Otázka: Bílkoviny a jejich metabolismus, nukleové kyseliny
Předmět: Chemie
Přidal(a): terka
Bílkoviny a jejich metabolismus, nukleové kyseliny = proteiny
základní stavební jednotka – aminokyselina
1-10 AK – dipeptid, tripeptid…
10-100 AK – polypeptid
100+ – bílkovina
Aminokyseliny
– aspoň 1 NH2 a 1 COOH
NH2 COOH pH Počet AK
1 = 1 Neutrální 7
1 < 2 Kyselé 2
2 > 1 Zásadité 3
Aromatické
Sirné
Heterocyklické…
– všechny jsou L (podle asymetrického C)
– esenciální – nezbytné
– neumíme sami vytvořit
– příjem z potravy
– rozvětvené/ aromatické jádro
– valin, leucin, lyzin… (8)
– amfoterní
– pevné bezbarvé/bílé látky
– rozpustné ve vodě
– teplota tání – kvůli jontové struktuře
– spojení do větších celků -> * peptidů – kondenzace za odštěpení vody
Peptidy
– antibiotika – penicilin
– peptidové hormony – inzulín, oxytocin, glukagon
– hadí jedy, muchomůrka hlízovitá
– protaminy – zásaditý peptid v rybách
Bílkoviny
– biomakromolekulární látky
– 5-100 nm (cukry 0,5nm)
– základní stavební látka živé hmoty
živočichové
– až 80%
– příjem potravou -> rozklad -> vytvoří jinou, jakou potřebují
rostliny
– více polysacharidů
– umí si vytvořit bílkoviny z anorganických látek (dusičnany)
– složené z AK nebo jejich zbytků
– všechny obsahují 20 základních AK
funkce
- stavební
- katalytické – enzymy
- regulační – hormony
- obrannou
- transportní
- zdroj energie – nahraditelné tuky nebo sacharidy
složení – C (50%), O (20%), N (20%), H, S
Biuretova reakce
– důkaz peptidické vazby –C–NH–
– pomocí CuSO4 a NaOH -> * fialová sraženina
– biuret
O=C + O=C -> NH3 + NH2-C-NH-C-NH2
Struktura bílkovin
1)primární
– pořadí AK
– každá bílkovina jiné
– řízeno geneticky
– určuje vlastnosti a biochemické funkce
2) sekundární
– tvar aby byly bílkoviny co nejstabilnější
– geometrické uspořádání řetězce
stočení do šroubovice
– pravotočivé
– alfa helix
– co nejvíc vodíkových můstků mezi CO a NH
– ven koukají R
forma skládaného listu – beta forma
3) terciární
– uspořádání šroubovice a beta-formy do prostorového tvaru
– prostorové uspořádání sekundární struktury
– drží pohromadě díky vodíkovým můstkům, jontovým vazbám, disulfidickým můstkům, vanderwalsovy síly (dlouhé zbytky AK)
fibrilární
– vláknité
– vazby mezi více řetězci
globulární
– klubkovitý
– vazby v rámci jednoho řetězce
4) kvartérní
– nejsložitější bílkoviny
– několik podjednotek (polypeptidů)
– uspořádání polypeptidů v prostoru mezi sebou
– enzymy
– hemoglobin
Denaturace bílkovin – nevratná změna struktury
– ztráta biologických funkcí
– potravinářství – uchování potravin
– přeměna na stravitelné pro nás
– pomocí teploty (uvaření vejce), chemikáliemi
– změna prostorového uspořádání – sekundární a terciární struktury
jednoduché – peptidové řetězce (popř. malá nebílkovinná složka)
složené – peptidové řetězce + nebílkovinná složka
fibrilární
globulární
podle rozpustnosti
albuminy
– rozpustné ve vodě
globuliny
– nerozpustné ve vodě
– rozpustné v kyselém prostředí (NaCl)
podle nebílkovinné části – prostetická skupina
lipoproteiny
– lipid
– součást buněčných membrán
fosfoproteiny
– zbytek H3PO4 P
– serin – vázán na OH
– kasein – v mléce – rozpustná vápenatá sůl
– zdroj Ca a P
glykoproteiny
– cukerné zbytky
– ve slinách
hemoproteiny
– (chromoproteiny)
– hemoglobin, mioglobin
– barevné pigmenty
– přenašeči
nukleoproteiny
– nukleové kyseliny
– buněčná jádra
Skleroproteiny
– vláknitá struktura
– stavební funkce
– nerozpustné
– kolagen
– klouby, kosti, chrupavky, šlachy
– zahřátí à * želatina, klih – lepidlo
– keratin
– vlasy, nehty, peří
– cystein
fibroin
– bourec morušový – hedvábí
Sferoproteiny
– globulární struktura
– rozpustné ve vodě a solích
– rozmanité funkce
albuminy
– krevní sérum, mléko, bílek
– zdroj AK
– kyselé AK
globuliny
– svaly, játra
histony
– jádra buněk
– vázané na nukleové kyseliny
– zásadité AK
Metabolismus bílkovin
– bílkoviny nelze ukládat
– neustále se přeměňují
– sledování pomocí dusíkaté bilance – poměr mezi příjmem a výdejem
Příjem Výdej
P = v Zdravý dospělí
Pozitivní bilance P > V Děti ve vývinu
Negativní bilance p < V Stáří
Katabolismus
– ve střevě se hydrolyticky štěpí pomocí enzymů na AK -> AK se použijí na syntézu jiné potřebné bílkoviny nebo jiných dusíkatých látek (purinů…)
– AK – zdroj energie
– odbourání deaminací – odštěpuje se NH2 ve formě NH3
NH3 -> ornitinový cyklus -> * močoviny -> moč
Anabolismus
- syntéza bílkovin z AK – proteosyntéza
- na ribozomech
- pořadí AK je uloženo v DNA – transkripce -> translace
- 8 AK si člověk neumí vytvořit – příjem potravou
- 12 AK si člověk vytvoří – * transaminací – AK + oxokyselina -> AK + oxokyselina
COOH–CH2–CH2–CH–COOH + CH3–C–COOH -> COOH–CH2–CH2–C–COOH + CH3–CH–COOH
Nukleové kyseliny
– biomakromolekulární látky
– ve všech buňkách (i virech)
– nositel genetické informace – význam pro všechny organismy
– poprvé identifikována v jádře -> nukleové
– i v mitochondriích a chloroplastech
– přepis do bílkovin
kyselá složka
– H3PO4 P
zásaditá složka
– purinové/pyrimidinové báze A,G/U,T,C
monosacharid
– 2-deoxy-D-ribóza -> DNA
– D-ribóza -> RNA
P + báze + sacharid -> voda + nukleotid – stavební jednotka řetězce
– báze je vázána N glykosidickou vazbou na 1. C
– estericky vázaný zbytek H3PO4 na 5. C
– v buňkách je i nukleosid
– nukleotid bez P
– cukr a báze
– adenosin, guasin, uridin, tymidin, cytidin
– uchování energie
– biosyntéza bílkovin, polysacharidů a složitých lipidů
– nukleotidy se estericky spojí přes zbytky H3PO4 se 3. C monosacharidu dalšího nukleotidu
– makromolekuly
primární struktura – pořadí nukleotidů (bází)
– určuje funkci NK
DNA RNA
H3PO4 H3PO4
2-deoxy-D-ribóza D-ribóza
A-T C-G A-U C-G
sekundární struktura – prostorové uspořádání řetězce
– DNA – 2 vlákna, pravotočivá dvoušroubovice
– komplementarita bází
– viry – jednovláknové DNA, dvouvláknové RNA
– pořadí bází nese genetickou informaci – dědičné Info buňky
– RNA
– jedno vlákno
– tvorba bílkovin
mRNA– informace pro syntézu bílkovin
– obsahuje kodón=trojici bází
tRNA – přenosová
– přenáší aktivovanou AK z cytoplazmy do ribozomů, kde jsou
AK sestavovány do řetězce bílkovin
– každá AK má svou vlastní tRNA
rRNA – ribozomální
– syntéza bílkovin
DNA -> replikace -> * DNA -> transkripce -> * mRNA -> translace -> * bílkovin
replikace
- kopírování DNA pro nově vznikající buňky
- z 1 molekuly DNA vznikají 2 molekuly DNA
- dvoušroubovice se rozdělí a zbývající báze se dosyntetizují
- energeticky náročné – spotřeba ATP
- katalyzátorem je enzym (polymerace)
transkripce
- přepis informace z DNA na RNA (mRNA)
- přenos infa z jádra do cytoplazmy
- místo thyminu (T) se zapisuje uracil (U)
translace
- překlad z řeči bází do řeči AK
- syntéza bílkovin řízená mRNA
- Info z mRNA se dostává do molekuly bílkovin
- V cytoplazmě na ribozomu
- Účast t RNA a mRNA a enzymů
- mRNA se váže na ribozom -> 2 aktivované tRNA se připojí na mRNA -> AK se spojí -> * dipeptid -> tRNA jdou pryč
- pořadí bílkovin určuje typ bílkoviny
– nebezpečí virů – onkoviry, antiviry (HIV), retroviry – může se navázat do řetězce a množit se
– DNA se váže na histony -> * chromozomů
