PROTEINI

1
PROTEINI

• Široko zastopani v živih celicah
• Sestava proteinov 20 L-ak, povezanih s peptidno
  vezjo
• Izrazi se zapis, pospravljen v genu
• Raznoliki glede Mr
• Raznoliki po strukturi
• Raznoliki po funkciji
• (encimi, protitelesa, hormoni, transportni
  proteini, strukturni proteini (lasje, vezivno
  tkivo, ocesna leca, pticje perje, v rogovi,
  nohti...), antibiotiki, skladišcni proteini
  (proteini v mleku kazein, proteini jajjcnega
  beljaka ovalbumin), svetilka kresnice...)

2
Amino kislina
L-ak gradniki proteinov
D-ak bakterijska celicna stena, antibiotiki,
pri cloveku v tkivih, ki se pocasi
obnavljajo
3
Nastanek peptidne vezi
Amino- / N-konec
Karboksilni- /C-konec
4
Primer polipeptidnih verig zaporedje ak ostankov
cloveškega inzulina
Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of
Biochemistry, 2005
5
PROTEINI

• Široko zastopani v živih celicah
• Sestava proteinov 20 L-ak, povezanih s peptidno
  vezjo
• Izrazi se zapis, pospravljen v genu

Geni vsebujejo kodone za ak
Genomika
mRNA nosi zapis za ak zaporedje
Proteomika

• Razvrsti in karakterizira vse proteine, ki so
  kodirani v DNA
• Preuci regulacijo in raven izražanja proteinov
• Doloci konc. proteinov v celicah (spremenjena
  konc. lahko vodi do bolezenskih stanj)
• Doloci strukturo vsakega proteina v celici
• Ugotovi interakcije proteina z drugimi molekulami

Proteini s specificnim ak zaporejem
6
Dedne bolezni

• Nenormalni gen nastane z mutacijo ali s spremembo
  nukleotidnega zaporedja v DNA
• Somatske mutacije se pojavijo v somatskih celicah
  in so (lahko) škodljive za dolocen osebek
• Mutacije v spolnih celicah se prenesejo na
  potomce dedne bolezni
• Znaki/simptomi dednih bolezni se pokažejo na
  prizadetem proteinu
• Primeri prizadet Hb ? bolezni krvi
• prizadet protein vezivnega
  tkiva ? bolezni vezivnega tkiva
• prizadet encim metabolizma ?
  prizadet metabolizem

7
Molekulske lastnosti nekaterih proteinov
protein Mr št. ak. ostankov št. polipept. verig
citokrom c 13 000 104 1
lizocim 13 930 129 1
mioglobin 16 890 153 1
hemoglobin 64 500 574 4
RNA-polimeraza E.coli 450 000 4158 5
titin 2 993 000 26 926 1

• Proteini (vec kot 100 ak ostankov) so zelo
  raznoliki glede Mr

8
Kako iz znane Mr (dolocimo eksperimentalno)
ocenimo št. aminokislinskih ostankov v
polipeptidu?

• Povprecna Mr ak 138
• Povprecna Mr ak, zastopanih v proteinih 128
• Ob nastanku peptidne vezi izstopa H2O ?
• 128 18 110
• Ce poznamo Mr proteina, lahko izracunamo št.
  ak ostankov
• št. ak ostankov
  Mr / 110

9
Klasifikacija proteinov (po strukturi)

•  A. Po obliki molekule
• Fibrilarni proteini
• Globularni proteini
• B. Po kemijski sestavi
• Enostavni proteini
• (vsebujejo samo aminokislinske ostanke)
• Konjugirani proteini
• (vsebujejo peptidno in ne-proteinsko
  komponento
• prosteticno skupino)
• Apoprotein protein brez prosteticne skupine
  (polipeptid)
• Holoprotein protein prosteticna skupina

kolagen
aldolaza
10
Nekaj primerov konjugiranih proteinov

Vrsta Prosteticna skupina Primer
lipoproteini lipidi ß1-lipoprotein v krvi
glikoproteini ogljikovi hidrati imunoglobulin G
fosfoproteini fosfatna skupina kazein v mleku
hemoproteini hem hemoglobin v krvi
flavoproteini flavinski nukleotidi sukcinat-dehidrogenaza
metaloproteini železo feritin
cink alkoholna dehidrogenaza
kalcij kalmodulin
11
Strategija cišcenja hipoteticnega encima
Stopnja cišcenja Vol (ml) Kolicina proteinov (mg) Aktivnost (U) Specificna aktivnost (U/mg prot.)
Celicni ekstrakt 1 400 10 000 100 000 10
Obarjanje z (NH4)SO4 280 3 000 96 000 32
Ionska izmenjevalna kromatografija 90 400 80 000 200
Gelska filtracija 80 100 60 000 600
Afinitetna kromatografija 6 3 45 000 15 000
12
Locevanje proteinov s kolonsko kromatografijo
Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of
Biochemistry, 2005
13
Ionsko-izmenjevalna kromatografija
Gelska filtracija
Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of
Biochemistry, 2005
14
Afinitetna kromatografija
Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of
Biochemistry, 2005
15
Elektroforeza proteinov
Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of
Biochemistry, 2005