Proteiner. Kap 3,

Transkript

1 Proteiner Kap 3,

2 Först lite repetition Proteiner är uppbyggda av kedjor av aminosyror. Sådana kedjor kallas... (Fig3-3). Proteinets struktur kan beskrivas på fyra olika nivåer: primärkvartärstruktur (Fig 3-2).

3 Åtminstone en av de två sekundärstrukturerna eller.. finnsi alla proteiner, ofta finns båda (Fig3-4 & 3-5).

4 Svaga bindningar såsom elektrostatiska bindningar, bindningar och..interaktioner håller samman olika delar av en polypeptidkedja och olika polypeptidkedjor med varandra (Fig 2.12). I ett vattenlösligt protein förväntar man sig hitta de.aminosyrorna på utsidan och de..inuti det ihopveckade proteinet (Fig 3-7).

5 Motiv och domäner sid Ett motiv(fig3-9) är en del av en polypeptidkedjasom veckas ihop till ett speciellt mönster av sekundär- och tertiärstruktur. Ett motiv har ofta en funktion som hör ihop med just det motivet, som att binda till en speciell.. eller molekyl. Ett visst motiv kan finnas i helt olika proteiner, motivets funktion är dock detsamma var det än finns. Liknande primärstrukturer i olika polypeptidkedjorger vid veckning upphov till liknande sekundär-och tertiärstrukturer. Men liknande tertiärstrukturer måste inte innebära att primärstrukturerna liknar varandra.

6 Två eller tre områden med α- helixkan bindas ihop med varandra mhahydrofoba interaktioner till coiled-coil motiv. Finns till t ex i vissa transkriptionsfaktorers DNAbindande del. Kallas också leucin-zipper.

7 EF-hand motivet har ett bindningsställe för Ca 2+ joner. Många proteiners aktivitet regleras av Ca 2+ joner.

8 Förekommer i transkriptionsfaktorers DNA-bindande del. Zn 2+ jonen är alltid bunden. Den håller ihop polypeptidkedjanså att fingrar bildas som kan kilas in i DNA-helixen.

9 En domänär också en del av en polypeptidkedjamen domänen är större än.. (Fig3-10). Det kan finnas ett (eller flera) motiv i en domän.

10 Domänen kan veckas ihop till sin nativa tertiärstruktur oberoende av de övriga delarna av polypeptidkedjan. Precis som ett motiv har en domän ofta en speciell funktion. En domän kan ses som en självständig modul i polypeptidkedjan, med specifik form och funktion. En eller flera domäner bildas när polypeptidkedjanveckar ihop sig, se Fig3-11.

11 Proteinfamiljer sid Nya proteiner uppstår genom förändring av befintliga proteiner. Man säger att två proteiner är homologa om 25% eller mer av aminosyrasekvensen är identisk. Ännu större likhet och tecken på evolutionärt släktskap brukar behövas för att man ska kunna tala om att två proteiner hör till samma familj. är ett exempel på en proteinfamilj (Fig3-13).

12 Folding(veckning) av polypeptidkedjan sid En denaturerad polypeptidkedjakan veckas ihop till sin nativa struktur om de denaturerande förhållandena försvinner (Fig3-15). Informationen om proteinets tertiärstruktur finns i... I cellen är förhållandena sådana att veckningen lätt kan störas, då behövs hjälp.

13 Chaperoner Chaperonerär en grupp av proteiner som hjälper andra proteiner att veckas rätt. Det finns två chaperonfamiljer:. som binder till oveckadepolypeptiderkedjor och förhindrar att de bildar aggregat (Fig. 3-16). Chaperoninersom bildar burk-liknandestrukturer i vilka oveckadeproteiner kan fångas och får veckas i fred (Fig. 3-17).

14 Ibland bildas onormalt stora mängder ofullständigt veckade eller felveckade proteiner. Då finns risk för aggregatbildning som dödar cellen och skadar vävnaden. Vid de neurodegenerativa sjukdomarna Alzheimer, Parkinson och galna ko-sjukan bildas sådana aggregat av sk amyloida filament(fig. 3-18).

15 Reglering av proteiners koncentration och aktivitet sid Proteiners aktivitet i en cell kan regleras. Det sker mha olika mekanismer: Reglering av proteinets koncentration syntes Kap 7 & 8. Om proteinet har både en aktiv och en inaktiv form kan fördelningen påverkas via bindning av reglerande ämnen. T ex fosforyleringeller bindning av en inhibitor. Övrigt lokalisation av proteinet tillgång till substrat tillgång till kofaktorer

16 Nedbrytning av proteiner sker med olika syften: För att bli av med felaktiga proteiner: misslyckad veckning, skador tex genom kontakt med strålning eller reaktiva kemikalier, muterade proteiner. Nedbrytning av fungerande proteiner i syfte att reglera av aktivt protein. Den eukaryotacellen innehåller två strukturer som kan bryta ner proteiner:., kan bryta ner alla typer av makromolekyler. Proteasomer, specialiserad för proteinnedbrytning.

17 Proteasomer är rörformade komplex bestående av ett 50-tal proteinsubenheter. Nedbrytningsprocessen är energikrävande,.. åtgår. Proteasomerinnehåller aktiva säten som känner igen hydrofoba, sura och basiska aminosyror och bryter..efter dessa. Aktiva proteasomerär helt nödvändiga för att en cell ska överleva men en del cancerceller är mer känsliga än normala celler. Partiell inhibering har använts i terapi mot multipelt myelom.

18 Hur känner cellen igen vilka proteiner som ska brytas ner? De proteiner som ska brytas ned märks med proteinet...(fig. 3-29, steg 3-4). Poly-ubiquitineradeproteiner känns igen av proteasomen (steg 5). Ubiquitineringav proteiner förekommer i andra sammanhang också, texför att reglera genuttryck.

19 Många proteiner kan växla mellan ett aktivt och ett inaktivt tillstånd. Det sker genom att något binder till proteinet. Det leder exempelvis till att en bindningsytapå proteinet blockeras så att proteinet inaktiveras eller till att proteinets struktur och därmed aktivitet förändras, som för proteiner. Vissa joner och molekyler i cellen används ganska ofta för att reglera proteiners aktivitet. Här följer några exempel: Nonkovalent bindning av Ca 2+ joner. Nonkovalent bindning av GTP. Kovalent bindning av fosfat-grupper.

20 Ca 2+ /calmodulin-switchen [Ca 2+ ] är vanligtvis låg i cytosolen (~10-7 M). Som svar på en signal kan Ca 2+ -transporterande membranproteiner öppnas och cytosolens[ca 2+ ] höjas (se t ex 15.7). Proteiner med -motiv, som t ex calmodulin, binder då Ca 2+. Calmodulingenomgår en kraftig strukturförändring när Ca 2+ binds som leder till att det kan binda och aktivera många andra proteiner (Fig. 3-31).

21 GTPaser Bindning av GTP leder till att proteinet antar sin aktiva form (cellsignalering, proteinsyntes mm, se t ex ). Proteinet är självt ett GTPas. Efter hydrolys av GTP blir proteinet inaktivt (Fig 3-32). Hydrolyshastigheten kan regleras av andra proteiner, jmf med en timer. GAP ökar och GDI minskar hydrolyshastigheten. Inaktivt GTPaskan aktiveras igen genom att GDP byts ut mot GTP. Det sker mha..

22 Fosforylering Ett av de vanligaste sätten att styra växlingen mellan aktiv och inaktiv form av ett protein är att addera/ta bort en fosfatgrupp (se t ex ). Fosfatgruppen bind kovalent till aminosyrors OH-grupper, alltså till threonin,. och.. Fosfatgruppen kommer från ATP och adderas av ett.och tas bort av ett. (Fig. 3-33).