1 / 55

Biochemie I Aminokyseliny a peptidy

Biochemie I Aminokyseliny a peptidy. Aminokyseliny a peptidy (vlastnosti, stanovení a reakce). AMINOKYSELINY Když se řekne AK. ( -COOH, -NH 2 nebo -NH-) prostorový vztah aminoskupiny a karboxylové skupiny:  - (=2-),  -(=3-).....  -(= poslední)

edison
Télécharger la présentation

Biochemie I Aminokyseliny a peptidy

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Biochemie IAminokyseliny a peptidy

  2. Aminokyseliny a peptidy (vlastnosti, stanovení a reakce)

  3. AMINOKYSELINY Když se řekne AK ( -COOH, -NH2 nebo -NH-) prostorový vztah aminoskupiny a karboxylové skupiny: - (=2-), -(=3-)..... -(=poslední) -alanin: +H3N-CH2-CH2-COO- -aminobutyrát (GABA): +H3N-CH2-CH2-CH2-COO-

  4. AMINOKYSELINY -aminokyseliny: konfigurace (podle Fischera) COO-COO-  D: H CNH3+ L: NH3+ CH  RR Kódované aminokyseliny (20):  -aminokyseliny (kromě prolinu – NH2 skupina zabudována do cyklu)). Alfa = aminoskupina na uhlíku, který nese karboxylovou skupinu.

  5. AMINOKYSELINY L--aminokyseliny: kódované (= proteinogenní, viz dále) nekódované: - odvozené od kódovaných aminokyselin -Tyrkatecholaminy (dopamin, adrenalin, tyroxin...) -vzniklé modifikacemi bílkovin (posttranslační modifikace) - metabolické meziprodukty (ornithin, citrulin)

  6. Název / zkratka Vzorec Polarita Esenciální Glycin Gly N N Alanin Ala N N Valin Val N E Leucin Leu N E Kódované aminokyseliny: Polarita: N (nepolární), P (neutrální polární), K (kyselá) a Z (zásaditá). Esenciální: pro člověka

  7. Isoleucin Ile Název / zkratka Vzorec N Polarita Esenciální E Prolin Pro N N Fenylalanin Phe N E Tyrosin Tyr P N Tryptofan Trp N E Kódované aminokyseliny: Polarita: N (nepolární), P (neutrální polární), K (kyselá) a Z (zásaditá). Esenciální: pro člověka

  8. Histidin His Název / zkratka Vzorec Z Polarita Esenciální N Serin Ser P N Threonin Thr P E Cystein Cys P N Methionin Met N E Kódované aminokyseliny: Polarita: N (nepolární), P (neutrální polární), K (kyselá) a Z (zásaditá). Esenciální: pro člověka

  9. Název / zkratka Lysin Lys Vzorec Polarita Z Esenciální E Arginin Arg Z N Asparagová kyselina Asp K N Glutamová kyselina Glu K N Asparagin Asn P N Glutamin Gln P N Kódované aminokyseliny: Polarita: N (nepolární), P (neutrální polární), K (kyselá) a Z (zásaditá). Esenciální: pro člověka

  10. Naučit se AK včetně označeníhmotnosti v Tab jsou uváděny o 18 nižší, tedy takové jaké jsou v bílkovinném řetězci

  11. Funkční skupiny: Alifatické Aromatické Hydroxylové Sulfhydrylové Kyselé Basické Polární Nepolární Rozdělení podle chemické povahy postranních řetězců

  12. Hydrofobní aminokyseliny

  13. Polární aminokyseliny

  14. Kyselé aminokyseliny

  15. Bazické aminokyseliny

  16. Větvené aminokyseliny • leucin, valin, izoleucin • energetické substráty • nezbytné v těžkých stavech (sepse, polytraumata) • součástí specializovaných roztoků aminokyselin

  17. Kódované aminokyseliny: Jednopísmenkové zkratky Proč jsou v tabulce vzorce s náboji?obojetné ionty = amfionty celkový náboj amfiontu: součet všech nábojů (pro Gly v pH 7 = 2) volný náboj amfiontu: algebraický součet nábojů (pro Gly v pH 7 = 0)

  18. Úvod do teorie elektrolytické disociace: kyselina: HA  H+ + A- např. CH3-COOH  H+ + CH3-COO- termodynamická disociační konstanta zdánlivá přičemž

  19. Úvod do teorie elektrolytické disociace: báze: B + H2O BH+ + OH- např: CH3-NH2 + H2O  CH3-NH3+ + OH- bazická zdánlivá disociační konstanta: ale: Kw = [H+] . [OH-] a tedy: po spojení: [H2O] zahrnu do konstanty a vypočtu 1/KB: Kyselá disociační konstanta KA ionisované formy báze B (např. CH3-NH3+) je tedy rovna:

  20. KYSELÉ DISOCIAČNÍ KONSTANTY pKASKUPIN VYSKYTUJÍCÍCH SE V BÍLKOVINÁCH -COOH,-COOH imidazolium -SH -NH3+ fenol -NH3+ guanidinium 2,5 4,0 6,0 8,3 9,5 10,1 10,5 12,5

  21. Funkční skupina Aminokyselina Hodnoty pKA nalezené ve volných aminokyselinách Hodnoty pKA nalezené v bílkovinách -karboxylová C-koncová 1,7 - 2,6 1,8 - 3,6 ,-karboxylová Asp, Glu 3,86; 4,25 3,0 - 4,7 imidazolová His 6,0 5,6 - 7,0 -aminová N-koncová 8,8 - 10,7 7,9 - 10,6 -aminová Lys 10,53 9,4 - 11,0 sulfhydrylová Cys 8,33 8,3 - 8,6 fenolová Tyr 10,07 9,8 - 10,8 guanidylová Arg 12,48 11,6 - 12,6 Hodnoty pKA disociovatelných skupin v aminokyselinách a bílkovinách (25 oC)

  22. TITRAČNÍ KŘIVKY SLABÝCH KYSELIN Mám roztok slabé kyseliny. Jak se bude měnit pH, když budu přidávat NaOH? Na začátku: jen HA, množství A- odpovídá množství přidaného louhu. převedeme na pH: (Hendersonova - Hasselbalchova rovnice)

  23. TITRAČNÍ KŘIVKY SLABÝCH KYSELIN

  24. Titrační křivka glycinu

  25. Cystin = cystinylcystein

  26. Titrační křivka cystindihydrochloridu

  27. ISOELEKTRICKÝ BOD DEFINICE: pH, při němž se amfiont nepohybuje ve stejnosměrném elektrickém poli (interakce s dalšími ionty, závisí na prostředí - pufr); označujeme pI Isoionický bod: pH, při němž je v destilované vodě volný náboj iontu nulový.

  28. ISOELEKTRICKÝ BOD př.: Gly (titruji Gly.HCl) KA1 KA2 Z = +1 (Gly1+) 0 (Gly)-1 (Gly-1) Ale v pH = pI platí: [Gly1+] = [Gly-1] takže:

  29. AK pI AK pI AK pI AK pI Gly 6,0 Ser 5,7 Phe 5,5 His 7,6 Ala 6,0 Thr 5,6 Tyr 5,7 Lys 9,6 Val 6,0 Cys 5,0 Trp 5,9 Arg 10,8 Leu 6,0 Met 5,7 Asn 5,4 Asp 3,0 Ile 6,0 Pro 6,4 Gln 5,6 Glu 3,2 Více disociovatelných skupin: rozhodují ty, které "sousedí" s pI (nutno načrtnout titrační křivku) Pro polyionty (např. bílkoviny) tuto rovnici nelze použít (příliš mnoho pKA v okolí pI) Isoelektrické body kódovaných aminokyselin

  30. OPTICKÉ VLASTNOSTI Absorpce UV záření: aromatické (především Tyr a Trp) u 280 nm Absorpční spektra 1: hovězího sérového albuminu (1 mg/ml), 2: lidského imunoglobulinu (1 mg/ml) a 3: DNA (0,1 mg/ml), optická délka kyvety 1 cm. Optická aktivita: konfigurace (nesouvisí přímo se smyslem rotace)

  31. Chemické reakce AK Stanovení AK (reakce aminoskupin): ninhydrin, Sangerovo činidlo, dansylchlorid

  32. Chemické reakce AK Reakce postranních řetězců: modifikační reakce - různá specifita např. značení bílkovin radioaktivním jodem blokování SH skupin (proti oxidaci a vzniku disulfidových můstků)

  33. Chemické reakce AK Nejdůležitější reakce (hypothetická): vznik peptidové vazby

  34. Chemické reakce AK

  35. Chemické reakce AK

  36. Nomenklatura peptidů N- konec (začátek), C-konec (konec) acylaminokyseliny, např. Gly.Ala.His = glycylalanylhistidin Pozor: Ala.Tyr  Tyr.Ala

  37. PŘIROZENÉ PEPTIDY Zvláštnosti struktury: ·     nekódované aminokyseliny (ornithin, -alanin ...) ·     často i D-aminokyseliny ·     někdy i tzv. -peptidové vazby (Glu) ·     cyklické struktury (laktamy, disulfidové vazby) ·     větvené struktury blokování konců (pyroglutamát, glycinamid)

  38. Biosynthesa • meziprodukty odbourávání bílkovinných prekursorů • synthesa pomocí speciálních enzymových reakcí • (ne na ribosomech cestouprotheosynthesy)

  39. Skupiny přirozených peptidů ·     di a tripeptidy (glutathation, umělý aspartám...) ·     peptidové hormony (oxytocin, vasopresin....přechod k proteohormonům) ·     neuromodulátory: enkefaliny (pentapeptidy), endorfiny (15 - 32 AK) ·     peptidová antibiotika (mnoho nekódovaných AK) ·     peptidové zoo- a fytotoxiny (hadi, štíři, apamin, falloidiny a amanitiny: Amanita phalloides) ·     protaminy (malé bazické lineární peptidy, mlíčí ryb) polyaminokyseliny (buněčné stěny bakterií: poly--L-Glu, poly--D-Glu)

  40. Skupiny přirozených peptidů

  41. URČOVÁNÍ CELKOVÉHO AMINOKYSELINOVÉHO SLOŽENÍ AK1-AK2-AK3 ....AKnkyselá nebo bazická hydrolysa AK1 + AK2 + AK3 +....+ AKn (určit kvalitativní i kvantitativní jednotlivé aminokyseliny - chromatografické dělení)

  42. URČOVÁNÍ SEKVENCE AMINOKYSELIN V ŘETĚZCI Edmanovo odbourávání

  43. URČOVÁNÍ N-KONCOVÉ AMINOKYSELINY Sangerova reakce

  44. URČOVÁNÍ N-KONCOVÉ AMINOKYSELINY Edmanovo odbourávání

  45. SYNTHESA PEPTIDŮ in vitro a) aktivace (aktivní estery, anhydridy, azidy, karbodiimidová synthesa) b) blokování skupin, které nemají reagovat c) synthesa peptidové vazby d) odblokování

  46. Chromatografické metody pro separaci proteinů • Gelová chromatografie • Ionexová chromatografie • Chromatografie s hydrofóbní interakcí • Afinitní chromatografie

  47. Ionexová chromatografie • Určena pro separaci látek nesoucích kladný nebo záporný náboj • Afinita iontů k ionexu závisí na velikosti náboje • V případě proteinů hraje zásadní roli pH ! • Celulosové a dextranové ionexy

  48. Ionexy • Katexy – záporný náboj vazba kationtů silné – sulfo (S), sulfopropyl(SP) OSO3- slabé – karboxy (C), karboxymethyl (CM) COO- • Anexy – kladný náboj  vazba aniontů slabé – diethylaminoethyl (DEAE) silné – triethylaminoethyl (TEAE)

  49. Ionexová chromatografie proteinů • Náboj bílkoviny závisí na pH prostředí a isoelektrickém bodu bílkoviny • pH < pI  bílkovina nese kladný náboj  separace na katexu • pH > pI  bílkovina nese záporný náboj  separace na anexu • pH = pI  celkový náboj bílkoviny je nulový  nelze provést ionexovou chromatografii

More Related