Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Bílkoviny - proteiny. Bílkoviny: jsou makromolekulární látky ( M r > 10 4 gmol -1 ) jsou makromolekulární látky ( M r > 10 4 gmol -1 ) patří mezi biopolymery.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Bílkoviny - proteiny. Bílkoviny: jsou makromolekulární látky ( M r > 10 4 gmol -1 ) jsou makromolekulární látky ( M r > 10 4 gmol -1 ) patří mezi biopolymery."— Transkript prezentace:

1 Bílkoviny - proteiny

2 Bílkoviny: jsou makromolekulární látky ( M r > 10 4 gmol -1 ) jsou makromolekulární látky ( M r > 10 4 gmol -1 ) patří mezi biopolymery patří mezi biopolymery spolu s nukleovými kyselinami jsou součástí každé živé hmoty spolu s nukleovými kyselinami jsou součástí každé živé hmoty např. člověk (bílkoviny tvoří 19% hmotnosti člověka) např. člověk (bílkoviny tvoří 19% hmotnosti člověka) složení: 50% C; 24% O; 18% N; 6% H; 2% S, P,… složení: 50% C; 24% O; 18% N; 6% H; 2% S, P,…

3 stavba bílkovin: základními stavebními jednotkami bílkovin jsou AMK základními stavebními jednotkami bílkovin jsou AMK běžně se v bílkovinách vyskytuje 20 tzv. proteinogenních AMK běžně se v bílkovinách vyskytuje 20 tzv. proteinogenních AMK všechny mají aminoskupinu v poloze α- vůči karboxylu a jsou chirální – mají L-konfiguraci všechny mají aminoskupinu v poloze α- vůči karboxylu a jsou chirální – mají L-konfiguraci AMK jsou spojeny do bílkovinného řetězce prostřednictvím peptidové vazby AMK jsou spojeny do bílkovinného řetězce prostřednictvím peptidové vazby přesné pořadí AMK v bílkovinném řetězci je dáno genetickou informací uloženou v jádře buněk (pořadím nukleotidů v DNA) přesné pořadí AMK v bílkovinném řetězci je dáno genetickou informací uloženou v jádře buněk (pořadím nukleotidů v DNA)

4 Peptidová vazba:

5 syntéza bílkovin: se nazývá proteosyntéza se nazývá proteosyntéza probíhá na ribozomech probíhá na ribozomech (polykondenzace AMk na ribozomech) (polykondenzace AMk na ribozomech) (má 2 části: transcripci a translaci) (má 2 části: transcripci a translaci) ve tkáních vyš. živočichů a člověka je podíl proteinů na org. látkách > 80% (vyšší rostliny mají vyšší podíl polysacharidů než proteinů) ve tkáních vyš. živočichů a člověka je podíl proteinů na org. látkách > 80% (vyšší rostliny mají vyšší podíl polysacharidů než proteinů)

6 funkce bílkovin: bílkoviny mají v organismech rozmanité funkce: bílkoviny mají v organismech rozmanité funkce: stavební stavební katalytickou katalytickou regulační regulační transportní transportní obrannou obrannou podílejí se na srážení krve podílejí se na srážení krve zdroj energie zdroj energie zdroj pohybu zdroj pohybu

7 1. Stavební funkce bílkoviny jsou stavební materiál buněk a tkání bílkoviny jsou stavební materiál buněk a tkání př. skleroproteiny – vláknitá struktura, podílejí se na stavbě pojivových, podpůrných a povrchových tkání a vnitřní struktury buněk př. skleroproteiny – vláknitá struktura, podílejí se na stavbě pojivových, podpůrných a povrchových tkání a vnitřní struktury buněk - kolagen - kolagen - elastin - elastin - keratin - keratin

8 2. Katalytická funkce mají bílkoviny zvané enzymy mají bílkoviny zvané enzymy Enzymy = biokatalyzátory Enzymy = biokatalyzátory - katalyzují průběh biochemických reakcí - katalyzují průběh biochemických reakcí - jsou to velmi účinné katalyzátory - jsou to velmi účinné katalyzátory - pracují za mírných podmínek ( teplota do 100°C, konst. tlak, neutrální pH) - pracují za mírných podmínek ( teplota do 100°C, konst. tlak, neutrální pH) - jejich důležitou vlastností je specifita, tj. schopnost katalyzovat přeměnu určité látky jedním způsobem a nepůsobit přitom na látky velmi podobné (při reakce tak nevznikají nežádoucí produkty) - jejich důležitou vlastností je specifita, tj. schopnost katalyzovat přeměnu určité látky jedním způsobem a nepůsobit přitom na látky velmi podobné (při reakce tak nevznikají nežádoucí produkty)

9  specifita může být substrátová nebo účinková účinková 1. substrátová (enzym katalyzuje 1. substrátová (enzym katalyzuje přeměnu pouze určitého substrátu) přeměnu pouze určitého substrátu) 2. účinková (enzym katalyzuje pouze 2. účinková (enzym katalyzuje pouze jednu z mnoha možných přeměn substrátu) jednu z mnoha možných přeměn substrátu) - zvyšují rychlost chem. reakce - zvyšují rychlost chem. reakce - neovlivňují výtěžek reakce - neovlivňují výtěžek reakce - př. amylasa - př. amylasa pepsin pepsin trypsin trypsin

10 3. Regulační – koordinační funkce mají bílkovinné hormony (tzv. proteohormony) mají bílkovinné hormony (tzv. proteohormony) jsou vylučovány žlázami s vnitřní sekrecí (endokrinní žlázy) jsou vylučovány žlázami s vnitřní sekrecí (endokrinní žlázy) regulují činnost enzymů, buněk, tkání regulují činnost enzymů, buněk, tkání koordinují chem. děje uvnitř organismu koordinují chem. děje uvnitř organismu př. inzulin př. inzulin glukagon glukagon parathormon parathormon kalcitonin kalcitonin

11 4. Transportní funkce zajišťují transport některých látek v organismu zajišťují transport některých látek v organismu př. hemoglobin př. hemoglobin myoglobin myoglobin transferrin transferrin sérový albumin sérový albumin

12 5. Obranná funkce mají bílkoviny ozn. jako protilátky neboli imunoglobuliny mají bílkoviny ozn. jako protilátky neboli imunoglobuliny živočišné organismy je tvoří jako odpověď na přítomnost cizí látky –antigenu živočišné organismy je tvoří jako odpověď na přítomnost cizí látky –antigenu antigenně působí makromolekuly, jako jsou proteiny, polysacharidy nebo NK antigenně působí makromolekuly, jako jsou proteiny, polysacharidy nebo NK každá protilátka má specifickou afinitu k antigenu, který její tvorbu vyvolal každá protilátka má specifickou afinitu k antigenu, který její tvorbu vyvolal protilátky mají za úkol cizí látky rozpoznat a zabránit jejich škodlivému působení na organismus protilátky mají za úkol cizí látky rozpoznat a zabránit jejich škodlivému působení na organismus

13 6. Srážení krve (hemokoagulace) podstatou srážení krve je přeměna bílkoviny fibrinogenu (rozpuštěného v krevní plazmě) ve vláknitý nerozpustný fibrin podstatou srážení krve je přeměna bílkoviny fibrinogenu (rozpuštěného v krevní plazmě) ve vláknitý nerozpustný fibrin vlákna fibrinu vytvoří hustou síť, v níž se zachycují krevní buňky = vznik sraženiny červené barvy (krevního koláče) vlákna fibrinu vytvoří hustou síť, v níž se zachycují krevní buňky = vznik sraženiny červené barvy (krevního koláče) stahováním vlákenek fibrinu se z krevního koláče vytlačuje nažloutlá kapalina (krevní sérum) stahováním vlákenek fibrinu se z krevního koláče vytlačuje nažloutlá kapalina (krevní sérum) přeměnu fibrinogenu v nerozpustný fibrin vyvolá enzym trombin přeměnu fibrinogenu v nerozpustný fibrin vyvolá enzym trombin trombin je běžně v plazmě přítomen v neúčinné podobě jako protrombin trombin je běžně v plazmě přítomen v neúčinné podobě jako protrombin protrombin se do krve dostává z jater, kde se tvoří za přítomnosti vitamínu K protrombin se do krve dostává z jater, kde se tvoří za přítomnosti vitamínu K změnu inaktivního protrombinu v aktivní trombin umožňuje enzym trombokináza (uvolňovaný z krevních destiček) a ionty vápníku změnu inaktivního protrombinu v aktivní trombin umožňuje enzym trombokináza (uvolňovaný z krevních destiček) a ionty vápníku

14 7. Zdroj energie bílkoviny se stávají významným zdrojem energie při dlouhodobém hladovění bílkoviny se stávají významným zdrojem energie při dlouhodobém hladovění bílkoviny jsou hydrolyticky rozštěpeny na AMK působením enzymů zvaných proteásy bílkoviny jsou hydrolyticky rozštěpeny na AMK působením enzymů zvaných proteásy AMK jsou dále odbourávány za vzniku AMK jsou dále odbourávány za vzniku α-oxokyselin α-oxokyselin ty jsou dále odbourávány za vzniku meziproduktů, které se mohou zapojit do metabolismu sacharidů nebo lipidů (např. vzniká acetyl-CoA, který se dále odbourává v Krebsově cyklu) ty jsou dále odbourávány za vzniku meziproduktů, které se mohou zapojit do metabolismu sacharidů nebo lipidů (např. vzniká acetyl-CoA, který se dále odbourává v Krebsově cyklu)

15 8. Zdroj pohybu bílkoviny umožňují různé formy pohybu (ať už uvnitř organismu nebo vzhledem k okolí) bílkoviny umožňují různé formy pohybu (ať už uvnitř organismu nebo vzhledem k okolí) př. stahy srdce, stahy svalu, mrskání řas, pohyb bičíků, pohyb chromozomů při dělení buněk př. stahy srdce, stahy svalu, mrskání řas, pohyb bičíků, pohyb chromozomů při dělení buněk stah svalu stah svalu – příčně pruhovaná svalová tkáň je složená z – příčně pruhovaná svalová tkáň je složená z podélných svalových vláken podélných svalových vláken - svalové vlákno je mnohojaderný útvar, - svalové vlákno je mnohojaderný útvar, kterým podélně procházejí četné myofibrily kterým podélně procházejí četné myofibrily - v myofibrilách jsou bílkoviny aktin a - v myofibrilách jsou bílkoviny aktin a myozin myozin - při kontrakci (stahu) svalu se bílkovina - při kontrakci (stahu) svalu se bílkovina myofibril aktin zasune mezi vlákna myozinu myofibril aktin zasune mezi vlákna myozinu a vznikne komplex aktomyozin a sval se zkrátí a vznikne komplex aktomyozin a sval se zkrátí - po skončení kontrakce přechází aktomyozin zpět v - po skončení kontrakce přechází aktomyozin zpět v aktin a myozin aktin a myozin - potřebná energie vzniká štěpením ATP za přítomnosti - potřebná energie vzniká štěpením ATP za přítomnosti iontů vápníku iontů vápníku

16 vlastnosti bílkovin: jsou dány jejich strukturou a určují jejich funkci v organismu jsou dány jejich strukturou a určují jejich funkci v organismu jsou to pevné látky jsou to pevné látky kyselou hydrolýzou se štěpí na základní stavební jednotky - AMK kyselou hydrolýzou se štěpí na základní stavební jednotky - AMK jejich rozpustnost ve vodných roztocích závisí na jejich struktuře jejich rozpustnost ve vodných roztocích závisí na jejich struktuře pokud jsou rozpustné ve vodě, vytvářejí molekulové koloidní roztoky (10 -9 – m) pokud jsou rozpustné ve vodě, vytvářejí molekulové koloidní roztoky (10 -9 – m) koloidní roztok = lyosol (př. vaječný bílek) koloidní roztok = lyosol (př. vaječný bílek) 1. soly – normální viskozita 1. soly – normální viskozita 2. gely – zvýšená viskozita 2. gely – zvýšená viskozita koloidní roztoky – jeví opalescenci koloidní roztoky – jeví opalescenci

17 vlastnosti bílkovin: bílkoviny lze od nízkomolekulárních látek (roztoků minerálních solí) oddělit dialýzou (používá se membrána z celofánu nebo pergamenu; molekuly bílkovin jsou velké = neprojdou membránou, ionty solí jsou malé = projdou) bílkoviny lze od nízkomolekulárních látek (roztoků minerálních solí) oddělit dialýzou (používá se membrána z celofánu nebo pergamenu; molekuly bílkovin jsou velké = neprojdou membránou, ionty solí jsou malé = projdou)

18 vlastnosti bílkovin: podobně jako AMK jsou i bílkoviny amfotermní látky podobně jako AMK jsou i bílkoviny amfotermní látky izoelektrický bod (pI) izoelektrický bod (pI) - rozhoduje o pohyblivosti bílkovin v roztocích - rozhoduje o pohyblivosti bílkovin v roztocích - je to hodnota pH, při které je molekula - je to hodnota pH, při které je molekula ve formě obojetného iontu (chová se neutrálně) ve formě obojetného iontu (chová se neutrálně) - je dán poměrem počtu karboxylových a - je dán poměrem počtu karboxylových a aminových skupin aminových skupin - pH < pI (protein se stává kationtem) - pH < pI (protein se stává kationtem) - pH > pI (protein se stává aniontem) - pH > pI (protein se stává aniontem) - elektroforéza = metoda používaná k analýze směsi - elektroforéza = metoda používaná k analýze směsi bílkovin bílkovin - směs bílkovin o různém pI je - směs bílkovin o různém pI je rozdělena na své složky působením rozdělena na své složky působením stejnosměrného proudu stejnosměrného proudu

19 rozdělení proteinů: podle složitosti molekuly dělíme proteiny na: podle složitosti molekuly dělíme proteiny na: 1. jednoduché (složené pouze z AMK) 1. jednoduché (složené pouze z AMK) 2. složené (obsahují kromě AMK ještě nebílkovinnou složku tzv. prostetickou skupinu – např. cukr, lipid, barvivo, kov,…) 2. složené (obsahují kromě AMK ještě nebílkovinnou složku tzv. prostetickou skupinu – např. cukr, lipid, barvivo, kov,…)  jednoduché bílkoviny poskytují hydrolýzou pouze AMK  složené proteiny hydrolýzou poskytují AMK a nebílkovinné složky

20 1. Jednoduché bílkoviny podle uspořádání peptidového řetězce je dělíme na: podle uspořádání peptidového řetězce je dělíme na: I. fibrilární (skleroproteiny) I. fibrilární (skleroproteiny) II. globulární (sferoproteiny) II. globulární (sferoproteiny)

21 1. Jednoduché bílkoviny I. fibrilární (skleroproteiny) I. fibrilární (skleroproteiny) - mají vláknitou (fibrilární) strukturu - mají vláknitou (fibrilární) strukturu tvořenou peptidovými řetězci navzájem tvořenou peptidovými řetězci navzájem spojenými příčnými disulfidickými spojenými příčnými disulfidickými vazbami v makroskopická vlákna – fibrily vazbami v makroskopická vlákna – fibrily - vlastnosti: jednodušší struktura, nerozpustné ve - vlastnosti: jednodušší struktura, nerozpustné ve vodě, vyšší pevnost v tahu; tvoří základ vodě, vyšší pevnost v tahu; tvoří základ povrchových tkání povrchových tkání - funkce: stavební, podpůrná, ochranná - funkce: stavební, podpůrná, ochranná

22 - keratin (základ. protein povrchu těl obratlovců - v kůži, vlasech, nehtech, kopytech, peří, šupinách; vyšší obsah cysteinu a glycinu) - fibroin (bílkovina hedvábného vlákna – β-struktura- vylučován larvami bource morušového; pavouci – zámotky, sítě, hnízda, pouzdra na vajíčkách) - kolagen (v kůži, šlachách, chrupavkách, kostech; zajišťuje pružnost a pevnost tkáně; jeho tepelným zpracováním vzniká želatina = denaturovaný kolagen; obsahuje větší množství hydroxyprolinu, prolinu a glycinu; vitamín C (kys. Askorbová; potřebný ke tvorbě kolagenu) vitamín C (kys. Askorbová; potřebný ke tvorbě kolagenu) - elastin ( tvoří podstatnou část pružných tkání; ve stěnách artérií, hlasivkách, vazech obratlů; zajišťuje pružnost tkání; - fibrin ( vytváří síť při hemokoagulaci)

23 tropokolagen

24 1. Jednoduché bílkoviny II.globulární (sferoproteiny) II.globulární (sferoproteiny) - mají kulovitý tvar = peptidová „páteř “ molekuly je - mají kulovitý tvar = peptidová „páteř “ molekuly je sbalena do klubíčka (globule), jehož části jsou sbalena do klubíčka (globule), jehož části jsou propojeny vnitřními příčnými –S-S- a nekovalentními propojeny vnitřními příčnými –S-S- a nekovalentními vazbami vazbami - vlastnosti: tvoří molekulové micely, jsou - vlastnosti: tvoří molekulové micely, jsou rozpustné ve vodě a zředěných roztocích solí, jsou rozpustné ve vodě a zředěných roztocích solí, jsou citlivé na změnu vnějšího prostředí citlivé na změnu vnějšího prostředí - funkce: mají rozmanité např. katalytická (enzymy), - funkce: mají rozmanité např. katalytická (enzymy), obranná (protilátky) obranná (protilátky)

25 - albuminy (jsou rozpustné ve vodě; jsou v krevním séru, mléku, vaječném bílku, protilátky, účastní se na stavbě živočich. tkání; jsou zdrojem AMK pro organismus; účinkem silných koncentrací – ireversibilní vysolení z roztoku) - globuliny (ve vodě jsou velmi málo rozpustné – v čisté vodě vůbec, dobře se rozpouštějí ve zředěných roztocích solí; jsou v mléku, vaječném bílku, krevním séru, součást hemoglobinu a myoglobinu) - fibrinogen (globulární b.) → fibrin (fibrilární b.) při srážení krve - histony ( obsahují zásadité AMK, zejména arginin; jsou obsaženy v jádrech buněk, kde se vážou na NK)

26 2. Složené bílkoviny fosfoproteiny (obsahují kys. trihydrogenfosforečnou esterově vázanou na –OH sk. serinu; jsou zdrojem P, Ca i AMK pro člověka; př. kasein) fosfoproteiny (obsahují kys. trihydrogenfosforečnou esterově vázanou na –OH sk. serinu; jsou zdrojem P, Ca i AMK pro člověka; př. kasein) hemoproteiny (obsahují barvivo HEM; př. hemoglobin, myoglobin) hemoproteiny (obsahují barvivo HEM; př. hemoglobin, myoglobin) chromoproteiny (obsahují barevnou složku; př. hemocyanin Cu 2+ – modré krevní barvivo korýšů a měkkýšů, ceruloplázmin Cu 2+ – transport Cu) chromoproteiny (obsahují barevnou složku; př. hemocyanin Cu 2+ – modré krevní barvivo korýšů a měkkýšů, ceruloplázmin Cu 2+ – transport Cu) lipoproteiny (obsahují lipidy; podílejí se na stavbě buněčných membrán a na transportu látek) lipoproteiny (obsahují lipidy; podílejí se na stavbě buněčných membrán a na transportu látek) nukleoproteiny (obsahují NK; jsou součástí buněčných jader a ribozomů) nukleoproteiny (obsahují NK; jsou součástí buněčných jader a ribozomů) glykoproteiny (obsahují cukr; jsou součástí sekretů sliznic – dodávají vazkost; např. muciny) glykoproteiny (obsahují cukr; jsou součástí sekretů sliznic – dodávají vazkost; např. muciny)

27 struktura bílkovin: 1. primární struktura 1. primární struktura = pořadí AMK v polypeptidovém řetězci = pořadí AMK v polypeptidovém řetězci

28 struktura bílkovin: 2. sekundární struktura 2. sekundární struktura = geometrické uspořádání polypetidového řetězce = geometrické uspořádání polypetidového řetězce - je podmíněna tvorbou vodíkových můstků - je podmíněna tvorbou vodíkových můstků - 1. α-helix (polypeptidový řetězec je stočen do - 1. α-helix (polypeptidový řetězec je stočen do pravotočivé nebo levotočivé šroubovice, pravotočivé nebo levotočivé šroubovice, postranní řetězce AMK zbytků směřují vně postranní řetězce AMK zbytků směřují vně šroubovice) šroubovice)

29 α-helix

30 -2. β-struktura (je tzv. forma skládaného listu, hlavní polypeptidický řetězec je téměř rozvinutý do prostoru )

31 struktura bílkovin: 3. terciární struktura 3. terciární struktura = prostorové uspořádání sekundární struktury α- helixu a β-struktury do konečného prostorového tvaru molekuly = prostorové uspořádání sekundární struktury α- helixu a β-struktury do konečného prostorového tvaru molekuly - tvar může být různě zkroucený (fibrilární – vláknitý, globulární – tvar klubka) - tvar může být různě zkroucený (fibrilární – vláknitý, globulární – tvar klubka) - jednotlivé části řetězce k sobě váží disulfidické vazby (podílí se i vodíkové vazby, van der Waalsovy síly a iontové vazby) - jednotlivé části řetězce k sobě váží disulfidické vazby (podílí se i vodíkové vazby, van der Waalsovy síly a iontové vazby)

32 struktura bílkovin: 4. kvartérní struktura 4. kvartérní struktura - některé globulární bílkoviny jsou složeny z více polypeptidových řetězců - některé globulární bílkoviny jsou složeny z více polypeptidových řetězců - jednotlivé řetězce nazýváme podjednotky - jednotlivé řetězce nazýváme podjednotky = vzájemná orientace podjednotek v molekule proteinu = vzájemná orientace podjednotek v molekule proteinu - př. hemoglobin se skládá ze čtyř podjednotek - př. hemoglobin se skládá ze čtyř podjednotek

33 molekula hemoglobinu a - nebílkovinná část – hem, b - atom železa

34 koagulace bílkovin: Koagulace = vyloučení bílkovin z roztoku ve formě sraženiny Koagulace = vyloučení bílkovin z roztoku ve formě sraženiny 1. vratná (působením solí lehkých kovů – 1. vratná (působením solí lehkých kovů – např. NaCl; přidáním vody se sraženina např. NaCl; přidáním vody se sraženina rozptýlí na původní koloidní roztok) rozptýlí na původní koloidní roztok) 2. nevratná (působením solí těžkých kovů 2. nevratná (působením solí těžkých kovů – např. sůl obsahující Pb; sraženinu nelze – např. sůl obsahující Pb; sraženinu nelze rozpustit) rozpustit)

35 denaturace bílkovin: souvisí s prostorovým uspořádáním bílkovin souvisí s prostorovým uspořádáním bílkovin vlivem ozáření, teplotou, působením solí těžkých kovů, kyselin nebo zásad dochází ke změně prostorového uspořádání molekuly bílkoviny (dochází k rozštěpení vlivem ozáření, teplotou, působením solí těžkých kovů, kyselin nebo zásad dochází ke změně prostorového uspořádání molekuly bílkoviny (dochází k rozštěpení –S-S- můstků a přerušení i dalších slabých interakcí) –S-S- můstků a přerušení i dalších slabých interakcí) bílkovina ztrácí biologickou aktivitu bílkovina ztrácí biologickou aktivitu 1. vratná (např. denaturace zvýšenou koncentrací solí) 1. vratná (např. denaturace zvýšenou koncentrací solí) 2. nevratná (např. denaturace teplem) 2. nevratná (např. denaturace teplem) původní bílkovina denaturovaná bílkovina původní bílkovina denaturovaná bílkovina

36 ( denaturaci bílkovin vysokou teplotou využíváme při přípravě pokrmů – denaturované bílkoviny jsou pro lidský organismus lépe stravitelné; denaturaci vysokou teplotou nebo chemikáliemi používáme ke sterilizaci např. lékařských nástrojů)


Stáhnout ppt "Bílkoviny - proteiny. Bílkoviny: jsou makromolekulární látky ( M r > 10 4 gmol -1 ) jsou makromolekulární látky ( M r > 10 4 gmol -1 ) patří mezi biopolymery."

Podobné prezentace


Reklamy Google