1 Biochemistry kap. 2 Protein composition and structure STR og LJE Noter til Biochemistry kap. 2, Protein composition and structure – læs hvis du har lyst Funktioner: Katalysatorer/enzymer, transport, mekanisk support, immunforsvar, laver bevægelse, overfører nerve impulser, cytoskelet, bindevæv Struktur: Proteiner er lineære polymerer opbygget af aminosyrer Kun L isomeren er del af proteiner. Flere former = chiral Dipolær = zwitterion H H3N + R COO - Zwitterion: (s. 25 i proteinbogen) er aminosyrer, de har både en sur og en basisk gruppe. Dvs. det er dipolære forbindelser med både en positiv og negativ ladet ende. De kan reagere som både syre og base afhængig af pH i opløsningen. Aminosyrer har mange forskellige sidekæder Alifatiske sidekæder: Glycine (Gly) –H Alanine (Ala) –CH3 Valine (Val) Leucine (Leu) Isoleucine (Ile) Methionine Met): thioether-bindning -SProline: sidekæde er både bundet til Cα og N-gruppen Aromatiske sidekæder: Phenylalanine (Phe): H + H3N COO - 2 Biochemistry kap. 2 Protein composition and structure STR og LJE HO Tyrosin (Tyr): H + Tryptophan (Trp): H3N COO - NH H + H3N COO - Polære sidekæder: Serine (Ser) og Threonine (Thr) er polære med OH gruppe på sidekæden HO H H2N HO CH2 COO H - H2N CH3 CH COO - H2N Asparagine (Asn) og Glutamine (Gln) med terminal carboxamid C O i stedet for carboxylsyre –COOH som i Aspartate (Asp) og Glutamate (Glu) Cystein (Cys) har en sulfhydryl = thiol = –SH gruppe og kan danne disulfid bindinger De basiske: 3 Biochemistry kap. 2 Protein composition and structure STR og LJE Primær struktur: aminosyrer bundet sammen af peptidbindinger NH Peptidbinding = amidbinding = C O Dalton: (g/mol) 1d = 1 atom masse (hydrogen) Polypeptid backbone kan lave hydrogenbindinger Polypeptid kan lave disulfid bindinger fx collagen i bindevæv og fibrin i blodplader Sekundær struktur: α-helix med hydrogenbindinger mellem NH og CO grupper tæt på hinanden →sekundær struktur afstand mellem bindinger: 4 residues (–NH) β-sheet er sammensat af β-strands Parallel β-sheet: Hydrogenbindinger fra en aminosyre bindes til to aminosyrer på en anden streng. Anti-parallel β-sheet: En aminosyre binder til en aminosyre på modsatte streng Der findes også mixed β-sheets Reverse turns og loops holder kæderne sammen Superhelix: Helix’er omkring hinanden, fx keratin, som er den primære komponent i hår Heptad repeats (gentager hver syvende sidekæde) holdes sammen af van der waals kræfter → Uld kan strækkes; horn har mange flere disulfid cross links, og er derfor hårdere Collagen er hovedfiberen i pattedyr (hud, skelet, tænder, sener og brusk) 3 helixer (hver næsten 1000 residues lang) stabiliseres af sterisk repulsion (Pro og Hyp) Glycin i hver 3. position. Sekvensen glycine-proline-hydroxyproline gentager sig. Glycin laver hydrogenbindinger til de andre helixer. Hydroxylgruppen i Hyp (hydroxyproline) laver også hydrogenbindinger. Manglede hydroxylgruppe resulterer i skørbug 4 Biochemistry kap. 2 Protein composition and structure STR og LJE Tertiær struktur: Et helt protein, rumlig: 3 dimensional struktur af den enkelte polypeptidkæde rumlig struktur af aminosyrer langt fra hinanden og disulfid bindinger Kvartnær struktur: flere polypeptidkæders (subunit) interaktion Urinstof (Urea) og guanidiniumklorid bryder nonkovalente bindinger β-mercaptoethanol bryder disulfid bindinger Sidekæder fra β-carbonatomet destabiliserer α-helix’er pga. sterisk sammenstød (valine, isoleucine, threonine) CH3 │ HCβ-CH3 │ Valine CH3 │ CH2 │ HCβ-CH3 │ Isoleucine OH │ HCβ-CH3 │ Threonine Korte sidekæder, der kan lave hydrogenbindinger (Serine, Aspartate, og asparagine), konkurrerer med NH/CO hydrogenbindinger og forstyrrer dermed dannelsen af α helixer OH │ CβH2 │ Serine O=C-NH2 │ CβH2 │ Asparagine O=C-O│ CβH2 │ Aspartate Proline findes ofte i turns – ødelægger/forstyrrer både α helix og β-sheet pga ringstrukturen og manglen på en NH-gruppe. En buttet aminosyre, som ikke gør plads til, at aminosyrer kan ligge tæt. 5 Biochemistry kap. 2 Protein composition and structure STR og LJE BSE/Creutzfeldt-Jakob: forårsaget af prioner, stabile proteiner aggregater (s. 53-54) Alzheimers og Parkinson (begge er ikke-infektiøse) danner β strands → β-sheets pga. fejl i aminosyre sekvens. Nucleation-condensation model: kumulativ opbygning af struktur startende i lokale regioner (s. 56): Enten er proteiner hel-foldet eller ikke-foldet.
