Aminosäure, Peptide und Proteine

Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen

Beispiele: Proteine, DNA

Aminosäuren S-Konfiguration R-Konfiguration

Stereochemie – süß oder bitter ?

Aminosäuren als Zwitterion bei pH 7 (Betain)

Eigenschaften von Aminosäuren

Unpolare Seitenketten

Aromatische Seitenketten UV-Absorption

Polare, ungeladenen Seitenketten

Positiv geladene Seitenketten (Basische Aminosäuren)

Negativ geladene Seitenketten (Saure Aminosäuren)

Modifizierte Aminosäuren

Eigenschaften von Aminosäuren

Titrationskurve von Glycin +1 -1 hier:

Aminosäuren mit protonierbaren Seitenketten

Titrationskurve von Glutaminsäure +1 -1 -2 hier:

Titrationskurven von Histidin +2 +1 -1

Isoelektrische Punkt von Proteinen

pH-Optima einiger Enzyme

Größe von Proteinen

Titin und Nebulin als molekulare Lineale im Skelettmuskel

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

Primär-, Sekundär- Tertiär- und Quartärstruktur

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

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

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

Peptidbindung: N- und C-Terminus

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

Disulfidbrücken

Insulin

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

Disulfidbrücken und Dauerwellen

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

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

Sekundärstrukturen

Sekundärstrukturen und Ramachadran-Plot

a-Helix

Globuläres „all-alpha“ Proteine Myoglobin und Hämoglobin

Beispiel: Keratine Coiled-coils aus -Helices

b-Faltblatt

b-turns

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

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

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

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

Faltung (folds) Superfamilien

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

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

Röntgenstrukturanalyse Kristallisation Röntgendiffraktion Elektronendichte Karte Modell

Strukturdatenbanken

Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration

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

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

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