Samenvatting Voorbereiding en uitwerkingen werkgroep 1, 3, 5 en 7

Werkgroepen gezonde en zieke cellen 1
Voorbereidende opdrachten voor werkgroep 1
1. De aminozuurvolgorde van een eiwit bepaalt welke atomen zich allemaal in
een eiwit bevinden, hiernaast bepaalt het ook de vorm. Alle 20 aminozuren
hebben een deel dat overeenkomstig is (aminogroep, a-koolstof,
carboxylgroep) en een andere zijketen. Deze zijketens hebben interacties met
elkaar en kunnen niet-covalente bindingen aangaan waardoor de vorm van
een eiwit veranderd. De aminozuurvolgorde bepaalt welke aminozuren zich in
een eiwit bevinden. De aminozuren bepalen welke zijketens zich in een eiwit
bevinden. De zijketens zorgen voor een andere vorm van het eiwit wat weer
zorgt voor een andere functie en biologische activiteit van het eiwit. Dus de
aminozuurvolgorde is bepalend voor de biologische activiteit van een eiwit. De
3D structuur zorgt ook voor de activiteit.
2. Enkele eiwitten:
- Structuureiwitten zorgen voor de mechanische ondersteuning van cellen
en weefsels. Collageen bestaat uit polypeptideketens in een
linksdraaiende helix structuur. Hierdoor ontstaat er een langgerekte helix.
Hierdoor heeft het de juiste bouw om te dienen als structuureiwit om cellen
en weefsels te ondersteunen. Je hebt 12 typen collageen deze is
afhankelijk van de tertiaire structuur. Het is een extracellulair matrix eiwit.
- Transporteiwitten zorgen voor het transport van kleine moleculen en ionen.
Hemoglobine is een eiwit dat zorgt voor de uitwisseling van O2 tussen het
bloed en de longen. Het vervoert dus kleine moleculen, O2 vanuit de
longen naar de weefsels. Hemoglobine is een eiwit dat opgebouwd is uit 4
eiwitketens (2 alfa en 2 beta) . Alle 4 de eiwitketens bevatten een ijzer ion
waaraan zich zuurstof en koolstofdioxide kunnen binden, op deze manier
is de vorm van hemoglobine gunstig voor de functie als transporteiwit.
Zuurstof is onoplosbaar en moet dus getransporteerd worden door
hemoglobine, CO2 is wel oplosbaar en wordt dus niet getransporteerd
door hemoglobine.
- Enzymen zorgen voor het katalyseren van de vorming en verbreking van
covalente bindingen. Een lysozyme is een eiwit dat bacterien aanvalt. Het
zorgt voor de afbraak van bacterien en katalyseert dus de reacties waarbij
de covalente bindingen van de celwand van bacterien verbroken worden.
Hierdoor zullen de bacterien sterven, ze zijn dus betrokken bij de niet-
specifieke afweer door reacties als enzym te katalyseren. Het lysozym is
een ovaalvormig eiwit met een inkeping, deze inkeping heeft ter functie dat
het enzym op deze plek aan het celmembraan van een bacterie kan
binden en ervoor kan zorgen dat de reactie voor de degradatie van de
celwand gekatalyseerd wordt. Hij verbreekt polysachariden ketens. Dit
doen ze door middel van hydrolyse. Zit in de traanklier en speekselklieren.
3. Eiwitfamilies zijn groepen eiwitten met een vergelijkbare aminozuurvolgorde
en tertiaire structuur. De serine protease familie is een eiwitfamilie waarbij de
aminozuurvolgorde en de tertiaire structuur bijna identiek zijn. Toch varieren
de enzymatische activiteiten van de enzymen betrokken bij deze familie
doordat ze allen andere eiwitten, andere peptidebindingen en andere
covalente bindingen kataliseren bij de verbreking. De serineproteasen hebben
in het actieve centrum allemaal een specifieke structuur, de katalytische
triade, bij het aminozuur serine. Hier vindt de aanhechting met het substraat
plaats. Door de zeer kleine verschillen in structuur zorgen de verschillende

, leden van deze familie toch voor het katalyseren van andere reacties. Enkele
leden van deze familie zijn trypsine, elastase en chymotropsine die betrokken
zijn bij de bloedstolling. Dus de tertiaire structuur en de aminozuurvolgorde
zijn nagenoeg identiek, het verschil zit hem in de enzymatische ativiteit van elk
van de familieleden. Serine zorgt voor de binding van het substraat bij de
gehele familie. Ze binden wel andere substraten. Per familie verschilt het
welke peptidebindingen verbroken worden door hydrolyse, verschillende leden
kunnen verschillende locaties van peptidebindingen verbreken.
4. Een a-helix ontstaat als een polypeptideketen om zichzelf draait, tussen elke n
en n+4 aminozuur worden waterstofbruggen gevormd. Er wordt op deze
manier een soort spiraal gevormd. De waterstofbruggen worden gevormd
tussen C=O en N-H. de restgroepen zijn hierbij allemaal naar buiten gericht (in
deze vorm bevinden zich er geen restgroepen aan de binnenzijde van de
cilinder van de a-helix. ) Er kan ook colid-coil optreden. (meestal 2 strengen)
Een B-sheet is een platte structuur, vouwbaar. Er worden hierbij
waterstofbruggen gevormd tussen segmenten van een polypeptideketen die
naast een andere polypeptideketen gelegen is. De waterstofbruggen worden
ook hierbij gevormd tussen de C=O en N-H groepen. De restgroepen van de
aminozuren kunnen in deze structuur zowel naar boven als naar onder gericht
zijn. Ze komen zowel voor in parallel (C-terminus van de keten is dezelfde
kant op gericht) als in antiparallel (de C-termina van de ketens zijn in
tegengestelde richting).
Zijketens worden hier niet bij betrokken het gaat om de ‘backbone’.
5. Als een eiwit denatureert (verliest zijn tertiaire structuur) in een zuur milieu,
zorgt dit ervoor dat de waterstofbruggen verbroken worden (de H+ deeltjes
vormen een sterkere binding met de negatieve C=O. Hierdoor kan ook de
secundaire structuur verloren gaan. De waterstofbruggen tussen de
complementaire DNA-strengen zijn niet sterker dan de waterstofbruggen in
eiwitten. Wel is DNA sterker door zijn vele bindingen en de helix structuur.
Tijdens zowel de DNA-replicatie als de transcriptie moeten de
waterstofbruggen tussen de complementaire DNA strengen verbroken worden
om ofwel opnieuw een dubbelstreng DNA te vormen of een enkele streng
mRNA te transcripteren. De sterkte hangt af van het aantal non covalente
bindingen. De waterstofbruggen zijn onderdeel van de secundaire structuur. In
DNA zijn er meer waterstofbruggen.
6. Fosforylering zorgt voor de verandering in de structuur van een eiwit, de ne
structuur is de actieve variant en de andere structuur is de inactieve variant.
Fosforylering is het plaatsen van een fosfaatgroep op een van de reactieve
hydroxylgroepen van de samenstellende aminozuren. Dit is ADP, als deze
aan ADP-molecuul wordt gekoppeld ontstaat er ATP. Bij reversibele eiwit
fosforylering wordt er dus ook een ATP molecuul omgezet in een ADP
molecuul en een fosfaatgroep. Het werkt dus als een soort schakeling tussen
ADP + fosfaatgroep en ATP. Proteine kinase zorgt voor de fosforylering van
het eiwit, de defosforylering gebeurt door phophatase. Fosfaatgroep kan
alleen op polaire delen (OH) binden. De fosfaatgroep die wordt afgesplitst
gaat aan het eiwit zitten.

GTP-bindend eiwitten zijn betrokken bij de signaaloverdracht buiten de cel die
binnen in de cel veranderingen veroorzaakt. Dit enzym is in staat op GTP te
hydroliseren, waarbij een terminale fosfaatgroep wordt afgesplitst en GDP

, ontstaat. GTPase werkt als een schakelaar, er is een actieve en een inactieve
toestand, afhankelijk van de toestand wordt er wel of niet een signaal
afgegeven via een cascade van eiwitten. Als in de actieve toestand GTP tot
GDP wordt omgezet zal het G-bindende eiwit daarna weer verkeren in de
inactieve toestand.
Het dient als moleculaire schakelaar doordat het G-bindende eiwit ofwel actief
ofwel inactief is, het zorgt er dus voor dat een signaal van buiten wel of niet
doorgegeven kan worden. Op deze manier zorgt het ervoor dat een cel ofwel
aanstaat of wel uit om signalen van buiten te ontvangen waardoor er een
verandering binnen de cel tot stand gebracht wordt. Dit wordt geregeld door
de cel zelf en niet onder invloed van een enzym van buiten af. Het gehele
GTP eiwit bindt aan het eiwit. GTP binding zorgt altijd voor de activatie van
een eiwit niet voor de inactivatie.
Ook reversibele eiwit fosforilatie kan dus als een soort schakelaar gezien
worden tussen de actieve en de inactieve vorm van dit eiwit.

Aantekeningen:
- Niet elk eiwit heeft een quaternaire structuur, wel minimaal tot de tertiaire
structuur.

Opdrachten tijdens de werkgroep:
- Juist of onjuist
1. Onjuist, DNA Bij de 3’ uiteinde hydroxylgroep en 5’ uiteinde een fosfaatgroep.
Beide kanten zijn negatief geladen en er is dus geen structurele polariteit.
2. Juist, want als een anticodon een mutatie ondergaat kan deze niet meer
binden aan het codon van het mRNA en kan een bepaald aminozuur niet
meer ingebouwd worden in de eiwitstructuur, waardoor het eiwit defect kan
zijn.
3. Juist, want de transcriptie vindt plaats in de 3’ -> 5’ richting waardoor het
mRNA van 5’ naar 3’ gaat. Het mRNA wordt vervolgens van 5’ naar 3’
getransleerd aangezien het DNA van 3’ naar 5’ wordt afgelezen.
4. Onjuist, de RNA processing vindt namelijk plaats in de nucleus.
- Bij een a-helix is de binnenzijde hydrofiel en de buitenzijde hydrofoob.
Zodat het in een vet celmembraan geplaatst kan worden. Bij een B-sheet
is dit het geval bij de boven en onderkant, het kan dus in de jusite
conformatie een porie vormen.


Voorbereidende opdrachten voor werkgroep 3
1. Juist of onjuist:
a. Celmembranen worden vloeibaarder als ze meer cholesterol bevatten.
Cholesterol is een vet dat heel erg onoplosbaar is in water en wordt
gebruikt voor het maken van nieuwe membranen. Het effect van
cholesterol op de vloeibaarheid van het membraan is afhankelijk van de
temperatuur. Bij een lage temperatuur gaat cholesterol door haar structuur
interfereren met de dichte pakking van de fosfolipiden, ze zorgt er dan voor
dat het membraan vloeibaarder wordt. Bij hogere temperaturen zorgt
cholesterol voor de steroide ringen die de vrije beweeglijkheid van de
fosfolipiden beperkt, ze zorgt er dan voor dat het membraan minder