α-αμινοξύ
(alpha-amino acid)
Αμινοξέα πρωτεϊνών
Πλευρική ομάδα
(side- chain group)
nonpolar and
hydrophobic
polar and hydrophilic
acidic
basic
Σύνθεση κατά Strecker
αλδεϋδη
αμινονιτρίλιο
αμινοξύ
 Δομικά συστατικά των πρωτεινών
 Νευροδιαβιβαστές L-dopamine
Epinephrine
Thyroxine
Histidine
 Σύνδεση με διαφορετικές αλληλουχίες
 πληθώρα πρωτεϊνών
 20 α-αμινοξέα συνθέτουν τις πρωτεϊνες
 10 από τα 20 λαμβάνονται με την τροφή
(απαραίτητα αμινοξέα)
Ala = alanine
Arg = arginine
CH3CH(NH2)COOH
H2N-C(=NH)NHCH2CH2CH2CH(NH2)COOH
Asn = asparagine
Asp = aspartic acid
Cys = cysteine
Gln = glutamine
Glu = glutamic acid
Gly = glycine
H2N-C(=O)CH2CH(NH2)COOH
HS-CH2CH(NH2)COOH
HOOC-CH2CH2CH(NH2)COOH
HOOC-CH2CH(NH2)COOH
H2N-C(=O)CH2CH2CH(NH2)COOH
H2N-CH2COOH
His = histidine *
Ile = isoleucine *
CH3CH2CH(CH3)CH(NH2)COOH
Leu = leucine *
CH3CH(CH3)CH2CH(NH2)COOH
Lys = lysine *
H2N-CH2CH2CH2CH2CH(NH2)COOH
Phe = phenylalanine *
Met = methionine *
CH3-S-CH2CH2CH(NH2)COOH
Pro = proline
Ser = serine
HOCH2CH(NH2)COOH
Trp = tryptophan *
Thr = threonine *
CH3CH(OH)CH(NH2)COOH
* Απαραίτητα αμινοξέα
Tyr = tyrosine
Val = valine *
CH3CH(CH3)CH(NH2)COOH
pH > pKα της καρβοξυλικής ομάδας (pKα ~ 2,2)  -COOpH < pKα της αμινομάδας (pKα ~ 9,4)  -ΝΗ3+
2,2 < pH < 9,4  διπολικό ιόν ή εσωτερικό άλας (zwitterion)
pH < 2,2  -ΝΗ3+
pH > 9,4  -COO-
pI = ½(pKa1 + pKa2).
Στο ισοηλεκτρικό σημείο:
 Η κινητικότητα του μορίου είναι μηδενική
 Η διαλυτότητα είναι πολύ μικρή
 Μπορεί να γίνει διαχωρισμός με καθίζηση με ρύθμιση του
pH στο ισοηλεκτρικό σημείο
OH αριστερά  L
OH δεξιά  D
*
L-glucose
*
D-glucose
D και L αλανίνη
Τα φυσικά αμινοξέα είναι L στερεοχημικής διάταξης
Ιώδες προϊόν
 Ανίχνευση αμινοξέων
 Ποσοτικός προσδιορισμός φασματοφωτομετρικά
πεπτίδιο (< 50 αμινοξέα)
πρωτεϊνη (> 50 αμινοξέα)
 ν αμινοξέα  ν-1 πεπτιδικούς δεσμούς
 καρβοξυ- τελικό αμινοξύ ή C- τελικό αμινοξύ
αμινο- τελικό αμινοξύ ή Ν- τελικό αμινοξύ
Προστασία αμινομάδας
O
NH3
+
O
O
O
RO
Base
RO
NH
Cl
OH
O
O
O
O
O
C6H5
NH
O
O
NH
NH
R
R
O
O
O
tert-butoxycarbonyl
(t-BOC)
benzyloxycarbonyl
(cBz)
fluorenylmethylcarbonyl
(FMOC)
removed with
mild acid
removed with mild acid
or by hydrogenolysis
removed with mild base
(piperidine)
Προστασία καρβοξυλομάδας
O
C6H5
H
N
H2N
O
O
N
H
OH
+
O
H2N
O
C6H5
peptide
coupling
O
C6H5
O
- H2O
O
N
H
H
N
O
mild acid
O
C6H5
O
Ph
O
O
O
C6H5
C6H5
O
peptide
coupling
N
H
OH
O
- H2O
C6H5
O
H
N
O
Ph
O
N
H
H
N
O
O
H2, Pd/C
O
C6H5
O
H3N
Ph
N
H
H
N
O
O
O
Ανίχνευση πεπτιδικού δεσμού
Δοκιμή διουρίας
 Ανίχνευση πεπτιδικού δεσμού
 Ποσοτικός προσδιορισμός πρωτεϊνης
φασματοφωτομετρικά (λmax=540 nm)
 Ανίχνευση 5-160 mg/mL
Ορμόνη
Αριθμός
αμινοξέων
Insulin
51
Glucagon
29
Ghrelin
28
Leptin
167
Growth Hormone
191
Λειτουργία
Lowers blood glucose level, promotes glucose storage as
glycogen and fat. Fasting decreases insulin production.
Increases blood glucose level. Fasting increases glucagon
production.
Stimulates release of Growth Hormone, increases feeling
of hunger.
Its presence suppresses the feeling of hunger. Fasting
decreases leptin levels.
Human Growth Hormone (HGH), also called
somatotropin, promotes amino acid uptake by cells and
regulates development of the body. Growth hormone
levels increase during fasting.
Prolactin
198
Initiates and maintains lactation in mammals
Human Placental Lactogen
191
Produced by the placenta late in gestation
Luteinizing Hormone
204
Induces the secretion of testosterone
Follicle Stimulating Hormone
204
Induces the secretion of testosterone and
dihydrotestosterone
Chorionic Gonadotropin
237
Produced after implantation of an egg in the placenta
Thyroid Stimulating Hormone
201
Stimulates secretion of thyroxin and triiodothyronine
Stimulates production of adrenal cortex steroids (cortisol
and costicosterone)
Increases the reabsorption rate of water in kidney tubule
cells (antidiuretic hormone)
Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly
Adrenocorticotropic Hormone
39
Vasopressin
9
Oxytocin
9
Causes contraction of mammary gland cells to produce
milk and stimulation of uterine muscles during childbirth
Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly
Angiotensin II
8
Regulates blood pressure through vasoconstriction
Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe
Parathyroid Hormone
84
Increases calcium ion levels in extracellular fluids
Gastrin
14
Regulates secretion of gastric acid and pepsin, a
digestive enzyme consisting of 326 amino acids
Αλληλουχία αμινοξέων
bovine insulin
Υδρόλυση με…
 αραιό διάλυμα οξέος
 πρωτεάσες (ένζυμα)
Αντιδραστήριο Edman
phenylisothiocyanate
20
καρβοξυπεπτιδάση
21
… περιγράφει τον τρόπο σύνδεσης της πρωτεϊνικής αλυσίδας,
λόγω σχηματισμού ενδομοριακών δεσμών υδρογόνου
3-6 αμινοξέα
α- έλικα
(a-Helix)
β- πτυχωτή δομή
(β- sheet)
… περιγράφει το τρισδιάστατο σχήμα της
πρωτεϊνης.
Μέρη της πρωτεϊνικής αλυσίδας
συνδέονται μεταξύ τους με …
 Ομοιοπολικούς δεσμούς
 Δεσμούς υδρογόνου
 Γέφυρες άλατος μεταξύ –NH2 και –
COOH
 Υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις
Ο τρόπος που οργανώνονται μεταξύ τους πεπτιδικές αλυσίδες πρωτεϊνών
με δύο ή περισσότερες πεπτιδικές αλυσίδες.
Sickle Cell Anemia

In sickle cell
anemia a
glutamic acid is
replaced by a
valine in the
amino acid
sequence
25