Biomoleculen
Biomoleculen
Persoonlijkheid wordt bepaald door functionele groepen
Eigenschappen bepaald door structuur in 3D ruimte
➢ Vb
Thalidomide enantiomeren - Geneesmiddel tegen zwangerschapsmisselijkheid – softenon
R-thalidomide (goede vorm)
S-thalidomide (ontstaat mee met de R vorm: beide aanwezig)
• Zelfde functionele groepen
• Zelfde reactiviteit
• Probleem: mengsel van enantiomeren
-> S-thalidomide bindt aan receptor van belang bij ontwikkeling ledematen
-> kinderen met misvormde ledematen
➢ Vb
Aspartaan (stereoisomeren)
➢ L-vorm = zoet (past op receptor die zoete smaak geeft)
➢ D-vorm = bitter (past op receptor die bittere smaak geeft)
aminozuren
Nomenclatuur
Koolstoffen benoemen met
• Cijfer
• Griekse letters
Aanwezig
• Carboxylgroep
• Aminegroep
• Restgroep
• H-atoom
Rond de alfa koolstof = centrale koolstof
Indeling aminozuren volgens eigenschappen: kennen wat aangeduid is met haakje
Getallen na komma’s niet
5 groepen aminozuren
,Niet-polair met alifatische zijketens
Allemaal inert, alifatisch non polair, hydrofoob en geen functionele groepen
Zijketens clusteren samen
Glycine
➢ H (bevat geen zijketen) -> kleine zijketen -> weinig bijdrage voor hydrofobe reacties
➢ Enigste niet asymmetrisch
➢ Grotere conformationele flexibiliteit
-> tussen aminozuren zijn peptidebindingen die niet roteren
Aminozuur zelf kan wel roteren bij alfa koolstof
-> waterstof zo dicht bij koolstof dus bij draaien rond as weinig sterische hinder
-> in grote eiwitten: stukken die als “scharnier” dienen om plooien van eiwit mogelijk te
maken
bestaan uit glycines
Alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine
➢ Inerte, alifatische zijketen
➢ Non polair
➢ Hydrofoob
➢ Geen functionele groepen
➢ Zijketens -> neiging om samen te clusteren in eiwitten -> stabiliseert eiwitstructuur
(hydrofobe reacties)
➢ Dragen bij tot structuur eiwit: innemende ruimte door zijketen
Alanine
➢ In vitro mutagenese
= vraag naar rol van zijketen beantwoorden door codon van aminozuur vervangen door codon
van alanine
Vb.
Eiwit met gekende aminozuur en DNA sequentie
Je weet welke codon voor welk aminozuur codeert
Bij in vitro mutagenese:
doelbewust een bepaald aminozuur waarvan je zijn belang afvraagt
-> ‘zijketen afknippen’
= codon voor bv lysine op die specifieke plaats voor dat eiwit veranderen naar alanine codon
Methionine
➢ Thioether
Isoleucine
➢ Extra asymmetrisch centrum
Proline
➢ Cyclisch gematigd non-polair (staat fout in zijn slide heeft hij zelf gezegd)
➢ Rigide vanwege ring
, ➢ aminogroep wordt in rigide conformatie gehouden (beschouw als alifatische zijketen
covalent gebonden aan N van peptidebinding) -> geen vorming H-bruggen
➢ Eigenschap: knikvorming/bochtvorming
Zonder bochten en knikken heb je gewoon lineaire eiwitten zonder veel diversiteit
Vormen van bochten in peptideketeneiwitten = vereist
Probleem:
Cis: peptideruggengraat -> bochten = nodig (meer sterische hinder)
Trans: peptideruggengraat -> lineair = energetisch gunstiger door minder sterische hinder
Oplossing: proline
Cis: een sterke bocht en zijketens verder van elkaar dan in cisconfiguratie van andere AZ
Aromatische R groepen
Fenylalanine
➢ Hydrofoob
➢ Apolair
➢ Weinig reactief
Tyrosine
➢ -OH => intermediair polair, H-bruggen, functionele groep in enzymen, fosforylatieplaats
Fosforylatie= P bindt aan OH
Tyrosine fosforyleren door tyrosinekinase
=> meer negatief geladen plaatsen => 3D conformatie verandert
=> gaat vak mis in kankercellen: tyrosinekinasen
Genen die coderen voor tyrosinekinsasen werken niet deftig
Tyrosinekinasen -> overmatige fosforylatie
Tryptofaan
➢ Intermediair polair (door N in indolring)
➢ Zeldzaam: tryptofaan relatief minder aanwezig in eiwitten
➢ Structurele studies
➢ Grootste zijketen van alle 20 standaard AZ
Belangrijke techniek: spectrofotometer
Concentratie aan eiwitten in oplossing meten vb. proteïnurie: aantal eiwitten in pipi bepalen
Eiwitten bevatten aromatische aminozuren die UV-licht absorberen.
Eiwitten absorberen enkel licht van welbepaalde golflengte. Lichtbron (met licht van verschillende golflengten) schijnt
op monochromator. Monochromator zorgt dat er licht uitgezonden wordt met eenzelfde golflengte. Lichtbundel wordt
door oplossing met eiwitten gestuurd. Hoeveelheid absorptie van licht (meten van licht voor en na oplossing) bepaald
hoeveelheid eiwitten er in het oplossing zijn.
, Referentie nodig = standaardoplossing (waarvan verband met hoeveelheid absorptie en eiwitten kennen)
Hiermee vergelijken
Polair ongeladen R groepen
Cysteïne
➢ -SH (sulfhydryl R-groep) -> polair met pKa 8,2 (dus bij licht alkalisch PH ioniseert het AZ)
➢ 2 cysteïnes kunnen reageren door wegnemen van 2 protonen en 2 elektronen (oxidatie)
-> zwavelbrug
-> cystine (disulfide) (teveel: cystinurie = nierstenen)
➢ Belangrijk in katalytisch centrum van enzymen
Ionisatie: SH -> S- en H+ -> sterk nucleofiele zwavelgroep
Vb. enzym met taak om binding te breken
S van cysteïne zal na afgeven van proton een aanval uitvoeren op C
Elektronenparen herschikken
coA splitst af
serine en threonine
➢ - OH -> polair + waterstofbrugvorming
➢ OH groepen kunnen gefosforyleerd worden -> cellulaire signaaltransductie
➢ H atoom gedeeld tussen 2 AZ => niet erg: covalente interactie tussen AZ
➢ Eerste voorbeeld: signaaltransductie paren
➢ Proteïnekinasen: enzymen die op ander eiwit fosfaatgroepen kunnen inplanten: vervangen in
serine en threonine de H in een P -> actief / inactief worden
Biomoleculen
Persoonlijkheid wordt bepaald door functionele groepen
Eigenschappen bepaald door structuur in 3D ruimte
➢ Vb
Thalidomide enantiomeren - Geneesmiddel tegen zwangerschapsmisselijkheid – softenon
R-thalidomide (goede vorm)
S-thalidomide (ontstaat mee met de R vorm: beide aanwezig)
• Zelfde functionele groepen
• Zelfde reactiviteit
• Probleem: mengsel van enantiomeren
-> S-thalidomide bindt aan receptor van belang bij ontwikkeling ledematen
-> kinderen met misvormde ledematen
➢ Vb
Aspartaan (stereoisomeren)
➢ L-vorm = zoet (past op receptor die zoete smaak geeft)
➢ D-vorm = bitter (past op receptor die bittere smaak geeft)
aminozuren
Nomenclatuur
Koolstoffen benoemen met
• Cijfer
• Griekse letters
Aanwezig
• Carboxylgroep
• Aminegroep
• Restgroep
• H-atoom
Rond de alfa koolstof = centrale koolstof
Indeling aminozuren volgens eigenschappen: kennen wat aangeduid is met haakje
Getallen na komma’s niet
5 groepen aminozuren
,Niet-polair met alifatische zijketens
Allemaal inert, alifatisch non polair, hydrofoob en geen functionele groepen
Zijketens clusteren samen
Glycine
➢ H (bevat geen zijketen) -> kleine zijketen -> weinig bijdrage voor hydrofobe reacties
➢ Enigste niet asymmetrisch
➢ Grotere conformationele flexibiliteit
-> tussen aminozuren zijn peptidebindingen die niet roteren
Aminozuur zelf kan wel roteren bij alfa koolstof
-> waterstof zo dicht bij koolstof dus bij draaien rond as weinig sterische hinder
-> in grote eiwitten: stukken die als “scharnier” dienen om plooien van eiwit mogelijk te
maken
bestaan uit glycines
Alanine, valine, leucine, isoleucine, methionine
➢ Inerte, alifatische zijketen
➢ Non polair
➢ Hydrofoob
➢ Geen functionele groepen
➢ Zijketens -> neiging om samen te clusteren in eiwitten -> stabiliseert eiwitstructuur
(hydrofobe reacties)
➢ Dragen bij tot structuur eiwit: innemende ruimte door zijketen
Alanine
➢ In vitro mutagenese
= vraag naar rol van zijketen beantwoorden door codon van aminozuur vervangen door codon
van alanine
Vb.
Eiwit met gekende aminozuur en DNA sequentie
Je weet welke codon voor welk aminozuur codeert
Bij in vitro mutagenese:
doelbewust een bepaald aminozuur waarvan je zijn belang afvraagt
-> ‘zijketen afknippen’
= codon voor bv lysine op die specifieke plaats voor dat eiwit veranderen naar alanine codon
Methionine
➢ Thioether
Isoleucine
➢ Extra asymmetrisch centrum
Proline
➢ Cyclisch gematigd non-polair (staat fout in zijn slide heeft hij zelf gezegd)
➢ Rigide vanwege ring
, ➢ aminogroep wordt in rigide conformatie gehouden (beschouw als alifatische zijketen
covalent gebonden aan N van peptidebinding) -> geen vorming H-bruggen
➢ Eigenschap: knikvorming/bochtvorming
Zonder bochten en knikken heb je gewoon lineaire eiwitten zonder veel diversiteit
Vormen van bochten in peptideketeneiwitten = vereist
Probleem:
Cis: peptideruggengraat -> bochten = nodig (meer sterische hinder)
Trans: peptideruggengraat -> lineair = energetisch gunstiger door minder sterische hinder
Oplossing: proline
Cis: een sterke bocht en zijketens verder van elkaar dan in cisconfiguratie van andere AZ
Aromatische R groepen
Fenylalanine
➢ Hydrofoob
➢ Apolair
➢ Weinig reactief
Tyrosine
➢ -OH => intermediair polair, H-bruggen, functionele groep in enzymen, fosforylatieplaats
Fosforylatie= P bindt aan OH
Tyrosine fosforyleren door tyrosinekinase
=> meer negatief geladen plaatsen => 3D conformatie verandert
=> gaat vak mis in kankercellen: tyrosinekinasen
Genen die coderen voor tyrosinekinsasen werken niet deftig
Tyrosinekinasen -> overmatige fosforylatie
Tryptofaan
➢ Intermediair polair (door N in indolring)
➢ Zeldzaam: tryptofaan relatief minder aanwezig in eiwitten
➢ Structurele studies
➢ Grootste zijketen van alle 20 standaard AZ
Belangrijke techniek: spectrofotometer
Concentratie aan eiwitten in oplossing meten vb. proteïnurie: aantal eiwitten in pipi bepalen
Eiwitten bevatten aromatische aminozuren die UV-licht absorberen.
Eiwitten absorberen enkel licht van welbepaalde golflengte. Lichtbron (met licht van verschillende golflengten) schijnt
op monochromator. Monochromator zorgt dat er licht uitgezonden wordt met eenzelfde golflengte. Lichtbundel wordt
door oplossing met eiwitten gestuurd. Hoeveelheid absorptie van licht (meten van licht voor en na oplossing) bepaald
hoeveelheid eiwitten er in het oplossing zijn.
, Referentie nodig = standaardoplossing (waarvan verband met hoeveelheid absorptie en eiwitten kennen)
Hiermee vergelijken
Polair ongeladen R groepen
Cysteïne
➢ -SH (sulfhydryl R-groep) -> polair met pKa 8,2 (dus bij licht alkalisch PH ioniseert het AZ)
➢ 2 cysteïnes kunnen reageren door wegnemen van 2 protonen en 2 elektronen (oxidatie)
-> zwavelbrug
-> cystine (disulfide) (teveel: cystinurie = nierstenen)
➢ Belangrijk in katalytisch centrum van enzymen
Ionisatie: SH -> S- en H+ -> sterk nucleofiele zwavelgroep
Vb. enzym met taak om binding te breken
S van cysteïne zal na afgeven van proton een aanval uitvoeren op C
Elektronenparen herschikken
coA splitst af
serine en threonine
➢ - OH -> polair + waterstofbrugvorming
➢ OH groepen kunnen gefosforyleerd worden -> cellulaire signaaltransductie
➢ H atoom gedeeld tussen 2 AZ => niet erg: covalente interactie tussen AZ
➢ Eerste voorbeeld: signaaltransductie paren
➢ Proteïnekinasen: enzymen die op ander eiwit fosfaatgroepen kunnen inplanten: vervangen in
serine en threonine de H in een P -> actief / inactief worden
