STRUCTURA PROTEINELORSTRUCTURA PROTEINELORBiochimia:Biochimia:

- ca termen a fost întrodus pentru prima dată in 1903 de către Carl Neiberg. - ca termen a fost întrodus pentru prima dată in 1903 de către Carl Neiberg. - Bios (din greacă înseamnă "viaţă").- Bios (din greacă înseamnă "viaţă").- este ştiinţa care studiază bazele moleculare ale vieţii.- este ştiinţa care studiază bazele moleculare ale vieţii. - - este Ştiinţa despre structura şi transformarea substanţelor chimice, care întră în componenţa materiei vii, procesele este Ştiinţa despre structura şi transformarea substanţelor chimice, care întră în componenţa materiei vii, procesele

fizico-chimice, care stau la baza activităţii vitale.fizico-chimice, care stau la baza activităţii vitale.-- este înrudită cu fiziologia, chimia organică dar nu este o simplă sinteză a acestor ştiinţe. este înrudită cu fiziologia, chimia organică dar nu este o simplă sinteză a acestor ştiinţe.

Deosebim biohimie:Deosebim biohimie: - statică - - statică - studiază componenţa materiei vii şi proprietăţile compuşilor biologici separaţi.studiază componenţa materiei vii şi proprietăţile compuşilor biologici separaţi.- dinamică – - dinamică – studiază complexitatea modificărilor de substanţe în organism.studiază complexitatea modificărilor de substanţe în organism.- funcţională – - funcţională – cercetează procesele chimice ce stau la baza diferitelor manifestări ale vitalităţii. cercetează procesele chimice ce stau la baza diferitelor manifestări ale vitalităţii.

Rolul biochimiei în practica medicală:Rolul biochimiei în practica medicală:Pe plan teoretic descoperirile biochimiei – îmbogăţesc şi adâncesc cunoştinţele despre manifestările vitale.Pe plan teoretic descoperirile biochimiei – îmbogăţesc şi adâncesc cunoştinţele despre manifestările vitale.În domeniul practicii promovează progresul :În domeniul practicii promovează progresul :-- cercetărilor medicale;cercetărilor medicale;-- diagnosticului clinic de laborator;diagnosticului clinic de laborator;-- al farmacologiei şi farmaceuticii;al farmacologiei şi farmaceuticii;-- al microbiologiei, virusologiei şi imunologiei.al microbiologiei, virusologiei şi imunologiei.Studiază:Studiază: -compoziţia chimică a ţesuturilor şi lichidelor biologice în condiţii fiziologice şi patologice, -compoziţia chimică a ţesuturilor şi lichidelor biologice în condiţii fiziologice şi patologice, -corelaţiile dintre modificările metabolice ale diferitor organe, ţesuturi şi lichide biologice; -corelaţiile dintre modificările metabolice ale diferitor organe, ţesuturi şi lichide biologice; -dinamica indicilor metabolici în diverse stări fiziologice (Îmbătrânire, efort fizic) şi în patologii-dinamica indicilor metabolici în diverse stări fiziologice (Îmbătrânire, efort fizic) şi în patologii

2. Particularităţile materiei vii:2. Particularităţile materiei vii: gradul superior de organizare structurală (caractergradul superior de organizare structurală (caracterizat prin structura compusă şi diversitatea de molecule)izat prin structura compusă şi diversitatea de molecule) Funcţia strict determinată şi sensul său specific pentru fiecare parte componentă.Funcţia strict determinată şi sensul său specific pentru fiecare parte componentă. Capacitatea de a transforma şi a utiliza energia Capacitatea de a transforma şi a utiliza energia Schimbul de substanţe cu mediul înconjurător şi autoreglarea transformărilor chimice.Schimbul de substanţe cu mediul înconjurător şi autoreglarea transformărilor chimice. Capacitatea de autoreplicare sau transmitereCapacitatea de autoreplicare sau transmitere a informaţiei genetice.a informaţiei genetice.

MetodMetodeleele de studii biochimice de studii biochimice-- Biochimia are de-a face cu obiectele vii, folosind metode extrem de fine de separare a anumitor substanţe. Biochimia are de-a face cu obiectele vii, folosind metode extrem de fine de separare a anumitor substanţe.- Obiect de studiu poate fi - Obiect de studiu poate fi organismul integruorganismul integru pe care se fac concluzii (administrarea unor substanţe şi determinarea pe care se fac concluzii (administrarea unor substanţe şi determinarea

produselor finale, care se elimină),produselor finale, care se elimină),- organ, ţesut, celulă care mai întîi se supun omogenizării (fărîmiţării) folosind omogenizatoare speciale care le - organ, ţesut, celulă care mai întîi se supun omogenizării (fărîmiţării) folosind omogenizatoare speciale care le

dezintegrează pînă la structuri subcelulare (nuclee, mitocondrii, lizozomi, peroxisomi, citomembrane), care se separă dezintegrează pînă la structuri subcelulare (nuclee, mitocondrii, lizozomi, peroxisomi, citomembrane), care se separă prin ultracentrifugare, apoi se extrag structuri biomoleculare, care se reextrag,se purifică prin distilare, evaporare, prin ultracentrifugare, apoi se extrag structuri biomoleculare, care se reextrag,se purifică prin distilare, evaporare, dializă, evaporare, electroforeză, cromatografie, şi multe alte metode.dializă, evaporare, electroforeză, cromatografie, şi multe alte metode.

Cele mai importante descoperiri ale secolului XXCele mai importante descoperiri ale secolului XX- - 1902 - A Fişer – a efectuat sinteza artificială a proteinei, a elaborat teoria polipeptidică a structurii proteinei1902 - A Fişer – a efectuat sinteza artificială a proteinei, a elaborat teoria polipeptidică a structurii proteinei- Knoop şi Linen, Lipman, Kennedy, Leninjer au elucidat procesele de oxidare şi sinteză a acizilor graşi şi altor lipide.- Knoop şi Linen, Lipman, Kennedy, Leninjer au elucidat procesele de oxidare şi sinteză a acizilor graşi şi altor lipide.- Emben, Meierhof Krebs, M.Dikkens, Varburg cît şi Engelhardt, Parnas, Ivanov, au creat schemele diferitor căi de - Emben, Meierhof Krebs, M.Dikkens, Varburg cît şi Engelhardt, Parnas, Ivanov, au creat schemele diferitor căi de

transformare a glucidelor şi formare în cursul acestor transformări a ATP- ca purtător chimic de energie.transformare a glucidelor şi formare în cursul acestor transformări a ATP- ca purtător chimic de energie.- Brauştein, Severin, Orehovschi, Coşland, Linen au separat multe enzime în stare cristalină, au stabilit structura lor, - Brauştein, Severin, Orehovschi, Coşland, Linen au separat multe enzime în stare cristalină, au stabilit structura lor,

mecanismele reacţiilor chimice şi reglarea activităţii acestora.mecanismele reacţiilor chimice şi reglarea activităţii acestora.- - În ultimii 30-40 de ani în studiile biochimice au apărut modificări radicale datorită utilizării metodelor moderne de În ultimii 30-40 de ani în studiile biochimice au apărut modificări radicale datorită utilizării metodelor moderne de

cercetare. cercetare. A crescut considerabil sensibilitatea şi exactiA crescut considerabil sensibilitatea şi exacticicitatea aprecierilor cantitative a diferitor metaboliţi în tatea aprecierilor cantitative a diferitor metaboliţi în structurile biologice.structurile biologice.

PProteinelroteinele:e:- - sunt substanţele organice azotate, alcătuite din AA, legaţi în lanţuri prin legături peptidice, care posedă cel mai înnalt sunt substanţele organice azotate, alcătuite din AA, legaţi în lanţuri prin legături peptidice, care posedă cel mai înnalt

grad de complexitate, varietate moleculară, şi care prezintă specificitate de specie, de organ.grad de complexitate, varietate moleculară, şi care prezintă specificitate de specie, de organ.--"proteios", din greac"proteios", din greacăă înseamnă "de prim rang", pentru viaţă. înseamnă "de prim rang", pentru viaţă. -- ca termen folosit pentru prima dată în 1838 de către savantul german Mulder. ca termen folosit pentru prima dată în 1838 de către savantul german Mulder.--"Majoritatea modificărilor biochimice în organismele vii sînt determinate de proteine"Majoritatea modificărilor biochimice în organismele vii sînt determinate de proteine..Rolul biologicRolul biologic al proteinelor al proteinelor:: SStructural (colagenul, elastina, keratina);tructural (colagenul, elastina, keratina);

1

CataliticCatalitic (amilaza, pepsina, LDH); (amilaza, pepsina, LDH); De recepţie (receptorii hormonali);De recepţie (receptorii hormonali); contractil şi locontractil şi loccomotor (dinamic) –actina, miozinaomotor (dinamic) –actina, miozina;; transport şi depozitare (Hb transportă oxigenul, iar Mb îl depozitează în muşchi; transferina şi feritina transportă şi transport şi depozitare (Hb transportă oxigenul, iar Mb îl depozitează în muşchi; transferina şi feritina transportă şi

depozitează fierul în sănge, ficat);depozitează fierul în sănge, ficat); reglator reglator şi hormonalşi hormonal - reglarea creşterii şi diferenţierii celulelor ( - reglarea creşterii şi diferenţierii celulelor (insulina, insulina, proteinele- represor);proteinele- represor); de protede protecţiecţie faţă de corpi străini, virusuri, bacterii (imunoglobuline); faţă de corpi străini, virusuri, bacterii (imunoglobuline); homeostatic – menţinerea constantelor sângelui (albuminele determină presiunea oncotică – cantitatea, volumul homeostatic – menţinerea constantelor sângelui (albuminele determină presiunea oncotică – cantitatea, volumul

lichidului în vasele sanguine);lichidului în vasele sanguine); de rezervă, trofică – proteinele alimentare.de rezervă, trofică – proteinele alimentare.

Teoria polipeptidică a structurii proteineiTeoria polipeptidică a structurii proteinei- înnaintată în 1902 de Emil Fişer - înnaintată în 1902 de Emil Fişer -- Este: Proteinele sunt substanţele organice azotate, alcătuite din AA, legaţi în lanţuri prin legături peptidice, care Este: Proteinele sunt substanţele organice azotate, alcătuite din AA, legaţi în lanţuri prin legături peptidice, care

posedă cel mai înnalt grad de complexitate, varietate moleculară, şi care prezintă specificitate de specie, de organ. posedă cel mai înnalt grad de complexitate, varietate moleculară, şi care prezintă specificitate de specie, de organ. Putem deduce principalele caracteristici ale proteinelorPutem deduce principalele caracteristici ale proteinelor

conţinutul de Azot este destul de constant (în medie 16% din masa uscată).conţinutul de Azot este destul de constant (în medie 16% din masa uscată). Prezenţa permanentă a componenţilor structurali – AAPrezenţa permanentă a componenţilor structurali – AA Prezenţa legăturilor peptidice între AA cu ajutorul cărora se leagă în LPPrezenţa legăturilor peptidice între AA cu ajutorul cărora se leagă în LP Masa moleculară mare (de la 4-5 pînă la cîteva milioane de Daltoni).Masa moleculară mare (de la 4-5 pînă la cîteva milioane de Daltoni). Organizarea structurală complicată.Organizarea structurală complicată.

Argumente experimentale ale teoriei polipeptidice :Argumente experimentale ale teoriei polipeptidice : Eliberarea la hidroliză a unui număr esenţial de grupări funcţionale carboxilice şi aminice, care erau ocupate în Eliberarea la hidroliză a unui număr esenţial de grupări funcţionale carboxilice şi aminice, care erau ocupate în formarea legăturii peptidice.formarea legăturii peptidice. Reacţia pozitivă cu biuretul – dovedeşte prezenţa legăturii peptidice, alte reacţii de culoare ca Ninhidrinică-Reacţia pozitivă cu biuretul – dovedeşte prezenţa legăturii peptidice, alte reacţii de culoare ca Ninhidrinică-dovedeşte prezenţa alfa AA.dovedeşte prezenţa alfa AA. Analiza Rentgenostructurală a permis de a vedea repartiţia resturilor de AA din catena polipeptidică cît şi Analiza Rentgenostructurală a permis de a vedea repartiţia resturilor de AA din catena polipeptidică cît şi organizarea lor.organizarea lor. Argumentarea de bază este posibilitatea de a sintetiza proteina, care posedă activitate biologică.Argumentarea de bază este posibilitatea de a sintetiza proteina, care posedă activitate biologică.

Gradele de organizare ale moleculei proteiceGradele de organizare ale moleculei proteice SS tructuratructura : : primară, primară, secundarăsecundară, , ttererţiarăţiară, cuaternara, cuaternara

AminoaciziiAminoacizii sunt derivaţii acizilor carboxilici la care un atom de H a fost substituit de grupa aminică. sunt derivaţii acizilor carboxilici la care un atom de H a fost substituit de grupa aminică. În funcţie de poziţia în care a avut loc substituţia destingem alfa, beta,În funcţie de poziţia în care a avut loc substituţia destingem alfa, beta, gama şi etc. AA. gama şi etc. AA. 20 20 de de aminoacizi fundamentaliaminoacizi fundamentali proteinogeni sunt Alfa AA şi sunt de linia L. proteinogeni sunt Alfa AA şi sunt de linia L.

AA pot fi clasificaţi după următoarele principii:AA pot fi clasificaţi după următoarele principii:

După structura R lateral (în alifatici – aromatici; substituiţi-nesubstituiţi; după acidul carboxilic, în care a fost După structura R lateral (în alifatici – aromatici; substituiţi-nesubstituiţi; după acidul carboxilic, în care a fost substituit atomul de H)substituit atomul de H) În funcţie de proprietăţile fizico- chimice (acizi, bazici şi neutri)În funcţie de proprietăţile fizico- chimice (acizi, bazici şi neutri) Şi clasificarea biologică după gradul de indespensibilitate al AA pentru organismŞi clasificarea biologică după gradul de indespensibilitate al AA pentru organism

Structura primarăStructura primară prezintă componenţa şi succesiunea aminoacizilor din lanţul polipeptidic, determinată genetic. prezintă componenţa şi succesiunea aminoacizilor din lanţul polipeptidic, determinată genetic. Este stabilizată de legăturile peptidice covalente, care se formează la interacţiunea grupei Este stabilizată de legăturile peptidice covalente, care se formează la interacţiunea grupei -carboxilice a unui -carboxilice a unui aminoacid cu aminoacid cu -aminogrupa următorului aminoacid. -aminogrupa următorului aminoacid. Structura primarăStructura primarăProprietăţile legăturii peptidice:Proprietăţile legăturii peptidice: este o legătură covalentă este o legătură covalentă coplanarea – toţi atomii grupelor peptidice se află într-un singur plan coplanarea – toţi atomii grupelor peptidice se află într-un singur plan 2 forme de rezonanţă(ceto sau enol)2 forme de rezonanţă(ceto sau enol) poziţia trans a subspoziţia trans a substtituienţilor în raport cu leg C-Nituienţilor în raport cu leg C-N capacitatea de a forma legături de hidrogen (fiecare gr. peptidică poate forma 2 legături de hidrogen)capacitatea de a forma legături de hidrogen (fiecare gr. peptidică poate forma 2 legături de hidrogen)

Principiile de descifrare a succesiunii Principiile de descifrare a succesiunii AAAA-etapele:-etapele: hidroliza acidă a proteinelor cu determinarea calitativă şi cantitativă a hidroliza acidă a proteinelor cu determinarea calitativă şi cantitativă a AAAA..

2

determinarea determinarea AAAAr N şi C terminali. r N şi C terminali. LaLa determinarea determinarea AAAA N-terminal se utilizează: N-terminal se utilizează: -metoda Sandger (cu fluordinitrobenzol)-metoda Sandger (cu fluordinitrobenzol) - Edman (cu fenilizotiocianat)- Edman (cu fenilizotiocianat) - enzimatică (cu aminopeptidaza)- enzimatică (cu aminopeptidaza) -metoda cu dansil-metoda cu dansil Determinarea Determinarea AAAA C-terminal se efectuează prin: C-terminal se efectuează prin: MetodaMetoda chimică cu hidrazina (metoda Acabori) chimică cu hidrazina (metoda Acabori) enzimatică (carboxipeptidază) enzimatică (carboxipeptidază) reducători: NaBH4 sau LiBH4reducători: NaBH4 sau LiBH4

Principiile de descifrare a succesiunii Principiile de descifrare a succesiunii AAAA-etapele:-etapele: hidroliza selectivă a proteinei prin hidroliza selectivă a proteinei prin doua doua metodele metodele diferite diferite (tripsina, chimotripsina, pepsina) sau chimice (cu (tripsina, chimotripsina, pepsina) sau chimice (cu bromura cianidică) bromura cianidică) identificarea succesiunii identificarea succesiunii AAAA în fragmentele obţinute prin metoda Edman. în fragmentele obţinute prin metoda Edman. deducereadeducerea structurii primare prin suprapunerea segmentelor obţinute. structurii primare prin suprapunerea segmentelor obţinute.

Metoda lui SanMetoda lui SanddgergerMetoda lui EdmanMetoda lui EdmanMetoda lui AcaboriMetoda lui Acabori

Orice dereglare a structurii primare a proteinelor duce afectarea proprietăţii biologice.Orice dereglare a structurii primare a proteinelor duce afectarea proprietăţii biologice.

BUFET –BUKET BUFET –BUKET În anii 50 a fost descrisă structura primară a hemoglobinei, ce constă din 600 resturi de AA şi dacă în loc de acidul În anii 50 a fost descrisă structura primară a hemoglobinei, ce constă din 600 resturi de AA şi dacă în loc de acidul

glutamic se include valina Hb devine mai nestabilă, mai rău fixează O2 , este insolubilă şi duce la apariţia glutamic se include valina Hb devine mai nestabilă, mai rău fixează O2 , este insolubilă şi duce la apariţia anemiei cu anemiei cu celule falciforme.celule falciforme.

Structura secundarăStructura secundară reprezintă modul împachetării catenei polipeptidice într-o structură ordonată, datorită formării legăturii de H între reprezintă modul împachetării catenei polipeptidice într-o structură ordonată, datorită formării legăturii de H între grupele peptidice ale unei catene sau a catenelor învecinate. grupele peptidice ale unei catene sau a catenelor învecinate. După configuraţie structura secundară poate fi sub formă de După configuraţie structura secundară poate fi sub formă de -elice, sau s -elice, sau s structură structură În spaţiu molecula proteică tinde să ocupe o formă cu cea mai mică energie liberă.În spaţiu molecula proteică tinde să ocupe o formă cu cea mai mică energie liberă.

Particularităţile de baza ale Particularităţile de baza ale -spiralei:-spiralei: orientată spre dreaptaorientată spre dreapta posedă simetrie elicoidală;posedă simetrie elicoidală; legăturile de hidrogen se formează între grupele peptidice ale primului şi ale celui de al patrulea rest de aminoacid;legăturile de hidrogen se formează între grupele peptidice ale primului şi ale celui de al patrulea rest de aminoacid; radicalii laterali ai aminoacizilor nu participă la formarea radicalii laterali ai aminoacizilor nu participă la formarea -spiralei şi sînt dispuşi în exterior.-spiralei şi sînt dispuşi în exterior. regularitatea şi identitatea spirelor: îregularitatea şi identitatea spirelor: înalţimea unei spire constituie 0,54 nm nalţimea unei spire constituie 0,54 nm (5,4 A)(5,4 A) şi cuprinde 3,6 resturi de şi cuprinde 3,6 resturi de

aminoaciziaminoacizi (înălţimea unui aminoacid este de 0,15 nm sau 1,5 A) (înălţimea unui aminoacid este de 0,15 nm sau 1,5 A). . Periodicitatea regularităţii Periodicitatea regularităţii -spiralei este egală cu 5 spire sau cu 18 aminoacizi. Lungimea unei perioade este de 2,7 -spiralei este egală cu 5 spire sau cu 18 aminoacizi. Lungimea unei perioade este de 2,7

nm.nm.

Aminoacizii ce diminuiează (împedică) formarea elicei:Aminoacizii ce diminuiează (împedică) formarea elicei: P Prezenţa: rezenţa: prolinei (atomul de N nu are H şi nu e capabil să formeze legături de hidrogen intracatenar – se formează o prolinei (atomul de N nu are H şi nu e capabil să formeze legături de hidrogen intracatenar – se formează o îndoire, o încovoiere în lanţ.îndoire, o încovoiere în lanţ. radicalilor voluminoşi ((Val, Asp) conferă o strângere sterică a elicei)radicalilor voluminoşi ((Val, Asp) conferă o strângere sterică a elicei) Ser, Tre – gr. OH pot forma punţi de H – pot servi ca factori destabilizatoriSer, Tre – gr. OH pot forma punţi de H – pot servi ca factori destabilizatori Glu, Liz, His, Arg – apar forţe electrostatice de respingere sau atragereGlu, Liz, His, Arg – apar forţe electrostatice de respingere sau atragere

-structură-structură are configuraţia curbată, care se formează cu ajutorul legăturilor de hidrogen intercatenare în limita unor sectoare are configuraţia curbată, care se formează cu ajutorul legăturilor de hidrogen intercatenare în limita unor sectoare a aceluiaş lanţ polipeptidic sau a lanţurilor alăturate.a aceluiaş lanţ polipeptidic sau a lanţurilor alăturate. Această structură se mai numeşte structură în straturi pliante. Această structură se mai numeşte structură în straturi pliante. -structură poate fi de 2 tipuri:-structură poate fi de 2 tipuri: „cross formă” – participă un singur lanţ„cross formă” – participă un singur lanţ -structură completă – participă 2 sau mai multe catene, care pot fi:-structură completă – participă 2 sau mai multe catene, care pot fi: - paralele (N-terminaţiile catenelor polipeptidice sînt îndreptate în aceeaşi direcţie) - paralele (N-terminaţiile catenelor polipeptidice sînt îndreptate în aceeaşi direcţie) - antiparalele (N-terminaţiile sînt îndreptate în diferite direcţii). - antiparalele (N-terminaţiile sînt îndreptate în diferite direcţii). distanţa între 2 resturi de aminoacizi este de 3,5 Adistanţa între 2 resturi de aminoacizi este de 3,5 A

3

Structura terţiarăStructura terţiară reprezintă modul de împachetare a reprezintă modul de împachetare a LPLP în spaţiu tridimensional. în spaţiu tridimensional. proteinele se împart în globulare şi fibrilare.proteinele se împart în globulare şi fibrilare. se formează datorită interacţiunii dintre radicalii se formează datorită interacţiunii dintre radicalii AAAA situaţi situaţi la distantala distanta . . Legăturile ce stabilizează structura terţiară:Legăturile ce stabilizează structura terţiară: Legăturile covalente:Legăturile covalente: - - disulfidice, disulfidice, - - pseudopeptidicepseudopeptidice - esterice - esterice Legăturile polareLegăturile polare - de hidrogen,- de hidrogen, - ionice, - ionice, - - electrostaticeelectrostatice interacţiuni hidrofobe –interacţiuni hidrofobe – - -forţele Van der Waalsforţele Van der Waals

DDomeniiomeniile:le: – reprezintă regiuni compacte cu organizarea terţiară specifică, relativ rigide, separate între ele de segmente mai puţin – reprezintă regiuni compacte cu organizarea terţiară specifică, relativ rigide, separate între ele de segmente mai puţin

organizate care permitorganizate care permit mişcareamişcarea unuiunui domeniudomeniu î înn raportraport cucu altulaltul.. - sunt responsabile de anumite funcţii- sunt responsabile de anumite funcţii- cu structuri şi proprietăţi similare sunt prezente în diferite proteine- cu structuri şi proprietăţi similare sunt prezente în diferite proteine

Structura cuaternară a proteinelorStructura cuaternară a proteinelor:: -- este caracteristică pentrueste caracteristică pentru proteine proteinelele alcătuite din mai multe LP alcătuite din mai multe LP((protomeri sau subunităţiprotomeri sau subunităţi))..-- reprezintă areprezintă asamblarea protomerilorsamblarea protomerilor în spaţiu (oligomer) în spaţiu (oligomer)Funcţia specifică a unei proteine oligomere se manifestă numai la nivelul structurii cuaternare, protomeri separaţi sunt Funcţia specifică a unei proteine oligomere se manifestă numai la nivelul structurii cuaternare, protomeri separaţi sunt

inactivi. inactivi. Legături care stabilizează structura cuaternară sunt legăturile slabe (de hidrogen, saline, forţe hidrofobe etc.). Legături care stabilizează structura cuaternară sunt legăturile slabe (de hidrogen, saline, forţe hidrofobe etc.). Interacţiunile prin suprafeţe Interacţiunile prin suprafeţe complementare prezintă fenomenulcomplementare prezintă fenomenulde cooperare- primele interacţiuni de cooperare- primele interacţiuni favorizează formarea celorlalte.favorizează formarea celorlalte. Ex. molecula hemoglobinei constă Ex. molecula hemoglobinei constă din 4 protomeri.din 4 protomeri.

Proteinele fixatoare de CaProteinele fixatoare de Ca sunt proteine ce posedă afinitate majoră de legare a ionilor de Ca. Toate aceste proteine conţin resturi de γ sunt proteine ce posedă afinitate majoră de legare a ionilor de Ca. Toate aceste proteine conţin resturi de γ carboxiglutamat de care se fixează ionii de Ca. γ carboxiglutamatul se formează din Glu sub acţiunea enzimei carboxiglutamat de care se fixează ionii de Ca. γ carboxiglutamatul se formează din Glu sub acţiunea enzimei (carboxilaza), care ca coenzimă are vitamina K.(carboxilaza), care ca coenzimă are vitamina K. Exemple:Exemple: - colagenul - colagenul - calmodulina – o proteină mică ce posedă patru locusuri de fixare pentru ionii de Ca - calmodulina – o proteină mică ce posedă patru locusuri de fixare pentru ionii de Ca - factorii coagulării sângelui(II,VII,IX, X) - factorii coagulării sângelui(II,VII,IX, X) - fosfolipaza C - fosfolipaza C

Colagenul:Colagenul: cea mai răspîndita proteină din organism.cea mai răspîndita proteină din organism. Este o proteină extracelulară, fibrilară, componenta majoră a ţesutului conjuctiv şi osos. Este o proteină extracelulară, fibrilară, componenta majoră a ţesutului conjuctiv şi osos. În ţesutul conjuctiv ea În ţesutul conjuctiv ea oferă rezistenţă, iar în cel osos constituie carcasa organică a mineralizării. oferă rezistenţă, iar în cel osos constituie carcasa organică a mineralizării. Particularităţile structurale:Particularităţile structurale:1. Fiecare al treilea aminoacid din catenă este prezentat prin glicină (30%)1. Fiecare al treilea aminoacid din catenă este prezentat prin glicină (30%)2. Fiecare al patrulea - prin prolină şi hidroxiprolină (25%)2. Fiecare al patrulea - prin prolină şi hidroxiprolină (25%)3. Conţine 10% alanină3. Conţine 10% alanină4. Conţine hidroxilizină4. Conţine hidroxilizină5. Conţinutul tioaminoacizilor şi tirozinei este redus5. Conţinutul tioaminoacizilor şi tirozinei este redus Se deosebesc cinci feluri de lanţuri primare: Se deosebesc cinci feluri de lanţuri primare: 1I, 1I, 1II, 1II, 1III, 1III, 1IV, 1IV, 2. Prin combinarea lor se formează 4 tipuri 2. Prin combinarea lor se formează 4 tipuri principale de colagen.principale de colagen.

Colagenul:Colagenul: Structura primară prezintă o catenă polipeptidică curbată alcătuită din circa 1000 resturi de aminoacizi.Structura primară prezintă o catenă polipeptidică curbată alcătuită din circa 1000 resturi de aminoacizi. Structura secundară reprezintă alfa catene spiralate răsucite spre stânga Structura secundară reprezintă alfa catene spiralate răsucite spre stânga 3 alfa catene spiralate, răsucite spre stânga formează tropocolagenul. Tropocolagenul este subunitatea structurală 3 alfa catene spiralate, răsucite spre stânga formează tropocolagenul. Tropocolagenul este subunitatea structurală a colagenului. a colagenului.

4

Structura cuaternară: aşezarea subunităţilor de tropocolagen sub formă de trepte, fiecare moleculă fiind deplasată Structura cuaternară: aşezarea subunităţilor de tropocolagen sub formă de trepte, fiecare moleculă fiind deplasată cu ¼ din lungime faţă de moleculele vecine. Monomerii sunt legaţi stabil prin legături covalente încrucişate inter şi cu ¼ din lungime faţă de moleculele vecine. Monomerii sunt legaţi stabil prin legături covalente încrucişate inter şi intramoleculare, care le conferă microfibrilelor rezistenţă mecanică. Prin asocierea microfibrilelor se formează fibrilele, intramoleculare, care le conferă microfibrilelor rezistenţă mecanică. Prin asocierea microfibrilelor se formează fibrilele, iar din ele - fibra de colagen. iar din ele - fibra de colagen. Colagenul este proteina care activ fixează ionii de Ca2+.Colagenul este proteina care activ fixează ionii de Ca2+.

Clasificarea contemporană a proteinelor.Clasificarea contemporană a proteinelor. Savanţii M.Levitt şi C.Chiothia (1970) examinînd structura proteinelor le-au devizat în 5 clase (fiecare clasă diferă Savanţii M.Levitt şi C.Chiothia (1970) examinînd structura proteinelor le-au devizat în 5 clase (fiecare clasă diferă după prezenţa şi poziţia α-spiralei şi β-structurii).după prezenţa şi poziţia α-spiralei şi β-structurii).

Proteine ce conţin 100% α-elice, formînd o structură globulară;Proteine ce conţin 100% α-elice, formînd o structură globulară; Proteine ce conţin β-structură şi, de regulă, sunt alcătuite din două straturi antiparalele sau situate în forme Proteine ce conţin β-structură şi, de regulă, sunt alcătuite din două straturi antiparalele sau situate în forme “butoiaşe”;“butoiaşe”; Proteine ce conţin atît α cît şi β componente;Proteine ce conţin atît α cît şi β componente; Proteine ce înglobează α/ β segmente alternate în structura secundară, formînd structura terţiară cu centrul β şi Proteine ce înglobează α/ β segmente alternate în structura secundară, formînd structura terţiară cu centrul β şi încercuite de α-spirale;încercuite de α-spirale; Proteine neorganizate cu structura secundară evidenţiată nesemnificativ.Proteine neorganizate cu structura secundară evidenţiată nesemnificativ.

După dinamica domeniilor structuraleDupă dinamica domeniilor structurale Proteine cu domenii rigide, imobile, dure, unite prin segmente mari, flexibile, ce le permit fluctuaţii în diapazon larg;Proteine cu domenii rigide, imobile, dure, unite prin segmente mari, flexibile, ce le permit fluctuaţii în diapazon larg; Proteine cu domenii rigide, dure, unite prin porţiuni mici, denumite “balama” cu o circulaţie mai redusă;Proteine cu domenii rigide, dure, unite prin porţiuni mici, denumite “balama” cu o circulaţie mai redusă; Proteine unde domeniile au roluri diverse – folosesc flexibilitatea pentru asigurarea unor funcţii.Proteine unde domeniile au roluri diverse – folosesc flexibilitatea pentru asigurarea unor funcţii.

Proteinele simple (holoproteine)Proteinele simple (holoproteine)- Histonele- Histonele -localizate în nucleu, conţin aminoacizi bazici pînă la 30% (Arg, Liz). Au sarcina pozitivă, sunt legate -localizate în nucleu, conţin aminoacizi bazici pînă la 30% (Arg, Liz). Au sarcina pozitivă, sunt legate

electrostatic cu acizii nucleici. Funcţia: iau parte la reglarea metabolică a activităţii genomului, funcţie structurală electrostatic cu acizii nucleici. Funcţia: iau parte la reglarea metabolică a activităţii genomului, funcţie structurală -- Albuminele şi globulinele prezintă masa principală a proteinelor sanguine, a lactatelor, masei musculare. RaportulAlbuminele şi globulinele prezintă masa principală a proteinelor sanguine, a lactatelor, masei musculare. Raportul albumine-globuline rămîne constant: 1,5 – 2,3. albumine-globuline rămîne constant: 1,5 – 2,3. -- AlbumineleAlbuminele – masă moleculară mică, PI 4,7, sarcină negativă, sunt solubile în apă. Rolul: determină presiunea – masă moleculară mică, PI 4,7, sarcină negativă, sunt solubile în apă. Rolul: determină presiunea oncotică, participă la transportul substanţelor.oncotică, participă la transportul substanţelor. - - GlobulineleGlobulinele - masă moleculară mai mare ca albuminele, au caracter acid (PI – 6 -7,3), conţin în cantitate mare Glu, se - masă moleculară mai mare ca albuminele, au caracter acid (PI – 6 -7,3), conţin în cantitate mare Glu, se

dizolvă în soluţii saline slabe, dar nu în apă.dizolvă în soluţii saline slabe, dar nu în apă. Rolul imunologic: sintetizează anticorpi. Rolul imunologic: sintetizează anticorpi. Protaminele,Protaminele, prolaminele, glutelineleprolaminele, glutelineleProteinele conjugate (Proteide):Proteinele conjugate (Proteide): NucleoproteineNucleoproteine CromoproteineCromoproteine FosfoproteineFosfoproteine LipoproteineLipoproteine MetaloproteineMetaloproteine GlicoproteineGlicoproteineNucleoproteineleNucleoproteinele compuse din:compuse din: 1- proteine (histonele, bogate în Arg şi Liz.) 1- proteine (histonele, bogate în Arg şi Liz.) 2 - acizi nucleici. 2 - acizi nucleici. Rol: constituie baza moleculară a unor procese biochimice fundamentale ca: stocarea, transmiterea şi exprimarea Rol: constituie baza moleculară a unor procese biochimice fundamentale ca: stocarea, transmiterea şi exprimarea

informaţiei genetice, biosinteza proteinelor, diviziunea celulară.informaţiei genetice, biosinteza proteinelor, diviziunea celulară.Cromoproteinele:Cromoproteinele:

– compuse din proteină şi partea neproteică colorată.– compuse din proteină şi partea neproteică colorată.- Sunt porfirinice şi neporfirinice- Sunt porfirinice şi neporfirinice Reprezentanţii: clorofila, hemoproteidele (Hb), sistemul de citocromi, catalaza, peroxidaza.Reprezentanţii: clorofila, hemoproteidele (Hb), sistemul de citocromi, catalaza, peroxidaza. Rolul:Rolul: 1. participă în fotosinteză 1. participă în fotosinteză 2. transportul oxigenului şi CO2 2. transportul oxigenului şi CO2 3. reacţiile de oxido-reducere 3. reacţiile de oxido-reducere 4. senzaţiile de lumină şi culoare 4. senzaţiile de lumină şi culoareFosfoproteineleFosfoproteinele: proteine + acidul fosforic (legate prin legături esterice- de hidroxiaminoacizi Ser, Tre ): proteine + acidul fosforic (legate prin legături esterice- de hidroxiaminoacizi Ser, Tre ) Reprezentanţi: cazeinogenul (proteina laptelui), vitelina, vitelenina (din gălbenuşul de ou), ihtulina (din icre de Reprezentanţi: cazeinogenul (proteina laptelui), vitelina, vitelenina (din gălbenuşul de ou), ihtulina (din icre de peşte).peşte). Rolul:Rolul:- servesc ca material energetic, plastic în porocesul de embriogeneză şi creştere postnatală- servesc ca material energetic, plastic în porocesul de embriogeneză şi creştere postnatală- alimentar- alimentarLipoproteine Lipoproteine - - proteine + lipide (fosfolipide, TAG, colesterol)proteine + lipide (fosfolipide, TAG, colesterol) Rolul: Rolul: Reprezintă constituienţi structurali ai celulelorReprezintă constituienţi structurali ai celulelor

5

intervin în permeabilitatea biomembranelorintervin în permeabilitatea biomembranelor furnizează energiafurnizează energia participă la transportul prin sânge şi limfă a unor substanţe liposolubile (vitaminele liposolubile A, D, E, K, unii participă la transportul prin sânge şi limfă a unor substanţe liposolubile (vitaminele liposolubile A, D, E, K, unii hormoni, unele medicamente)hormoni, unele medicamente) în plasma sanguină lipoproteinele(LP) se diferenţiază în 4 fracţiuni pe baza densităţii lor:în plasma sanguină lipoproteinele(LP) se diferenţiază în 4 fracţiuni pe baza densităţii lor: – chilomicronii (d mai mică ca 0,95) – chilomicronii (d mai mică ca 0,95) - LP cu densitate foarte mică (VLDL) (d mai mică ca 1,006) - LP cu densitate foarte mică (VLDL) (d mai mică ca 1,006) - cu densitate mică (LDL) (d mai mică ca 1,065) - cu densitate mică (LDL) (d mai mică ca 1,065) - cu densitate mare (HDL) (d mai mică ca 1,2) - cu densitate mare (HDL) (d mai mică ca 1,2)Glicoproteinele – proteine + glucidică (glucozamină, galactozamină, a. hialuronic, glucozaminglicani)Glicoproteinele – proteine + glucidică (glucozamină, galactozamină, a. hialuronic, glucozaminglicani) Rolul:Rolul: sunt constituienţi plastici ai celulei, intră în componenţa membranelor biologicesunt constituienţi plastici ai celulei, intră în componenţa membranelor biologice au rol de protecţie a mucoaselor gastrointestinale, ale aparatului respirator şi urogenital faţă de acţiunea enzimelor au rol de protecţie a mucoaselor gastrointestinale, ale aparatului respirator şi urogenital faţă de acţiunea enzimelor proteolitice, a unor compuşi chimici sau agenţi mecaniciproteolitice, a unor compuşi chimici sau agenţi mecanici sunt inhibitori ai aglutinării hematiilorsunt inhibitori ai aglutinării hematiilor sunt componente specifice de grup sanguinsunt componente specifice de grup sanguin participă în reacţiile imunologiceparticipă în reacţiile imunologiceMetaloproteine: proteină +metal (Fe, Cu, Zn, Mg)Metaloproteine: proteină +metal (Fe, Cu, Zn, Mg) Exemple: Hb- conţine Fe: transportul gazelorExemple: Hb- conţine Fe: transportul gazelor Feritina – conţine Fe, localizată în ficat, constituie rezerva, depozitul de Fe din organismFeritina – conţine Fe, localizată în ficat, constituie rezerva, depozitul de Fe din organism Transferina – conţine Fe, Cu şi Zn, se află în plasma sanguină, transportă Fe în oprganismTransferina – conţine Fe, Cu şi Zn, se află în plasma sanguină, transportă Fe în oprganism Mioglobina – conţine Fe, se află în muşchi, rol de transportor şi rezervor al oxigenului în muşchiMioglobina – conţine Fe, se află în muşchi, rol de transportor şi rezervor al oxigenului în muşchi Ceruloplasmina – conţine Cu, se află în plasma sanguină, transportor al Cu în organism şi acţiune oxidazică Ceruloplasmina – conţine Cu, se află în plasma sanguină, transportor al Cu în organism şi acţiune oxidazică asupra vitaminei C.asupra vitaminei C.Peptidele active:Peptidele active: Endotelinele – Endotelinele – o familie de peptide noi cu activitate biologică activă deosebită. În anul 1988 Yangisana au o familie de peptide noi cu activitate biologică activă deosebită. În anul 1988 Yangisana au obţinut din cultura endoteliului vascular un peptid cu efect biologic pronunţat numit endotelina (ET).obţinut din cultura endoteliului vascular un peptid cu efect biologic pronunţat numit endotelina (ET). ET- sunt cei mai efectivi factori vasoactivi.ET- sunt cei mai efectivi factori vasoactivi. ClasificareClasificare: deosebim ET1, ET2, ET3 (izoforme). Deosebirile între ele:: deosebim ET1, ET2, ET3 (izoforme). Deosebirile între ele: sunt codificate de gene diferitesunt codificate de gene diferite sunt expresate în mod diferit în ţesut vascular.sunt expresate în mod diferit în ţesut vascular. Et-1 şi ET2 – sunt vasoconstrictori puterniciEt-1 şi ET2 – sunt vasoconstrictori puternici Structură: ET1 Structură: ET1 un peptid biciclic format din 21 aminoacizi.un peptid biciclic format din 21 aminoacizi.Sinteza şi degradarea:Sinteza şi degradarea: Sinteză: trei etape:Sinteză: trei etape: hidroliza proteolitică a preproendotelinei (92 a/a) sub acţiunea convertazei 1 – cu formare de endotelină (40 a/a).hidroliza proteolitică a preproendotelinei (92 a/a) sub acţiunea convertazei 1 – cu formare de endotelină (40 a/a). hidroliza capătului C terminal (– 2 a/a) sub acţiunea carboxipeptidazeihidroliza capătului C terminal (– 2 a/a) sub acţiunea carboxipeptidazei sub acţiunea convertazei 2 proendotelina trece în endotelină (21 a/a).sub acţiunea convertazei 2 proendotelina trece în endotelină (21 a/a). Degradarea:Degradarea: 2 enzime 2 enzime metaloendopeptidază cu PH optim de 5,5metaloendopeptidază cu PH optim de 5,5 endotelinază (serinproteinaza)endotelinază (serinproteinaza)EndotelineleEndotelinele Acţiune:Acţiune: 2 tipuri de receptori: ET-A şi ET-B – situaţi nu numai în endoteliul vaselor ci şi în rinichi, plămîni, 2 tipuri de receptori: ET-A şi ET-B – situaţi nu numai în endoteliul vaselor ci şi în rinichi, plămîni, suprarenale, ţesut nervos.suprarenale, ţesut nervos. ET-A –receptorii + structurile fixatoare de G proteină - mediază constricţia vaselor. Funcţia ET-B receptorilor e ET-A –receptorii + structurile fixatoare de G proteină - mediază constricţia vaselor. Funcţia ET-B receptorilor e cuplată cu activarea fosfolipazei C şi A2, majorarea nivelului de Ca intracelular – cu majorarea intensivă a prostaciclinei cuplată cu activarea fosfolipazei C şi A2, majorarea nivelului de Ca intracelular – cu majorarea intensivă a prostaciclinei şi/sau tromboxanului A2 – ceea ce conduce atât la constricţia cât şi dilatarea vaselor. şi/sau tromboxanului A2 – ceea ce conduce atât la constricţia cât şi dilatarea vaselor. Rolul:Rolul: reglează tonusul vaselor şi în general cardiohemodinamicareglează tonusul vaselor şi în general cardiohemodinamica participă în patogenia HTA esenţialeparticipă în patogenia HTA esenţiale ET-1 şi ET-3 – posedă efecte neurologice (în ţesutul nervos intensifică sinteza fosfoinozitolfosfatului), provoacă ET-1 şi ET-3 – posedă efecte neurologice (în ţesutul nervos intensifică sinteza fosfoinozitolfosfatului), provoacă modificări în reacţiile de comportare, efect central cardiorespirator.modificări în reacţiile de comportare, efect central cardiorespirator. reglează starea funcţională a endoteliului, stratului intim arterial şi venos din diferite vasereglează starea funcţională a endoteliului, stratului intim arterial şi venos din diferite vase

6