Prezentacja programu PowerPoint by HC120620165613

VIEWS: 0 PAGES: 29

									PRZYKŁADY BIAŁEK, białka proste
albuminy      b. globularne, rozpuszczalne w wodzie (pH 4-8,5); rozpuszczalne w
              rozcieńczonych elektrolitach;koagulują pod wpływem stężonych
              elektrolitów iw podwyższonej temperaturze.

Przykłady: laktoalbumina (w mleku), owoalbumina (w jajach); albumina osocza;
występują także w mięśniach, nasionach, ziemniakach i wielu innych surowcach



       Albuminę osocza wytraca się z roztworu 2,4 M roztworem (NH4)2SO4.

globuliny      b. globularne, nie rozpuszczalne w wodzie,rozpuszczalne w
               rozcieńczonych elektrolitach, koagulują w stężonych elektrolitach
               i w podwyższonej temperaturze.
Mają zwykle większą masę molową niż albuminy
Przykłady: globuliny mleka, tuberyna (b. zapasowe ziemniaków), g-globuliny (ciała
odpornościowe), liczne enzymy (lipazy, fosfatazy i inne).

                                                                           1
fibrynogen   b. włókienkowate: rozpuszczalne w wodzie;występuje w krwi, jest
             odpowiedzialny za jej krzepnięcie. Składa się z 3 par łańcuchów:(Aa)2,
             (Bb)2 i (g)2.
Pod wpływem enzymu – trombiny – ulega przekształceniu w monomer fibryny, który
szybko polimeryzuje do fibryny i z innymi składnikami krwi tworzy skrzep.
MM fibrynogenu = 340 kDa,
MM spolimeryzowanej fibryny = 5.106 Da.

W pierwszym etapie krzepnienia krwi z łańcuchów (Aa)2(Bb)2(g)2 fibrynogen
fibrynogenu zostają usunięte fragmenty A i B, w
sumie 2 A i 2 B (76 reszt AA)
                                                trombina
                                                                 2A
                                                                              hydroliza
                                                                      2B
                                                           (abg)2 monomer fibryny
                                                              polimeryzacja

                                                           fibryna



                                                                                 2
 keratyna    b. proste, włókienkowate, nierozpuszczalne w wodzie, ani w
             elektrolitach, bardzo odporne na działanie czynników chemicznych.
             Dominujący składnik włosów (sierści, wełny), paznokci, kopyt, rogów i
             naskórka.

Głównym aminokwasem keratyny jest Cys, do 12%W dużych ilościach występują:
Glu, Ser i Gly oraz AA hydrofobowe: Val, Leu, Ile i Pro.
Włosy i wełna ulegają rozciąganiu, zmienia się przy tym drugorzędowa struktura
keratyny. W stanie podstawowym (nierozciągniętym) dominującą strukturą
polipeptydowych łańcuchów keratyny (tzw. a-keratyny) jest a-helisa. Po
rozciągnięciu ich struktura przekształca się odwracalnie w formę pofałdowana b (b-
.
keratyna).
Struktura keratyny jest wielopoziomowa. Na najniższym poziomie 2 łańcuchy a-
helikalne zwijają się prawoskrętnie i razem z taką samą jednostką skręcają się
ponownie, tym razem lewoskrętnie. Powstaje nić o grubości 2 nm, zwana protofibrylą.
Łańcuchy polipeptydowe w protofibrylach połączone są wiązaniami -S-S-.
Kolejno 8 nici protofibrylowych skupia się tworząc mikrofibryle, których średnica
wynosi 8 nm. Mikrofibryle mają przekrój kwadratu lub koło, a ich wnętrza są
wypełnione substancją zawierającą Cys.
                                                                             3
Włosy mogą być puszyste, miękkie, proste, sztywne, skręcone ... Ich właściwości
zależą od liczby i sposobów wiązań -S-S-; keratyna zawierająca dużo wiązań -S-S- jest
twarda, sztywna i mało rozciągliwa.
Włosy można formować za pomocą, np. trwałej ondulacji
Etapy trwałej ondulacji:
- redukcja wiązań -S-S- (wyprostowanie włosów);
- formowanie loków (nawijanie na wałki);
- utlenianie (utrwalenie nowego kształtu przez utworzenie nowych wiązań -S-S-).

fibroina   b. proste, włókienkowate, nierozpusz-       łańcuchy
                                                       boczne:
           czalne w wodzie, ani w elektrolitach;           Gly
           odporne na działanie wielu czynników            Ala

           chemicznych i enzymów.                          Ser


Główny składnik naturalnego jedwabiu, MM = 350-            Tyr


415 kDa. Zawiera najwięcej reszt Gly (50%) i Ala
(25%), dużo jest Ser i Tyr, nie ma Cys i Met. Reszta
Gly jest systematycznie przedzialona resztami innych
AA: -Gly-Ala-Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-. Taki skład i
                                                             Schematyczna b struktura
sekwencja fibroiny wymusza strukturę pofałdowaną b.
                                                             nici jedwabiu      4
            b. proste; włókienkowate; nieprozpuszczalne w zimnej wodzie, ani w
 kolagen
            elektrolitach.
Główny składnik białek: skóry (do 25%), tkanki łącznej, chrząstek, kości (do 25%)
czy łusek. Występuje także w mięśniach i w ścianach naczyń krwionośnych.
Ponad 95% kolagenu stanowi fragment o składzie -Gly-X-Y, - przy czym X
najczęściej jest Pro (30%), a Y Hyp. Zawiera średnio 27% Gly, 15% Pro,
14% Hyp i 10% Ala. W kolagenie krewetki znajduje się 12% Trp.
Właściwości kolagenu mogą być bardzo zróżnicowane:
    rogówka jest delikatna i przeźroczysta;
    ścięgna są elastyczne i odporne na rozerwanie
    kości to kopolimer z fosforanem wapnia, twarde jak beton.
Struktura kolagenu jest specyficzna – kolagenowa – trzy prawoskrętne nici
polipeptydowe tworzą podstawowy element kalagenu - tropokolagen, jest to
cząstka o średnicy 1,5 nm i długości 300 nm
W kolagenie jednostki tropolagenowe ułożone są w sposób głowa-ogon, równolegle
względem siebie. Skręcenie trzech polipeptydowych nici w odwrotnym kierunku do
splotu helisowego zapobiega rozwijaniu się tych nici i daje element wyjątkowo
wytrzymały na rozrywanie. Wg tej zasady produkowane są liny narażone na działanie
potężnych sił rozrywających, np. podtrzymujące mosty, liny ożaglowania, itp.
                                                                            5
W trakcie starzenia się organizmu jednostki tropolagenowe zostają zsieciowane
wiązaniami kowalencyjnym w wyniku reakcji grup funkcyjnych łańcuchów bocznych,
np. -COOH Asp z H2N- Lys.
                Sieciowanie wewwnątrzłańcuchowe
             AAn-3-AAn-2-NH-CH-CO-(AA)n-NH-CH-CO-AAn+2
                      Asp CH2          Lys CH2
                           CO NH (CH2)2 CH2

                 Sieciowanie międzyłańcuchowe
                   AAn-3-AAn-2-NH-CH-CO-(AA)n-AAn+2

                            Asp CH2
                                CO
                                 NH
                                       Lys
                                 (CH2)3
                  AAm-3-AAm-2-NH-CH-CO-(AA)m-AAn+2




                                                                        6
elastyna   b. proste, włókienkowate, nierozpuszczalne w wodzie, ani w elektroli-
           tach, odporne chemicznie (nie jest hydrolizowane przez NaOH.aq),
           odporne na działanie enzymów trawiennych; elastyczne, bardzo
           wytrzymałe mechanicznie.
60% Składu elastyny stanowią reszty Gly, Pro i Ala. Udział AA hydrofobowych Val,
Leu i Ile dochodzi do 27%. Wyjątkowa odporność elastyny na działanie czynników
chemicznych, enzymatycznych i mechanicznych wynika z gęstego usieciowania
łańcuchów polipeptydowych i tworzeniu desmozyny.                               COOH
Desmozyna, wielofunkcyjny AA powstaje w wyniku kondensacji reszty        H2 N C H
Lys z 3 resztami All, aminokwasów wchodzących w skład 4 łańcuchów             (CH2)3
polipeptydowych.                                                               CHO
                                          CH2CH2CH(NH2)COOH
                         HOOCCH(NH2)CH2CH2         CH2CH2CH(NH2)COOH
                                              +                              All – L-allizyna
                                              N
                               desmozyna      (CH2)4(CH(NH2)COOH
           CO-CH-NH

          All (CH2)3                                CO CH NH
 CH            C               CO             CO         (CH2)3      CO
            H    O
HC (CH2)2 CH2 +     CH2 (CH2)2 CH            HC (CH2)2        (CH2)2 CH
 NH       C         C
                      O All
                               NH                         +               reszta desmozyny
        H    O H                              NH          N          NH
    All
               NH2
                                                         (CH2)3
              (CH2)4   Lys
                                                                                     7
           CO-CH-NH                                 CO CH NH
Desmozyna, formalnie pochodna pirydyny, łączy 4 łańcuchy polipeptydowe.


miozyna   i   aktyna   są głównymi białkowymi składnikami mięśni.
Miozyna stanowi – 30-40% białek mięśniowych, zaś aktyna 15-20%. Występuje
głównie w mięśniach, a aktyna należy do najbardziej rozpowszechnionych białek,
np. około 30% masy płytek krwi to aktyna.
Znane są dwie postaci aktyny: aktyna G (globularna, monomeryczna) to pojedynczy
łańcuch peptydowy o MM = 42,3 kDa, zaś aktyna F (fibrylarna) jest włókienkowatym
polimerem aktyny G.
Miozynę izoluje się z tkanki mięśniowej przez ekstrakcję roztworem NaCl, zaś
pozostałość po tej ekstrakcji to aktyna. Miozyna jest białkiem prostym,
włókienkowatym, nierozpuszczalnym w wodzie, rozpuszczalnym w 0,6 M
roztworze NaCl. Zbudowana jest z pary łańcuchów ciężkich i dwóch par łańcuchów
lekkich; jej MM wynosi 520 kDa.
W cząsteczce miozyny wyróżnia się helikalnie spleciony dwuniciowy ogon i 2 głowy,
w głowach znajduje się większość miejsc aktywnych. Ma zdolność enzymatycznego
rozkłady ATP i zamieniania zawartej w nim energii chemicznej na mechaniczną, z tego
powodu zalicza się ją do enzymów zwanych ATPazami.
                                                                            8
Oba białka, tj. miozyna i aktyna tworzą aktywny kompleks zwany aktomiozyną.
Umożliwia on pracę mięśni: skurcz i rozkurcz mięśni
W mikroskopowym obrazie mięśni prążkowatych widoczne są dwa
rodzaje, równolegle ułożonych prążków – grubych i cienkich.
W mięśniach gładkich filamenty są słabo uporządkowane
Elementy strukturalne mięśni prążkowatych noszą nazwę:
   filamentów grubych (zbudowanych głównie z miozyny) i
   filamentów cienkich (głównie aktyna F).
Regularnie ułożone filamenty stanowią włókienka kurczliwe.

                     Każdy filament cienki sąsiaduje z 3 filamentami grubymi, a
                     każdy filament gruby otoczony jest przez 6 filamentów cienkich.


Przekrój włókienka
kurczliwego


                                                                             9
gluteiny b. proste, roślinne, globularne; nierozpuszczalne w wodzie, ani w
         elektrolitach; rozpuszczają się w kwasach i zasadach.
Występują w ziarnach zbóż i nasionach innych roślin; gluten – jest mieszaniną
gluteiny i gliadyny – innego b. prostego. Gluten ułatwia spulchnianie ciasta,
ponieważ absorbuje CO2.

Około 1% populacji ludzi nie toleruje glutenu, cierpią na celiakię, chorobę
autoimmunologiczną. Osoby z nietolerancją na gluten muszą przestrzegać
ścisłej diety bezglutenowej przez całe życie.

histony b. proste, globularne; rozpuszczalne w wodzie i w kwasach; są zasadowe –
        zawierają ~ 25% AA zasadowych – Lys i Arg; pod wpływem amoniaku
        ulegają koagulacji; MM = 11-21 kDa.
Występują w jądrach i organellach wszystkich komórek w postaci kompleksów
z kwasami nukleinowymi. Histony roślin i zwierząt są prawie identyczne.




                                                                                10
Białka złożone
Chromoproteiny – b. barwne, ich barwa pochodzi od chromoforu grupy
prostetycznej.

hemoglobiny   są to pigmenty oddechowe krwi kręgowców i nielicznych niższych
              zwierząt. Mają tę samą grupę prostetyczną – hem, różnią się częścią
              białkową – globinami, zbudowane są z 4 cząsteczek hemu i 4 globin.
                    reszta      Hem (gr. hemo oznacza krew) jest heterocyklicznym
                    pirolowa
                                barwnikiem, pochodną tetrapirolu, zwanego też porfiną
   N     N                      – układu 4 pierścieni pirolowych połączonych mostkami
         H          mostek
   H                metinowy    metinowymi: =CH-.
   N     N
                   tetrapirol - porfina

              CHO
    CHO N
        H                                             Porfinę można otrzymać
                         HCOOH            N   N
                                              H       syntetycznie w reakcji
   NH + HN                                H
      H OHC           - 4 HOH, + 2 H      N   N       kondensacji a-piroloaldehydu
 OCH N
                                                                              11
  a-piroloaldehyd                         porfina
Pochodne porfiny zawierające reszty organiczne zamiast pirolowych atomów H noszą
nazwę porfiryn
       CH2=CH           CH3
                                     Porfiryna wchodząca w skład hemu
        H3C               CH=CH2
                N   N                nazywana jest protoporfiryną
                    H
                H
                N   N
        H3C               CH3
  HOOCCH2CH2            CH2CH2COOH   protoporfiryna

W wyniku skoordynowania jonu Fe2+ przez               CH2=CH                CH3
atomy N protoporfiryny tworzy się hem.                 H3C                    CH=CH2
                                                               N        N
                                                                   Fe
Hemoglobina biologicznie czynna zawiera                        N        N
                                                    H3C                       CH3
jon Fe2+ i nazywa się ferrohemoglobiną.
                                               HOOCCH2CH2                   CH2CH2COOH

Hemoglobina utleniona, zawierająca w hemie jon Fe3+, zwana methemoglobiną
lub ferrihemoglobiną jest biologicznie nieczynna.



                                                                                  12
Hem jako grupa prostetyczna występuje w wielu białkach. W zależności od
białkowego otoczenia pełni różne funkcje, np.:
  w hemoglobinie służy do przenoszenie O2, CO2 i H+;
  w mioglobinie magazynuje O2;
  w cytochromie c przenosi elektrony;
  w katalazie bierze udział w rozkładzie H2O2.
Przyłączenie cząsteczki tlenu do hemoglobiny odbywa się bez zmiany wartościowości
jonu Fe2+, dlatego ta reakcja nosi nazwę utlenowania, a nie utlenienia.
Krew tętnicza zawierająca utlenowaną hemoglobinę, tzw. oksyhemoglobinę, ma
jaśniejszą barwę niż krew żylna, która w miejsce skoordynowanego O2 zawiera CO2.
W płucach hemoglobina oddaje CO2 i po przyłączeniu O2 dopływa tętnicami do
naczyń włosowatych, gdzie przekazuje O2 mioglobinie, zaś z komórek podbiera CO2 i
żyłami powraca do płuc.
Proces zachodzący w pęcherzykach płucnych:
                                   - CO2
             Hbl+CO   2   +   O2            HlbO2
          hemoglobina                hemoglobina utlenowana (oksyhemoglobina)
Proces zachodzący w naczyniach włosowatych:
             HblO2 + H+ + CO2  Hbl+CO2 + O2                             13
Hem jest związany z białkiem hemoglobiny (globiną) poprzez wiązanie koordyna-
cyjne jonu Fe2+ z histydynowym atomem azotu His F8 (8 reszta AA helisy F); w
pobliżu znajduje się His E7.

                                            H                     H
łańcuch          H                                                N
boczny           N                          N                                      Hemoglobina wiąże CO
                                        HC   CH               HC   CH
             HC   CH                       N                     N                 220 razy silniej niż O2.
His E7          N
                                                   O                     N
globiny                O
                   O                         C                     C
                                                                                   Podobnie silniej
           hem    Fe        hem        hem   Fe        hem   hem   Fe        hem
                                                                                   wiązany jest HCN.
łańcuch
boczny             N                           N                     N
             HC        CH                HC        CH          HC        CH
 His F8        N                           N                     N
globiny        H                           H                     H

       O                          O
       C                          O

 hem   Fe   hem            hem    Fe   hem         Izolowany hem wiąże CO 25 000 razy silniej niż O2.

Odchylenie koordynowanej cząsteczki od osi prostopadłej do jonu Fe2+ osłabia wiąza-
nie CO z hemem znacznie mocniej niż O2 z hemem, ale i tak jest ono silniejsze z CO.
                                                                                                       14
MM hemoglobiny ludzkiej wynosi 64,5 kDa; 4 cząsteczki hemu stanowią 4% jej
masy. Globina (część białkowa hemoglobiny) składa się z 4 (2 par) łańcuchów
polipeptydowych.
W hemoglobinie dorosłego człowieka występuje głównie hemoglobina A zawierająca
2 podjednostki a i 2 podjednostki b – a2b2. Natomiast na początku życia płodowego
występuje hemoglobina F, w której zamiast podjednostek a są łańcuchy zeta (z), a
zamiast b są e. Łańcuchy z przekształcają się stopniowo w ciągu 3 miesięcy w a, a e
początkowo ulegają przemianie w g, a te po urodzeniu przekształcają się w ciągu pół
roku w b.
Te różnice konstytucyjne są potrzebne dla skutecznego przekazywania
hemoglobinie płodowej tlenu przez hemoglobinę matki – powinowactwo
hemoglobiny płodu do tlenu musi być większe niż hemoglobiny A. Wraz ze
wzrostem płodu rośnie jego zapotrzebowanie na tlen, dlatego podjednostki e
ulegają przekształceniu w g.
Cztery podjednostki białkowe hemoglobiny a2b2 są upakowane w bryłę podobną
do czworościanu o boku 5,5 nm. Utlenowanie hemoglobiny zmienia jej 3o strukturą.



                                                                             15
Podjednostki białkowe hemoglobiny mają zbliżoną konformację. Wyodrębnia się
w nich po 8 fragmentów helisowych oznaczanych od A do H. W każdej z helis AA są
kolejno ponumerowane. Symbol His F8 oznacza, że ósmym AA w helisie F jest L-
histydyna. EF6 – szósty AA pomiędzy helisami E i F.
His F8 , która łączy się z hemem nazywana jest histydyną proksymalną. His E7
zwana histydyną dystalną ma bliski kontakt z hemem.
Pomimo dużej różnorodności w składzie AA hemoglobin kręgowców, we wszystkich
znajduje się His E7 i His F8. Jeszcze kilka innych AA zajmuje te same miejsca we
wszystkich poznanych hemoglobinach, są to tzw. aminokwasy niezmienne.




                                                                          16
mioglobina   jest analogiem hemoglobiny, różni się tym, że zbudowana jest jedynie
z pojedynczej globiny i hemu. Jej rola polega na pobieraniu tlenu od hemoglobiny,
magazynowaniu go i przekazywaniu mięśniom (komórkom) w razie zapotrzebowania.
Powinowactwo tlenu do mioglobiny jest większe niż do hemoglobiny pomimo takiej
samej budowy mioglobiny, jak monomeru hemoglobiny; MM mioglobiny = 18,7 kDa.
Mioglobina była pierwszym białkiem, którego strukturę poznano za pomocą
rentgenografii, już w 1957 r. Nie tylko dlatego, że mioglobina dobrze krystalizuje, ale
również dlatego, iż jest b. łatwo dostępnym. Występuje w dużych ilościach w mięśniach
szkieletowych ssaków wodnych, które długo przebywają pod wodą. W mioglobinie
znajduje się zapas tlenu pozwalający na przebywanie im pod wodą nawet 20 min. i
więcej bez dostępu do tlenu atmosferycznego.
Rozwiązanie struktury mioglobiny ułatwiło badanie hemoglobiny. Skład obu tych
białek ulegał zmianie w trakcie ewolucji.

W cząsteczce współczesnej hemoglobiny ludzkiej odkryto ponad 300 zmian
genetycznych (dziedzicznie przekazywane różnice w składzie AA). Większość z nich
jest nieszkodliwa, ponieważ podmiana reszt AA z dala od centrów reaktywnych białka
i wymiana na AA o podobnych właściwościach, np. zastąpienie hydrofobowego AA
innym hydrofobowym nie wywołuje poważnych skutków.

                                                                              17
Bywa jednak i tak, że zastąpienie reszty tylko jednego AA dramatycznie zmienia
właściwości ciała czynnego. Mutacja, która spowodowała zastąpienie w pozycji 6
łańcucha b reszty Glu przez resztę Val doprowadziła do choroby genetycznej zwanej
anemią sierpowatą. Nazwa choroby wynika z tego, że uszkodzone krwinki mają
sierpowaty kształt.
Anemia sierpowata jest popularna pośród czarnych mieszkańców Afryki na znacznych
obszarach – do 20% populacji. Rozpowszechnienie anemii sierpowatej w Afryce
wynika z tego, że osoby dotknięte tą dolegliwością są znacznie bardziej odporni na
malarię, a więc mają większą szansę na przeżycie i reprodukcję niż inni. Pośród
czarnych mieszkańców USA tylko 0,4% cierpi na tę dolegliwość.
We krwi osób heterozygotycznych (dostali wadliwy gen od jednego z rodziców)
znajduje się jedynie 1% wadliwych krwinek; nie odczuwają oni większych
dolegliwości w związku z tą chorobą. Natomiast osoby homozygotyczne (posiadające
podwójny zestaw wadliwego genu – od obojga rodziców) mają ~ 50% wadliwych
krwinek, co bardzo utrudnia prawidłowe funkcjonowanie; rzadko dożywają oni 30 lat.




                                                                           18
                  zawierają 1-10% fosforu w postaci                               OH
fosforoproteiny
                  estrów kwasu fosforowego.                             CH2 O P OH
                                                                        C     O
Kwas fosforowy związany jest z grupami HO- Ser lub/i Thr.            NH    C
                                                                        H     Ser
                                                                           O
Do fosforoprotein należą kazeina mleka, fosfityna żółtka jaja, ichtulina ikry rybiej
czy witelina. Kazeina w roztworze występuje w postaci koloidalnego roztworu soli
Ca2+. Lekkie zakwaszenie (pH < 4,5) mleka powoduje koagulację kazeiny. Kazeina
łatwo ulega koagulacji, ale trudno krystalizuje, dlatego nie udało się otrzymać jej zdjęć
rentgenograficznych.
Za pomocą spektroskopii Ramana w jej konformacji stwierdzono 15% struktur a,
22% b, 45% b zwrotów i 18% struktur niezdefiniowanych.
Kwaszenie mleka polega na bakteryjnym rozkładzie cukrów do kwasu mlekowego
i koagulacji kazeiny w kwaśnym środowisku. Kazeina koaguluje również pod
wpływem enzymu podpuszczki
Niektóre fragmenty zhydrolizowanej kazeiny, tzw. b-kazomorfiny mają właściwości
opioidowe.



                                                                                 19
glikoproteiny   zawierają cukry, oligocukry, a nawet policukry jako grupy prostetyczne

Najczęściej spotykanymi cukrami w glikoproteinach są: galaktoza, mannoza, fukoza,
kwas glukorunowy, N-acetyloglukozoamina, N-acetylogalaktozoamina i kwas
sjalowy (N-acetyloneuraminowy).
Do popularnych glikoprotein należy mucyna – śluzowate białko występujące w ślinie,
żołądku, jelitach i żółci. Jest mieszaniną wielu białek, a jej konsystencja ułatwia
tworzenie się kęsów pokarmu, przesuwanie ich w układzie pokarmowym i samo
trawienie. Chroni także ścianki przewodu pokarmowego przed drobnoustrojami,
urazami chemicznymi, mechanicznymi, enzymatycznymi i termicznymi.
Smarowidło zmniejszające tarcie w stawach to także glikoproteiny.
Glikoproteinami są również białka powierzchniowe erytrocytów (determinujące grupy
krwi), białka błony komórkowej i receptor LDL.
Część cukrowa białek błony komórkowej znajduje po zewnętrz-
nej stronie błony i jest połączona z łańcuchem polipeptydowym           CH2 O —cukier
wiązaniem O-glikozydowym pomiędzy N-acetyloglukoaminą                   C
                                                                   NH       C
lub N-acetylogalaktozoaminą i Ser lub Thr. Bywa także                   H
                                                                            O   Ser
wiązana N-glikozydowo z grupą amidową Asn.

                                                                                20
Dobrze poznaną glikoproteiną jest glikoforyna A . Część cukrowa zawierająca 100
reszt cukrowych w postaci 16 oligosacharydów stanowi 60% masy białka. 15
łańcuchów cukrowych powiązanych jest z częścią białkową wiązaniem
O-glikozydowym z Ser (7) lub Thr (8), a jeden wiązaniem N-glikozydowym z Asn.
Część cukrowa zawiera wiele ujemnie naładowanych reszt kwasu sjalowego, co
chroni komórki przed zlepianiem się. W błonie komórkowej znajduje się więcej
białek o budowie glikoproteinowej; pełnią one różne funkcje.
                                                                           glikoforyna A
    zewnętrzna strona komórki                                                      błona     wnętrze komórki
                                                                                   komórkowa
   +            1                                                                                                                          Ile Lys
                                                                                                                                     Leu              Lys
    H3N        Leu Ser Thr Thr Glu                                                                                            Arg                        Ser
                                  Val                                                                                       Arg
                                                                                                                                             100                                  AA    AA hydrofobowe
                                                                                                                                                            Pro
                                     Ala
                                                                                                                            Ile                         Ser
                                         Met                                                                                   Gly
                                                                                              Phe Gly
   Ser Val
             Ser Ser Ser Thr Thr Thr His                                                Ile               80             Tyr
                                                                                                                                                        Asp
                                                                                                                                                      Val
                                                                                                                                                                                  AA    AA zasadowe
                                   10                                    Leu
                                                                                        Ile
                                                                                                   Val                 Ser                  Lys
 Lys                                                                         Ala
                                                  30                  Gln                          Met                Ile                Pro
  Ser                                                                        His        Leu                                           Leu
                                                                     Val                                         Leu 90
      Tyr Ile
     20
              Ser Ser Gln Thr
                                            Lys
                              Asn Asp Thr His
                                               Arg                   Arg    His         Thr
                                                                                                  Ala
                                                                                                  Gly            Leu
                                                                                                                                     Pro110                                       Glu   AA kwaśne
                                               Asp                                      Ile                                          Ser
                                                              60     Glu   Phe                     Val           Ile                                         Val
                                                    Thr                    Ser     Glu                                                Pro Asp          Asp
                                                                    Gly                             Ile         Thr                              Thr           Pro
                                                  Thr                             Pro
                       40                   Ala                     Thr     Glu
                                                                                                          Gly
                                                                                                                                                               Leu
                                   Ala
                           Pro Thr
           Glu His Ala Arg                                     Glu         70                                                                         Ser
                                                                                                                                                            Ser
         Val                                                                                                                                    Val
                                                              Glu
                                                           Glu
                                                                                                                                          Glu         120            130
         Ser                                                                                                                           Ile                                  Gln
               Glu                                      Pro                                                                                                           Asp
                     Ile Ser
                             Val Arg Thr Val
                                             Tyr Pro                                                                                   Glu
                                                                                                                                             Asn Pro Glu
                                                                                                                                                         Thr Ser                  -
                                                                                                                                                                            COO
                                    50
                                                                                                                                                              21
                                                                                                                            oligosacharyd związany N-glikozydowo
   oligosacharyd związany O-glikozydowo
lipoproteinyzawierają takie lipidy jako grupy prostetyczne, jak tłuszcze, kwasy
            tłuszczowe, fosfolipidy i steroidy.
Występują w
  - błonach komórkowych;
  - organellach komórkowych;
  - mielinowych otoczkach nerwów;
  - pręcikach siatkówki oka;
  - substancji białej mózgu;
  - osoczu krwi;
  - cząsteczkach transportujących lipidy.
Do lipoprotein transportujących lipidy należy znany prawie wszystkim LDL, czyli tzw.
„zły” cholesterol oraz HDL, czyli. „dobry” cholesterol.
Lipoproteiny osocza krwi transportujące lipidy to fofosfolipidowe pęcherzyki
(kropelki, wehikuły)), we wnętrzu których znajdują się transportowane lipidy,
głównie tłuszcze, kwasy tłuszczowe, estry cholesterolu i wolny cholesterol.
Od zawartości cholesterolu zależy ich gęstość – im więcej cholesterolu tym większa
gęstość lipoprotein transportujących lipidy. Zaczynając od najlżejszych wyróżnia się:
chylomikrony, lipoproteiny o bardzo małej gęstości (VLDL), lipoproteiny o małej
gęstości (LDL), l. o pośredniej gęstości (IDL) i l. o dużej gęstości (HDL).
                                                                              22
Białka osocza krwi transportujące lipidy (stanowiące otoczkę wehikułów), nazywane
apolipoproteinami, wytwarzane są w wątrobie i w jelitach. Są to duże cząsteczki, ich
MM dochodzi do kilkuset kDa. Ich duża średnica 20-500 nm wynika z tego, że
stanowią one otoczkę kropelki lipidów.


       Ch  Tł
                 Tł TłOCh
                                        apolipoproteiny          fosfolipidy błony komórkowej
           Ch                Ch
                Tł Ch Tł
           TłOCh       TłOCh
  Ch                      Tł
            Tł kwTł Ch TłOCh

        Ch kwTł Ch
                  TłOCh
            kwTł Tł      kwTł      Tł tłuszcze kwTł kwasy tłuszczowe
                   Tł TłOCh
              Ch kwTł Tł
  Ch      Tł TłOCh Tł
               kwTł           Ch

             Ch
                                   Ch   cholesterol, wolny TłOCh estry cholesterolu

metaloproteiny koordynują jony takich metali jak Cu, Zn, Fe, Mg, Mo i V.
Często te kompleksy są barwne, a więc należą wówczas do chromoprotein. W
niektórych enzymach metal stanowi grupę czynną, np. Zn w proteazach cynkowych
czy w anhydrazie węglanowej, także Cu w oksydazie kw. askorbinowego lub
oksydazie polifenolowej. Istotne znaczenie ma Fe w hemoglobinie i mioglobinie.
Metaloproteina może pełnić także rolę magazynu metalu, np. ferrytyna jest w stanie
zmagazynować Fe, do 20% swojej masy. Wnęka ferrytyny o średnicy ~ 8 nm mieści
ponad 4 500 jonów Fe.                                                        23
enzymy   Większość enzymów ma budowę białkową. Do znanych enzymów należą, np.
         rybonukleazy, proteazy; lizozym; ....
Lizozym odkrył A. Fleming, który w ślinie zauważył białkową substancję o
właściwościach bakteriobójczych. Później obecność lizozymu stwierdzono we
łzach i w białku jaja kurzego, skąd najłatwiej go wyodrębnić. Bakteriobójcze działanie
lizozymu polega na rozkładaniu ściany komórkowej bakterii. Stąd jego nazwa: enzym
dokonujący lizy (rozkładu) – lizozym.
Lizozym jest b. prostym, globularnym, o MM = 14,6 kDa. We wnętrzu lizozymu,
podobnie jak i u innych globin przeważają AA hydrofobowe. Miejsce aktywne tego
enzymu tworzą dwa AA kwasowe Asp 52 i Glu 35.
Lizozym hydrolizuje wiązania glikozydowe występujące w ścianie komórkowej
bakterii. Osłabiona ściana nie wytrzymuje ciśnienia osmotycznego wnętrza bakterii i
pęka.
Rybonukleaza A, białko proste, globularne o MM = 13,7 kDa. Hydrolizuje ono
wiązania fosfodiestrowe kwasów nukleinowych. Do hydrolizy dochodzi w miejscu,
gdzie występuje pirymidyna – inne zasady są za duże. Miejsce aktywne jest tworzone
przez dwie reszty L-histydyny – His 12 i His 119.

                                                                               24
Proteazami nazywane b. proteolityczne lub trawienne (z uwagi na rolę jaka pełnią) –
hydrolizują wiązania peptydowe, a więc rozkładają białka. Zostały podzielone na 4
klasy:
- cynkowe (miejscem aktywnym jest Zn), np. karboksypeptydaza A;
- serynowe (w miejscu aktywnym jest Ser), np. trypsyna, chymotrypsyna,
            elastaza i trombina;
- cysteinowe, np. papaina i katepsyna B;
- aspartylowe (proteazy kwasowe lub karboksylowe), np. pepsyna, renina,
             chymozyna czy proteaza HIV-1.

Karboksypeptydaza A, jest białkiem globularnym, złożonym – metaloproteiną
(zawiera Zn). Występuje jako pojedynczy łańcuch zawierający 307 reszt AA; MM =
34,4 kDa. Prawie 40% łańcucha ma strukturę a-helikalną (8 helis), a 17% to 8
fragmentów b.                                                           His 196

Zn2+ jest wiązany jonowo przez grupę -COOH Glu 72,
koordynacyjnie przez dwie His 69 i 196 i cząsteczkę wody.          HOH

Cząsteczka HOH uaktywniona atomem Zn hydrolizuje                          Zn2+
                                                                                      His 69
wiązanie peptydowe.
                                                                     Glu 72


                                                                                 25
Karboksypeptydaza A preferuje hydrolizę AA silnie hydrofobowych, C-terminal-
nych, np. aromatycznych (Phe, Trp, Tyr) lub z dużą grupą R (Val, Leu czy Ile).

     R' O        R                                           R'                R
                     O                                            O        +       O
                           aminokwas          HOH                     +   H3 N C C
  N C C N C C              C-terminalny karboksypeptydaza A N C C O -              O-
     H       H H     O-                                      H                 H

         wiązanie
         peptydowe
Trypsyna, chymotrypsyna i elastaza hydrolizują białka w jelicie cienkim. Biorą
udział w trawieniu białek. Należą do proteaz serynowych, ponieważ Ser odgrywa
kluczową rolę w centrum aktywnym enzymu; tworzy przejściowo wiązanie estrowe z
grupą – COOH substratu.
Chymotrypsyna selektywnie hydrolizuje wiązania peptydowe, w których AA
acylującymi są AA aromatyczne i hydrofobowe .

                          -AACO   NH-

Trypsyna selektywnie hydrolizuje wiązania peptydowe, w których AA acylującymi
są AA zasadowe, a elastaza selektywnie hydrolizuje wiązania peptydowe, z udziałem
małych AA (Gly i Ala).
                                                                             26
Selektywność tych reakcji wynika z właściwości i rozmiarów miejsc aktywnych.
                    HN      CO
                          CH
 miejsce aktywne                   Hydrofobowa wnęka mieszcząca aromatyczne reszty
 chymotrypsyny
                                   Phe, Tyr i Trp.

                    HN        CO
                           CH
                          (CH2)4   Wnęka wykazująca powinowactwo do aminokwasów
  miejsce aktywne        + NH3
                             -
                                   zasadowych Lys i Arg.
     trypsyny


                             Asp

Pepsyna jest białkiem prostym, jednołańcuchowym o MM = 35 kDa, enzymem
trawiącym białka. Występuje w soku żołądkowym. Największą aktywność wykazuje
przy pH = 2-3. Należy do proteaz aspartylowych – jej część aktywną tworzą dwie
reszty kwasu asparaginowego – Asp 32 i Asp 215, które uaktywniają protolitycznie
cząsteczkę wody.
Pepsyna hydrolizuje wiązanie peptydowe, w których resztami
acylowanymi są AA aromatyczne (Phe, Tyr i Trp) oraz Met i Leu          CO   NHAA

                                                                             27
Białka słodkie

Z jagód afrykańskiej rośliny Dioscoreophyllum cumminsii wyizolowano niezwykle
słodkie białko, o MM 11,5 kDa, nazwane – moneliną, Jej słodki smak wyczuwalny
jest przy stężeniu 10-8 M/l, tj. 0,0001 g/l. Smak cukrozy (MM = 0,34 kDa) jest
wyczuwalny przy stężeniu 3,5.10-2 M/l, tj. 12g/l. Z 1 kg jagód otrzymuje się 15 g
moneliny. Słodki smak moneliny zanika w podwyższonej temp. (denaturacja);
nie nadaje się więc do słodzenia gorącej herbaty czy kawy.
Słodkie białko – taumatyna (MM = 21 kDa) pochodzące z afrykańskich owoców
Thamatococuc danieli jest 2000 razy słodsze od cukrozy. Zostało zastosowane do
słodzenia deserów i gum do żucia.




                                                                            28
Białka toksyczne
Najsilniejsze (najgroźniejsze) trucizny są białkami.

 Nazwa                    LD50 [mg/kg] myszy   źródło
 botulinotoksyna                 3.10-8        toksyna jadu kiełbasianego
 tetanotoksyna                   1.10-7        toksyna tężca
 kobrotoksyna                    3.10-4        toksyna jadu kobry
 toksyna dyfterytu               3.10-4        toksyna bakteryjna
 abryna                          1.10-4        b. z nasion modligroszku
                                               (drzewa różańcowego)
 rycyna                          2.10-3        b., wstrzyknięta, doustnie 0,1
 bungarotoksyna                   0,15         białko jadu żmij
 tetrodotoksyna                   5.10-3       toksyna ryb Tetraodon

 cyjanek potasu                   3,0
 arszenik                       10

                                                                                29

								
To top