PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. ·...

31
Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο Κλινικής Χημείας Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Ιωαννίνων

Transcript of PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. ·...

Page 1: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Διαλέξεις Χημείας -2014

Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο Κλινικής Χημείας Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Ιωαννίνων

Page 2: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

1. Κατάταξη 2. Λειτουργίες

1. Πεπτιδικές ορμόνες

3. Πεπτιδικός δεσμός

1. Χαρακτηριστικά

2. Cis και trans ισομερή

3. Ramachandran plot

4. Δισουλφιδικός δεσμός

Page 3: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Ολιγοπεπτίδια: 2-20 αμινοξέα Ασπαρτάμη: διπεπτίδιο

Γλουταθειόνη: τριπεπτίδιο

Λακτοτριπεπτίδια: γάλα

Ωκυτοκίνη: εννεαπεπτίδιο

Πολυπεπτίδια: 20-50

αμινοξέα Γλυκαγόνο: 29 αμινοξέα

Methyl L-α-aspartyl-L-phenylalaninate

γ-L-Glutamyl-L-cysteinylglycine

Page 4: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Πεπτιδικές ορμόνες (~50)

Νευροπεπτίδια Είδος νευροδιαβιβαστών ~100 στα θηλαστικά Παραγωγή και έκκριση από υποθάλαμο Εγκεφαλικές λειτουργίες

Αγγειοσυστολή Ενδοθηλίνες (3 πεπτίδια, 21 αμονοξέα)

▪ Ισχυρή αγγειοσυσπαστική και μέτρια αγγειοδιασταλτική δράση

Page 5: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Παράγωγα αμινοξέων

Page 6: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Στεροειδείς ορμόνες Παράγωγα αμινοξέων

Page 7: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Σχηματισμός πεπτιδικού δεσμού

Πεπτιδικός δεσμός

Oλιγοπεπτίδιο

Ν-τελικό άκρο C-τελικό άκρο

Page 8: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Ομοιοπολικός δεσμός

Η υδρόλυσή του είναι πολύ αργή.

Διασπάται από ένζυμα.

Έχει μερικό χαρακτήρα διπλού δεσμού. επίπεδη γεωμετρία

άκαμπτος

συνήθως στην trans ισομορφή

Page 9: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Σταθεροποιείται µε συντονισµό δύο µεσοµερικών µορφών C – N δεσµός έχει 40% χαρακτήρα διπλού δεσµού και ο C=O

40% χαρακτήρα απλού δεσµού -NH δεν πρωτονιώνεται ανεξαρτήτως pH ο C – N δεσµός δεν περιστρέφεται και είναι πολύ σταθερός τα 4 άτοµα του πεπτιδικού δεσµού και οι δυο α άνθρακες

βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο.

Page 10: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο
Page 11: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Ο πεπτιδικός δεσμός έχει trans διάταξη- διαδοχικά Cα άτομα βρίσκονται εκατέρωθεν του δεσμού- λόγω στερεοχημικής παρεμπόδισης μεταξύ διαδοχικών πλευρικών ομάδων.

Cα Cα

Page 12: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Cα Cα

Tα ισομερή είναι σχεδόν ίσα ενεργειακά και απαντούν σε αναλογία 3:1 Ο ισομερισμός καταλύεται από ειδικά ένζυμα (peptidylprolyl isomerase)

Page 13: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Ο C-N δεσμός δεν περιστρέφεται.

Oι δεσμοί Ν-Cα και Cα-C μπορούν να περιστρέφονται ελεύθερα γύρω από τις γωνίες φ και ψ

Page 14: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο
Page 15: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Ινσουλίνη βοός πρώτη πρωτείνη που αλληλουχήθηκε (F. Sanger, 1953)

Page 16: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

1. Κατάταξη 2. Δομή πρωτεϊνών

1. Δευτεροταγής

1. α-έλικα

2. β-πτυχωτή επιφάνεια

2. Τριτοταγής

3. Τεταρτοταγής

3. Μετουσίωση

Page 17: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Ρύθμιση

Δομή

Κίνηση Κατάλυση

Μεταφορά

Σηματοδό- τηση

Πρωτεΐνες

Βιολογική δράση

Page 18: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Σύσταση Απλές: κατά την υδρόλυσή τους σχηματίζουν αμινοξέα (π.χ.

αλβουμίνη) Συζευγμένες: αμινοξέα+ υδατάνθρακες/λίπη/νουκλεϊκά οξέα

Δομή μορίου Ινώδεις: σκληρές στην υφή και αδιάλυτες στο νερό (π.χ.

κολλαγόνο, ελαστίνη, κερατίνη) ▪ συνήθως δομικές (στήριξη, σχήμα, προστασία) ▪ Κυρίως έχουν έναν τύπο 2γους δομής

Σφαιρικές: περιελιγμένες,συμπαγή δομή, υδατοδιαλυτές (π.χ. αλβουμίνη, αιμοσφαιρινη, ανοσοσφαιρίνες) ▪ Σχήμα απαραίτητο για λειτουργία (τα περισσότερα ένζυμα και

ρυθμιστικές πρωτεΐνες) ▪ Περιέχουν διάφορους τύπους 2γους δομής

Page 19: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Αναδίπλωση πολυπεπτιδικής

αλυσίδας

Διάταξη τμημάτων της πολυπεπτιδικής

αλυσίδας

Διάταξη των πολυπεπτιδικών

υπομονάδων στο χώρο

Αμινοξική αλληλουχία

Page 20: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Διευθέτηση γειτονικών αμινοξέων σε περιοδικά, επαναλαμβανόμενα μοτίβα.

Οφείλεται σε δεσμούς Η. • Δομή α-έλικας (α-helix)

• Δομή β-πτυχωτής επιφάνειας (β-pleated sheet)

• Δομή τυχαίας σπείρας (random coil)

• Tριπλή έλικα του κολλαγόνου

Page 21: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Επίπεδη γεωμετρία του πεπτιδικού δεσμού.

Βήμα της έλικας 5.4 Å (3.6 αμινοξέα).

Δεσμοί Η παράλληλοι στον επιμήκη άξονα της έλικας.

Οι πλάγιες αλυσίδες –R προς το εξωτερικό του κυλίνδρου της έλικας .

Η πολυπεπτιδική αλυσίδα είναι δεξιόστροφη.

Page 22: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Διμερή τύπου Ι και ΙΙ κερατίνης.

Πολλά διμερή μαζί σχηματίζουν το πρωτονημάτιο.

Διμερισμός πρωτονηματίων πρωτοϊνίδια.

Τα πρωτοϊνίδια σχηματίζουν τετραμερή τα μικροϊνίδια.

Τα μικροϊνίδια συνδέονται προς σχηματισμό μακροϊνιδίων.

διμερές α-έλικας

πρωτοϊνίδιο

μικροϊνίδιο

μακροϊνίδιο

τρίχα

κύτταρα

πρωτονημάτιο

Page 23: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Πρωτεΐνη με δομές β-πτυχωτής επιφάνειας

•Δεσμοί Η κάθετοι στον άξονα της αλυσίδας •Αλυσίδα πλήρως εκτεταμένη

αντιπαράλληλη

Page 24: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Παράγεται από το μεταξοσκώληκα.

Iνώδης πρωτεΐνη, αδιάλυτη στο νερό.

Δομή αντιπαράλληλης β-πτυχωτής επιφάνειας.

Χαρακτηριστική σύσταση αμινοξέωνιδιότητες μεταξιού (αντοχή σε εφελκυσμό)

πρωτοταγής δομή φιβροΐνης

Page 25: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Κύρια δομική πρωτεΐνη του συνδετικού ιστού

Χαρακτηριστικά δομής: αριστερόστροφη α-αλυσίδα

(έλικα) ▪ 3 αμινοξέα/στροφή ▪ Gly το τρίτο αμινοξύ ▪ Pro και hydroxy-pro πολύ

άφθονα ▪ Hydroxy-lys

τροποκολλαγόνο (τριπλή έλικα )

μικροινίδια κολλαγόνου ίνες κολλαγόνου

αμινοξική

αλληλουχία

ίνα

μικροινίδιο

τροποκολλαγόνο

τριπλή έλικα

α-αλυσίδα

Page 26: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο
Page 27: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο
Page 28: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Αναδίπλωση (folding) αλυσίδας στο χώρο.

Λόγω των δεσμών μεταξύ των πλευρικών ομάδων R. Δεσμοί Η Δεσμοί Van der Waals Ομοιοπολικοί δεσμοί Ιοντικοί δεσμοί

Σφαιρικές πρωτεΐνες. υδρόφοβα αμινοξέα στο εσωτερικό μεγιστοποίηση δεσμών Η

Δομή σημαντική για τη λειτουργία Ένζυμα Ρυθμιστικές πρωτεΐνες

Page 29: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

8 α-έλικες που συνδέονται μεταξύ τους με τυχαία σπειράματα.

Πολικές πλάγιες αλυσίδες των αμινοξέων Glu, Asp, Asn, Gln, Arg είναι στην επιφάνεια του μορίου.

Μη-πολικές, υδρόφοβες πλάγιες αλυσίδες των αμινοξέων Leu, Val, Met, Phe στο εσωτερικό του μορίου (εξαίρεση δύο His).

α-έλικα

Page 30: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Τρισδιάστατη δομή πρωτεϊνών που αποτελούνται από πολλαπλές υπομονάδες.

Αιμοσφαιρίνη 2 α και 2 β υπομονάδες

1 ομάδα αίμης/υπομονάδα4 μόρια Ο2

Page 31: PhDecourse.uoi.gr/pluginfile.php/89358/mod_resource/content... · 2015. 1. 9. · Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο

Απώλεια 2γους και 3γους δομής απώλεια βιολογικής λειτουργίας

Παράγοντες Ακραίες τιμές pH και θερμοκρασίας

Απορρυπαντικά (SDS)

Οργανικοί διαλύτες: ακετόνη, αιθέρας,

αλκοόλες

Μηχανική επεξεργασία

Συγκεντρώσεις 6-8Μ ουρίας ή 4-8Μ

υδροχλωρικής γουανιδίνης

αποδιάταξη

μετουσίωση