Proteine II PDF

Proteine II - post-translational = **nach** der Translation - co-translational = **während** der Translation (im bzw ins ER) Ein Bild, das Text, Diagramm, Screenshot enthält. Automatisch generierte Beschreibung 1. Kohlenstoffgerüste werden genutzt für Ketokörper-Synthese bei Nahrungsman...

Proteine II - post-translational = **nach** der Translation - co-translational = **während** der Translation (im bzw ins ER) Ein Bild, das Text, Diagramm, Screenshot enthält. Automatisch generierte Beschreibung 1. Kohlenstoffgerüste werden genutzt für Ketokörper-Synthese bei Nahrungsmangel 2. Oder Entzug von glukogenen AS aus Citratzyklus für die Gluconeogenese - **AS-Abbau vor allem in der Leber** - Umwandlung in Glukose-Vorstufen = **glukogene** AS - in Intermediate des Citratzyklus = **ketogene** AS a. Essenziell: Valin, Leucin, Isoleucin, Methionin, Phenylalanin, Tryptophan, Threonin, Lysin b. Semi-Essenziell (Fehlen in der Nahrung, Säuglinge): Arginin, Histidin c. Semi-Essenziell (bei Fehlen von Phenylalanin bzw. Methionin): Tyrosin (aus Phe), Cystein (aus Met) **[Abbau Proteine aus Nahrung:]** 1. Im Magen teilweise Proteolyse: Saures Milieu aktiviert Pepsin Enzymatischer Abbau 2. In Enterozyten des Darms: Proteine aus dem Pankreassaft = Zymogene = Inaktive Vorstufen von Peptidasen 3. Die inaktiven Vorstufen werden erst hier in den Enterozyten aktiviert in dem gewisse Anteile abgespalten werden =limitierte Proteolyse 4. Durch die Abspaltung Zymogene Aktiv 5. Beispiele: Zymogen Trypsinogen wird zu Trypsin (aktives Enzym für Abbau der Proteine aus Nahrung) 1. **Biogene Amine** - sind Abbauprodukte von AS mit **Mediatorfunktion: Z.B. Neurotransmitteer** - entstehen durch *Decarboxylierung* (**PALP=Pyridoxalphosphat** als Cofaktor) -- -- -- -- -- -- 2. **Abbauprodukte mit physiologischer Bedeutung** - Abbauprodukt von Arginin - vielfältige physiologische Wirkung - Methionin und ATP reagieren miteinander - wichtiger **Überträger von Methylgruppen** (Phosphat wird abgespalten) - Substrate/Bedeutung: DNA (Cytidine ---\> Genexpression), Kreatinsynthese (Kreatinphosphat), Synthese von Cholin und Adrenalin - Weitere Methylgruppen-Donoren = Tetrahydrofolsäure, Cobalamin VitB12 3. **Peptidbindung** - eine Säureamidbindung, die zwischen AS aber Peptidbindung heißt! - **eben, starr, planar, da mesomierstabilisiert** (=oszilliert zwischen einer Einfach und Doppelbindung e- Wandern) - Rotation nicht möglich - **Zwischen Aminogruppe und Carboxylgruppe** - zwei Konfigurationen: **cis** (nur bei X-Prolin-Verbindungen, energetisch ungünstig), **trans** (bei - ***PDIs*** sind im oxidierenden Milieu des ERs zu finden  **[Disulfidbrücken:]** -Entsteht durch Oxidation zweier Cysteine - **Disulfidbrücken**: Querbrücken in der linearen Polypeptidkette (durch **Oxidation** zweier Cysteinreste, H weg) = kovalente Bindung - Bildung (=Bruch und Neubildung) wird durch ***Proteindisulfid-Isomerasen (PDI)*** katalysiert *Z.B. Bei Insulin* **Die Cysteine können in der Primärsequenz weit auseinander liegen und trotzdem übergreifende Querbrücken bilden =Disulfidbrücken** **\ ** **Sekundärstruktur:** -Sie entsteht durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen näher benachbarten Aminosäuren! -Verschiedene Struktur-Motive: Alpha-Helix, Beta-Faltblatt, Beta-Schleife -Die variablen Seitenketten sind erst für die Ausbildung der Tertiärstruktur wichtig [Alpha-Helix]  -Seitenketten zeigen nach außen Leichter Zugang für Tertiärstruktur! -fast immer rechtsgängig (außer Kollagen-Einzelhelix) -Abstand zwischen den verbundenen AS AS1 mit AS5 aber nicht 1 und 2 verbunden -Helix-Inneres dicht gepackt -Prolin kann die Alpha-Helix unterbrechen, weil es kein freies Stickstoff hat [Beta-Faltblatt] -Zickzack-Linie -Seitenketten ragen von der Linie weg -Meistens bei Antikörpern vorliegend -Parallel und Antiparallele Varianten: -Antiparallel: 1:1 Verknüpfung gegenüberliegender AS Stabiler!  [Beta-Schleife] -Bewirken Richtungswechsel im Protein -Liegen an der Oberfläche des Proteins -Wichtig für Interaktion mit anderen Proteinen und Molekülen **[Besondere Strukturen]** Coiled-Coil-Proteine: -Mehrere Alpha-Helices winden sich umeinander superspiralisierte Helix! -Sehr stabil, lange Fasern -Bsp: Intermediärfilamente Zytoskelett: Keratine, Desmin, Lamine \+ Muskelfilamente: Myosin -Verbindung der Helices durch H-Brücken -Zusätzliche Quervernetzung durch Disulfidbrücken Gute Festigkeit und Dehnbarkeit **Strukturmotive: = Supersekundärstrukturen** - **Dienen dazu sich in DNA-Furchen einzufügen** 1. Zinkfinger: Zink-Atom wirkt als Transkriptionsfaktor Koordiniert Interaktion Histidin und Cystein mit DNA 2. Helix-Schleife-Helix:  3. Leucin-Zipper: 1. - besondere Primärstruktur - jede dritte AS ist **Glycin** - sehr oft: **Prolin** und **Hydroxyprolin** aber auch Hydroxylysin - Linksgängig als einzelne Helix; Triple-Helix ist insgesamt rechtsgängig! - keine H-Brücken innerhalb eines Stranges - geringe Stabilisierung durch sterische Abstoßung d. Prolin-Ringe - Bildung einer *Triple-Helix* (über H-Brücken) - **Glycin im Inneren, Prolin und HP außen** - *KLINIK: Austausch v. Gly mit anderen AS: Glasknochenkrankheit* ***Skorbut: Vitamin C und Eisenmangel: Prolin wird nicht mehr Hydroxyliert Destabilisiert Kollagen!*** ***Die Tertiärstruktur:*** *-Nutzung der Seitenketten von AS* *-Entstehung einer komplexen räumlichen Struktur* *-Die Seitenketten bedingen chemische Eigenschaften der AS Es gibt mehrere Wechselwirkungen* 1. *Hydrophobe Wechselwirkungen: Zwischen hydrophoben AS, die sich zusammenlagern wollen* 2. *Ionische Wechselwirkungen: Zwischen geladenen und ungeladenen AS* 3. *Disulfidbrücken: Zwischen zwei Cysteinen* 4. *Wasserstoffbrückenbindungen* 5. *vdW-Kräfte* *-Hydrophobe AS zeigen sich im Inneren* *-Polare, also hydrophile AS zeigen sich eher außen* ***Die Quartärstruktur:*** *-Wechselwirkung mehrerer Proteinuntereinheiten* *Proteinkomplex* *Es gibt Dimere, Trimere, Tetramere usw.* *Homodimer bei zwei gleichen UE* *Heterodimer bei zwei unterschiedlichen UE* ***[Proteinfunktionen]*** 2. - ca. 30% aller Proteine, interagieren mit hydrophober Lipidschicht - va. alpha-Helices mit exponierten hydrophoben AS sind für die Wechselwirkungen wichtig - ---\> Transmembranhelix, durchspannt die Membran vollständig - 7 Typen werden unterschieden 3. - Cystein kann durch SH-Gruppe Disulfidbrücke bilden - Glutamat ist über eine *Isopeptidbindung* mit Cystein verbunden =\> gamma-Glutamylpeptid - Es wird **nicht** an Ribosomen translatiert (=nicht gentisch codiert). Die AS werden unter zweimaligen ATP-Verbrauch kovalent miteinander verbunden. - **ein wichtiges Antioxidans in allen Zellen** - **in Erythrozyten der wichtigste Schutz vor O2- Radikalen** - auch wichtig bei Entgiftungsreaktionen Also: NADPH wird benötigt, damit Gluthation wieder einsetzbar ist NADPH entsteht vor allem im Pentose-Phosphat-Weg Wenn der ausfällt verlieren die Erythrozyten einen wichtigen Schutz vor Sauerstoffradikalen Sie gehen zugrunde und es kommt zur hämolytischen Anämie und womöglich zu prähepatischem Ikterus - Methode: Quantitave Bestimmung der Proteine beruht auf Bestimmung der Anzahl der Peptidbindungen.