View
74
Download
6
Category
Preview:
DESCRIPTION
prezentacija
Citation preview
1Sveuilite u SplituPrirodoslovno-matematiki fakultet
Odjel za kemiju
prof. dr. sc. Maja Pavela-Vrani
11
Tekui mozaik model biolokih membrana Tekui mozaik model biolokih membrana Sastav: lipidi i proteini
Membrane su nekovalentne nakupine
Lipidni dvosloj: teko prohodan za ione i veinu l ih l k l ( d l b d l i)
Sastav: lipidi i proteini
Membrane su nekovalentne nakupine
Lipidni dvosloj: teko prohodan za ione i veinu l ih l k l ( d l b d l i)
2
polarnih molekula (samo voda slobodno prolazi)
Membrane su asimetrine Veinu membranskih procesa izvode proteini
polarnih molekula (samo voda slobodno prolazi)
Membrane su asimetrine Veinu membranskih procesa izvode proteini
2 masne kiselinemasne kiseline triacilgliceroli triacilgliceroli
(neutralne masti)(neutralne masti) fosfolipidi*fosfolipidi*
masne kiselinemasne kiseline triacilgliceroli triacilgliceroli
(neutralne masti)(neutralne masti) fosfolipidi*fosfolipidi*
sfingolipid
kolesterol
polarne
33
glikolipidi*glikolipidi* kolesterol*kolesterol* glikolipidi*glikolipidi* kolesterol*kolesterol*
fosfolipid
polarneglave
* membranski lipidi* membranski lipidi
kruti lanci kruti lancisavitljivilanci
Karboksilne kiseline s dugim ugljikovodinim lancem
ZASIENE MASNE KISELINE
JEDNOSTRUKO NEZASIENE MASNE KISELINE
4
JEDNOSTRUKO NEZASIENE MASNE KISELINE
POLINEZASIENE MASNE KISELINEomega-6omega-3
3stearinska kiselinastearinska kiselina oleinska kiselinaoleinska kiselina
karboksilnaskupina
(polarna glava)
karboksilnaskupina
(polarna glava)i d ii d i
ugljikovodinilanac
(nepolarni rep)
ugljikovodinilanac
(nepolarni rep)
prirodne nezasienemasne kiseline su
cis-KONFIGURACIJE
prirodne nezasienemasne kiseline su
cis-KONFIGURACIJE
5
polinezasienemasne kiseline polinezasienemasne kiseline
linolna linolenska arahidonska18:2 18:3 20:4
Lipidi s jednim bonim lancem,u vodenoj okolini, stvaraju MICELE
Lipidi s jednim bonim lancem,u vodenoj okolini, stvaraju MICELE
Hidrofilne glave su na povrini - okrenute prema vodi
Hidrofilne glave su na povrini - okrenute prema vodi
vodaMICELAprema vodi
Hidrofobni repovi su usmjereni prema sreditu
prema vodi
Hidrofobni repovi su usmjereni prema sreditu
6Ionizirane masne kiseline (sapuni)
4esteri masnih kiselina itrovalentnog alkohola glicerola
esteri masnih kiselina itrovalentnog alkohola glicerola
H OH C O
C
C
H O
H O
C
CO
CO
H CH
OH
C
C
H OH
HH
OH
7
triacilgliceroltriacilglicerolglicerolglicerol
TRIACILGLICEROLI skladita energijeTRIACILGLICEROLI skladita energije
H
8
Masti sadrezasiene masne kiseline
Masti sadrezasiene masne kiseline
Ulja sadrenezasiene masne kiseline
Ulja sadrenezasiene masne kiseline
tristerarilglicerol Tt = 72 oC trioleilglicerol Tt = - 4 oC
5masnakiselina
G CHOCO
R
h
kiselina
masnakiselina
licerol
alkoholfosfat
CH2
CHOCO
R
CH2 O PO
OO
X
OCR
9
Glavni sastojak membranskih lipidaGlavni sastojak membranskih lipida
O
Membranski lipidi su AMFIPATINE molekule,na jednom kraju hidrofilne, a na drugom hidrofobne
Membranski lipidi su AMFIPATINE molekule,na jednom kraju hidrofilne, a na drugom hidrofobne
P O L A R N A G L A V AP O L A R N A G L A V AP O L A R N A G L A V AP O L A R N A G L A V A
Okosnica glicerolaOkosnica glicerola
H I D R O F O B N IH I D R O F O B N I
10
masnakiselina
H I D R O F O B N Iugljikovodini lancimasnih kiselina
H I D R O F O B N Iugljikovodini lancimasnih kiselina
6Glicerofosfolipidi su esteri FOSFATIDNE KISELINEGlicerofosfolipidi su esteri FOSFATIDNE KISELINE
fosfatidil-serin
Formula Ime Imealkohola alkohola fosfolipida
serinO
fosfatidil-etanolamin
kolin
etanolamin
fosfatidil-kolin
CH2
CHOCO
R
CH2 O PO
OCO
R
O
11
FOSFATIDAT1,2-diacilglicerol-3-fosfat
FOSFATIDAT1,2-diacilglicerol-3-fosfat
glicerol
inozitol
fosfatidil-glicerol
fosfatidil-inozitol
O
Struktura FOSFATIDILKOLINAStruktura FOSFATIDILKOLINA
Znaajan sastojak biljnihi ivotinjskih membranaZnaajan sastojak biljnihi ivotinjskih membrana
CH2
CHOCO
RO
OCO
R
CH
cis dvostruka veza
Visoki udio u vanjskomsloju plazma membraneVisoki udio u vanjskomsloju plazma membrane
esto sadri nezasienu masnu kiselinuesto sadri nezasienu masnu kiselinu
fosfatidilkolin lecitin (X = kolin)
CH2 O PO
OO
CH2 CH2 N+
CH3CH3
CH3
121-palmitoil-2-oleil-fosfatidilkolin1-palmitoil-2-oleil-fosfatidilkolin
oleil
palmitoil
7Struktura KARDIOLIPINAStruktura KARDIOLIPINA
CH2O
CH2O
OCO
R O CO
R
kardiolipin (X = fosfatidilglicerol)
CHOCR
CH2 O PO
OO
CH2 CH CH2 OOH
PO
OO CH2
CH O C R
13
p ( g )
ini 20% ukupnih lipida u unutranjojmembrani mitohondrija metabolikiaktivnih stanica srca i skeletnih miia ini 20% ukupnih lipida u unutranjojmembrani mitohondrija metabolikiaktivnih stanica srca i skeletnih miia
OH H OH OH H OH
Sadre amino-alkohol SFINGOZINSadre amino-alkohol SFINGOZIN
trans
OHCH2 C
HCOH
HCHCH
H3N+
OHCH2 C
HCOH
HCHCH
NHCOR
14SFINGOZIN
masna kiselina
CERAMIDCH3
(CH2)12R
CH3
(CH2)12
8Struktura SFINGOMIJELINAStruktura SFINGOMIJELINA
polarnaglava
polarnaglava
O OHP OO
OCH2CH2N+
CH3
CH3
CH
ceramid
fosfokolinOCH2 CH C
OHH
CHCH
NHCOR
CH3
CH
(CH2)12
15
Dolazi u vanjskom sloju plazma membranemiinih i ivanih stanica
Uloga: PRIJENOS SIGNALA
Dolazi u vanjskom sloju plazma membranemiinih i ivanih stanica
Uloga: PRIJENOS SIGNALA
CH3
CEREBROZIDIeer: galaktoza ili glukoza
CEREBROZIDIeer: galaktoza ili glukoza
eerGalaktocerebrozidi:u mozgu i u ivanom tkivu
Glukocerebrozidi:u ostalom tkivu
GANGLIOZIDIeer:oligosaharid
Galaktocerebrozidi:u mozgu i u ivanom tkivu
Glukocerebrozidi:u ostalom tkivu
GANGLIOZIDIeer:oligosaharid ceramid
OCH2 C
HCOH
HCHCH
NHCO
1616
oligosaharid
ine 5-8% lipidau mozgu
oligosaharid
ine 5-8% lipidau mozgu
ceramid CHCOR
CH3
(CH2)12
9Antigenske determinante krvnih grupaAntigenske determinante krvnih grupaAntigenske determinante krvnih grupaAntigenske determinante krvnih grupa
sfingozin
masna kiselinaceramidO antigenO-antigen
A-antigen
1717
B-antigen
membranski lipidi(polarni)
f f li idi lik li idiskladini lipidi fosfolipidi glikolipidi
glicerofosfolipidi sfingofosfolipidi sfingoglikolipidi
skladini lipidi(neutralni)
triacilgliceroli
masnakiselina
SF
GL
masnakiselina
GL
SF
1818
kiselina
masnakiselina
masnakiselina
masnakiselina
alkohol
masnakiselina
kolin
masnakiselina
mono ilioligosaharid
FINGOZIN
LICEROL
kiselinaLICEROL Pi
FIGOZIN Pi
10
19
STEROL: kombinacija steroida i alkoholaSTEROL: kombinacija steroida i alkohola
polarna OH-skupinaHO
ArchaeaArchaea
eterskieterski lipidilipidi otporniotporni nana hidrolizuhidrolizu
razgranatirazgranati lancilanci otporniotporni nana oksidacijuoksidaciju
2020
11
Na povrini vode,fosfolipidi stvaraju monomolekulski sloj
Na povrini vode,fosfolipidi stvaraju monomolekulski sloj
zrak
21
voda
SVOJSTVA LIPIDA stvaranje micela i dvoslojaSVOJSTVA LIPIDA stvaranje micela i dvoslojaGlikolipidi i fosfolipidi u vodenoj okolini spontano stvaraju dvoslojGlikolipidi i fosfolipidi u vodenoj okolini spontano stvaraju dvosloj
unutranjivodeniodjeljakodjeljak
22
DVOSLOJ LIPOSOM
Liposom:zatvorene, neovisne vezikule ispunjeneotapalom, obavijene dvoslojem
Liposom:zatvorene, neovisne vezikule ispunjeneotapalom, obavijene dvoslojem
12
Lipidni dvosloj je nekovalentna kooperativna t i
Lipidni dvosloj je nekovalentna kooperativna t i
STABILIZACIJA lipidnog dvoslojaSTABILIZACIJA lipidnog dvosloja
tvorevina
Hidrofobne interakcije glavna pokretaka snaga u stvaranju lipidnog dvosloja
meu ugljikovodinim lancima djeluju van der Waalsove sile
tvorevina
Hidrofobne interakcije glavna pokretaka snaga u stvaranju lipidnog dvosloja
meu ugljikovodinim lancima djeluju van der Waalsove sile
hidrofilno
23
elektrostatske i vodikove vezeizmeu polarnih glava
Lipidni dvosloj je teko prohodanza ione i veinu polarnih molekula
elektrostatske i vodikove vezeizmeu polarnih glava
Lipidni dvosloj je teko prohodanza ione i veinu polarnih molekula
hidrofobno
transverzalna difuzija (flip-flop)
Difuzija lipidaDifuzija lipida
bona (lateralna) difuzija
vrlo sporo
24
brzo
13
Fluidnost membrana odreena je sastavom masnih kiselina
Fluidnost membrana odreena je sastavom masnih kiselina sadrajem kolesterola
Kolesterol regulira fluidnost membrana tako da
sadrajem kolesterola
Kolesterol regulira fluidnost membrana tako da
25
onemoguava bonu difuziju fosfolipida
ulae se izmeu lanaca masnih kiselina i sprjeava njihovu kristalizaciju
onemoguava bonu difuziju fosfolipida
ulae se izmeu lanaca masnih kiselina i sprjeava njihovu kristalizaciju
trans-MASNE KISELINEtrans-MASNE KISELINE
trans-polinezasiene masne kiselinetrans-polinezasiene masne kiseline
cis-masna kiselina trans-masna kiselina
26
trans polinezasiene masne kiseline
ne mogu se prevesti u korisne metabolite, jer ih ne prepoznaju enzimi
ugradnjom u membranu stanice uzrokuju deformaciju membrane
trans polinezasiene masne kiseline
ne mogu se prevesti u korisne metabolite, jer ih ne prepoznaju enzimi
ugradnjom u membranu stanice uzrokuju deformaciju membrane
14
Temperatura taljenja (Tm)Temperatura taljenja (Tm)
lipidni dvosloj: TEKUI KRISTAL neureeni lanci, u stalnom
lipidni dvosloj: TEKUI KRISTAL neureeni lanci, u stalnom
niskatemperatura
visokatemperaturaneureeni lanci, u stalnom
pokretu
pri nioj temperaturi: kristal izdueni i ureeni lanci
neureeni lanci, u stalnom pokretu
pri nioj temperaturi: kristal izdueni i ureeni lanci
kristal
tekui kristal
heksagonalna faza
27
prijelaz iz vrstog u tekui oblik ovisi o duljini lanaca masnih kiselina stupnju nezasienosti bonih
lanaca masnih kiselina
prijelaz iz vrstog u tekui oblik ovisi o duljini lanaca masnih kiselina stupnju nezasienosti bonih
lanaca masnih kiselina
heksagonalna faza
membrane jetrenih i modanih stanica fluidnije su u riba prilagoenih na
i k t t (5 10 oC)
membrane jetrenih i modanih stanica fluidnije su u riba prilagoenih na
i k t t (5 10 oC)niske temperature (5-10 oC)
sadre vie nezasienih masnih kiselina u obliku fosfatidiletanolamina i fosfatidilkolina
niske temperature (5-10 oC)
sadre vie nezasienih masnih kiselina u obliku fosfatidiletanolamina i fosfatidilkolina
CH2
CHOCO
R
CH2 O PO
OCO
R
O CH2 CH2 NH3+
28
vei sadraj omega-3 kiselina u sastavu membrane osigurava veu fleksibilnost i veu propusnost
vei sadraj omega-3 kiselina u sastavu membrane osigurava veu fleksibilnost i veu propusnost fosfatidiletanolaminafosfatidiletanolamina
2
O2 2 3
15
Proteini plutaju u dvodimenzionalnom lipidnom otapaluProteini plutaju u dvodimenzionalnom lipidnom otapalu
29S. Singer i G. Nicholson 1972. S. Singer i G. Nicholson 1972.
membrane su strukturno i funkcionalno membrane su strukturno i funkcionalno membrane su strukturno i funkcionalno asimetrine
membrane su strukturno i funkcionalno asimetrine
30
vanjska i unutranja povrina sadre razliite sastojke razlikuju se enzimskom aktivnou
vanjska i unutranja povrina sadre razliite sastojke razlikuju se enzimskom aktivnou
16
Proteini su nositelji membranskih aktivnosti Proteini su nositelji membranskih aktivnostijj
31
Prisutnost i zastupljenost pojedinog proteina ovisi o vrsti membrane
Prisutnost i zastupljenost pojedinog proteina ovisi o vrsti membrane
mijelinakson
Mijelin (izolator oko ivanih vlakana):18%
Membrane koje sadre crpke, receptore i enzime: 50%
Mijelin (izolator oko ivanih vlakana):18%
Membrane koje sadre crpke, receptore i enzime: 50%
noradrenalin
adrenergikireceptor
32
Unutranja membrana mitohondrija (sudjeluje u proizvodnji energije):75%
Unutranja membrana mitohondrija (sudjeluje u proizvodnji energije):75%
elektron transportni lanac
17
prijenosniprijenosni meustanino prepoznavanjemeustanino prepoznavanjeproteini
enzimi
proteini
enzimi stanino povezivanjestanino povezivanje
citosol
33
receptorireceptoripovezivanje s citoskeletom(odravanje oblika stanice,stabilizacija membranskihproteina)
povezivanje s citoskeletom(odravanje oblika stanice,stabilizacija membranskihproteina)
Periferni proteini nisu snano vezani za membranu od membrane se mogu odvojiti
Periferni proteini nisu snano vezani za membranu od membrane se mogu odvojitiod membrane se mogu odvojiti
blagim detergentima ili visokom koncentracijom soli
od membrane se mogu odvojitiblagim detergentima ili visokom koncentracijom soli
periferni proteiniperiferni proteini
34
Integralni proteini duboko su ukopani u membranu iz membrane se mogu odvojiti
denaturiranjem membrane (organskim otapalima ili jakim detergentima)
Integralni proteini duboko su ukopani u membranu iz membrane se mogu odvojiti
denaturiranjem membrane (organskim otapalima ili jakim detergentima)
integralnini proteiniintegralnini proteini
18
PERIFERNI proteiniPERIFERNI proteiniNalaze se na povrini membrane vezani elektrostatskim interakcijam s negativno
nabijenim fosfolipidima, vezani na integralne proteine, ili
Nalaze se na povrini membrane vezani elektrostatskim interakcijam s negativno
nabijenim fosfolipidima, vezani na integralne proteine, ilivezani na integralne proteine, ili usidreni u membranu hidrofobnim sidrom
vezani na integralne proteine, ili usidreni u membranu hidrofobnim sidrom
35
lipidnosidro
INTEGRALNI proteini
izloeni su samo na jednu stranu membrane, ili se prostiru kroz membranu trasmembranski
smjetaj pojedinog proteina u membrani je nepromjenjiv
INTEGRALNI proteini
izloeni su samo na jednu stranu membrane, ili se prostiru kroz membranu trasmembranski
smjetaj pojedinog proteina u membrani je nepromjenjiv
usmjerenost transmembranskih proteina je nepromjenjiva usmjerenost transmembranskih proteina je nepromjenjiva
36integralni proteiniintegralni proteini
19
Integralni proteini su ASIMETRINIIntegralni proteini su ASIMETRINI
dijelovi uronjeni u nepolarnu unutranjost membrane veinom su graeni od hidrofobnih aminokiselina
dijelovi uronjeni u nepolarnu unutranjost membrane veinom su graeni od hidrofobnih aminokiselina
dijelovi koji se pruaju u vodenu okolinu izgraeni su preteno od hidrofilnih aminokiselina
dijelovi koji se pruaju u vodenu okolinu izgraeni su preteno od hidrofilnih aminokiselina
izvanstanini prostor lipidni dvosloj unutarstanini prostor
37
GLIKOFORIN AGLIKOFORIN Aglikoprotein staninemembrane eritrocitaglikoprotein staninemembrane eritrocita
Ugljikohidratni ostaci nalaze se Ugljikohidratni ostaci nalaze se s vanjske strane plazma-membrane na luminalnoj strani ER u vanstaninom matriksu u krvnoj plazmi
s vanjske strane plazma-membrane na luminalnoj strani ER u vanstaninom matriksu u krvnoj plazmi oligosaharidioligosaharidi
38
Ugljikohidratni ostacisprjeavaju rotacijuproteina u membrani
Ugljikohidratni ostacisprjeavaju rotacijuproteina u membrani
20
meustanino prepoznavanje meustanino prepoznavanje
Uloga glikoproteina na plazma membraniUloga glikoproteina na plazma membrani
regulacija staninog rasta kontaktnom inhibicijom
vezanje liganada: receptori za hormone, neurotranzmitere i viruse
regulacija staninog rasta kontaktnom inhibicijom
vezanje liganada: receptori za hormone, neurotranzmitere i viruse
39
antigenske determinante krvnih grupa (ABO i Rh)
antigenske determinante krvnih grupa (ABO i Rh)
Recommended