Tag: proteinstruktur

Aminosyrer og proteinstruktur

Proteinstruktur
I mennesker og i naturen er alle aminosyrer i L-form (stereoisomer). Vi skiller aminosyrer alltid ved R-gruppen (sidegruppen). Aminosyrer og proteiner kan virke som buffere rundt deres respektive pKa-verdier. Histadin har en pKa-verdi ~6 (nær nøytral pH). 

Hvor bindes aminosyrene sammen?
I ribosomene. Reaksjonen minker kaoset i systemet (entropien) betydelig. Aminosyrene går fra å flyte fritt i cytosol til å bli satt sammen i en spesifikk sekvens. Vi trenger energi og enzymer for at reaksjonen skal gå.

Enzymer katalyserer andre enzymer er ikke proteiner. Vi har tre enzymer i kroppen som er RNA-enzymer (trolig rester fra tidligere evolusjonær historie).

Peptidbindingen er en resonnerende “1.5”, delvis dobbeltbinding. Dette begrenser bevegeligheten til bindingen (derfor rett). Reaksjonen er en kondensasjonsreaksjon som spalter av et H2O-molekyl.

Naturens prinsipp: maksimering av stabilitet.

Proteiner kan denatureres av bl.a. temperatur, pH, og saltkonsentrasjon. Proteinets egenskaper er avhengig av foldningen. Små dipolkrefter samles i en slags “borrelåseffekt”: Van der Waal, hydrogenbindinger, polare samhandlinger, (disulfidbindinger, kovalente) usw.

  • Primærstruktur
    Aminosyrenes rekkefølge
  • Sekundærstruktur
    Alfaheliks, betaflak
    Hydrogenbindinger inni, hydrogenbindinger mellom
  • Tertiærstrukturen
    Komplekser av sekundærstrukturen
  • Kvartærstrukturen
    Flere polypeptider samler seg og danner multimerte proteiner

Sigdcelleanemi skyldes mutasjon i en aminosyre i hemoglobin (små forskjeller, store virkninger).

Foreleser: Sandip Kanse

Ressurser
Presentasjon

Enzymer

Katabolismen gir energi.

  • 1 etanol
    ~14 ATP
  • 1 glukose
    ~30 ATP
    GLU(C6H12O6) + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
    dG = -2880 kJ/mol
    ADP + P(a) → ATP
    dG = 30 kJ / mol
    Teoretisk ville vi kunne fått ~100 ATP-molekyler fra ett glukose, dvs. at kroppen er ~30% effektiv. 

Ingen gjetning, vi vet så og si nøyaktig.

dG = dH – T*dS
dG change in available energy (free)
dH change in enthalpy of heat
T absolute temperature
dS change in entropy

G0: G under standard betingelser
G0′: G under standard fysiologiske / biokjemiske betingelser (e.g. pH 7)

dG0 = -RT*ln(Keq)
Keq likevektskonstant

Keq = [B]eq / [A]eq
[X]eq: likevektskonsentrasjon av X

Når konsentrasjonene ikke er ved likevekt:
dG = dG0 + RTln([B]/[A])

ADP + P → ATP (atpsyntase)
Ved likevekt: 10 000 ADP og 1 ATP fordi ADP er mer stabilt (termodynamisk gunstig) enn ATP. Vi kan påvirke likevekten ved å hele tiden fjerne ATP fra systemet. 

Enzymer funker ikke ved å endre på en reaksjons iboende termodynamiske egenskaper (f.eks. G), men ved å bl.a. senke aktiveringsenergi eller øke sannsynlighet for fordelsaktige kollisjoner. Termodynamikk i seg selv kan ikke forutse reaksjonens hastighet, men den kan måles (eksperimentelt).

V: d[B] / dt = -d[A] / dt
V = k1 * [A]n – k-1*[B]n
k reaksjonskonstant

Hastigheten avhenger av mellomstadiumsbarrieren. Mellomstadiet har høyere energi enn både produkter og reaktanter (toppen av aktivasjonsenergikurven).

Fosforylering av glukose (glukose til glukose-6-fosfat) er den første reaksjonen i glykolysen og ikke-spontan. Energien for å overkomme aktiveringsenergien kommer fra ATP (koblede reaksjoner).

Ved koblede reaksjoner kan dG-verdiene adderes.

|G + P: ikke-spontan
|ATP: spontan
||G + ATP: spontan (men fortsatt behov for litt aktiveringsenergi og kan videre katalyseres av enzymer)

Hvorfor har vi enzymer som metaboliserer etanol?
Vi produserer tusenvis av molekyler i kroppen vår. Enzymene er en del av andre metabolske stier. Fermentering av mat i tarmen.

Foreleser: Sandip Kanse

Ressurser
Presentasjon