Aminosäuren. Seitenkette. -Kohlenstoffatom. Karboxilgruppe. Aminogruppe

Transkript

1 Proteine

2 Aminosäuren 16 Seitenkette -Kohlenstoffatom Aminogruppe Karboxilgruppe

3 Die Gruppen der Aminosäuren 17

4 Bildung der Peptidbindung

5 Die strukturellen Ebenen der Proteine

6 18 Primär Struktur Aminosäuer Monomeren Peptid Bindung

7 20 Sekundär Struktur Helix Faltblätter Wasserstoffbrücke Wasserstoffbrücke

8 21 Tertiär- und Quartär- struktur Tertiär Faltblätter Quartärstruktur Untereinheit1 Untereinheit 2 Wasserstoffbrücke Helix Disulfidbrücke Untereinheit3 Untereinheit4

9 Bildung der Disulfidbrücke der Proteine

10 Räumliche Darstellungen von Hämoglobin: Quartärstruktur Erythrozyten

11 Denaturierung: Verlust der Tertiärstruktur

12 Die -Helix Linus Pauling Nobel Peace Prize, 1962 Nobel Prize in Chemistry, 1954: for his research into the nature of the chemical bond and its application to the elucidation of the structure of complex substances

13 Modell der alpha-helix Primärstruktur: Sequenz der Aminosäure Sekundärstruktur: Helix, Faltblatt, Schleife, Finger Tertiärstruktur: Räumliche Anordnung der Sekundärstrukturelemente aneinander Linus Pauling Nobelpreis in Chemie, 1962 Quartärstruktur: Räumliche Anordnung komplexer Proteine Intramolekulare Wasserstoffbrücken Stabilisieren die Konformation van der Waals-Kräfte, koordinativeund Ionbindungen halten Proteine auch zusammen

14 1962 Nobelpreis in 4b. Chemie Max Perutz John Kendrew Für die Entdeckung der räumlichen Struktur des Walesmyoglobins

15 25 Proteine John B. Fenn Koichi Tanaka Kurt Wüthrich Massenspectroskopie Kernmagnetischer Resonanz Nobelpreis in Chemie

16 1 Funtionsmässige Verteilung der Proteine

17

18 Domänestruktur der Proteine Die Tertierstruktur der Proteine lässt sich in kleinere globuläre oder faserförmige bzw. fibrilläre Abschnitte, in Domänen untergliedern Eine Domäne eine kompakt gefaltene strukturelle/funktionelle Einheit eines Proteins ist (Helix, Faltblatt, Schleife), wie z.b. katalytische- und bindende Domäne Die biologische Aktivität eines Proteins hängt von der korrekten dreidimensionalen Faltung ab, Entdeckung funktioneller Domänen ohne direkter Strukturinformation kann funktionelle Information liefern Domänen sind häufig von einem/mehrerem Exons kodiert, öfters Domängrenzen und Exon-Introngrenzen überlappen Proteine mit unterschiedlicher Funktion können die selben/ähnlichen Domänen enthalten Domänen sind Baueinheiten/Bausteine der Proteine

19 ee Baum-Analyse der Evolution von Hämoglobin

20 Proteinfaltung mithilfe von Chaperonen (Ammeproteine) Chaperonen: Hitzeschockproteine (Hsp) Das von Ribosom naszierende Protein bindet Hsp 70 und nimmt native Struktur an Die korrekte Faltung beschädigter proteine benötigt Hsps Das Chaperonin TCIP (Eukaryonten)/GroEL (Prokaryonten), ein fassförmiger Komplex aus Hsp 60 (GroEL: 14 Unereinheiten) ist auch an der Faltung Bestimmter Proteine beteiligt

21 Der Abbau der Proteine 3. Proteasom Gründe der Degradierung: 1. Fehlerhafte Struktur 2. Das Protein unnötig/ungewünscht ist 3. Hunger an Aminosäuren 4. Sequenz-Kodierte Lebenszeit des Proteins Lebenszeit: Kurz, wie z.b. Steroid-Rezeptor; Lang, wie Aaugenlinsenproteine Die Aminosäurezusammensetzung der N-Termini beeinflusst die Lebenszeit: - Arg, Lys, Phe, Leu, Trp Lebenshalbzeit: 3 Min. - Cys, Ala, Ser, Thr, Gly, Val, Pro, Met Lebenshalbzeit: 20 Stunden Ubiquitinierung, Ubiquitinierungsrate Die aus 76 Aminosäure bestehendes Peptid bindet kovalent an Proteine im Proteasom rasch abgebaut werden

22 Ubiquitinabhängiger Proteolyse durch Proteasom Proteine haben unterschiedliche Lebensdauer: Lebenslang in Augenlinse, Minuten für regulatorische Proteine Die beschädigten Proteine bauen Lysosomen ab Der regulierte Abbau: Ubiquitinabhängiger Proteolyse von regulatorischen Proteine, Onkogene, Herstellung von Antigene

23 Nobelpreis in Chemie b. Für die Entdeckung des Ubiquitin-vermittelten Proteinabbau Aaron Ciechanover Avram Herschko Irwin Rose