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