biochemie: hoofdstuk 3b proteïnen vouwing
1) hoe vouwt een eiwit?
1.1 studie over eiwitvouwing
denaturatie-renaturatie experimenten van Anfinsen
vraag: bevat een eiwit genoeg informatie om op te vouwen of is er hulp nodig?
geweten:
▪ temperatuur verhogen en werking van enzym meten → ontvouwing meten
▪ GdnHCl toevoegen en werking van enzym meten → ontvouwing meten
daarna terug in condities brengen die onschadelijk zijn: werkt het terug normaal?
1. ribonuclease heeft structuur die gestabiliseerd wordt door sulfidebruggen
2. bij toevoeging van ureum en mercapto-ethanol werkt het niet meer
3. dialyse om schadelijke stoffen weg te halen
4. ribonuclease begon terug te werken als normaal
➔ eiwitten bevatten genoeg informatie om terug in werking te treden
1.2 thermodynamica van de eiwitvouwing
wat verklaart dat de vouwing een thermodynamisch gunstig proces is? (negatieve ΔG)
▪ ongunstige entropie: ontvouwen eiwit is meer chaos => ΔS negatief dus -T . ΔS > 0
▪ interne interacties = enthalpie is wel gunstig => ΔH < 0
▪ hydrofoob effect: alle hydrofobe stukken keren weg van water dus water kan weer
chaotischer zijn => -T . ΔS < 0
2) de Levinthal paradox
= het zou lang duren voordat de AZen in een eiwit al hun interacties hebben uitgetest voor ze een
stabiele conformatie hebben, maar eiwitvouwing duurt helemaal niet lang => hoe werkt dat?
2.1 model 1a
= eiwitten vouwen via een bepaalde pathway via de lokale vorming van secundaire structuren
vb: α-helix is heel stabiliserend en wordt heel snel vastgeklikt
2.2 model 1b
= lokale vorming van secundaire structuren is reversibel
= eiwitten vouwen via meerdere pathways die door verschillende
moleculen worden uitgetest en uiteindelijk toch dezelfde finale
tertiaire structuur vormen
, biochemie: hoofdstuk 3b proteïnen vouwing
2.3 model 2: het molten-globule model
= enerzijds snelle vorming van secundaire structuren maar anderzijds dat hydrofobe AZen zich
afweren van water maar niet zo goed met elkaar interageren
de structuur die niet super vast is = molten-globule
natieve conformatie = normale conformatie van het
eiwit, nodig om te kunnen werken
2.4 thermodynamisch pad van de eiwitvouwing
▪ x-as: aantal entropie (verschillende
vouwingstoestanden)
→ ongevouwen toestand heeft veel conformaties
→ natieve toestand heeft maar één confomatie
▪ linker as: vrije energie niveau
▪ rechter as: percentage van Azen dat al op zijn plaats
zit van natieve conformatie
betekenis trechter:
om aan de gevouwen conformatie te komen, bestaan er
meerdere mogelijke paden (zie 3D trechter)
piek = activeringsenergie om eiwit terug te ontvouwen
→ elke keer dit gebeurt wordt het stabieler en uiteindelijk
bereikt het zijn natieve conformatie
3) helpers bij eiwitvouwing
3.1 systeem bij bacteriën
1. ribosoom en eiwit in wording: 70% is in orde, 30%
slagen niet in vouwing
2. DnaJ en DnaK systeem: voor 20% werkt dat, voor
10% niet
3. GroEL-GroES systeem lost ook nog 10% van
gevallen op
4. klein beetje andere problemen die worden opgelost
door andere chaperones
1) hoe vouwt een eiwit?
1.1 studie over eiwitvouwing
denaturatie-renaturatie experimenten van Anfinsen
vraag: bevat een eiwit genoeg informatie om op te vouwen of is er hulp nodig?
geweten:
▪ temperatuur verhogen en werking van enzym meten → ontvouwing meten
▪ GdnHCl toevoegen en werking van enzym meten → ontvouwing meten
daarna terug in condities brengen die onschadelijk zijn: werkt het terug normaal?
1. ribonuclease heeft structuur die gestabiliseerd wordt door sulfidebruggen
2. bij toevoeging van ureum en mercapto-ethanol werkt het niet meer
3. dialyse om schadelijke stoffen weg te halen
4. ribonuclease begon terug te werken als normaal
➔ eiwitten bevatten genoeg informatie om terug in werking te treden
1.2 thermodynamica van de eiwitvouwing
wat verklaart dat de vouwing een thermodynamisch gunstig proces is? (negatieve ΔG)
▪ ongunstige entropie: ontvouwen eiwit is meer chaos => ΔS negatief dus -T . ΔS > 0
▪ interne interacties = enthalpie is wel gunstig => ΔH < 0
▪ hydrofoob effect: alle hydrofobe stukken keren weg van water dus water kan weer
chaotischer zijn => -T . ΔS < 0
2) de Levinthal paradox
= het zou lang duren voordat de AZen in een eiwit al hun interacties hebben uitgetest voor ze een
stabiele conformatie hebben, maar eiwitvouwing duurt helemaal niet lang => hoe werkt dat?
2.1 model 1a
= eiwitten vouwen via een bepaalde pathway via de lokale vorming van secundaire structuren
vb: α-helix is heel stabiliserend en wordt heel snel vastgeklikt
2.2 model 1b
= lokale vorming van secundaire structuren is reversibel
= eiwitten vouwen via meerdere pathways die door verschillende
moleculen worden uitgetest en uiteindelijk toch dezelfde finale
tertiaire structuur vormen
, biochemie: hoofdstuk 3b proteïnen vouwing
2.3 model 2: het molten-globule model
= enerzijds snelle vorming van secundaire structuren maar anderzijds dat hydrofobe AZen zich
afweren van water maar niet zo goed met elkaar interageren
de structuur die niet super vast is = molten-globule
natieve conformatie = normale conformatie van het
eiwit, nodig om te kunnen werken
2.4 thermodynamisch pad van de eiwitvouwing
▪ x-as: aantal entropie (verschillende
vouwingstoestanden)
→ ongevouwen toestand heeft veel conformaties
→ natieve toestand heeft maar één confomatie
▪ linker as: vrije energie niveau
▪ rechter as: percentage van Azen dat al op zijn plaats
zit van natieve conformatie
betekenis trechter:
om aan de gevouwen conformatie te komen, bestaan er
meerdere mogelijke paden (zie 3D trechter)
piek = activeringsenergie om eiwit terug te ontvouwen
→ elke keer dit gebeurt wordt het stabieler en uiteindelijk
bereikt het zijn natieve conformatie
3) helpers bij eiwitvouwing
3.1 systeem bij bacteriën
1. ribosoom en eiwit in wording: 70% is in orde, 30%
slagen niet in vouwing
2. DnaJ en DnaK systeem: voor 20% werkt dat, voor
10% niet
3. GroEL-GroES systeem lost ook nog 10% van
gevallen op
4. klein beetje andere problemen die worden opgelost
door andere chaperones
