Upload
josip-rajic
View
269
Download
13
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Predavanje iz biokemije na temu metabolizma proteina, može koristiti kao izvor za seminarski rad.
Citation preview
protein
oligopeptidi slobodne aminokiseline
peptidaze
mali
peptidi
aminokiseline
prijenos pomoću nosača
neutr. bazne kisele
pepsin,
pankreatične
proteaze
unutarstanične peptidaze
aminokiseline
kapilara
proteini
peptidi
di- i tripeptidi se
ko-prenose s H+ aminokiseline se
ko-prenose s Na+
mali peptidi se
prenose intaktni
putem transcitoze
peptidaze
isto kao
i šećeri
rijetko
krv u jetru
Tijelo održava relativno veliku količinu AK u krvi, čak i kod malog unosa proteina hranom
Tako se osigurava stalna dostupnost pojedinih AK za tkiva za sintezu proteina, neurotransmitera i drugih spojeva s dušikom
Kod normalne, dobro uhranjene osobe, 300-600 g / dan proteina se razgradi
100 g / dan proteina se unosi hranom
Tkiva koriste AK za stalnu sintezu novih proteina (300-600 g) da zamijene one šta su razgrađeni
AMINOKISELINE U
KRVI
proteini iz
hrane
sinteza novih
proteina
purini, pirimidini,
hem,
neurotransmiteri,
hormoni i ostali
funkcionalni
produkti s
dušikom
metaboliti u
urinu
endogeni
proteini
urea
(urin)
glukoza iz hrane
lipid
glukoza
C
N
NH4+
ATP
CO2 ATP
glikogen
1
2
3 4
5
6
7
8
6
Prekursori proteina, ali služe za sintezu neproteinskih spojeva, dušičnih spojeva (hem, purini, pirimidini, neurotransmiteri)
10/20 sintetizira tijelo (NE-ESENCIJALNE), ostale su ESENCIJALNE
Samo L--aminokiseline dolaze u proteinima
7
α – aminoskupina (ili
imino)
dvije funkcionalne
skupine
karboksilna skupina
amino skupina
R- aminokiselinski
ostatak razlikuje jednu
od druge AK
dvojni “zwitter” ion
(fiziološki pH)
STRUKTURA AMINOKISELINA
9
-R-SKUPINE ODREĐUJU SVOJSTVA
AMINOKISELINA
FUNKCIONALNE SKUPINE ODREĐUJU
KEMIJSKE REAKCIJE AMINOKISELINA
11
Razlikuju se 3 glavne skupine,
ovisno o POBOČNOM lancu
Hidrofoban (NEPOLARAN)- unutarnji
dio st. membrana
Nenabijen hidrofilan (POLARAN)
Nabijen hidrofilan (POLARAN)
16 NABIJENE POLARNE AK ~pH neutralan
NENABIJEN NA pH= 7.4;
IMIDAZOL pKa=6.0
AMINOKISELINE S BAZIČNIM BOČNIM LANCEM
E E
18
Kisele skupine (-COOH, NH4+) donori H+
Bazične skupine (-COO-, -NH3) akceptori H+
SVAKA KISELA ILI BAZIČNA SKUPINA IMA SVOJ
pKa
21
pK1 + pK2
pI =
2
Izoelektrična točka pI
pH kod kojeg se aminokiselina
nalazi u obliku dipolarnog iona
22
-R se mijenja nakon ugradnje AK u protein
OKSIDACIJA -SH u Cys stvara DISULFIDNE VEZE
(stabilizira strukturu sekretornih proteina)
HIDROKSILACIJA Prol, Lys (stabilizira kolagen,
potreban vitamin C)
23
GLIKOZILACIJA (na Ser, Thr, Asn; za sintezu
sekrtornih i membranskih proteina;
glikozilacija Hb u HbA1c, u slabo
kontroliranom dijabetesu)
FOSFORILACIJA (Ser, Thr, Tyr; modificira
aktivnost mnogih ebnzima (npr. glikogen
sintetaze)
26
dipeptid, tripeptid: 2, odnosno 3 aminokiselinska ostatka
oligopeptid: od 3 do 10 aminokiselinskih ostataka
polipeptid: više od 10 aminokiselinskih ostataka
27
sastoje se od jednog ili više polipeptidnih lanaca
svaki lanac sadrži od 40 do preko 4000 aminokiselinskih ostataka
28
Dalton (Da): jedinica mase gotovo jednaka
masi atoma vodika (1.000)
Kilodalton (kDa): jedinica mase 1000 puta
veća od jednog daltona
29
Primarna struktura
slijed aminokiselina
Sekundarna struktura
α - uzvojnica
β - nabrani list
Tercijarna struktura
trodimenzionalna struktura
polipeptidnog lanca
Kvaterna struktura
3D-struktura složenog proteine (dvije ili
više polipeptidnih podjedinica)
30
Nekovalentne interakcije
vodikove veze
elektrostatske interakcije
hidrofobne interakcije
Kovalentne veze
disulfidne veze
31
Denaturacija: narušavanje trodimenzionalne strukture proteina uz gubitak biološke aktivnosti.
ekstremne pH vrijednosti (kiseli ili bazični medij)
povišena temperatura
33
Prijenos i pohrana (hemoglobin i mioglobin) Enzimska kataliza
Koordinirano kretanje (mišićni proteini)
Imunološka zaštita (imunoglobulini)
Hormonska regulacija (somatotropin, inzulin)
Mehanička čvrstoća (kolagen)
Stvaranje i provođenje živčanih impulsa (receptori)
Kontrola ekspresije gena (represori, aktivatori)
Odgradnja AMINO SKUPINE
- transaminacija
- oksidacijska deaminacija
Razgradnja
UGLJIKOVODIČNOG LANCA
Višak NH4+ se kod ptica, zmija,
guštera pretvara u MOKRAĆNU KISELINU i izlučuje – urikotelne
životinje
Višak NH4+ se kod mnogih vodenih
životinja izravno izlučuje kao NH4
+ - amonotelne životinje
Višak NH4+ se kod većine
kopnenih životinja pretvara
u UREU i izlučuje - ureotelne
životinje
Kod pH 7,4 prevladava protonirani oblik NH4+
NH4+ ne prolazi kroz membrane
slobodni - plinoviti NH3 lako prolazi kroz membrane i može doći u mozak i druga tkiva
U krvi i stanicama egzistira u ravnoteži:
NH3 + H+ NH4+
NH4+ je jako toksičan – mozak !!
Enzimi: aminotransferaze, ALT, AST
Prostetska skupina: piridoksal fosfat, PLP
!!! Reakcije reverzibilne – uključenost
u sintezu i razgradnju AK
PLP piruvat
glutamat
alanin
alfa-keto glutarat
Enzim: glutamat dehidrogenaza, GLDH
Mitohondrij
Koenzim: NAD+ ili NADP+
!!! Reakcija reverzibilna
alfa-ketoglutarat
oksidativna
deaminacija
transaminacija
keto-kiselina bilo koja aminokiselina
glutaminska kiselina
NH4+ nastaje u svim tkivima iz AK, purinskih
i pirimidinskih baza te iz drugih spojeva s
dušikom
Transport NH4+ do jetre
putem netoksičnih
metabolita
glutamat
glutamin
alanin
GLUTAMINSKI CIKLUS
ADP + Pi + glutamin + H+ ATP + NH4+ + glutamat
enzim: glutamin sintetaza
glutamin – NIJE toksičan – krvlju putuje u jetru
glutamin + H2O
enzim: glutaminaza
glutamat + NH4+
ALANINSKI (glukoza-alanin)
CIKLUS
NH4+ nastao u mišićima prenosi se iz mišića u
jetru u obliku ALANINA i pretvara u UREU
C atomi iz alanina (piruvat) koriste se u
glukoneogenezi za sintezu glukoze i šalju
u mišiće koji intenzivno rade
Sinteza - samo u jetri
Izlučuje se putem bubrega (urinom)
Sinteza povezana s potrošnjom energije (ATP)
Zašto sinteza uree?
Neutralna
Lako topljiva u vodi
Nije toksična
fumarat
karbamoil
fosfat citrulin
argininosukcinat
aspartat
ornitin
arginin
CITOSOL MITOHONDRIJSKI
MATRIKS
AMP
ATP
ADP
ATP
PPi
Pi 2
2
+
+
Sinteza uree: utrošak 3 ATP, ali 4 energijom bogate
veze
CO2 + NH4+ + 3ATP + aspartat + 2H20
urea + 2 ADP + 2Pi + AMP + PPi + fumarat
Stehiometrija urea ciklusa
glukoza
fosfoenol-
piruvat
piruvat
acetil CoA acetoacetil CoA
citrat fumarat
oksalacetat
sukcinil
CoA α-keto-
glutarat
alanin
cistein
glicin
serin
treonin
triptofan
arginin
glutamat
glutamin
histidin
prolin
aspartat
fenilalanin
tirozin
izoleucin
metionin
treonin
valin
asparagin
aspartat
izoleucin
leucin
triptofan
leucin
lizin
fenilalanin
triptofan
tirozin
C3
C4
C5
GLUKOGENE AK
KETOGENE AK
FENILALANIN TIROZIN
HOMOGENTIZAT p-hidroksifenilpiruvat
4-maleilacetilacetat 4-fumarilacetilacetat
FUMARAT ACETILACETAT ALKAPTONURIJA
FENILKETONURIJA
PARKINSONOVA BOLEST
TIROZIN
L-DOPA
dopamin
norepinefrin
epinefrin
tirozin-3-monooksigenaza
(tirozin hidroksilaza)
tetrahidropiopterin
dekarboksilaza L-
aromatskih
aminokiselina
piridoksalfosfat
dopamin beta-hidroksilaza
askorbat
feniletanolamin-N-
metiltransferaza
S-adenosilmetionin
X
TIROZIN
tirozin-3-monooksigenaza
(tirozin hidroksilaza)
DOPA DOPAKINON
DOPAKROM
fenol-
oksidaza
polimeraza
X
X