Biokemija I, 14. predavanje, 20. 3. 2012, D. Rozman

AMINOKISLINE

SPLOŠNE STRUKTURNE ZNAČILNOSTI AMINOKISLIN

V fizioloških pogojih so v obliki iona dvojčka.

Dogovor o imenovanju in številčenju C atmov.

RAZLIČNE GRAFIČNE PREDSTAVITVE SPOJIN S KIRALNIM CENTROM

L, D - glede na položaj amino skupine-Fisherjevo pravilo

http://web.virginia.edu/heidi/chapter4/Flash/figure4_13.html

http://web.virginia.edu/heidi/chapter4/Flash/ch4_critdev99.html

Večina aminokislin je L.

D-aminokisline - bakterijskastena, nekateri antibiotiki.

AMINOKISLINE RAZDELIMO V SKUPINE GLEDE NA RADIKAL

20 POGOSTIH AMINOKISLIN

Glicin Alanin Prolin Valin

Levcin Izolevcin Metionin

Fenilalanin Tirozin Triptofan

Serin Treonin Cistein Lizin Arginin Histidin

Asparagin Glutamin Asparaginska k.  Glutaminska k.              

NEPOLARNI ALIFATSKI  R AROMATSKI  R

POLARNI, NENABITI  R

POZITIVNO NABITI  R

NEGATIVNO NABITI R

RAZPOREDITEV AMINOKISLIN GLEDE NA HIDROFOBNOST RADIKALA

AMINOKISLINE OZNAČUJEMO S TRIČRKOVNIMI ALI ENOČRKOVNIMI SIMBOLI

Sequence Alignment of the Insulin Protein (with Clustalw) a Species Sequence Alignment of Insulin

Human      MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRREAED 60Chimpanzee MALWMRLLPLLVLLALWGPDPASAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRREAED 60Mouse      MALLVHFLPLLALLALWEPKPTQAFVKQHLCGPHLVEALYLVCGERGFFYTPKSRREVED 60Rabbit     MASLAALLPLLALLVLCRLDPAQAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKSRREVEE 60Frog       MALWMQCLPLVLVLFFSTPN‐TEALVNQHLCGSHLVEALYLVCGDRGFFYYPKVKRDMEQ 59Zebrafish MAVWLQAGALLVLLVVSSVS‐TNPGTPQHLCGSHLVDALYLVCGPTGFFYNPK‐‐RDVEP 57

**      .*: :* .   . : . . *****.***:*******  **** **  *: * 

Human      LQVG‐‐‐QVELGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN 110Chimpanzee LQVG‐‐‐QVELGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN 110Mouse      PQVE‐‐‐QLELGGSPGD‐‐LQTLALEVARQKRGIVDQCCTSICSLYQLENYCN 108Rabbit     LQVG‐‐‐QAELGGGPGAGGLQPSALELALQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN 110Frog       ALVSGPQDNELDG‐‐‐‐‐‐MQLQPQEYQKMKRGIVEQCCHSTCSLFQLESYCN 106Zebrafish ‐LLG‐FLPPKSAQETEVADFAFKDHAELIRKRGIVEQCCHKPCSIFELQNYCN 108

:      :         :          *****:*** . **:::*:.***

http://macromoleculeinsights.com/insulin.php

Za mnoge začetnica moderne bioinformatike.

Uvedla je enočrkovne simbole aminokislin

AMINOKISLINE OZNAČUJEMO S TRIČRKOVNIMI ALI ENOČRKOVNIMI SIMBOLI

C H I M S V – simbol , nedvoumen pri aminokislinah, ki so edine s to začetnico(cistein, histidin, izolevcin, metionin, serin, valin).

A G L P T - začetnica ni edinstvena, označuje pa aminokislino, ki je pogostejša v proteinih(alanin, glicin, levcin, prolin, treonin).

R F Y W – fonetična izbira (aRginin, Fenilalanin, tYrozin, tWiptofan)

D N E Q K - črke, ki ostanejo….(asparaginska kislina, asparagin. glutaminska kislina, glutamin, lizin)

LASTNOSTI POSAMEZNIH RADIKALOV AMINOKISLIN

http://web.virginia.edu/heidi/chapter4/Flash/figure4_11_1.htmlRadikal aromatskih aminokislinabsorbirajo UV svetlobo pri 280 nm.

Cistein tvori disulfidne mostičke.

REDKE (NEOBIČAJNE) AMINOKISLINE IMAJO POMEMBNE FIZIOLOŠKE VLOGE5-hidroksi-lizin 4-hidroksi-prolin tiroksin 5-metil-histidin metil-lizin tetrametil-lizin

Amino-adipojska -karboksi-glutaminska piro-glutaminska fosfo-serin fosfo-treonin fosfo-tirozinkislina kislina kislina

N-metil-argin N-acetil-lizin

KOLAGEN

MIOZIN

PROTROMBIN

Desmozin Selenocistein

ELASTIN

V CELICAH JE CCA 300 AMINOKISLIN IN NJIHOVIH DERIVATOV, KI JIH NE NAJDEMO V PROTEINIH

ornitin

citrulin

CIKLUS SEČNINE

Biokemija 2. letnik….

Ion dvojčekzwitterion

AH2 (+) AH A (‐)

Ka 1 = (AH) (H+)    Ka 2 = (A‐) (H+)   AH2 (+) (AH)

Pka1 = ‐log (Ka1) Pka1 = ‐log (Ka1)

Amfoterične spojine, amfoliti (dvojni naboj, + in -)

DISOCIACIJA AMINOKISLIN – OD NAJBOLJ PROTONIRANE DO NAJMANJ PROTONIRANE OBLIKE

R‐COOH <——> R‐COO– + H+

R‐NH3+ <——> R‐NH2 + H+

AMINOKISLINE V VODNIH RAZTOPINAH DELUJEJO KOT ŠIBKE KISLINE ALI ŠIBKE BAZE

AMINOKISLINE DELUJEJO KOT PUFRI – PRIMER GLICINA(radikal ne disociira)

Titracijska krivulja glicina

Ka 1 = (AH) (H+)    Ka 2 = (A‐) (H+)   AH2 (+) (AH)

pKa VREDNOST JE ODVISNA OD KEMIJSKEGA OKOLJA DISOCIABILNEGA PROTONA

Metiliranekarboksi in amino skupine

Karboksi in amino skupineglicina

TITRACIJSKA KRIVULJA GLUTAMINSKE KISLINE(radikal je COOH skupina, ki lahko disociira)

AH3(+) AH2 AH(‐) A(2‐)

HISTIDIN IMA pKa RADIKALA NAJBLIŽJE FIZIOLOŠKEMU pH(radikal je amin – obročni dušik se lahko protonira)

AH3 (2+) AH2(+)  AH                 A(‐)

pH = pKa; (neprotonirana) = (protonirana)

pH pKa; (protonirana) (neprotonirana)

pH pKa; (protonirana) (neprotonirana)

KAKO UGOTOVIMO, ALI IMA PRI DOLOČENI pH VREDNOSTI AMINOKISLINA SKUPINA NABOJ?

AH2 (+) AH A (‐)

AH3(+) AH2 AH(‐) A(2‐)

AH3 (2+) AH2(+)  AH                 A(‐)

(AK z radikalom, ki ne disociira)

(Kisle AK)

(Bazične AK)

pH = pKa + log (neprotonirana)/(protonirana)

NABOJ ALANINA PRI RAZLIČNIH VREDNOSTIH pH

IZOELEKTRIČNA IN IZOIONSKA TOČKA AMINOKISLIN

Je tisti pH, pri katerem ima aminokislina neto naboj nič.

Izoionska točka – pH določen v vodi.

Izoelektrična toka – pH določen v enem izmed pufrov.

http://themedicalbiochemistrypage.org/amino‐acids.php

pI

pI – aritmetična sredina med tistima dvema pKavrednostima, ki obdajata ion dvojček

pI

AMINOKISLINE - POVZETEK

20 Pogostih AK v proteinih ima -karboksilno skupino, - amino skupino ter radikal.

Glede na naravo radikala AK razporedimo v 5 skupin.

Z izjemo glicina imajo vse AK najmanj dve stereoizomerni obliki

V proteinih najdemo L-aminokisline.

Obstaja nekaj 100 manj pogostih AK, ki nastanejo s kovalentnimi modifikacijami AK. So deli proteinov ali pa so proste.

AK v vodnih raztopinah delujejo kot šibke kisline ali šibke baze. K pufrskim lastnostimproteinov največ prispeva radikal histidina.

AMINOKISLINE ‐ POVZETEK

AMINOKISLINE SE POVEZUJEJO S PEPTIDNIMI VEZMI

http://web.virginia.edu/heidi/chapter4/Flash/figure4_2.html

Reakcija je kondenzacija. Peptidna vez je amidna vez med AK ostanki

N-konec C-konec

VSAK PEPTID IN VSAK PROTEIN) IMATA N- IN C-TERMINALNI KONEC

http://www.alphalyse.com/n‐c‐terminal‐sequence.html

POIMENOVANJE PEPTIDOV

K PUFRSKIM LASTNOSTIM PEPTIDOV IN PROTEINOV PRISPEVATA C IN N TERMINALNA SKUPINA TER NEKATERI RADIKALI