Eiwitten college 1Eiwitten hebben allemaal een soortgelijk bouwplan

De bouwstenen bestaan uit 20 verschillende aminozuren die allemaal chiraal zijn en L-georiënteerd zijn

o Apolaire R-groepen hydrofobe groepen neiging om bij elkaar te zitteno Aromatische grotendeels apolair met tyrosine en tryptophan polaire groep

Belangrijk voor waterstofburg vorming en absorberen ultraviolet lichto Polaire R-groepen waterstofburg vorming met water

Cysteine zwakke waterstofbrug vormero Positief geladen R-groepen bij pH 7 plus lading

Histidine belangrijke katalysator als proton acceptor en donateuro Negatief geladen extra carbonyl groep

The titratie grafiek van een aminozuur geeft aan:o Bij welke pH het a.z. een bufferende werking heefto Wanneer het een zwitterion is intern ladingsverschil o Het pH beïnvloedt de toestand van de R-groepen om zo ook de structuur en werking

van het aminozuur te beïnvloeden.

Binding tussen aminozuren via peptide binding

o waarbij water vrijkomto De N-terminus en C-terminus vormen het aminozuur residu

Minder dan 30 aminozuren per eiwit oligopeptide Meer dan 30 polypeptide

Meerdere polypeptide vormen een multi-subunit eiwit, o Protomeer het functionele deel van een multi-subunit eiwit

Primaire structuur volgorde aminozuren Secundaire manier van vouwen strengen alpha helix, beta sheet Tertiaire interactie tussen R-groepen Quaternair meerde polypeptide ketens

Lipo-eiwitten; glycoeiwitten; fosfoeiwitten.

Door te kijken naar eiwitten stamboom opmaken Ortholoog zelfde functie uit verschillende organismen Paraloog zelfde oorsprong, andere functie

College 2 Zwakke interacties tussen atomen

o Het vouwen van een eiwit is niet gunstiger voor een eiwit, omdat in ongevouwen toestand het eiwit al goed omringd is door water

o De van der waals afstand tussen atomen is niet verschillend in de gevouwen toestand, dus niet drijvende kracht achter opvouwing

Door het hydrofobe effect krijgen eiwitten hun vouwingo Molecuul streeft naar entropie, dus geordend laagje rond

molecuul wordt doorbroken Hydrofobe, apolaire groepen gaan aan de binnenkant

bevordert de wanorden van de watermoleculen Polaire groepen gaan aan de buitenkant zitten

De gevouwen toestand heeft meer wanorde dan ongevouwen, en dat is gunstig

Secundaire structuur Backbone structuur De psi en phi bindingen kunnen draaien, maar niet elke kant

door interactie tussen R-groepeno Ramachandran plot geeft de combinatie van

draaiingen tussen psi en phi hoeken aan Omega binding kan niet draaien dubbele binding verspreid

Α-helix 2e structuur Carboxyl groepen binden via turns met amino-groepen

o 1 ronding betref 3,6 residuen A.z. 1 en 4 binden

1 angstrom 0,1 nm 1 kant bevat polaire groepen, de andere kant apolaire en aromatische

groepeno Amfifatische helix zit met apolaire kant naar de binnenkant,

polaire kant naar de buitenkant binden met water N-terminus is δ plus interactie met negatieve R-groep

Stabiliteit van α- helix Neiging van a.z. om helix te vormen Sterische interacties van grote r-groepen die blokkeren elkaar + en – interacties trekken elkaar aan Gly/Pro

o Glycine heeft geen zijketen flexibel, instabiel dus ongunstigo Proline heeft eigen binding niet flexibel dus ongunstig

A.z./a.z. + 3 gunstige interacties tussen R-groepen

β-helix - strand A.z./a.z.+2 zitten naast elkaar Waterstof bruggen tussen carbonyl en amino groepen verschillende strands naast elkaar

o Β-sheets strands zij niet identiek dus draaiing in het vlak De strands worden via turns met elkaar verbonden anti parallel sheets

Verschillende secundaire structuren hebben allemaal dezelfde draaiingen bij psi en phi hoeken dus structuren hebben speciale plek in ramchandran vanwege de draaiingen

Tertiaire structuur Fibrilaire eiwitten

o Keratine α-helix, geen tertiaire structuur Lange strengen in elkaar gedraaid coiled coil protofibril

o Collageen bindweesfel Α-helix in (gly-Pro-x)n scherpe L-turn

Coiled coil met 3 heliceso Fibroine spinrag

Β- antiparallel sheets op elkaar gestapeld Kleine R-groepen dus dicht op elkaar

Globulaire eiwitteno Lastig op te vouwen bij a.z.>100

Domeinen waar gevouwen kan wordeno Vouwingsmotieven soort 2,5e structuur

Beta-apha-beta motievenRegels voor vouwingsmotieven

Hydrofobe contact om strengen bij elkaar te houden Alpha en beta-helices in verschillende lagen iedere structuur heeft eigen

waterstofbruggen

College 3 vetten en lipides

Vetten bestaan uit een glycerol en vetzuren ester binding en 3 polaire groepen Onverzadigde vetten geeft vloeibaarheid aan door hoeken in de ketens is het moeilijk om

ze ordeneno Hoe meer onverzadigde vetzuren vloeibaardero Hoe korter vloeibaarder minder interactie tussen ketens

Voordeliger om vetten op te slaano Laag oxidatiegraado Watervrij

Lipides hebben een polaire groep die de andere kant opsteekto Apolaire groepen steken naar binneno Polaire groepen naar buiten

Membraan bestaat uit een dubbele laag lipides met twee staarten

Verschillende membranen hebben verschillende samenstellingen

Cholesterol heeft grote polaire groep belangrijk element van de membraano Invloed op transitietemperatuur/traject

Membraan moet vloeibaar blijven om te functioneren, membraan mag dus niet snel gaan stollen

Cholesterol zorgt dat dit smelttraject uitgerekt wordt

Monolagen van de bilaag verschillen van samenstellingo Lipides van ene kant naar andere kant polaire kant moet door

apolaire laag heen flip-flop difussie Duurt lang en kost veel energie

Flippases katalyseert van buiten naar binnen Floppase katalyseert van binnen naar buiten

o Kost ATP omdat barrière verlaagt moet worden Scramblase gaat beide kanten op naar het evenwicht

o Laterale diffusie verplaatsing door membraan heen

Verschillende membraan eiwitteno Periferale plakken aan membraan dus polairo Intergrale zitten vast in membraan vast door hydrofoob contact

Deze α-helices bevatten alleen apolaire groepen Via gen bepalen hoe hydrofoob het stuk is

o De mate hoe hydrofoob het stuk gen is hydrofobiciteit (hydropathy)

Kalium kanaal 4 helices die een trechter vormeno K+ omringd door watermoleculen

Carbonylgroepen van helices vervangen water Afstand van K+ en helices=afstand K+ en water

o Verlaagt de drempel specificiteit.

College 4Enzymen katalyseren reacties

Beter dan kunstmatige katalysatoreno Hoge versnellingeno Werkbaar in milde conditieso Specifiek substraat herkenningo Regelbaar goeie biokatalysatoren

Active side juiste zijketens die precies voor juiste reactie zorgen

De arhenius vergelijking geeft de reactie snelheid aan:

k=( k botzemaan∗Th )∗eΔG∗¿RT ¿

met R=gasconstante en T=Temp. Abs.

o Als ΔG* 5,7 kJ kleiner wordt k wordt factor 10 grotero Een kleine verandering zorgt voor factor 10 groter

Hoe krijg versnel je de reactie nuo 3 fases Start positie transitie faseProduct

Wanneer enzym het substraat goed bindt duurt juist langer voordat transitie toestand bereikt wordt

Enzym kan transitie substraat goed binden overgangstoestand wordt gestabiliseerd

ΔG* wordt verlaagd door ΔGbo ΔGb=ΔG*-ΔGongecat

Hoe verlaagt enzym de activering energieo Het stabaliseren 1 conformatie bindt enzym entropieverlagingo Desolvatie haalt water van het molecuul

Kinetiek van enzym Michaelis-menten curve en formule

v=Vmax∗[S ]Km+ [S ]

waarin Km de concentratie is waarbij v=12Vmax

o Geeft dus aan hoe snel de curve omhoog gaat Kleine Km weinig [S] maar hoge snelheid

Dus geeft de affiniteit van het enzym aano Hoe graag het enzym aan het substraat bindt

Deze moet ook niet te hoog zijn niet naar overgangstoestand Vmax=Kcatalysatie*[S}

o De snelheid beperkende stap de langzaamste stap bepaalt de snelheid Hoe lang duurt het om de hoogste activerings energie te bereiken

Kcat en Km zijn karakteristiek voor enzymo Specificiteitsconstante= Kcat/Km (s-1 /M) (s-1 M-1 )

Moet ongeveer in evenwicht zijn ~108 en 109 katalystisch perfect

Er zijn klasse van enzymo Oxidoreductases voeren redox reacties uito Transferases: zorgen voor groepsoverdrachto Hydrolases splitsen bindingen met H2Oo Lyases vormen en breken dubbele bindingeno Isomerases groepsoverdracht binnen een molecuulo Ligases maken covalente bindingen

College 5 Regulatie: dingen constant houden alle metabolieten homeostase

o Hoeveelheid intermediaire laag houden Controle aanpassen van flux

o De hoeveelheid stof dat oer tijd door een route gaat

Hoe wordt de enzym activiteit gereguleerd? hoeveelheid van een enzym

o Transcriptie het maken van RNAo Translatie het maken van een enzymo Afbraak van mRNA, eiwit

Het afbreken duurt heel lang Dit zijn lange tijdschalen

Activiteit van het enzymo Allostore beïnvloeden van enzym met andere stofo Covalente modificatieo Regulatie eiwitteno Activate door proteolyse

enzym maakt zichzelf onklaar door peptide in actieve deel te plaatsen wordt afgebroken enzym is nu wel actief

o lokalisatie dit zijn kortere tijdschalen

allostere enzymen kleine moleculen die eventjes binden en makkelijk loslateno meerdere sub-units

binding van een modulator beïnvloedt de active site heterotrope allostere modulator≠substraat homotrope allostere modulator=substraat

om de flux van de route reguleren eerste stap is regulatie enzymo deze reactie is enzym beperkt

de reacties van de intermediaire zijn substraat beperkto al het enzym wordt gelijk omgezet

zo blijft de concentratie van de intermediaire laag

feedback inhibitieo het product remt het enzym aan het begin van de route

o dit is een vorm van regulaite heterotrope allostere

kinetiek van allosteer enzymo sigmoïde curve s-vorm

K0,5 [S] waarvoor v=0,5*max Niet Km want dat is Michaelis Mentis

Bij toevoeging van modulator o substraat bindt beter dus K0,5 is kleinero bindt slechter dus K0,5 wordt groter

Covalente modificaties meer energie met ATPo Fosforylering bij Ser-OH wordt een p-groep aangeplakt

Belangrijk in de cell signalingo Methylering van histonen

Belangrijk voor aflezen en transcriptie van DNAo Modificeren met AMP en UMpo Acetylering

Deze kunnen covalent op eiwitten gezet worden voor beïnvloeding

Spiereno Spiervezels bestaan uit myofibrilen die uit sarcomeren bestaan

Samentrekkende eenheid Sarcomeer bestaat uit Z-disk tussen de I-band

o De A-band zit tussen de I-Banden I-Band bestaan uit dunne filamenten vast aan Z-disk

F-actine (fibrilair) bestaan uit G-actine (globulair)o G-actine gebruikt ATP om aan elkaar te binden

A-band bestaan uit dikke filamenten myosine Myosine loopt over actine heen

o Bestaat uit lange coiled coil met myosine head Kopjes van myosine steken uit de myosine band

o De A-band wordt tussen de I-banden getrokkeno Kopje zit vast aan actine bindt ATP laat los

ATP wordt ADP en P kopje verschuift Kopje met ADP bindt met bolletje verder en verliest P

Kopje verliest ADP en neemt de staart mee Begint stand een bol verder

Op actine ligt een draad met troponine en tropomyosine wat dit proces reguleerto Zenuwimpuls verandert de structuur van het sarcoplasmatisch reticulum

Calcium ionen gaan door het reticulum en vormen een troponine-complex Dit complex geeft een signaal aan tropomyosine dat het moet

opschuiven Banden trekken aan elkaar Na impuls calcium worden terug gepompt spier naar oorspronkelijke

stand door andere spier. Titine 33000 a.z. verbindt M-line en Z-disk voorkomt overrekking