Aminosäure, Peptide und Proteine

Präsentation zum Thema: "Aminosäure, Peptide und Proteine"—  Präsentation transkript:

1

2 Aminosäure, Peptide und Proteine

3 Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen

4 Beispiele: Proteine, DNA

5 Aminosäuren S-Konfiguration R-Konfiguration

6 Stereochemie – süß oder bitter ?

7 Aminosäuren als Zwitterion bei pH 7
(Betain)

8 Eigenschaften von Aminosäuren

9 Unpolare Seitenketten

10 Aromatische Seitenketten
UV-Absorption

11 Polare, ungeladenen Seitenketten

12 Positiv geladene Seitenketten (Basische Aminosäuren)

13 Negativ geladene Seitenketten (Saure Aminosäuren)

14 Modifizierte Aminosäuren

15 Eigenschaften von Aminosäuren

16 Titrationskurve von Glycin
+1 -1 hier:

17 Aminosäuren mit protonierbaren Seitenketten

18 Titrationskurve von Glutaminsäure
+1 -1 -2 hier:

19 Titrationskurven von Histidin
+2 +1 -1

20 Isoelektrische Punkt von Proteinen

21 pH-Optima einiger Enzyme

22 Größe von Proteinen

23 Titin und Nebulin als molekulare Lineale im Skelettmuskel

24 Struktur von Proteinen
Übersicht über die Proteinstruktur Sekundärstruktur von Proteinen Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen Denaturierung und Faltung von Proteinen

25 Primär-, Sekundär- Tertiär- und Quartärstruktur

26 Peptidbindung Bildung der Peptidbindung am Ribosom über aktivierte Vorstufen (Aminoacyl-tRNA) Hydrolyse der Peptidbindung durch Proteasen (z.B. Trypsin, Chymotrypsin, Pepsin; Proteasom

27 Sequenzierung von Peptiden/Proteinen
Chemisch: Edman-Abbau Massen-spektrometrie

28 Sequenzierung von Peptiden/Proteinen
Chemisch: Edman-Abbau Massen-spektrometrie

29 Peptidbindung: N- und C-Terminus

30 Wechselwirkungen in Proteinen
Wasserstoffbrückenbindungen Disulfidbrücken Ionischen Wechselwirkungen Hydrophobe Wechselwirkungen Van der Waals Wechselwirkungen

31 Disulfidbrücken

32 Insulin

33 Gluthathion (GSH) Eines der kleinsten Peptide mit wichtiger biologischer Funktion Antioxidans -Glu-Cys-Gly (GSH) (reduzierte Form) SH -Glu-Cys-Gly GSSG (oxidierte Form) S S -Glu-Cys-Gly

34 Disulfidbrücken und Dauerwellen

35 Peptidbindung Peptidbindung ist planar
Zwei Winkel charakterisieren die Struktur der Polypeptid-Hauptkette f und y Page 221 © 2004 John Wiley & Sons, Inc. Voet Biochemistry 3e

36 Ramachadran-Plot Page 222 © 2004 John Wiley & Sons, Inc.
Voet Biochemistry 3e

37 Sekundärstrukturen

38 Sekundärstrukturen und Ramachadran-Plot

39 a-Helix

40 Globuläres „all-alpha“ Proteine Myoglobin und Hämoglobin

41 Beispiel: Keratine Coiled-coils aus -Helices

42 b-Faltblatt

43 b-turns

44 Topologie/Supersekundärstruktur
© 2004 John Wiley & Sons, Inc. Voet Biochemistry 3e

45 Topologie/Supersekundärstruktur
Abfolge von Sekundärstrukturelementen z.B. -- oder --  oder - Page 249 © 2004 John Wiley & Sons, Inc. Voet Biochemistry 3e

46 Topologie/Supersekundärstruktur
© 2004 John Wiley & Sons, Inc. Voet Biochemistry 3e

47 Faltungen (engl. folds)
© 2004 John Wiley & Sons, Inc. Voet Biochemistry 3e The immunoglobulin fold.

48 Faltung (folds) Superfamilien

49 Quartärstrukur Myoglobin Monomer Hämoglobin Tetramer (a2b2)
Heterotrimere G Proteine (abg)

50 Bestimmung der 3D-Struktur von Proteinen
Experimentell Röntgenstrukturanalyse NMR-Spektroskopie Elektronenmikroskopie In silico-Verfahren Homologie-Modellierung Ab initio Vorhersagen

51 Röntgenstrukturanalyse
Kristallisation Röntgendiffraktion Elektronendichte Karte Modell

52 Strukturdatenbanken

53 Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration

54 Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration
Praktischer Teil Aufreinigung von rekombinanter Taq-DNA-Polymerase aufgrund ihrer Thermostabilität und Ladungseigenschaften mittels Ionenaustauschchromatographie Bestimmung der Proteinkonzentration mittels einer kolorimetrischen Methode Trennung eines Substanzgemisches aufgrund der Größe mittels Gelfiltration

55 Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration
Lernziele Eigenschaften von Aminosäuren Proteine und Peptidbindung Proteinstruktur Eigenschaften von Proteinen (Ladung, Größe, Stabilität) Proteinkonzentrationsbestimmung

56 Taq-DNA-Polymerase Mr = 94000 Isoelektrischer Punkt 6.04
DNA-Polymerase Aktivität 5'-3'-Exonukleaseaktivität Elektrostatisches Potential Negativ Positiv