Curs 5 3.10.2014

Rolul i structura aminoacizilorIonizarea aminoacizilor n soluie apoas pH izoelectricProprietile aa date de radicalii RPeptideClasificare proteine

Aminoacizi Rolul aa

-intr n structura proteinelor-sunt surs primar de azot pentru esuturi-din aa se obin: purine, pirimidine hem hormoni neurotransmitori (GABA)peptide biologic activeamine (histamina)

Din ~ 300 de aa care se afl n natur:

21 aa naturali sunt proteinogeni,

specificai prin codul genetic

dintre care 9 aa sunt eseniali (organismul nu i sintetizeaz)

Structura aa proteinogeniFormula general:

21 aa

Un iminoacid (prolina)

Aminoacizi alifaticiGlicina Gly (G) Nepolar

Alanina Ala (A) Nepolar

Valina Val (V) Nepolar

Leucina Leu (L) Nepolar

Izoleucina Ile (I) Nepolar

Aminoacizi aromatici Fenilalanina Phe (F)

NepolarTirozina Tyr (Y)

Polar nencrcat

Triptofan Trp (W)Nepolar

Aminoacizi cu grupri hidroxil Serina Ser (S)

Polar nencarcat

Treonina Thr (T)

Polar nencrcat

Aminoacizii dicarboxilici Aspartat (Acid aspartic) Asp (D)

Polar ncrcat negativ

Glutamat (Acid glutamic)Glu (E)Polar ncrcat negativ

Amidele aminoacizilor dicarboxilici Asparagina Asn (N) Polar nencrcat

Glutamina Gln (Q) Polar nencrcat

Aminoacizi bazici Lizina Lys (K) Polar ncrcat pozitiv

Arginina Arg (R) Polar ncrcat pozitiv

Histidina His (H) Polar ncrcat pozitiv

Aminoacizi coninnd sulf Cisteina Cys (C) Polar nencrcat

Metionina Met (M) Nepolar

Selenocisteina

Iminoacizi Prolina Pro (P) Nepolar

Aminoacizii eseniali(nu se sintetizeaz n organism)valina leucina Izoleucina lizina metionina treonina fenilalanina triptofanul i histidina

se procur din alimente

Activitatea optic a aminoacizilorCu excepia glicinei toi aminoacizii naturali sunt optic activi

-n structura proteinelor sunt L-a-aminoacizi

Treonina i izoleucina au un carbon asimetric adiional, atomul Cb.

Ionizarea aminoacizilor n soluie apoas pH izoelectricProprietile aa date de radicalii RPeptideClasificare proteine

Ionizarea aminoacizilor n soluie apoasn funcie de pH-ul mediului aa pot avea: sarcin +, - sau zero.

La pH=7,4 snge i 7,1 mediu intracelular

pKa = - log Ka

-COOH din a are pKa ~ 2

pKa~10

-COOH din radical are pKa ~ 4

are pKa ~ 11

AminoacidpK1pK2pKRPI1. Glicocol2,349,605,972. Alanina2,359,696,023. Valina2,329,625,974. Leucina2,369,605,985. Izoleucina2,369,686,026. Fenilalanina1,839,135,987. Prolina1,9910,606,108. Triptofan2,389,385,889. Serina2,219,155,6810.Treonina2,6310,436,5311.Tirozina2,209,1110,075,6512.Cisteina1,7110,788,335,0213.Metionina2,289,215,7514.Asparagina2,028,805,4115.Glutamina2,179,135,6516.Acid aspartic2,099,823,862,9717.Acid glutamic2,199,674,253,2218.Histidina1,829,176,007,5819.Lizina2,188,9510,539,7420.Arginina2,179,0412,4810,76

Aminoacizii au rol de sistem tampon

au grpare cu caracter acid

au grupare cu caracter bazic

pH izoelectricpI = pH la care ncrcarea electric a aa este zero; (sarcina + este egal cu sarcina -) i aa nu migreaz n cmp electric.

La pI solubilitatea aa este minim

pH izoelectric

important pentru separarea aa prin electroforez

Calculul pISe face semisuma valorilor pKa ale gruprilor care genereaz amfiionul fr sarcin net:

aa monoamino-monocarboxilici

Pentru Ala pI:

aa monoamino dicarboxiliciacidul glutamic n funcie de pH-ul soluiei

Aminoacizii dicarboxilici Asp i Glu au pI la valori net acide (2,97 i respective 3,2). La pH fiziologic resturile acestor aa vor avea o sarcin net (-).

aa diaminomonocarboxiliciLizina

pI se calculeaz astfel:

Arginina are caracter bazic prin gruparea guanidinic:

Histidina prezint caracter bazic determinat de nucleul heterociclic al imidazolului:

Bazicitatea acestei grupri este mai redus (pK=6,00) i pI este situat la valori apropiate de pH-ul fiziologic.

La pH fiziologic

resturile aspartil i glutamil au sarcina net negativ

resturile lizil, histidil i arginil au sarcina pozitiv.

Aminoacizi derivai

Proprietile aa date de:gruprile COOHgruprile NH2gruprile din radicalii R

Proprietile aa date de radicalii RLegturile necovalente dintre radicalii R:

-legturile de hidrogen sunt interacii electrostatice ntre atomii de hidrogen legai covalent la un atom puternic electronegativ (O sau N) i electronii neparticipani ai unui atom electronegativ dintr-o molecul vecin.

Interaciuni electrostatice asociaii ntre perechi de ioni, legturi saline (ex. ntre un rest de Arg sau Lys i Glu);

COO- +H3N

Interaciunile hidrofobe

gruprile nepolare se asociaz reducndu-se la minimum contactul lor cu apa

Radicalii aminoacizilor pot fi polari sau nepolari.

Peptide

PeptideProdui de policondensare a aaLegtura peptidic se formeaz prin eliminare de H2O ntre 2 aa

legtura peptidic are caracter parial de dubl legtur (Pauling i Corey)

Diversitatea peptidelordat de modul de combinare a celor 20 aa

Dipeptide (simple sau mixte)Trei aa formeaz 6 tripeptidePolipeptide

Peptidele ncep cu captul N-terminal.Peptidele sunt derivai acilai ai aa C-terminal

Glutationul ( g-glutamil-cisteinil-glicin)

Roluri: tampon redox:

agent reductor intracelular menine gruprile SH din centrul activ al enzimelor n forma lor redus: Enz-S-S-R + G-SH Enz-SH + G-S-S-R

descompune H2O2 i peroxizii lipidici (L-OOH) protejnd membranele celulare de aciunea oxidant a acestora:L-OOH + 2G-SH L-OH + HOH + G-S-S-G

transform MetHb n Hb: Met Hb (Fe3+) + 2G-SH Hb (Fe2+) + G-S-S-G + 2H+

Inactiveaz insulina prin desfacerea legturilor de sulf din molecula acesteia;

Particip la neutralizarea xenobioticelor:R + G-SH R-S-G unde R=xenobiotic (anumite medicamente i carcinogene).

Transport aminoacizii de-a lungul membranelor, din spaiul extracelular n citosol.

Glutationul este un indicator sensibil al funcionalitii celulelor

Rolul peptidelor roluri reglatoare, la nivelul creierului n procesele de: MemorieDurereSomn

Din proopiomelanocortin (POMC), polipeptid cu ~ 285 aa sintetizat n lobul anterior i intermediar al hipofizei se formeaz a, b, g- endorfine i Met-encefalin.

Endorfinele sunt neuropeptide cu aciuni asemntoare cu ale Morfineiprincipiu activ extras din opiu, compus cu aciune analgezic i euforic

Primele opioide descoperite au fost cele dou pentapeptide numite encefaline secretate de celulele cromafine din medulosuprarenal.

Endorfinelese leag la terminaiile nervoase din creier care transmit semnalele durerii, i blocheaz activitatea neuronal, alinnd durerea.

Morfina ca i alte opiacee nu sunt peptide. Structura lor este ns similar cu a altor opioide care se leag de terminaiile nervoase din creier.

Endorfinele

sunt produse de ctre creier ca rspuns la o varietate de stimulireduc stresulscad senzaia de durere creaz euforie

elibereaz hormonii sexuali i mbuntesc sistemul imunitar

Care este diferena dintre morfin i codein i endorfine ?? endorfinele nu creiaz dependen

Cine stimuleaz producerea de endorfine ???exercitiile fizice repetate i prelungite stresul i durerea sunt cei mai ntalnii factori care duc la eliberarea de endorfine. anumite mncruri, precum ciocolata i ardeii iuiacupunctura, terapia prin masaj, sexul

producerea de endorfine

variaza de la o persoana la alta

Peptide cu rol hormonal bradikinina agent hipotensiv

angiotensina II stimuleaz secreia de aldosteron este agent hipertensiv.

Vasopresina este antidiuretic.

Somatostatina sintetizat n hipotalamus i n pancreas regleaz eliberarea glucagonului.

Glucagonul este hormon produs de pancreas cu rol n reglarea glicemiei.

OXITOCINASe secreta in momentele in care ne gandim la cineva drag si are numeroase efecte viscerale. Poate influenta pana si stadiile de somn, de aceea iubitii se viseaza frecvent

ADH-VASOPRESINACreaza stari de beatitudine si extaz, fiind secretat in cantitati mai mari in imbratisari sau sub influenta feromonilor.

Importana comercial a peptidelor aspartamul (L-aspartil L-fenilalanil-1-metil ester) este un ndulcitor artificial de 160 de ori mai dulce ca zaharozaIndivizii care nu pot metaboliza fenilalanina au intoleran la acest ndulcitor.

Clasificarea proteinelor

ProteineCompui macromoleculari

Sunt 1010 1012 tipuri de proteine n lumea vie

Clasificarea proteinelor

Dup compoziia chimic

proteinele simple formate numai din aa (lizozimul, ribonucleaza).

proteinele conjugate conin grupri adiionale (prostetice) hem (hemoglobina, mioglobina, citocromii, catalaza); coenzime provenite din vitamine (succinat dehidrogenaza, transaminazele, lactat dehidrogenaza); metale (feritina, ceruloplasmina); acizi nucleici (ribozomii, nucleozomii); lipide (chilomicroni, VLDL, LDL, HDL); glucide (imunoglobulinele, colagen).

Clasificarea proteinelor dup mrime i form Proteine globulare

uor solubile n ap intracelulare: hemoglobina, mioglobina, imunoglobulinele,

Proteine fibrilare

insolubile n ap extracelulare, cu roluri de susinere: collagen, cheratin, miozin, elastin.

Clasificarea proteinelor dup rol

structural: colagenul, elastina, keratina;catalitic (enzime): tripsina, chimotripsina, revers transcriptaza;aprare: imunoglobulinele , interferonii hormonal: insulina, glucagonul, parathormonul;transport:

- albuminele serice (transport cationi, vitamine, metabolii) -hemoglobina (transport oxigen) -transferina (transport fier)

Structura proteinelor

Organizare structural:

-structura primar;-secundar;-teriar;-cuaternar

Structura primar a proteinelor sau structura covalentStructura primar precizeaz:

-tipul;-cantitatea;-secvena aa din molecul

F. Sanger 1953 structura insulinei

Secvena aa din proteine este determinat genetic-fiecare aa proteinogen este codificat de una sau mai multe secvene de trei nucleotide numite codoni.

Este important s tim structura primar a proteinelor ???

Determinarea secvenei de aa este important pentru:a. patologia molecular

anemia falciform rezult din nlocuirea Glu din poziia 6 a lanului b al Hb cu Val

b.determinarea structurii tridimensionale

Structura tridimensional a moleculelor proteice

se realizeaz structura cu energia minim determinat de interacii necovalente

Cine determin realizarea structurii secundare i teriare a proteinelor ???

-axul catenei polipeptidice i cele -20 de tipuri de radicali legai la Ca

Structura secundar a proteinelor se refer la aranjamentul spaial al axului catenei polipeptidice

Care este conformaia cea mai stabil ?

cea n care se realizeaz cel mai mare numr de puni de hidrogen ntre gruprile NH- i CO- care aparin diferitelor grupri peptidice.

Paquling i Corey au postulat 2 structuri secundare:

a-elicea i

structura b

Structura a-helix

lanul din L-aa se rsucete n jurulunui ax, la nivelul legturilor simple;

gruprile CO- i NH- devin adiacente stereochimic i formez puni de hidrogen.

Caracteristicile helixuluielice dreapt;

distana ntre 2 aa pe vertical este 0,15 nm;

pasul elicei, este de 0,54 nm i cuprinde 3,6 aa per pas;

diametrul elicei este de 1,01 nm;

radicalii R ai tuturor aa sunt orientai spre exteriorul a-helixului

Structura a se afl la proteinele fibrilare i globulare

Mioglobina, protein globular, conine 75% structur a

Keratina, proteina fibrilar, conine aproape 100% structur a

Structura b-foaie pliat Toate legturile peptidice componente sunt implicate n legturi de hidrogen care sunt perpendiculare pe axul catenei.

Structura a, se refer la legturile de hidrogen dintre punile peptidice din cadrul aceluiai lan polipeptidic

Structura b se refer la legturile de hidrogen dintre punile peptidice, care fac parte din lanuri polipeptidice diferite.

Tipuri de structuri b structur b cu lanuri antiparalele

Structur b cu lanuri paralele

Structura b ac de pr sau b-turnprolina i glicina sunt aminoacizii cei mai rspndii n cadrul acestei structuri

Structura b este n proporie de ~100% n fibroina din mtase;

Structurile b conin ntre 2-12 catene polipeptidice;

Fiecare caten conine pn la 15 resturi aa.

Structura proteinelor fibrilare keratina, miozina, colagenul, elastina

Keratina se afl n pr, unghii, piele La mamifere: keratinele au structur a n proporie de ~ 100% se afl cca. 30 variante de keratin n funcie de esut

Structura primar -au un coninut ridicat de Cys-fiecare lan peptidic conine 7 aa care se repet -n poziiile a i d predomin resturi nepolare -pasul elicei n a-helix este 0,51 nm

Structura secundar dimer protofilament protofibrile microfibrile macrofibrile

Proprietile keratinelorKeratinele pot fi:

- cu coninut ridicat n sulf hard;- cu coninut sczut n sulf soft

Legturile disulfurice pot fi rupte prin reducere cu mercaptani. Tratarea prului cu un agent oxidant restabilete legturile de sulf ntr-o conformaie nou

Colagenul.

este cea mai abundent protein fibroas

(~25% din masa proteinelor organismului uman)

este componentul major al esutului conjunctiv din oase, dini cartilagii, tendoane, cornee i din matricea fibroas a pielii i vaselor de snge.

reprezint 90% din matricea organic a osului

prezint rezisten la traciune

pstreaz integritatea esuturilor n constituia crora intr.

Structura primar: (X Y - Gly)n

glicina (33%) prolina (10%) hidroxiprolina i hidroxilizina doi aminoacizi atipici (proporie mic)nu conine cistein

prolilhidroxilaza i respectiv lizilhidroxilaza n prezena O2, a ionilor Fe2+ i a vitaminei C catalizeaz hidroxilarea prolinei i lizinei

Deficiena vitaminei C afecteaz hidroxilarea i, prin urmare, obinerea unui colagen normal.

Structura secundartrei lanuri polipeptidice a,

fiecare formnd cte o elice cu rsucire spre stnga, se nfoar unul n jurul celuilalt rezultnd un triplu helix (tropocolagen) cu rsucire spre dreapta

pasul elicei din lanurile a este 9,3 (din cauza prolinei)

pasul triplei elice este de ~28

moleculele de tropocolagen se asociaz formnd microfibrile

microfibrilele sunt stabilizate prin legturi covalente ncruciate la care particip resturile de Lys i His

numrul legturilor ncruciate crete cu vrsta

microfibrilele se dispun n mod deosebit n diverse organe

La mamifere:19 varieti de colagen30 lanuri a, distincte geneticcel mai rspndit este colagenul de tip I

[a1 (I)]2 . a2(I)

Colagenul, odat format, este relativ stabil metabolic;

Reinoire 6 luni piele, 2 luni muschi, 1 luna ficatDegradarea colagenului este crescut n foame i n diferite stri inflamatorii, enzime colagenazeProducerea excesiv de colagen are loc n ciroza hepatic

Elastina este cea mai important protein din esuturile care necesit elasticitate (plmn, artere, unele ligamente elastice).

masiv in aortaSpre deosebire de colagen:nu conine hidroxilizin; conine ~30% Glicin, ~10% Prolin, muli aa nepolari i o proporie foarte mic de hidroxiprolin nu conine: unitatea repetitiv (Gly-X-Y)-triplul helixcarbohidrai

Este o singur varietate genetic de elastin;

Se sintetizeaz n fibroblati sub form de tropoelastin n care cteva resturi de prolin sunt hidroxilate la hidroxiprolin

Dup secreie n mediul extracelular formeaz agregate insolubileextrem de stabilecu un turnover lent

O scdere a cantitii de elastin se nregistreaz n emfizemul pulmonar

Enzima elastaza

Fibronectinele, o familie de glicoproteine care se afl n matrixul extracelular i n plasmsunt dimeri (250 kDa) unii prin puni disulfurice;au rol: n interaciile dintre celule i membranele bazale sau

ntre diveri componeni ai matricei extracelulare i celulen embriogenezn meninerea integritii esuturilorn hemostaz

Fibronectinele stabilesc legturi cu alte proteine conectnd:proteine extracelulare (colagen, laminin)mucopolizaharide (proteoglicani)receptori membranari (integrine)proteine intracelulare care formeaz citoscheletul (actin, vinculin)

Structuri supersecundareIn structura proteinelor globulare se combin

elemente de structur secundar a-helixb-foaie pliatsecvene nerepetitive

Resturile prolil, mpiedic rsucirea elicoidal a lanurilor polipeptidice

Resturile glicil, confer lanurilor polipeptidice flexibilitate

structuri de forma literei , formate din 6 pn la 16 resturi aminoacidice au rol n procesele biologice de recunoatere.

Structura teriar a proteinelor descrie mpachetarea lnului polipeptidic ca urmare a interaciunilor necovalente dintre radicalii R de la Ca

este dictat de structura primar

Tipuri de legturi necovalente dintre radicalii R ai aa Legturi ionice

- ntre radicalii cu sarcin negativ (din Asp, Glu) -radicalii cu sarcin pozitiv ( din Lys i Arg):

Puni de hidrogen ntre radicalii cu grupri:

-alcoolice (din Ser, Thr) -fenolice (din Tyr) -amidice (din Gln i Asn):

Interaciuni hidrofobentre resturile aa nepolari ca Val, Leu, Ile, Phe, Ala:

Legturi disulfurice ntre resturi de Cys

Localizarea radicalilor n structura tridimensional a proteinelor n funcie de polaritatea lor

Radicalii nepolari de la Val, Leu, Ile, Met i Phe ocup n cea mai mare parte interiorul proteinei, fiind lipsii de contactul cu apa

Radicalii polari, cu sarcin electric de la Arg, His, Lys, Asp i Glu sunt de obicei localizai la suprafaa proteinei n contact cu apa.

Gruprile polare nencrcate electric de la Ser, Thr, Asn, Gln i Tyr sunt de obicei la suprafaa proteinei dar se pot localiza i n interiorul moleculei.

Mioglobina protein globular se afl n muchi rezervor tisular de oxigen.

conine o parte proteic numit globin i o grupare neproteic denumit hem.

75% din lanul polipeptidic formeaz a-helix

Lanul polipeptidic cuprinde 8 segmente elicoidale (denumite A, B, C, .H)

Prolina se afl n 4 puncte de terminare a elicelor

Structura cuaternarproteine oligomere, sunt alctuite din mai multe lanuri peptidice, numite protomeri

protomeri prezint fiecare structura sa primar, secundar i teriar.

Asamblarea protomerilor, structura cuaternar, se realizeaz numai prin fore slabe necovalente

Complementaritatea suprafeelor de contact asigur un grad nalt de specificitate structurilor cuaternare

ProteinaMasa proteineiKdaltoniNumr protomeriMasa protomerilorKdaltoniCreatin kinaza80240Miozina4682212Lactat dehidrogenaza150435Glicogen fosforilaza270492,5Hemoglobina64,5416Ceruloplasmina151818Glutamin sintetaza5921248,5

Importana structurii cuaternare

Structura cuaternar permite reglarea activitii proteinelor

Defectele pot fi reparate prin simpla nlocuire a subunitii

aperonii moleculari sunt proteine care: favorizeaz mpturirea corect a proteinelor; permit proteinelor greit mpachetate s se rearanjeze n forma lor nativ;faciliteaz transportul proteinelor prin membrane

aperonii = proteine de oc termic (Hsp) deoarece viteza lor de sintez crete cu creterea temperaturii

Hsp 70, proteine cu masa molecular 70-kD i aperonine, proteine mari cu multe subuniti.

Impturirea greit a proteinelor (protein misfolding)Se asociaz cu amiloidozele i bolile prioniceAmiloidozele

Cine determin impturirea greit a proteinelor ? se poate produce spontan sau poate fi determinat de o mutaie genetic.

Bolile prionice Prionii sunt proteine implicate n maladii ca: encefalopatia spongiform transmisibil maladia Creutzfeldt Jakob la om scrapie in sheep i mad cow disease

Forma neinfecioas a prionilor este prezent n creierul mamiferelor fiziologic normale, pe suprafaa neuronilor i a celulelor gliale

Ea are aceiai structura primar cu proteina infecioas

Protein normal protein infecioas transformare determinat de modificarea conformaiei tridimensionale

Agentul infecios este, o versiune modificat a proteinei normale, care acioneaz ca template pentru transformarea proteinei normale ntr-o form patogenic.

PI proteineDenaturare proteine

Curs 4 23.10.2013HemoproteineMioglobinaHemoglobina; citocromiiProteine plasmaticeserumalbumine

globuline

Hemoproteinele proteine conjugate (hem + parte proteic): -hemoglobina;-mioglobina;-citocromii;-diverse oxidaze i peroxidaze (catalaza, hemoxigenaza, nitric oxid sintaza)

HemulHem = grupare prostetic -conine Fe2+ i protoporfirina IX

Protoporfirina IX = compus tetrapirolic, cu caracter aromatic, cu urmtorii substitueni:1, 3, 5, 8 grupri CH3 (metil, M);2, 4 grupri CH=CH2 (vinil);6,7 grupri CH2-CH2-COOH (propionic, P)

Protoporfirina leag coordinativ un ion de Fe2+ formnd hemul

Ionul feros din hem are cifra de coordinaie 6

Hemul este aezat n cavitatea hidrofob a hemoproteinelor

Mioglobina protein globular se afl n muchi rezervor tisular de oxigen

conine o parte proteic numit globin i o grupare neproteic denumit hem.(87 prox 58 distal)

Legarea n mioglobin

leag reversibil un mol de

rol n depozitarea i dispersarea la nivel tisular

Metmioglobin Mb n care se afl Fe3+ nu poate lega O2 oxigenul este nlocuit cu o molecul de ap

hem din proteine poate lega i: CO, NO, H2S cu afinitate mult mai mare dect O2

Mb leag O2 la presiunea mic a acestuia din esuturi

Curba de oxigenare a Mb Arc de hiperbol

P50 pentru Mb = 1 torr

Hemoglobina protein intracelular (eritrocite) Tetrameric (are structur cuaternar)d culoarea sngelui

fiecare subunitate a Hb = hem + globin, unde se leag oxigenul hem din Mb hem din Hb

Structura hemoglobinei protein oligomer

Specii moleculare de Hb Hb A1 = a2b2 Hb A2 = a2d2 Hb F = a2g2 Hb E = a2e2

Rolul fiziologic al Hb

Hb transport

O2 de la plmn la esuturi

CO2 i protonii de la esuturi la plmn.

Curba de oxigenare a hemoglobinei.

Hb fixeaz 4 molecule de O2

cooperativitate

Curba de oxigenare a Hb este o sigmoid

Valoarea P50 pentru Hb este de 26 mm Hg

Legarea O2 la Hb se face prin cooperativitate

Strile conformaionale T i R ale HbStarea T - conformaia deoxiHb

-interaciuni intracatenare i intercatenare; -opt legturi ionice

Starea R - conformaia oxiHb

Factori care influeneaz eliberarea O2 de pe Hb:

-temperatura-pH-ul-presiunea CO2-2,3-bisfosfogliceratul

Transportul CO2 i efectul Bohr

efect Bohr Eliberarea O2 de ctre Hb crete cu scderea pH-ului i creterea presiunii pariale a CO2.

Efectul Bohr, creterea afinitii Hb pentru O2, cu creterea pH-ului

Prin efectul Bohr Hb furnizeaz O2 suplimentar muchiului n contracie muchiul n contracie, P

Transportul CO2 la plmn:

15% din CO2 este transportat la plmn sub form de carbamaigruprile NH2 ale aa terminali din lanurile Hb i a altor proteine, leag CO2forma T (deoxi) a Hb leag mai mult CO2 dect forma R (oxi).

85% din CO2 este transportat n form de ion bicarbonat la plmn:

Bisfosfogliceratul se leag la deoxi-HbSe afl n eritrocite n raport molar 1:1 cu Hbmicoreaz afinitatea Hb pentru O2 de 26 de ori

Structura hemoglobinei protein oligomer

Curba de oxigenare a hemoglobinei n absena 2,3-bisfosfogliceratului

lanurile peptidice g din Hb F nu leag 2,3-bisfosfogliceratul

In prezena 2,3-bisfosfogliceratului Hb F are afinitate mai mare pentru oxigen dect Hb matern.

Hb transport NO, vasodilatator, la celulele din pereii capilarelor tisulare favoriznd eliberarea O2

Aspecte cliniceGlicozilarea Hb A1 n diabetul zaharat

-peste 12% din cantitatea total de Hb poate fi glicozilat n diabet (NORMAL ~ 5%)Hemoglobinopatiile (mutaiile n structura subunitilor proteice):

-Hb S sau anemia cu hematii n form de secer Glu 6 Val-Thalasemiile sunt anemii hemolitice determinate de producerea unor cantiti insuficiente de subunitii a sau b din hemoglobin.

Citocromii transport electroni

In legtur cu Hb este corect afirmaia:Hb leag 4 molecule de 2,3-bisfosfogliceratOxiHb i dezoxiHb au aceiai afinitate pentru protoniAcidoza (scderea pH-ului) micoreaz sigmoidicitatea curbei de saturare cu oxigen a HbHb transport NO la celulele din pereii capilarelor tisulare favoriznd eliberarea O2Afinitatea Hb pentru oxigen scade cu creterea procentului de saturare cu oxigen a acesteia

Afirmaia corect att pentru mioglobin, ct i pentru hemoglobin este:

A. Leag hemul ntr-o cavitate hidrofil

B. Curba de saturare cu oxigen este influenat de variaia pH-ului mediului

C. Contine subuniti proteice legate covalent ntre ele

D. Leag bioxidul de carbon sub form de carbamino-derivai

E. Are o proporie foarte mare de structur ca structur secundar

Structura hemoglobinei protein oligomer

Proteinele plasmaticeConcentraia proteinelor plasmatice 7g/dl

Albumine 55 (%)a1-globuline 4a2-globuline 8 b-globuline 12g-globuline 16Fibrinogen 200-400 mg/dl

Serumalbumineleproteine sintetizate n ficat Au pI = 5

La pH-ul fiziologic migreaz spre anod

avnd o ncrcare negativ

Menin presiunea coloid osmotic a plasmei

Sunt transportori: Hormonivitamine MedicamenteCationiacizi grai liberibilirubin

sistem tampon plasmatic

Globulinelea1-globulinele care cuprind: a1-antiproteaza (antitripsina), apolipoproteina A;

a2-globulinele care cuprind: haptoglobina, ceruloplasmina;

b-globulinele care cuprind: transferina, apolipoproteina B, componentele C3 i C4 ale complementului

g-globulinele care cuprind: anticorpii

Inflamaie cronic (endocardit bacterian, tuberculoz, poliartrita cronic, colagenoze= (Proliferare plasmocite din mduv, ganglioni, splin)

Sindrom nefrotic

Sindrom nefrotic (pierdere de proteine pe cale renal)Scad proteinele serice totale i extrem de accentuat proteinele cu mas mic (albuminele, siderofilina, antitrombina III, componente a1), datorit eliminrii prin urin ca urmare a creterii permebilitii filtrului glomerular fa de proteine

Cresc proteinele serice cu mas mare (a2 macroglobulina, fibrinogenul, lipoproteinele i IgM) dei nu se elimin renal i au turnover rapidScderea concentraiei albuminelor serice duce la reducerea presiunii coloid osmotice a plasmei (apariie edeme) fapt ce stimuleaz sinteza hepatic de proteine inclusiv de albumine dar acestea se elimin renal Crete colesterolul i lipemia

Pierdere enteral de proteineeliminare proteine plasmatice n tractul digestivLipsesc hipercolesterolemia i hiperlipemiaa2 i b globulinele nu cresc ca n nefroz

Curs 5 30.10.2013

Imunoglobuline

Proteine cu rol n coagulare

Proteinele plasmaticeConcentraia proteinelor plasmatice 7g/dl

Albumine 55 (%)a1-globuline 4a2-globuline 8 b-globuline 12g-globuline 16Fibrinogen 200-400 mg/dl

Imunoglobulinele

Sunt proteine hidrosolubile

numite anticorpi (Ac)

In ce lichide biologice se afl ???

saliv, lacrimi, lapte matern, majoritar n plasm;

nu pot traversa bariera hemato-encefalic sau filtrul renal.

Cine le produce ???

sunt elaborate de limfocite B (plasmocite)

n urma unui stimul antigenic;

Ce rol au ???Ac + Ag complexul Ag-Ac careblocheaz antigenul iiniiaz procese care distrug antigenul

Funciile sistemului imunrecunoatere antigeni;

declanarea cilor pentru distrugerea antigenilor

recunoaterea i distrugerea celulelor nonself

Care sunt celulele responsabile de producerea anticorpilor ????

Limfocite

organele limfoide primare (timus i mduva hematogen).

organele limfoide secundare (splin, ganglioni limfatici, amigdale)

limfocite circulante - aproximativ 25% din elementele figurante albe

Ce rol are sistemul imunitar ???

Dup mecanism rspunsul imun poate fi:

Umoral mediat de limfocitele B

Celular mediat de limfocitele T

Rspunsul imun umoralse bazeaz pe producerea de Ig

Mediat de limfocite B maturate n mduv

Rspunsul imun celular Mediat de limfocite T maturate n timus

Receptorii limfocitelor T:

pot exista numai ca molecule ataate la suprafaa limfocitelor T;

recunosc numai epitopii rezultai din procesarea antigenelor native i care au fost expui la suprafaa celulelor prezentatoare de antigen (macrofage, monocite, limfocite B, celule dendritice) n conjuncie cu moleculele MHC II (complexul major de histocompatibilitate).

Limfocitele T

-celule T killer-celule T helper-celule T supresoare

Antigeni antigeni = orice substan exo- sau endogen

capabil s declaneze un rspuns imun.

In ce const declanarea unui rspuns imun ???stimularea producerii de Ac sau receptori celulari care se pot cupla specific cu Ag inductor.

Proprietile antigenelor Imunogenitatea = Ag determin organismul s produc un rspuns;

Ce presupune rspunsul imun:

-selecia clonal (clon = o populaie de celule identice);-activarea metabolic a clonei;-expansiunea clonal

Imunogenicitate

Specificitatea Ag induce sinteza de Ac care se combin

doar cu Ag care au indus rspunsul

Care sunt componentele macromoleculei antigenice ???

Ag complet:

component haptenic i

componenta purttoare

determinani antigenici sau epitopi =

locul specific de pe antigen la care se leag anticorpul pe suprafaa unui antigen pot exista 10 pn la 1000 determinani antigenici

Antigenele pot fi:imunogene sau complete

-declanaz rspuns imun -reacioneaz specific cu produsele rezultatehaptene sau Ag incomplete-greutate molecular mic -reacioneaz cu Ig specifice-nu pot iniia un rspuns imun umoral tradus prin producie de anticorpi, dect cuplate cu o macromolecul purttoare.

Condiii de antigenicitates fie non-selfs aib o greutate molecular mai mare de 10.000 dals aib conformaie spaial stabilstructura chimic s fie ct mai complex

Clase de antigeneProteinele sunt cele mai puternic antigenice

Glucidele i lipidele pot deveni antigene numai legate de proteine.

Acizii nucleici sunt slab antigenici.

Structura anticorpilor

Anticorpii sunt tetrameri cu formula molecular H2L2

-dou lanuri grele identice H (heavy) -dou lanuri uoare identice L (light)

Funciile imunoglobulinelorrecunosc Ag i se combin cu el

O molecul tetrameric de Ig este bivalent

Clasele de anticorpi IgG cu lanuri grele de tip g; i lanuri uoare l sau k

IgA cu lanuri grele de tip a; i lanuri uoare l sau k

IgM cu lanuri grele de tip m; i lanuri uoare l sau k

IgD cu lanuri grele de tip d; i lanuri uoare l sau k

IgE cu lanuri grele de tip e; i lanuri uoare l sau k

Rolul anticorpilor IgG

-sunt monomeri bivaleni-75-80% din Ig organismului-traverseaz bariera placentar -IgG apar dup IgM i IgE-se afl n snge, limf, lichide interstiiale-se sintetizeaz n cantiti mari.-activeaz complementul

IgApot fi monomeri i dimeri

reprezint 15% din Ig organismului.

se afl n snge, n secreii i pe suprafaa mucoaselor

IgA nu activeaz complementul.

IgMsunt pentameri cu cinci situsuri de legare a Ag

reprezint 3% din Ig organismului.

se gsesc predominant intravascular (80%).

pot traversa bariera vascular alterat, aprnd n focarele inflamatorii.

nu se transmit transplacentar, dar apar n concentraii reduse n colostru i secreii.

IgM intervin dup IgE, dar naintea IgG.

IgEsunt monomeri, sunt bivalente. se mai numesc reagine. IgE sunt circulante sau fixate la suprafaa mastocitelor, avnd rol n strile de hipersensibilitate de tip anafilactic. Dup imunizare, sunt primii anticorpi care apar (ntre ziua a 7-a i a 10-a). Nu activeaz complementul.

IgDsunt monomeri, sunt bivalente. reprezint 0,2% din totalul Ig serice. IgD se afl pe suprafaa limfocitelor B, n structura receptorilor.

n legtur cu hepatenele sunt corecte afirmaiile:

A.Sunt macromoleculeB.Pot funciona ca antigene completeC.Legate covalent de o macromolecul pot funciona ca determinani antigeniciD.Se leag puternic de anticorpii specificiE.Nu acioneaz niciodat ca determinani antigenici

Care dintre afirmaiile de mai jos n legtur cu imunoglobulinele nu sunt corecte ?

A. Legarea antigenului se face printr-un domeniu situat la capetele carboxi-terminaleB. Migreaz electroforetic cu fraciunea gama a globulinelor plasmaticeC. Leag antigenul prin legturi covalenteD. Contine legaturi disulfurice intre lanturile de tip HE. Pot functiona ca receptori de membran ai limfocitelor B, pentru antigeni nativi

Proteine implicate n coagularea sngelui. Coagularea sngelui este o component a hemostazei care implic:

-vasoconstricie

-aderarea i activarea trombocitelor la locul leziunii vasculare.

La coagulare particip componeni plasmatici sau tisulari.

Componenii cascadei de coagulare Majoritatea sunt enzime (proteine) care se activeaz n cascadse noteaz cu cifre Romane, de la I la XIII (factorul VI nu exist) sufixul a arat c factorul este activ.

ionii de Ca2+ reprezint factorul IV

Factorii V i VIII nu sunt enzime

Factorul III sau factorul tisular este produs de endoteliul vascularF III + Ca2+ activeaz F VII

Factorii cogularii se afl n snge, n

form inactiv

de zimogeni se activeaz prin proteoliz, n cascad

Fibrinogenul Factorul I al coagulrii

protein plasmatic hidrosolubileste precursorul fibrinei (Factorul Ia)

Concentraia plasmatic: 200-400 mg/dl (2-3% din proteinemia total)

Structur Este un hexamer (AaBbg)2

Lanurile Bb i g au oligozaharide legate N-glicozidic

are 17 puni disulfurice

fibrinopeptidele A i B conin resturi de Glu i Asp; n segmentul B se gsesc i resturi de tirozin sulfatat.

Transformarea fibrinogen-fibrin

2.Legtura:

A.Se formeaz sub influena F-XIIIa

B.Este o legatur ntre un rest de Lys i un rest de Gln

C.Se formeaz ntre lanurile L i H ale imunoglobulinelor

D.Se formeaz ntre lanurile alfa i beta din hemoglobin

E.Se formeaz ntre agregatele de fibrin

Protrombina (Factorul II)sintetizat n ficatCaptul N-terminal al protrombinei conine multe resturi de acid glutamic carboxilat, carboxilarea este un process dependent de prezena vitaminei K

Trombina proteaz care activeaz un numr mare de factori din cascada de coagulare:fibrinogen (factorul I);factorul de stabilizare a fibrinei (factorul XIII);factoru V;factorul VIII;factorul XI.

Reglarea procesului de coagulare1. Inhibarea formrii chiaguluiNatural

De ctre componeni plasmaticiinhibitorul cii extrinseci

antitrombina III

proteina C este o serin proteaz plasmatic, dependent de vitamina K, activat de trombin, care transform factorii activi VIIIa i Va n forme inactive

trombomodulina este o glicoprotein din endoteliul vascular, care acioneaz ca receptor pentru trombin

Complexul trombin-trombomodulin:scade afinitatea trombinei pentru fibrinogen crete afinitatea trombinei pentru proteina C

2.Degradarea chiagului (fibrinoliza). Plasminogenul este activat de:urokinaza (activatorul plasminogenului din rinichi)

factorul tisular activator al plasminogenului (proteaz eliberat de endoteliul vascular).

n contrast, a2-antitripsina, proteina plasmatic, se leag de plasmina activ inhibnd fibrinoliza.

Urokinaza

Factorul tisular activator al plasminogenului

Streptokinaza

(o proteinaz bacterian cu activitate similar, sunt utilizate n clinic pentru dizolvarea chiagurilor formate n urma unor afeciuni cardiace).

Homeostazia plachetar este meninut de:

Tromboxan A2 produs de plachetele activate carePromoveaz agregarea plachetelorStimuleaz vasocostricia musculaturii netede vasculare

Prostaciclina produs de celulele endoteliului vascularInhib agregarea plachetarStimuleaz vazodilataiaEfectul opus al TXA2 iPGI2 inhib formarea trombilor la locul injuriei

Care dintre afirmatiile de mai jos, referitoare la fibrinogen, sunt corecte ?A. Este necesar transformrii protrombinei in trombinB. La pH fiziologic, molecula este ncrcat negativ C. Nu prezint structur cuaternarD. Are solubilitate n ap mai mic dect fibrina, ntruct are masa molecular mareE. Conine resturi de tirozin sulfatate