structura primara - secventa aminoacizilor din lantul ... · generala spoturi cu unghi de refractie...

Structura primara - secventa aminoacizilor din lantul polipeptidic

Frederick Sanger (Premiul Nobel 1958)

Secventa aminoacizilor in insulina (porc). Fiecare molecula contine 2 lanturi polipeptidice

http://upload.wikimedia.org/

Citocrom c (uman, 105 AA)MGDVEKGKKIFIMKCSQCHTVEKGGKHKTGPNLHGLFGRKTGQAPGYSYTA

ANKNKGIIW GEDTLMEYLENPKKYIPGTKMIFVGIKKKEERADLIAYLKKATNE

Structura primara

Metoda cu clorura de dansil

Determinarea structurii primare

Pehr Edman

1972-secventa

fibrinogenului

Structura primara – determinarea AA de la capatul C-terminal

https://www2.chemistry.msu.edu/

https://www.liverpool.ac.uk/

Cunoasterea

structurii primare

Mw

Localizare AA

Identificarea de parti

functionale

Stabilirea relatii

de evolutie

ProteineReactii

de

clivare

Etapa 1 Amestec

de

fragmenteSepararea

fragmentelor

Etapa 2 Fragmente

purificate

Etapa 3

secventarea

Secvente

individuale

Set de

secvente

individuale

Alinierea

secventelor

individuale

-clivarea

alternativa;

-separarea si

secventierea

Alinierea

secventelor

individuale

Secventa

completa

Determinarea structurii primare

Structura secundara

Structura secundara descrie modalitatile de impachetare

ale lantului polipeptidic

Structura -Helix

L. Pauling in 1951

(Premiu Nobel)

3,6 aa / rotatie

Linus Pauling

• singurul detinator a 2 premii Nobel

(1954-Chimie, 1962-Pace)

• A fost angajat al Institututului de

Stiinta si Medicina in Palo Alto,

California.

• prieten cu Albert Einstein.

• s-a dedicat chimiei cu scopul

de a ajuta umanitatea

• Profesorul a fost considerat

campionul vitaminei C.

Reprezentarea schematica

a helixului prin 3 modele:

A) Modelul cu bile si bete;

B) Modelul panglica;

C) Modelul cilindric

Momente de dipol

in helix

Structura -Helix

Diagrama Ramachandran pentru helixuri

Restrictiile conformaţionale

ale resturilor din proteină

Fiecare punct

Unghiurile φ şi θ

(fiecare rest din proteina)

ww2.chemistry.gatech.edu

Diagrama Ramachandran

hemoglobina

Structura -pliata

1951 Pauling si Corey

Structura -pliata antiparalela Structura -pliata paralela

Structura -pliata mixta

Structura -pliata paralelaStructura -pliata antiparalela

Structura -pliata

Structura -pliata rasucita

A) Modelul cu bile si bete;

B) Modelul cu sageti;

C) Modelul cu sageti rotit cu 90

Cheratina

Proteina stabila (punti disulfidice)

localizare

par

coarne

unghii

pene

Difractie cu raze X

2 lanturi polipeptidice

Structura superhelix (Cheratina din par)

H2O2

oxidare

Acid

tioglicolic

reducere

http://image.slidesharecdn.com/

Colagenul

Proteina frecventa la vertebrate

localizare

oase

dinti

tendoane

matrici fibroase

(piele)

continut

15-30% proline

3 lanturi -helix

Poli-L-prolina

http://www.soe.ucsc.edu/

Stanga - Fibre de colagen din

tendoanele aflate in gatul unei

pasari

Colagenul (2)

Dreapta-fibre de colagen din

coada unui soarece

Structuri supersecundare

Motivul

Michael Rossmann

βββStructura butoi TIM

Structura butoi TIM (rotatie 90 de grade)

N

C

1 2 3 4

1,2 2,3 3,4

N

C

1 24 3

1,2

3,4

Structura butoi Structura deschisa

Structuri supersecundare

N C

1 234

N C

1 23 4

Motivul cheii grecesti

Motivul ruladei

Motivul

Structura proteinei umane

care leaga retinolul

Concavalina A

(fasole)

www3.nd.edu

-cristalin

(in cristalin)

www.slideshare.net

Motivul proteine care interactioneaza

cu ADN-ul)

www.studyblue.com

Motivul -intoarcere-

www.quora.com

Determinarea structurii tertiare

Functia

proteinelor

Specificitatea

enzimelor

Structura

tertiara

Structura

primara

Structura

3DDifractie

raze XRMN

Determinarea structurii proteinelor prin difractie cu raze X:

1. Cristalizarea proteinei

2. Imprastierea radiatiei X de catre planurile cristalului

3. Din diagrama de difractie este modelata harta densitatii electronice

4. Contruirea unui model de proteina pe baza densitatii electronice

Difractia cu raze X

Harta densitatii electronice a complexului

Proteina talomera-ADN

Cristalografie cu raze XHarta tridimensionala

de densitate electronica

Difractia cu raze X

Harta de densitate electronica a moleculelor

unghi de refractie mic Rezolutie modesta (5-6 Å)Forma

generala

Spoturi cu unghi

de refractie mai mareRezolutie medie (3,5 Å)

Traseu lant

polipetidic

Spoturi cu unghi

de refractie mai mareRezolutie medie (3 Å)

Catena

laterala

Spoturi cu unghi

de refractie mai mareRezolutie buna (2,5 Å) Determinarea

pozitiei atomilor

±0,4 Å

Spoturi cu unghi

de refractie mai mare

cristal omogenRezolutie mare (1,9 Å) Pozitia atomilor

±0,2 Å

Harta densitatii electronice

Structura primara

Legaturi

amidice

Resturi din

catena laterala

Structura tridimensionala

Structura quasistatica

rotatii vibratii

Harta de densitate electronica a moleculelor

Determinarea structurii in solutie

Stingerea fluorescentei

Schimb izotopic (H-D)

RMN

Structuri

flexibile

Dicroism circular

in solutie

pubs.rsc.orgwww.isa.au.dk

Structura 3D

a proteinelor

Modele teoretice

Mecanisme de reactie

Similaritati structurale (functionale)

Motivul Rossman Caseta de legare

a nucleotidelor

alcool dehidrogenazalactate dehidrogenaza

Motiv

Rossman

Structura cuaternara

Marianayagam,, N. J. et al., TRENDS in

Biochemical Sciences, 29 (11), 2004

Interactiuni dintre monomeri

Aldolaza KDPG

trimer

Determinarea structurii cuaternare

Structura cuaternara

pubs.rsc.org

Complexul aldolaze KDPG-piruvat

situsul activ (Allard et al., PNAS, 98 (7), 3679, 2001)

Interactiuni dintre monomeri

Determinarea structurii cuaternare

Structura cuaternara

Neuramidaza

Tetramer

(Influenza virus)

Air, G.M.-Influenza Other Respi Viruses. 2012 Jul; 6(4): 245–256.

Interactiuni dintre monomeri

Determinarea structurii cuaternare

Structura cuaternara

Agregarea insulinei intarzie preluarea

acesteia in circulatieInsulina hexamer

http://watcut.uwaterloo.ca/webnotes/Pharmacology/

Interactiuni dintre monomeri

Determinarea structurii cuaternare

Structura cuaternara

UDP-glucoz pirofosforilaza (UGP): a) octamer; b) interactiuni

intre 2 subunitati; c) interactiuni dintre gruparile functionale

Nivele de organizare a structurii proteinelor

Primara

Secundara

Super-secundara

Tertiara

Cuaternara