Moleculaire celbiologie deel 1
Hoofdstuk 4: de structuur en functie van eiwitten
EIWITTEN = polymeren van aminozuren aan elkaar gekoppeld via peptidebindingen.
20 aminozuren:
° Zuur: negatief geladen (hydrofiel)
- aspartic zuur
- glutamic zuur
° Basisch: positief geladen (hydrofiel)
- arginine
- lysine
- histidine
° ongeladen polair (hydrofiel)
- asparagine
- glutamine
- serine
- threonine
- tyrosine
° nonpolair (hydrofoob)
- alanine
- glycine
- valine
- leucine
- isoleucine
- proline
- fenylalanine
- methionine
- tryptofaan
- cysteine
,Eiwitten gestabiliseerd in 3D-structuur door:
- niet-covalente bindingen (hydrofobe
interacties, ionische interacties, Van der
Waals, waterstofbruggen)
- Zwavelbruggen ( = covalente binding)
Eiwit vouwt zich op zodat vrije E minimaal is.
Eiwitten gaan zich soms
spontaan juist vouwen, anders
met de hulp van chaperone
eiwitten. Als ze fout zijn
gevouwen worden ze meestal
afgebroken.
Structuurniveaus:
PRIMAIR: aminozuursequentie
SECUNDAIR: alfa-helix (meeste rechtsdraaiend) en beta-plaat ((anti)parallel)
Stapeling van beta-platen → vorming van eiwit-aggregaten tot amyloid vezels
Prion: verkeerd gevouwen eiwit infecteerd andere eiwitten
TERTIAIR: volledige 3D-structuur na verdere oprolling
QUATERNAIR: complex van meerdere eiwitketens (subeenheden)
Slechts beperkt aantal van alle mogelijkheden wordt gebruikt
→ 20^n mogelijkheden (4 AZ in willekeurige volgorde = 20^4 = 160.000
Hemoglobine: 2 alfa- en 2 beta-subeenheden
Hoe werken eiwitten?
Binding van eiwitten aan andere moleculen → liganden = zeer selectief
specifieke bindingsplaats voor liganden: vaak gevormd in tertiaire/quaternaire structuur;
In humane cellen: heel veel verschillende antilichamen:
eiwitten met gemeenschappelijke structuur maar zeer specifieke bindingsplaats voor antigen.
Enzymen = sterke + specifieke katalysatoren
(VERPLAATSEN EVENWICHT NIET!!!)
ENZYMKINETIKA: Vmax en Km zijn maat voor
activiteit van enzym
Vmax = max snelheid die bereikt wordt
Km = Michaëlis-constante = substraatconcentratie
bij half-max snelheid.
, INHIBITOREN:
Competive inhibitor
Km stijgt
Vmax blijft gelijk
Niet-competitieve inhibitor:
Vmax daalt
Km blijft gelijk
Onomkeerbare inhibitor:
Effect op Km en Vmax
Enzymen kunnen op verschillende
manieren een reactie versnellen:
Sommige enzymen hebben nood aan
een co-factor (retinal, heemgroep,…)
Vele geneesmiddelen zijn inhibitoren op
enzymen.
Regeling van eiwitten en enzymen
-De katalytische activiteit van enzymen wordt vaak geregeld door andere moleculen
-Allosterische enzymen hebben twee of meer bindingssites die elkaar beïnvloeden
-Fosforylering kan eiwitten regelen door conformatieverandering
-Covalente modificaties controleren ook de interacties en lokalisatie van eiwitten
-GTP-bindende eiwitten kunnen aan-en-af gezet worden door binding of verlies van een
fosfaatgroep
-ATP hydrolyse laat toe dat motorproteïnen gerichte bewegingen ondergaan
-Eiwitten vormen vaak grote complexen die functioneren als ‘machines’
-Vele interagerende eiwitten worden bij elkaar gebracht op zgn. scaffolds
-Zwakke niet-covalente bindingen tussen macromoleculen kunnen grote biochemische
subcompartimenten vormen in cellen
Hoofdstuk 4: de structuur en functie van eiwitten
EIWITTEN = polymeren van aminozuren aan elkaar gekoppeld via peptidebindingen.
20 aminozuren:
° Zuur: negatief geladen (hydrofiel)
- aspartic zuur
- glutamic zuur
° Basisch: positief geladen (hydrofiel)
- arginine
- lysine
- histidine
° ongeladen polair (hydrofiel)
- asparagine
- glutamine
- serine
- threonine
- tyrosine
° nonpolair (hydrofoob)
- alanine
- glycine
- valine
- leucine
- isoleucine
- proline
- fenylalanine
- methionine
- tryptofaan
- cysteine
,Eiwitten gestabiliseerd in 3D-structuur door:
- niet-covalente bindingen (hydrofobe
interacties, ionische interacties, Van der
Waals, waterstofbruggen)
- Zwavelbruggen ( = covalente binding)
Eiwit vouwt zich op zodat vrije E minimaal is.
Eiwitten gaan zich soms
spontaan juist vouwen, anders
met de hulp van chaperone
eiwitten. Als ze fout zijn
gevouwen worden ze meestal
afgebroken.
Structuurniveaus:
PRIMAIR: aminozuursequentie
SECUNDAIR: alfa-helix (meeste rechtsdraaiend) en beta-plaat ((anti)parallel)
Stapeling van beta-platen → vorming van eiwit-aggregaten tot amyloid vezels
Prion: verkeerd gevouwen eiwit infecteerd andere eiwitten
TERTIAIR: volledige 3D-structuur na verdere oprolling
QUATERNAIR: complex van meerdere eiwitketens (subeenheden)
Slechts beperkt aantal van alle mogelijkheden wordt gebruikt
→ 20^n mogelijkheden (4 AZ in willekeurige volgorde = 20^4 = 160.000
Hemoglobine: 2 alfa- en 2 beta-subeenheden
Hoe werken eiwitten?
Binding van eiwitten aan andere moleculen → liganden = zeer selectief
specifieke bindingsplaats voor liganden: vaak gevormd in tertiaire/quaternaire structuur;
In humane cellen: heel veel verschillende antilichamen:
eiwitten met gemeenschappelijke structuur maar zeer specifieke bindingsplaats voor antigen.
Enzymen = sterke + specifieke katalysatoren
(VERPLAATSEN EVENWICHT NIET!!!)
ENZYMKINETIKA: Vmax en Km zijn maat voor
activiteit van enzym
Vmax = max snelheid die bereikt wordt
Km = Michaëlis-constante = substraatconcentratie
bij half-max snelheid.
, INHIBITOREN:
Competive inhibitor
Km stijgt
Vmax blijft gelijk
Niet-competitieve inhibitor:
Vmax daalt
Km blijft gelijk
Onomkeerbare inhibitor:
Effect op Km en Vmax
Enzymen kunnen op verschillende
manieren een reactie versnellen:
Sommige enzymen hebben nood aan
een co-factor (retinal, heemgroep,…)
Vele geneesmiddelen zijn inhibitoren op
enzymen.
Regeling van eiwitten en enzymen
-De katalytische activiteit van enzymen wordt vaak geregeld door andere moleculen
-Allosterische enzymen hebben twee of meer bindingssites die elkaar beïnvloeden
-Fosforylering kan eiwitten regelen door conformatieverandering
-Covalente modificaties controleren ook de interacties en lokalisatie van eiwitten
-GTP-bindende eiwitten kunnen aan-en-af gezet worden door binding of verlies van een
fosfaatgroep
-ATP hydrolyse laat toe dat motorproteïnen gerichte bewegingen ondergaan
-Eiwitten vormen vaak grote complexen die functioneren als ‘machines’
-Vele interagerende eiwitten worden bij elkaar gebracht op zgn. scaffolds
-Zwakke niet-covalente bindingen tussen macromoleculen kunnen grote biochemische
subcompartimenten vormen in cellen
