samenvatting zelfstudie: eiwitten en aminozuren

Eiwitten en aminozuren
Eiwitten en aminozuren: herhaling
 Centraal koolstofatoom waarop 4 verschillende moleculen gebonden zijn = chiraal
o Gedeprotoneerde carboxylgroep, geprotoneerde
aminogroep, proton en een variabele zijketen R
 Chiraliteit maakt verschillende isovormen mogelijk
o In eiwitten kunnen enkel L-isovormen worden ingebouwd
 Verschillende vormen van aminozuren mogelijk
o Apolaire, polaire, positieve en negatieve amiozuren
o Essentiële aminozuren kunnen niet door de mens
aangemaakt worden
 Dienen via het dieet opgenomen te worden
 Verschillende aminozuren worden via peptidebindingen aan elkaar gekoppeld

Extracellulaire afbraak van eiwitten tot aminozuren
 Systeem in de maag en darmen om eiwitten af te breken en om te zetten naar individuele
aminozuren → via de bloedbaan getransporteerd naar de lever

Maag
 Maag kent een zeer zure omgeving
 Binnengekomen eiwitten stimuleren secretie van gastrine
o Secretie van HCl zal stijgen + secretie van pepsinogeen
 Gedaalde pH geeft denaturatie van eiwit
 1 lange aminozuurketen gevormd die meer toegankelijk wordt voor
enzymatische hydrolyse
 Pepsinogeen wordt geactiveerd tot pepsine
 Activatie door zure pH en door autocleavage
o Pepsine zelf in staat om zichzelf te ‘knippen’
→ versnelling van proces vanaf er een kleine hoeveelheid
van pepsine aanwezig is

Dunne darm
 Zure maaginhoud, opgevangen door pH-sensor, triggert secretie van secretine
→ stimuleert de pancreas in secretie van HCO 3- en neutralisatie van de pH
 Peptiden en aminozuren stimuleren de secretie van cholecystokinine
o Geeft stimulatie van secretie pancreas enzymen
 Trypsinogeen, chymotripsynogeen, procarboxypeptidase A en B
 Allen zymogenen die nog geactiveerd moeten worden door
proteolytische cleaving
o Dient als beschermingsmechanisme voor de pancreas
o Klieving indien aanwezigheid van enteropeptidase
→ activatie van trypsinogeen → trypsine gevormd
 Trypsine is in staat om protease cleavage cascade in gang te zetten
 Kan autocleavage geven + chymotripsynogeen en carboxypeptidase
klieven

,  Opname van aminozuren in darmcellen gebeurt door speciale AZ transportermolecules
o Maken gebruik van de natriumgradiënt over het membraan = Na +/AZ symporter
 Veel soorten aminozuren gekend dus vele symporters nodig




o Alternatief mogelijk via de γ -glutamyl cyclus
 Extracellulair AZ wordt gekoppeld aan glutamaat residu aanwezig op
glutathion door transferase enzyme
 Glycine gekoppeld aan cysteïne en glutamaat residu
o Koppeling via de zijketen
o Aan terminale aminogroep van glutamaat van zijketen
koppelt het aminozuur → vorming γ -glutamyl-AZ
 Cysteïne en glycine worden niet gebruikt voor transfer en kunnen terug
worden omgezet naar individuele aminozuren
 Ontbinding van AZ van binding nodig
 γ -glutamyl wordt een cyclische vorm = pyroglutamaat
o Wordt opengebroken tot glutamaat door een bepaald
enzyme welke ATP vereist
 Glutamaat wordt terug glutathion waar ook twee
ATP moleculen voor vereist zijn



Intracellulaire afbraak van eiwitten tot aminozuren
 Belangrijk zodat eiwitten kunnen worden afgebroken indien defect, maar ook voor
verzorging van regulatie of indien nood aan energie
 Turnover rate van eiwitten is afhankelijk van het eiwit
o Stabiliteit van eiwit wordt gedeeltelijk bepaald door N-terminaal aminozuur

, Ubiquitine
 Ubiquitine signaal merkt de eiwitten die afgebroken dienen te worden
o Klein eiwit dat aan eiwit gekoppeld wordt
o Bevat een lysine en glycine residu
 C-terminus van glycine residu op ubiquitine wordt gelinkt aan -N-atoom van lysine van af te
breken eiwit → isopeptide binding gevormd
o Systeem waarbij 3 eiwitten samenwerken
 E1 = ubiquitine activating enzyme
 E2 = ubiquitine conjugating enzyme
 E3 = ubiquitine-proteïne ligase




• E1: C-terminus van ubiquitine krijgt binding van AMP door ATP -> Pp i komt vrij wat reactie
thermodynamisch gunstig maakt
• Geactiveerd ubiquitine wordt gekoppeld aan E1-enzyme en AMP komt vrij ->
koppeling aan cysteïne residu van E1
• E2 neemt plaats in van E1 (ook op cysteïne residu) en gaat E3 herkennen -> interactie
(eiwit-eiwit-interactie)
• In E3 is bindingsplaats voor E2 en targeteiwit dat dient afgebroken te worden
• Eiwit bindt op groot E3 enzyme -> E2 met ubiquitine wordt in nabijheid
van af te breken eiwit gebracht door E3
-> ubiquitineresidu wordt op lysine residu van target-eiwit geplaatst
• Pas afbraak indien er minstens 4 ubiquitineresidu’s gebonden zijn
• Minstens 4 keer een E2 gebonden in E3 nodig
• Eventueel nog andere patronen mogelijk voor herkenning proteasoom
• Ubiquitines worden aan elkaar gekoppeld via isopeptidebinding via lysine 48

 Veel verschillende soorten E3-eiwitten zodat vele verschillende soorten bindingssites van
eiwitten worden herkent
 Belang van E3-eiwitten wordt duidelijk indien er defect in deze optreed
o Bv: Parkinson → proteïne aggregatie door defect in E3,
Bv: HPV → codeert een eiwit dat een specifiek E3 eiwit activeert (controle van tumor
supressor p53 en andere eiwitten)
 Activatie van dit E3-eiwit aanwezig in 90% van alle baarmoederhalskankers