Aantekeningen biochemie I
Hoofdstuk 5 – eiwitstructuur
Primaire structuur
- Beschrijving van covalente bindingen (peptidebindingen)
- Eigenlijk het opsommen van de aminozuursequentie
- Disulfidebindingen
Insuline bestaat uit een alfa en een beta keten die samengehouden worden door twee
disufidebindingen.
Wat maakt het ene eiwit een enzym, het andere een hormoon en nog een ander een antilichaam?
structuur
Vier niveaus van organisatie worden gedefinieerd net betrekking tot de structuur van een eiwit.
De primaire structuur:
1. Bepaalt de vouwstructuur
2. Bepaalt de functie
3. Aminozuursequentie redelijk geconserveerd (= als daar mutaties in ontstaan en belangrijke
aminozuursequenties veranderen gebeurt er verlies van structuur en als snel verlies van
functie)
4. 20%-30% van de eiwitten polymorf
Isovorm = gelijkaardige vorm. Functie is hetzelfde maar primaire structuur niet (vaak
weefselspecifiek):
- Verwante genen
- Verschillende allelen van hetzelfde gen
- Alternative splicing (= dat de isovormen afkomstig zijn vanuit hetzelfde gen) andere manier is
genduplicatie (waarbij het gen verdubbeld wordt, waardoor je twee kopies krijgt van het
genoom die door evolutie gaan verschillen)
Secundaire structuur
Vanaf de secundaire structuur zijn het ruimtelijke structuren.
Tertiair structuur is de finale globale ruimtelijke 3d structuur van 1 eiwit of 1 peptideketen, daar
binnenin verschillende typisch van lokale ruimtelijke structuren die voor kunnen komen dat zijn de
secundaire structuren.
Enzym is een eiwit dat biochemische reacties uitvoert waarbij het substraat omgezet wordt in een
andere molecule. Als eerste moet dat substraat gaan binden op het enzym. Vervolgens gaat het
enzym iets heel specifieks doen met het substraat.
Structuur deels bepaald door eigenschappen van de peptidebinding. De peptidebinding is een
resonantiehybride. Hierdoor is de binding rigide en planair. Vertoont een dipoolmoment. Dus de
peptidebinding kan niet bijdragen tot het opvouwen van het eiwit, geen rotaties mogelijk. Nog maar
twee mogelijkheden: fi en psi. Hierrond kan de structuur geroteerd worden waardoor het eiwit
, opgevouwen kan worden. Niet elke hoek of combinatie is mogelijk door fysieke beperkingen
(sterische effecten). Meest uitgestrekt vorm is 180 graden. Meest opgevouwen vorm is 0 graden.
Theoretisch daartussen ook nog veel hoeken mogelijk, maar in de werkelijkheid niet het geval.
Andere combinaties zijn waarschijnlijker door de kans om h-bindingen te vormen. Ramachandran-
plot: grafiek voor 1 eiwit, toont de hoeken voor psi en fi die voorkomen. Witte ruimtes komen niet
voor, door sterische effecten. Hoe donkerder blauw hoe vaker de combinatie voorkomt,
onderscheidt door die twee regio’s bepaald door verschil in hoek psi. Twee structuren bespreken.
Alfa helix spiraal vormige structuur. Tweede uitgestrekte type is beta conformatie. Er is ook nog een
beta turn en onregelmatige secundaire structuren (niet bespreken).
Alfa helix: compact, 0 graden < psi < -70 graden. Fi niet genoemd want maakt geen verschil. Zeer
stabiel, want gestabiliseerd door h-bindingen tussen de peptideketens. Alle r-groepen naar buiten
gericht, wat bepaalt hoe het eiwit met zijn omgeving gaat interageren (hydrofiel/hydrofoob). H
bindingen tussen alle peptideketens behalve aan de uiteinden van de keten. Peptidebidingen parallel
aan de as van de helix. Zijketens loodrecht op de as van de helix. Bijna alleen maar rechtshandige
helixen. 25% van de aminozuren in een eiwit zijn helix vormig. Niet alle aminozuren zijn sterke alfa
helixvormers. Ala en leu zijn sterke alfa helix vormers: klein en hydrofoob. Vorm bepaalt door welke
aminozuren erin zitten dus. Pro breekt helix af: geen rotatie rond n-c alfa. Gly breekt a helix: te kleine
r -groep, niet rigide.
Beta conformatie: uitgestrekt, 90 graden<psi<180 graden. Geen h-bindingen binnen de keten.
Verschillende ketens samen vormen structuur van een “gevouwen blad”. Beta sheet (verschillende
beta conformaties naast elkaar, parallele polypeptideketens in uitgestrekte beta conformatie). H
bindingen tussen ketens binnen de beta sheet. twee types sheet: antiparallel en parallel, verschil in
orientatie van uiteinde van aminozuurketens. Ketens samengehouden door h bindingen in een sheet,
TUSSEN niet BINNEN (alfa helix) ketens.
Beta turns = bochten tussen beta sheets, secundaire structuur van richting doen veranderen, vier
aminozuren. = dus een opeenvolging van vier aminozuren.
Functies zijn dus gevolg van structuur van eiwit!
Ramachandaran plot ppt! Assen kunnen benoemen en benoemen zone alfa helixen en beta sheets.
Tertiaire structuur
Uiteindelijke ruimtelijke structuur eiwit opeenvolging secundaire structuren, meestal de finale
structuur. Niet alle eiwitten quaternaire structuur.
Twee grote klassen:
1. Vezelachtige eiwitten: onoplosbaar en enkel 1 type secundaire structuur
2. Globulaire (bolvormig) eiwitten: wateroplosbare en vetoplosbare, bv hemoglobine of
enzymen. Soms zowel wateroplosbaar als vetoplosbaar, zoals membraaneiwit met
vetoplosbaar stuk en soms ook wateroplosbaar stuk.
Beperkt stuk aan de binnenkant van eiwit, buitenste bepalen vetoplosbaar of wateroplosbaar.
Vezelachtige:
- Alfa-keratine: zeer sterk en rigide, enkel in zoogdieren, haar/wol/nagels/etc… twee alfa
helixen, parallel opgewonden in een spoel (parallel: amino-uiteinden aan dezelfde kant).
Oppervlakte van de alfa helixen: hydrofobe aminozuren. Versterkt door disulfidebindingen.
Hoofdstuk 5 – eiwitstructuur
Primaire structuur
- Beschrijving van covalente bindingen (peptidebindingen)
- Eigenlijk het opsommen van de aminozuursequentie
- Disulfidebindingen
Insuline bestaat uit een alfa en een beta keten die samengehouden worden door twee
disufidebindingen.
Wat maakt het ene eiwit een enzym, het andere een hormoon en nog een ander een antilichaam?
structuur
Vier niveaus van organisatie worden gedefinieerd net betrekking tot de structuur van een eiwit.
De primaire structuur:
1. Bepaalt de vouwstructuur
2. Bepaalt de functie
3. Aminozuursequentie redelijk geconserveerd (= als daar mutaties in ontstaan en belangrijke
aminozuursequenties veranderen gebeurt er verlies van structuur en als snel verlies van
functie)
4. 20%-30% van de eiwitten polymorf
Isovorm = gelijkaardige vorm. Functie is hetzelfde maar primaire structuur niet (vaak
weefselspecifiek):
- Verwante genen
- Verschillende allelen van hetzelfde gen
- Alternative splicing (= dat de isovormen afkomstig zijn vanuit hetzelfde gen) andere manier is
genduplicatie (waarbij het gen verdubbeld wordt, waardoor je twee kopies krijgt van het
genoom die door evolutie gaan verschillen)
Secundaire structuur
Vanaf de secundaire structuur zijn het ruimtelijke structuren.
Tertiair structuur is de finale globale ruimtelijke 3d structuur van 1 eiwit of 1 peptideketen, daar
binnenin verschillende typisch van lokale ruimtelijke structuren die voor kunnen komen dat zijn de
secundaire structuren.
Enzym is een eiwit dat biochemische reacties uitvoert waarbij het substraat omgezet wordt in een
andere molecule. Als eerste moet dat substraat gaan binden op het enzym. Vervolgens gaat het
enzym iets heel specifieks doen met het substraat.
Structuur deels bepaald door eigenschappen van de peptidebinding. De peptidebinding is een
resonantiehybride. Hierdoor is de binding rigide en planair. Vertoont een dipoolmoment. Dus de
peptidebinding kan niet bijdragen tot het opvouwen van het eiwit, geen rotaties mogelijk. Nog maar
twee mogelijkheden: fi en psi. Hierrond kan de structuur geroteerd worden waardoor het eiwit
, opgevouwen kan worden. Niet elke hoek of combinatie is mogelijk door fysieke beperkingen
(sterische effecten). Meest uitgestrekt vorm is 180 graden. Meest opgevouwen vorm is 0 graden.
Theoretisch daartussen ook nog veel hoeken mogelijk, maar in de werkelijkheid niet het geval.
Andere combinaties zijn waarschijnlijker door de kans om h-bindingen te vormen. Ramachandran-
plot: grafiek voor 1 eiwit, toont de hoeken voor psi en fi die voorkomen. Witte ruimtes komen niet
voor, door sterische effecten. Hoe donkerder blauw hoe vaker de combinatie voorkomt,
onderscheidt door die twee regio’s bepaald door verschil in hoek psi. Twee structuren bespreken.
Alfa helix spiraal vormige structuur. Tweede uitgestrekte type is beta conformatie. Er is ook nog een
beta turn en onregelmatige secundaire structuren (niet bespreken).
Alfa helix: compact, 0 graden < psi < -70 graden. Fi niet genoemd want maakt geen verschil. Zeer
stabiel, want gestabiliseerd door h-bindingen tussen de peptideketens. Alle r-groepen naar buiten
gericht, wat bepaalt hoe het eiwit met zijn omgeving gaat interageren (hydrofiel/hydrofoob). H
bindingen tussen alle peptideketens behalve aan de uiteinden van de keten. Peptidebidingen parallel
aan de as van de helix. Zijketens loodrecht op de as van de helix. Bijna alleen maar rechtshandige
helixen. 25% van de aminozuren in een eiwit zijn helix vormig. Niet alle aminozuren zijn sterke alfa
helixvormers. Ala en leu zijn sterke alfa helix vormers: klein en hydrofoob. Vorm bepaalt door welke
aminozuren erin zitten dus. Pro breekt helix af: geen rotatie rond n-c alfa. Gly breekt a helix: te kleine
r -groep, niet rigide.
Beta conformatie: uitgestrekt, 90 graden<psi<180 graden. Geen h-bindingen binnen de keten.
Verschillende ketens samen vormen structuur van een “gevouwen blad”. Beta sheet (verschillende
beta conformaties naast elkaar, parallele polypeptideketens in uitgestrekte beta conformatie). H
bindingen tussen ketens binnen de beta sheet. twee types sheet: antiparallel en parallel, verschil in
orientatie van uiteinde van aminozuurketens. Ketens samengehouden door h bindingen in een sheet,
TUSSEN niet BINNEN (alfa helix) ketens.
Beta turns = bochten tussen beta sheets, secundaire structuur van richting doen veranderen, vier
aminozuren. = dus een opeenvolging van vier aminozuren.
Functies zijn dus gevolg van structuur van eiwit!
Ramachandaran plot ppt! Assen kunnen benoemen en benoemen zone alfa helixen en beta sheets.
Tertiaire structuur
Uiteindelijke ruimtelijke structuur eiwit opeenvolging secundaire structuren, meestal de finale
structuur. Niet alle eiwitten quaternaire structuur.
Twee grote klassen:
1. Vezelachtige eiwitten: onoplosbaar en enkel 1 type secundaire structuur
2. Globulaire (bolvormig) eiwitten: wateroplosbare en vetoplosbare, bv hemoglobine of
enzymen. Soms zowel wateroplosbaar als vetoplosbaar, zoals membraaneiwit met
vetoplosbaar stuk en soms ook wateroplosbaar stuk.
Beperkt stuk aan de binnenkant van eiwit, buitenste bepalen vetoplosbaar of wateroplosbaar.
Vezelachtige:
- Alfa-keratine: zeer sterk en rigide, enkel in zoogdieren, haar/wol/nagels/etc… twee alfa
helixen, parallel opgewonden in een spoel (parallel: amino-uiteinden aan dezelfde kant).
Oppervlakte van de alfa helixen: hydrofobe aminozuren. Versterkt door disulfidebindingen.
