaktioner, der laver en enthalpi bidrag er særligt vigtig?
Der er et særligt “stort” enthalpi bidrag i forbindelse med den hydrofobe effekt, da vandmolekyler bliver frigivet til det omkringliggende miljø, når hydrofobe aminosyre bliver skærmet fra dem.
Det opvejer for tabet i entropi, da der kommer mere uorden.
Hvad er denaturenter/chaotroper, og hvilke kender vi til?
Chaotroper/denaturanter = stoffer, der vekselvirker med proteiner og har mulighed for at lave en masse hydrogenbindinger.
Chaotroper/denaturanter har ikke betydning for de kovalente bindinger, men stopper aggregering af hydrofobe aminosyre og påvirker hydrogenbindinger.
Urinstof (Urea) = svag
Guanidinium = stærk
Opskriv ligevægtskonstanten for reaktionen mellem foldet og udfoldet protein
Reaktion: U F
K = [F] / [U]
Hvordan er det grafisk muligt at afbillede proteinets ligevægt mellem foldet og udfoldet stadie?
Man afbilleder fraktionen af foldet protein som funktion af tilsat denaturent.
Halvdelen af proteinet er på foldet og udfoldet tilstand ved en bestemt koncentration:
K = 1 ved dette tilfælde - log(1) = 0.
ΔG for denne er derfor 0.
Dette punkt kaldes D50 eller Cm - der er lige meget af hver (50%).
Hvordan er det grafisk muligt at afbillede proteins stabilitet?
Man kan grafisk finde frem til proteins stabilitet ved at plotte ΔG som funktion af [D] efter et plot med ligevægten mellem foldet og udfoldet protein.
Der hvor grafen skærer y-aksen er proteinets stabilitet uden denaturant.
Hældningen for denne funktion kaldes m
Hvordan kan man ud fra fluorescens bestemme hvor stor en fraktion af foldet protein, der er i en opløsning?
Man kan måle fluorescens for Tryptofan, da emissionsspektrummet vil variere afhængigt af om aminosyren er pakket ind eller eksponeret til solventet.
Det kan man også gøre med ANS, der er en fluorescerende probe.
Når proteinet denaturere vil der ske et fald i emissionen - bølgelængden bliver længere
Beskriv foldningen af en Alfa-helix
Dannelsen af den sekundære struktur sker på omkring 1μs, det vil gå “langsomt” i starten da de første hydrogenbindinger, der skal dannes med 3-4 aminosyrerester i mellem, vil have svært ved at finde hinanden.
Når de første er etableret vil processen eskalere.
Dette er en ufavorabel proces, og hvis en α-helix er alene, vil den folde ud igen.
Forklar hvordan chaperoner virker og hvad deres bindingsegenskaber er
Chaperoner hjælper proteiner med at folde korrekt og undgå aggregering. Så længe proteinerne er bundet til chaperonerne kan de ikke aggregere. Chaperonerne binder de hydrofobe dele af proteinerne og frigiver dem derefter under forbrug af ATP så de har en mulighed for at folde sig korrekt
Hvorfor er ATP hydrolyse forbundet til mange chaperoners funktion?
Fordi det hjælper med at regulere affiniteten for substratet. Når ATP er bundet falder affiniteten for substratet, hvorimod den stiger når ADP er bundet
Hvad er princippet bag foldningstragten?
Proteinfoldningstragten er en måde at betragte de mange mulige veje, der er til en enkelt nativ struktur.
Jo glattere overfladen er på tragten, jo hurtigere vil proteinet kunne folde til sin nativ form.
Hvert lille bump skal illustrere semistabile intermediets som proteinet indtager i forbindelse med sin foldningsproces.
