Eiwitten college 1Eiwitten hebben allemaal een soortgelijk bouwplan De bouwstenen bestaan uit 20 verschillende aminozuren die allemaal chiraal zijn en L-georinteerd zijn Apolaire R-groepen hydrofobe groepen neiging om bij elkaar te zitten Aromatische grotendeels apolair met tyrosine en tryptophan polaire groep Belangrijk voor waterstofburg vorming en absorberen ultraviolet licht Polaire R-groepen waterstofburg vorming met water Cysteine zwakke waterstofbrug vormer Positief geladen R-groepen bij pH 7 plus lading Histidine belangrijke katalysator als proton acceptor en donateur Negatief geladen extra carbonyl groep

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

Binding tussen aminozuren via peptide binding waarbij water vrijkomt 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, 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 Het vouwen van een eiwit is niet gunstiger voor een eiwit, omdat in ongevouwen toestand het eiwit al goed omringd is door water 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 vouwing 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-groepen Ramachandran plot geeft de combinatie van draaiingen tussen psi en phi hoeken aan Omega binding kan niet draaien dubbele binding verspreid

-helix 2e structuur Carboxyl groepen binden via turns met amino-groepen 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 groepen Amfifatische helix zit met apolaire kant naar de binnenkant, polaire kant naar de buitenkant binden met water N-terminus is plus interactie met negatieve R-groep

Stabiliteit van - 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 Glycine heeft geen zijketen flexibel, instabiel dus ongunstig Proline heeft eigen binding niet flexibel dus ongunstig A.z./a.z. + 3 gunstige interacties tussen R-groepen

-helix - strand A.z./a.z.+2 zitten naast elkaar Waterstof bruggen tussen carbonyl en amino groepen verschillende strands naast elkaar -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 Keratine -helix, geen tertiaire structuur Lange strengen in elkaar gedraaid coiled coil protofibril Collageen bindweesfel -helix in (gly-Pro-x)n scherpe L-turn Coiled coil met 3 helices Fibroine spinrag - antiparallel sheets op elkaar gestapeld Kleine R-groepen dus dicht op elkaar Globulaire eiwitten Lastig op te vouwen bij a.z.>100 Domeinen waar gevouwen kan worden 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 ordenen Hoe meer onverzadigde vetzuren vloeibaarder Hoe korter vloeibaarder minder interactie tussen ketens

Voordeliger om vetten op te slaan Laag oxidatiegraad Watervrij

Lipides hebben een polaire groep die de andere kant opsteekt Apolaire groepen steken naar binnen 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 membraan 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 samenstelling 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 Kost ATP omdat barrire verlaagt moet worden Scramblase gaat beide kanten op naar het evenwicht Laterale diffusie verplaatsing door membraan heen

Verschillende membraan eiwitten Periferale plakken aan membraan dus polair Intergrale zitten vast in membraan vast door hydrofoob contact Deze -helices bevatten alleen apolaire groepen Via gen bepalen hoe hydrofoob het stuk is De mate hoe hydrofoob het stuk gen is hydrofobiciteit (hydropathy)

Kalium kanaal 4 helices die een trechter vormen K+ omringd door watermoleculen Carbonylgroepen van helices vervangen water Afstand van K+ en helices=afstand K+ en water Verlaagt de drempel specificiteit.

College 4Enzymen katalyseren reacties Beter dan kunstmatige katalysatoren Hoge versnellingen Werkbaar in milde condities Specifiek substraat herkenning Regelbaar goeie biokatalysatoren Active side juiste zijketens die precies voor juiste reactie zorgen

De arhenius vergelijking geeft de reactie snelheid aan: met R=gasconstante en T=Temp. Abs. Als G* 5,7 kJ kleiner wordt k wordt factor 10 groter Een kleine verandering zorgt voor factor 10 groter

Hoe krijg versnel je de reactie nu 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 G* wordt verlaagd door Gb Gb=G*-Gongecat Hoe verlaagt enzym de activering energie Het stabaliseren 1 conformatie bindt enzym entropieverlaging Desolvatie haalt water van het molecuul

Kinetiek van enzym Michaelis-menten curve en formule waarin Km de concentratie is waarbij Geeft dus aan hoe snel de curve omhoog gaat Kleine Km weinig [S] maar hoge snelheid Dus geeft de affiniteit van het enzym aan Hoe graag het enzym aan het substraat bindt Deze moet ook niet te hoog zijn niet naar overgangstoestand Vmax=Kcatalysatie*[S} 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 enzym Specificiteitsconstante= Kcat/Km (s-1 /M) (s-1 M-1 ) Moet ongeveer in evenwicht zijn ~108 en 109 katalystisch perfect

Er zijn klasse van enzym Oxidoreductases voeren redox reacties uit Transferases: zorgen voor groepsoverdracht Hydrolases splitsen bindingen met H2O Lyases vormen en breken dubbele bindingen Isomerases groepsoverdracht binnen een molecuul Ligases maken covalente bindingen

College 5 Regulatie: dingen constant houden alle metabolieten homeostase Hoeveelheid intermediaire laag houden Controle aanpassen van flux De hoeveelheid stof dat oer tijd door een route gaat

Hoe wordt de enzym activiteit gereguleerd? hoeveelheid van een enzym Transcriptie het maken van RNA Translatie het maken van een enzym Afbraak van mRNA, eiwit Het afbreken duurt heel lang Dit zijn lange tijdschalen Activiteit van het enzym Allostore benvloeden van enzym met andere stof Covalente modificatie Regulatie eiwitten Activate door proteolyse enzym maakt zichzelf onklaar door peptide in actieve deel te plaatsen wordt afgebroken enzym is nu wel actief lokalisatie dit zijn kortere tijdschalen

allostere enzymen kleine moleculen die eventjes binden en makkelijk loslaten meerdere sub-units binding van een modulator benvloedt de active site heterotrope allostere modulatorsubstraat homotrope allostere modulator=substraat

om de flux van de route reguleren eerste stap is regulatie enzym deze reactie is enzym beperkt de reacties van de intermediaire zijn substraat beperkt al het enzym wordt gelijk omgezet zo blijft de concentratie van de intermediaire laag

feedback inhibitie het product remt het enzym aan het begin van de route dit is een vorm van regulaite heterotrope allostere

kinetiek van allosteer enzym sigmode curve s-vorm K0,5 [S] waarvoor v=0,5*max Niet Km want dat is Michaelis Mentis Bij toevoeging van modulator substraat bindt beter dus K0,5 is kleiner bindt slechter dus K0,5 wordt groter

Covalente modificaties meer energie met ATP Fosforylering bij Ser-OH wordt een p-groep aangeplakt Belangrijk in de cell signaling Methylering van histonen Belangrijk voor aflezen en transcriptie van DNA Modificeren met AMP en UMp Acetylering Deze kunnen covalent op eiwitten gezet worden voor benvloeding

Spieren Spiervezels bestaan uit myofibrilen die uit sarcomeren bestaan Samentrekkende eenheid Sarcomeer bestaat uit Z-disk tussen de I-band 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) G-actine gebruikt ATP om aan elkaar te binden A-band bestaan uit dikke filamenten myosine Myosine loopt over actine heen Bestaat uit lange coiled coil met myosine head Kopjes van myosine steken uit de myosine band De A-band wordt tussen de I-banden getrokken 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 reguleert 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