AMINOSAVAKAMINOSAVAK

a fehérjéket a fehérjéket -aminosavak építik -aminosavak építik fel, az aminocsoport a fel, az aminocsoport a karboxilcsoport melletti karboxilcsoport melletti szénatomhoz kapcsolódikszénatomhoz kapcsolódik

az aminosavak az R-oldallánc az aminosavak az R-oldallánc szerkezetében különböznek szerkezetében különböznek egymástólegymástól

AMINOCSOPORTKARBOXILCSOPORT

-szénatom

oldallánc

Alanin: Ala; A

Valin: Val; V

Leucin: Leu; L

Glicin: Gly; G

Szerin: Ser; S

Treonin: Thr; T

Cisztein: Cys; C

Izoleucin: Ile; I

Tirozin: Tyr; Y

Fenilalanin: Phe; F

Aszparagin: Asn; N

Triptofán: Trp; W

Glutamin: Gln; Q

Metionin: Met; M

Lizin: Lys; K

Arginin: Arg; R

Hisztidin: His; H

Prolin: Pro; P

Aszparaginsav (aszpartát): Asp; D

Glutaminsav (glutamát): Glu; E

Az aminosavak rövidítéseiAz aminosavak rövidítései(hárombetűs ill. egybetűs)(hárombetűs ill. egybetűs)

Apoláris, hidrofób oldalláncú aminosavak

A glicinben található hidrogénatom nem befolyásolja lényegesen a molekula töltéseloszlását, ezért az apoláris oldalláncú aminosavak közé is besorolható.

Poláris oldalláncú, töltéssel nem rendelkező aminosavak

Savas oldalláncú, Savas oldalláncú, negatív töltésű negatív töltésű

aminosavakaminosavak

Bázikus oldalláncú, Bázikus oldalláncú, pozitívpozitív

töltésű aminosavaktöltésű aminosavak

Néhány ritka aminosavNéhány ritka aminosav

N-metil-lizinN-metil-lizin

N-metil-hisztidinN-metil-hisztidin

4-hidroxi-prolin4-hidroxi-prolin

5-hidroxi-lizin5-hidroxi-lizin

-karboxi-glutamát-karboxi-glutamát

az aminosavak optikailag aktívakaz aminosavak optikailag aktívak

két enantiomer formájuk fordulhat két enantiomer formájuk fordulhat elő: jobbra és balra forgató elő: jobbra és balra forgató módosulatmódosulat

Az aminosavak optikai Az aminosavak optikai sajátságaisajátságai

Az aromás Az aromás oldalláncú oldalláncú aminosavak aminosavak abszorpciós abszorpciós spektrumaspektruma

A treonin és az izoleucin két királis A treonin és az izoleucin két királis szénatomot tartalmaz 4-4 szénatomot tartalmaz 4-4 optikailag aktív módosulatoptikailag aktív módosulat

Az aminosavak sav-bázis Az aminosavak sav-bázis jellegejellege

Mindkét funkciós Mindkét funkciós csoport csoport reverzíbilisen reverzíbilisen protonálódhat, ill. protonálódhat, ill. deprotonálódhatdeprotonálódhat

az aminosavak az aminosavak amfoter amfoter tulajdonsága alakítja tulajdonsága alakítja ki az ki az ikerionos ikerionos szerkezetetszerkezetet

azt a pH-értéket, ahol az aminosav teljes azt a pH-értéket, ahol az aminosav teljes mennyisége ikerion formában van jelen mennyisége ikerion formában van jelen izoelektromos pontnakizoelektromos pontnak nevezzük nevezzük

a Henderson-Hasselbach egyenlet a Henderson-Hasselbach egyenlet segítségével kiszámíthatók az amino- és segítségével kiszámíthatók az amino- és karboxilcsoportra jellemző savi disszociációs karboxilcsoportra jellemző savi disszociációs állandók:állandók:

1 kationlog

ikerions COOHpK pK pH

2

2 ikerionlog

anions NHpK pK pH

Az izoelektromos pontot (IP) a pKAz izoelektromos pontot (IP) a pKCOOHCOOH és és pKpKNHNH22 értéke határozza meg:értéke határozza meg:

2

2

COOH NHpK pK

IP

Az aminosavak kémiai Az aminosavak kémiai reakcióireakciói

AlkilezésAlkilezés: betainok állíthatók elő: betainok állíthatók elő

ArilezésArilezés: aromás oldallánc kapcsolódik : aromás oldallánc kapcsolódik az aminosavak aminocsoportjáhozaz aminosavak aminocsoportjához

A folyamat lépései:A folyamat lépései: amino-terminális aminosav jelöléseamino-terminális aminosav jelölése peptid vagy fehérje hidrolízisepeptid vagy fehérje hidrolízise dinitro-fenil-aminosav azonosításadinitro-fenil-aminosav azonosítása

(SÁRGA)

A A dabzil-kloriddabzil-klorid is specifikusan jelöli az is specifikusan jelöli az --NHNH2 2 csoportokatcsoportokat

A A danzil-kloriddanzil-klorid fluoreszcens szulfonsav- fluoreszcens szulfonsav-származék, tovább növeli az aminosav-származék, tovább növeli az aminosav-kimutatás érzékenységét:kimutatás érzékenységét:

Az N-terminális aminosavakAz N-terminális aminosavak

meghatározásának főbb lépései meghatározásának főbb lépései fluoreszcensfluoreszcens

származék segítségével:származék segítségével:

amino-terminális aminosav jelöléseamino-terminális aminosav jelölése peptid vagy fehérje hidrolízisepeptid vagy fehérje hidrolízise a módosított aminosav fotometriás a módosított aminosav fotometriás

vagy fluorimetriás azonosításavagy fluorimetriás azonosítása

Reakció Reakció ninhidrinninhidrinnel:nel:

színes termék

Reakció salétromossavvalReakció salétromossavval

ReakcióReakció aldehidekkel aldehidekkel : Schiff-bázis képződés: Schiff-bázis képződés

Oxidatív dezaminálás Oxidatív dezaminálás : oxidálószerek : oxidálószerek jelenlétébenjelenlétében

TranszaminálásTranszaminálás

AMINOSAV1 + -KETOSAV2 -KETOSAV1 AMINOSAV2+

A karboxilcsoport reakcióiA karboxilcsoport reakciói a karboxilcsoport átalakítható a karboxilcsoport átalakítható

karbonsav-származékokkákarbonsav-származékokká hevítés hatására dekarboxilezhetőkhevítés hatására dekarboxilezhetők nehézfémekkel komplexeket alkotnaknehézfémekkel komplexeket alkotnak

Aminosavelegyek analíziseAminosavelegyek analízise

ElektroforézisElektroforézis

Ioncserélő kromatográfiaIoncserélő kromatográfia

HPLC HPLC

((HHigh igh PPerformance erformance LLiquid iquid CChromatograpy)hromatograpy)

PEPTIDEK ÉS PEPTIDEK ÉS FEHÉRJÉKFEHÉRJÉK

Az aminosavak Az aminosavak -amino és -amino és -karboxil--karboxil-csoportjacsoportja

vízkilépés közben peptidkötést alakít kivízkilépés közben peptidkötést alakít ki

A peptidek és fehérjék A peptidek és fehérjék aminosavsorrendjét a aminosavsorrendjét a

szabad szabad -aminocsoporttól a szabad -aminocsoporttól a szabad

-karboxilcsoportot tartalmazó rész -karboxilcsoportot tartalmazó rész felé felé

haladva írjuk le.haladva írjuk le.N-terminális

C-terminális

A peptidkötés térszerkezeteA peptidkötés térszerkezete A C-N kötés távolsága 0,132 nm; az A C-N kötés távolsága 0,132 nm; az

egyszeres és kettős kötéstávolság közé esikegyszeres és kettős kötéstávolság közé esik a peptidkötés hat atomja egy síkban a peptidkötés hat atomja egy síkban

helyezkedik elhelyezkedik el

Transz- és cisz-peptidkötésTransz- és cisz-peptidkötés

Természetben előforduló Természetben előforduló peptidekpeptidek

karnozinkarnozin: izomban található dipeptid: izomban található dipeptid

glutationglutation: redukált és oxidált : redukált és oxidált glutation a sejtekben redoxi-glutation a sejtekben redoxi-rendszerként működikrendszerként működik

Oxitocin, vazopresszin, bradikininOxitocin, vazopresszin, bradikinin::

InzulinInzulin:: két polipeptid-láncból épül fel, két polipeptid-láncból épül fel,

amelyeket két diszulfidhíd köt összeamelyeket két diszulfidhíd köt össze fémionok (pl.Znfémionok (pl.Zn2+2+) stabilizálják a ) stabilizálják a

szerkezetétszerkezetét

GlukagonGlukagon a hasnyálmirigy Langerhans-a hasnyálmirigy Langerhans-

szigeteinek szigeteinek -sejtjeiben -sejtjeiben termelődiktermelődik

a biológiailag aktív hormon 29 a biológiailag aktív hormon 29 aminosav-maradékból államinosav-maradékból áll

Fehérjék (proteinek)Fehérjék (proteinek)

makromolekulákmakromolekulák

az egyszerű fehérjék az egyszerű fehérjék

összetett fehérjék (proteidek)összetett fehérjék (proteidek)

CsoportosításCsoportosítás

Biológiai funkció Biológiai funkció alapján:alapján:

1.1. EnzimekEnzimek (tripszin) (tripszin)2.2. TranszportfehérjékTranszportfehérjék

(hemoglobin)(hemoglobin)3.3. Kontraktilis fehérjékKontraktilis fehérjék

(miozin)(miozin)4.4. VázfehérjékVázfehérjék (kollagén) (kollagén)5.5. TartalékfehérjeTartalékfehérje (kazein) (kazein)6.6. VédőfehérjékVédőfehérjék

(ellenanyagok)(ellenanyagok)7.7. HormonokHormonok (inzulin) (inzulin)

Alak szerint:Alak szerint:

globuláris fehérjékglobuláris fehérjék pl. enzimekpl. enzimek

fibrilláris fehérjékfibrilláris fehérjék pl. kollagénpl. kollagén

Fizikai és kémiai tulajdonságok:Fizikai és kémiai tulajdonságok: a molekulatömeg széles határok a molekulatömeg széles határok

között változikközött változik elválasztásukra és kimutatásukra elválasztásukra és kimutatásukra

gyakran alkalmazzák a fehérjék gyakran alkalmazzák a fehérjék kicsapási reakcióitkicsapási reakcióit

a kicsapás a kicsapás reverzíbilis reverzíbilis és és irreverzíbilisirreverzíbilis lehetlehet reverzíbilis: kisózás neutrális sókkal, reverzíbilis: kisózás neutrális sókkal,

kicsapás szerves oldószerekkelkicsapás szerves oldószerekkel irreverzíbilis: melegítéssel, tömény irreverzíbilis: melegítéssel, tömény

ásványi savakkal, lúgokkal, ásványi savakkal, lúgokkal, nehézfémsókkal, rázássalnehézfémsókkal, rázással

A fehérjék kimutatása A fehérjék kimutatása színreakciókkal:színreakciókkal:

XantoproteinXantoprotein-reakció: -reakció: aromás aminosavakat aromás aminosavakat tartalmazó fehérjék tömény salétromsav hatására tartalmazó fehérjék tömény salétromsav hatására kicsapódnak. Sárga színreakció.kicsapódnak. Sárga színreakció.

MillonMillon-reakció: -reakció: tirozint tartalmazó fehérjék tirozint tartalmazó fehérjék Millon-reagens hatására vörös csapadékot képeznek.Millon-reagens hatására vörös csapadékot képeznek.

AdamkiewiczAdamkiewicz-próba: -próba: a triptofán tartalmú a triptofán tartalmú fehérjék tömény kénsav és glioxilsav jelenlétében fehérjék tömény kénsav és glioxilsav jelenlétében ibolyaszínű kondenzációs terméket képeznek.ibolyaszínű kondenzációs terméket képeznek.

Kéntartalom kimutatása: Kéntartalom kimutatása: ólom-acetáttal és ólom-acetáttal és nátrium-hidroxiddal melegítve fekete csapadék nátrium-hidroxiddal melegítve fekete csapadék képződik.képződik.

Ninhidrin: Ninhidrin: pozitív reakció esetén kékesibolya pozitív reakció esetén kékesibolya elszíneződés.elszíneződés.

BiuretBiuret-reakció:-reakció: lúgos közegben réz-szulfát oldat lúgos közegben réz-szulfát oldat hatására ibolyaszín elszíneződés.hatására ibolyaszín elszíneződés.

Fehérjék térszerkezeteFehérjék térszerkezete

Elsődleges szerkezetElsődleges szerkezet: : aminosavsorrendaminosavsorrend

Másodlagos szerkezetMásodlagos szerkezet: a : a polipeptidlánc periodikus rendezettségepolipeptidlánc periodikus rendezettsége -hélix-hélix: a polipeptidlánc : a polipeptidlánc

csavarmenetszerűen rendeződikcsavarmenetszerűen rendeződik -szerkezet-szerkezet: két vagy több polipeptidlánc , : két vagy több polipeptidlánc ,

polipeptidlánc-szakasz között kialakuló polipeptidlánc-szakasz között kialakuló redőzött lemez, lehet paralel és antiparalelredőzött lemez, lehet paralel és antiparalel

A másodlagos szerkezet fontos A másodlagos szerkezet fontos elemei a elemei a hajtűkanyarokhajtűkanyarok vagy vagy --kanyarokkanyarok, melyek lehetővé teszik a , melyek lehetővé teszik a polipeptidlánc visszahajlásátpolipeptidlánc visszahajlását

Harmadlagos szerkezetHarmadlagos szerkezet: : a polipeptidlánc periodikusan a polipeptidlánc periodikusan

rendezett és periodikus rendezett és periodikus rendezettséget nem mutató szakaszai rendezettséget nem mutató szakaszai egymás közelébe kerülnek és egymás közelébe kerülnek és háromdimenziós globuláris háromdimenziós globuláris térszerkezetet hoznak létretérszerkezetet hoznak létre

a térszerkezet kialakításában szerepet a térszerkezet kialakításában szerepet játszanak: diszulfidhidak, játszanak: diszulfidhidak, hirdrogénkötések, elektrosztatikus hirdrogénkötések, elektrosztatikus kölcsönhatások, és hidrofób kölcsönhatások, és hidrofób kölcsönhatásokkölcsönhatások

Mioglobin:Mioglobin:

Immunglobulin:Immunglobulin:

Negyedleges Negyedleges szerkezetszerkezet::

kialakulása a kialakulása a fehérjék önrendező fehérjék önrendező tulajdonságával tulajdonságával függ összefügg össze

a láncok kapcsolódó a láncok kapcsolódó felületei felületei komplementerek, komplementerek, szerkezeti szerkezeti tulajdonságaik tulajdonságaik egymást kiegészítikegymást kiegészítik