CHEMIE PRO NEJLEPŠÍ. Masarykova Universita, Brno

Transkrypt

1 EMIE PR EJLEPŠÍ Lukáš Žídek Masarykova Universita, Brno

2 Proteiny Globulární Fibrilární Membránové euspořadané

3 Struktura proteinů

4 Struktura proteinů

5 Struktura proteinů

6 Struktura Konfigurace Konformace - rotace kolem vazeb (torzní úhly)

7 Aminokyseliny δ 3 δ 2 δ1 δ22 δ1 α α2 α α Gly (G) α3 β ( β ) 3 α α α α Pro (P) β β 2 β 3 γ 2 γ 3 γ 1( γ1) 3 γ 2( γ 2 ) β 3 α α α α β γ2 γ 3 γ γ β 2 β 3 Asn () β β 3 β 2 δ δ2 ε21 δ21 ε1 ε2 ε22 α α α α γ δ2 δ2 β β 2 β 3 Asp (D) ε γ3 γ2 1 γ β β 3 β 2 δ ε2 ε2 Ala (A) Val (V) Gln (Q) ε 1 ζ Glu (E) α α Ser (S) β γ γ β 2 β 3 α α δ 2( δ2) γ 3 γ δ 1( δ1 ) 3 β Leu (L) β 3 β 2 α δ1 α δ1 ε1 γ β β 2 β 3 Phe (F) ζ δ2 ε2 δ 2 ε 2 α α γ 2 γ 3 γ β β 2 β 3 ε 3 ε2 δ Lys (K) ε + ζ ( ζ ) 3 2 δδ 3 ε 1 η η η21 α α β γ 2( γ2) 3 γ1 β γ1 α α γ 12 γ 13 γ β β γ 2 ( δ 1 ( γ 2 ) δ 1 ) 3 3 α δ1 α δ1 β ε1 γ β 2 β 3 ζ δ2 ε2 δ 2 ε 2 α α γ3γ2 γ β β 2 β 3 ε δ ε 2 δδ 3 ζ η 11 η2 η 22 + η1 η12 Thr (T) Ile (I) Tyr (Y) ε 1 ζ 2 Arg (R) ε 2 α α β ys () S γ γ β 2 β 3 α α γ 2 ε ( ε ) γ3 3 β γ β 3 β 2 Met (M) δ S ε ζ2 η 2 1 ε2 η2 δ1 δ1 δ2 ζ 3 γ ε3 ζ 3 α β β ε 3 2 α β 3 Trp (W) ε δ 2 2 ε 1 δ2 + ε1 γ δ1 α δ β 1 β 2 α β 3 is ()

8 Interakce v molekule proteinu Kulově symetrické Typ interakce Energie ( = 1/4πε 0 ) náboj - náboj q 1q 2 náboj - permanentní dipól 2 3k B T permanentní dipól - permanentní dipól r p1 2q2 2 r 4 22 p1 2p2 2 3k B T r 6 α 1 q2 2 r 4 náboj - indukovaný dipól 2 ε 0 2 permanentní dipól - indukovaný dipól 2 α 1 p2 2 ε 0 indukovaný dipól - indukovaný dipól h 2 Směrové disulfidové vazby vodíkové vazby r ν 6 1 ν 2 α 1 α 2 ν 1 +ν 2 r 6

9 Gibbsova energie Stav {1} Stav {2} G = T S {1} {2} G < 0 {1} {2} G > 0 {1} {2} G = 0 G = G {2} G {1} Kde je nula?? G = µ {2} µ {1} hemický potenciál fikce

10 hemický potenciál Jak definujeme µ? µ = µ + RT ln p p plyn µ = µ + RT ln c c roztok µ = µ + RT ln c + zfψ roztok nabité látky c plyn: p = 101,325 kpa, čistá látka rozpuštěná látka: c = 1 mol dm 3 rozpouštědlo: c = koncentrace čisté látky

11 Standardní chemický potenciál Příklad: pohyb látky A z (1) do (2) A(1) A(2) µ 1 = µ + RT ln [A] 1 [A] µ 2 = µ + RT ln [A] 2 [A] G = µ 2 µ 1 = RT ln [A] 2 [A] RT ln [A] 1 [A] = RT ln [A] 2 [A] 1 µ nepotřebujeme

12 Standardní chemický potenciál Příklad: A + B + D G = µ + µ D µ A µ B = G {}}{ µ + µ D µ A µ B = G + RT ln [][D] [A][B] RT ln [] [D] [A] [B] = G + RT ln [][D] [A][B] RT ln 1 }{{} 0 [] [D] [] +RT ln [D] [A] [B] [A] [B] V rovnováze G = 0 G = RT ln [] rov[d] rov [A] rov [B] rov = RT ln K

13 Voda jako rozpouštědlo polární vodíkové vazby protické disociuje (p, karbonatanhydrasa) dobře rozpouští polární látky, ale zeslabuje jejich interakce Isotopy % % 3 β % % %

14 Stabilita molekuly proteinu ptimální G Disulfidové vazby silné, ale ne vždy van der Waalsovy interakce vždy, ale slabé utno zahrnout i rozpouštědlo (vodu) Vodíkové vazby, iontové intarakce i s vodou Enthalpie i entropie ( G = T S) ydrofobní efekt (entropie) G = G ln 10 hrt p G h 40 kj mol 1 25, p= 7: G = G 2,3hRT 7 G h 40 kj mol 1

15 Stabilita molekuly proteinu

16 Primární struktura proteinů SAKIILTDDSFDTDVLKAILVDFW AEWGPKMIAPILDEIADEYQGKL TAPKYGIRGIPTLLLFKGEVAATK VGALSKGQLKEFLDALA

17 Sekundární struktura proteinů Konformace - rotace kolem vazeb páteře ψ ω xxx xxx φ xxx R ψ xxx ω xxx φ xxx R ψ xxx ψ φ Ramachandranův diagram

18 Ramachandranův diagram t g g+ t β ε ε t β +180 g+ δ γ α δ g δ α γ δ 0 ψ t β ε ε β φ

19 Šroubovice (helix) α t t g g+ t +180 g+ g α α 0 ψ t φ

20 Šroubovice (helix) α

21 Skládaný list t t g g+ t +180 g+ β g 0 ψ t φ

22 Antiparalelní skládaný list

23 Paralelní skládaný list

24 Terciární struktura proteinů Konformace - rotace kolem vazeb bočních řetězců ydrofobní interakce = 12

25 Terciární struktura proteinů

26 Terciární struktura proteinů

27 Terciární struktura proteinů

28 Terciární struktura proteinů

29 Terciární struktura proteinů

30 Terciární struktura proteinů

31 Terciární struktura proteinů

32 Terciární struktura proteinů

33 Terciární struktura proteinů

34 Terciární struktura proteinů

35 Terciární struktura proteinů

36 Terciární struktura proteinů

37 Terciární struktura proteinů