40
Functiile proteinelor enzime hormoni Anticorpi http://www.healthydiethouse.com/ http://pad2.whstatic.com/ https://cdn.gene.com/
Functiile
proteinelor
enzime
hormoni
Anticorpi
http://www.healthydiethouse.com/
http://pad2.whstatic.com/
https://cdn.gene.com/
Polimeri ai aminoacizilor
Lanțuri polipeptidice ~ 50 - 34350 AA (titina)
M = 3.816.030 Da
Proteinele
2 < AA < 20 (30)
Oligopeptidele (peptidele)
Proteină cu 500 AA
MAA (medie) 110
M = 55.000 u.a.m
55.000 Da
55 KDa
John Dalton
(1766-1844)
Teoria atomică
Proteinele
Scheletul polipeptidelor liniare
o secvenţă repetată de 3 atomi
Polimeri liniari
http://holehouse.org/
L-AA
Fiecare proteină are o secvență unică de aminoacizi
> 100.000 secvențe proteice umane (PDBe)
Structura primara - secventa aminoacizilor din lantul polipeptidic
Frederick Sanger (Premiul Nobel 1958)
Secventa aminoacizilor in insulina (porc). Fiecare molecula contine 2 lanturi polipeptidice
http://upload.wikimedia.org/
Rigiditate
Forme mezomere
Legătura peptidică
Unghiuri de torsiune
Citocrom c (uman, 105 AA)MGDVEKGKKIFIMKCSQCHTVEKGGKHKTGPNLHGLFGRKTGQAPGYSYTA
ANKNKGIIW GEDTLMEYLENPKKYIPGTKMIFVGIKKKEERADLIAYLKKATNE
Structura primara
Metoda cu clorura de dansil
Determinarea structurii primare
Pehr Edman
1972-secventa
fibrinogenului
Structura primara – determinarea AA de la capatul C-terminal
https://www2.chemistry.msu.edu/
https://www.liverpool.ac.uk/
Cunoasterea structurii primare
Mw
Localizare AA
Identificarea de parti
functionale
Stabilirea relatii
de evolutie
Cunoasterea structurii primare
Compararea secvenței mioglobinei umane cu a mioglobinei cașalotului
153 AA ambele, 128 identice (84%) + 9 similare
Appling, D.R., Cahill, S.J.A, Mathews, C., Biochemistry
Concepts and Connections, Pearson Education, 2016
Cunoasterea structurii primare
-similaritati secvente-
TRAIASCABEREA
TRAIANABERCEA
TRAIASCABEREA
TRAIANABERCEA
TRAIASCABER_EA
TRAIAN_ABERCEA
CAFEACULAPTE
CAFEADULCE
CEAICULAMAIE
CEAIAROMAT
PARTYINCAMIN
PARTIALPICAT
STUDIUAMANUNTIT
STUDENTEMINENT
REACTIENEGATIVA
REACTIVITATEMARITA
ProteineReactii
de
clivare
Etapa 1 Amestec
de
fragmenteSepararea
fragmentelor
Etapa 2 Fragmente
purificate
Etapa 3
secventarea
Secvente
individuale
Set de
secvente
individuale
Alinierea
secventelor
individuale
-clivarea
alternativa;
-separarea si
secventierea
Alinierea
secventelor
individuale
Secventa
completa
Determinarea structurii primare
Structura secundară
Structura secundara descrie modalitatile de impachetare
ale lantului polipeptidic
Structura -Helix
L. Pauling in 1951
(Premiu Nobel)
3,6 aa / rotatie
Linus Pauling
• singurul detinator a 2 premii Nobel
(1954-Chimie, 1962-Pace)
• A fost angajat al Institututului de
Stiinta si Medicina in Palo Alto,
California.
• prieten cu Albert Einstein.
• s-a dedicat chimiei cu scopul
de a ajuta umanitatea
• Profesorul a fost considerat
campionul vitaminei C.
Reprezentarea schematica
a helixului prin 3 modele:
A) Modelul cu bile si bete;
B) Modelul panglica;
C) Modelul cilindric
Momente de dipol
in helix
Structura -Helix
Diagrama Ramachandran pentru helixuri
Restrictiile conformaţionale
ale resturilor din proteină
Fiecare punct
Unghiurile φ şi θ
(fiecare rest din proteina)
ww2.chemistry.gatech.edu
Diagrama Ramachandran
hemoglobina
Structura -pliata
1951 Pauling si Corey
Structura -pliata antiparalela Structura -pliata paralela
Structura -pliata mixta
Structura -pliata paralelaStructura -pliata antiparalela
Structura -pliata
Structura -pliata rasucita
A) Modelul cu bile si bete;
B) Modelul cu sageti;
C) Modelul cu sageti rotit cu 90
Cheratina
Proteina stabila (punti disulfidice)
localizare
par
coarne
unghii
pene
Difractie cu raze X
2 lanturi polipeptidice
Structura superhelix (Cheratina din par)
H2O2
oxidare
Acid
tioglicolic
reducere
http://image.slidesharecdn.com/
Colagenul
Proteina frecventa la vertebrate
localizare
oase
dinti
tendoane
matrici fibroase
(piele)
continut
15-30% proline
3 lanturi -helix
Poli-L-prolina
http://www.soe.ucsc.edu/
Colagenul
Hidroxilarea prolinei din colagen
Appling, D.R., Cahill, S.J.A, Mathews, C., Biochemistry
Concepts and Connections, Pearson Education, 2016
Stanga - Fibre de colagen din
tendoanele aflate in gatul unei
pasari
Colagenul (2)
Dreapta-fibre de colagen din
coada unui soarece
Structuri supersecundare
Motivul
Michael Rossmann
βββStructura butoi TIM
Structura butoi TIM (rotatie 90 de grade)
N
C
1 2 3 4
1,2 2,3 3,4
N
C
1 24 3
1,2
3,4
Structura butoi Structura deschisa
Structuri supersecundare
N C
1 234
N C
1 23 4
Motivul cheii grecesti
Motivul ruladei
Motivul
Structura proteinei umane
care leaga retinolul
Concavalina A
(fasole)
www3.nd.edu
-cristalin
(in cristalin)
www.slideshare.net
Motivul proteine care interactioneaza
cu ADN-ul
www.studyblue.com
Motivul -intoarcere-
www.quora.com
Determinarea structurii tertiare
Functia
proteinelor
Specificitatea
enzimelor
Structura
tertiara
Structura
primara
Structura
3DDifractie
raze XRMN
Determinarea structurii proteinelor prin difractie cu raze X:
1. Cristalizarea proteinei
2. Imprastierea radiatiei X de catre planurile cristalului
3. Din diagrama de difractie este modelata harta densitatii electronice
4. Contruirea unui model de proteina pe baza densitatii electronice
Difractia cu raze X
Harta densitatii electronice a complexului
Proteina talomera-ADN
Cristalografie cu raze XHarta tridimensionala
de densitate electronica
Difractia cu raze X
Harta de densitate electronica a moleculelor
unghi de refractie mic Rezolutie modesta (5-6 Å)Forma
generala
Spoturi cu unghi
de refractie mai mareRezolutie medie (3,5 Å)
Traseu lant
polipetidic
Spoturi cu unghi
de refractie mai mareRezolutie medie (3 Å)
Catena
laterala
Spoturi cu unghi
de refractie mai mareRezolutie buna (2,5 Å) Determinarea
pozitiei atomilor
±0,4 Å
Spoturi cu unghi
de refractie mai mare
cristal omogenRezolutie mare (1,9 Å) Pozitia atomilor
±0,2 Å
Harta de densitate electronică a moleculelor
Rezoluție mare (număr mic în Å )
Matthew Conroy, PDBeuropeNu toate părțile din structura au
aceeași rezoluție !!!
Rezoluția în fotografie
https://opusdesign.us/
Harta densitatii electronice
Structura primara
Legaturi
amidice
Resturi din
catena laterala
Structura tridimensionala
Structura quasistatica
rotatii vibratii
Harta de densitate electronica a moleculelor
Determinarea structurii in solutie
Stingerea fluorescentei
Schimb izotopic (H-D)
RMN
Structuri
flexibile
Dicroism circular
in soluție
pubs.rsc.orgwww.isa.au.dk
Structura 3D
a proteinelor
Modele teoretice
Mecanisme de reacție
Similarități structurale (funcționale)
Motivul Rossman Caseta de legare
a nucleotidelor
alcool dehidrogenazalactate dehidrogenaza
Motiv
Rossman
Structura cuaternara
Marianayagam,, N. J. et al., TRENDS in
Biochemical Sciences, 29 (11), 2004
Interactiuni dintre monomeri
Aldolaza KDPG
trimer
Structura cuaternara
pubs.rsc.org
Complexul aldolaze KDPG-piruvat
situsul activ (Allard et al., PNAS, 98 (7), 3679, 2001)
Interactiuni dintre monomeri
Determinarea structurii cuaternare
Structura cuaternara
Neuramidaza
Tetramer
(Influenza virus)
Air, G.M.-Influenza Other Respi Viruses. 2012 Jul; 6(4): 245–256.
Interactiuni dintre monomeri
Determinarea structurii cuaternare
Structura cuaternara
Agregarea insulinei intarzie preluarea acesteia
in circulatieInsulina hexamer
http://watcut.uwaterloo.ca/
webnotes/Pharmacology/
Interactiuni dintre monomeri
Determinarea structurii cuaternare
Structura cuaternara
UDP-glucoz pirofosforilaza (UGP)
a) octamer; b) interactiuni intre 2 subunitati;
c) interactiuni dintre gruparile functionale
Nivele de organizare a structurii proteinelor
Primara
Secundara
Super-secundara
Tertiara
Cuaternara
