valin izoleucin leucin methionin

fenylalanin glycin alanin prolin

tryptofan tyrosin cystein

serin threonin asparagin glutamin

kyselina asparagová kyselina glutamová

Arginin lysin histidin

Proteiny (katalytické účinky i strukturální látky) - primární, sekundární, terciální, kvartérní struktura. - jednoduché (proteiny): protaminy, albuminy, globuliny, histony, skleroproteiny, glutaminy, prolaminy - složené (proteidy): (bílk. složka + prostetická skupina) fosfoproteiny, glykoproteiny, lipoproteiny, chromoproteiny, nukleoproteiny

Rozmanitost bílkovinných látek je dána především různými kombinacemi aminokyselin v jejich peptidických řetězcích, tedy jejich tzv. primární strukturou. Sekundární strukturou rozumíme sbalování polypeptidového řetězce do alfa-šroubovice nebo beta-struktury (beta-list). Struktura alfa-šroubovice je důsledkem tvorby vodíkových vazeb mezi CO- a NH- skupinami peptidových vazeb stočeného polypeptidu. Ten si lze představit jako válec o průměru 1 nm. Na jeho obvodu vyčnívají hydrofilní postranní řetězce aminokyselin. Obvykle však nemá celá molekula proteinu strukturu alfa-šroubovice. Uspořádání proteinů do beta-struktury spočívá v tom, že kratší úseky jednoho nebo více natažených polypeptidových řetězců umístěných vedle sebe jsou spojeny vodíkovými vazbami mezi CO- a NH- skupinami peptidových vazeb.Lze si je představit v rovině skládaného listu, z něhož kolmo k rovině listu vyčnívají zbytky aminokyselin.

beta-struktura alfa-šroubovice

Jako terciární struktura proteinů se označuje prostorové uspořádání polypeptidového řetězce. Jedním z důvodů tohoto uspořádání je tvorba disulfidických vazeb (S–S) dvou cysteinových zbytků, které vznikají oxidací jejich sulfhydrilových skupin. Protože tyto vazby vznikají uvnitř téhož řetězce, tento řetězec se zkroutí. Hlavním důvodem vzniku terciární struktury proteinů je však různá chemická povaha aminokyselinových postranních skupin schopných tvořit nekovalentní vazby. Podle terciární struktury dělíme proteiny na globulární a fibrilární. - globulární proteiny, kde se střídají alfa-šroubovice a beta-struktury s ostatními segmenty proteinu, čímž vytváří kompaktní klubko. - fibrilární proteiny, kde převažují uspořádané segmenty alfa-šroubovice nebo beta-struktury. Kvartérní struktura se vytváří z většího počtu peptidických řetězců, tzv. podjednotek, navzájem pospojovaných vodíkovými můstky a svými postranními řetězci sulfidickými nebo i jinými vazbami. Molekuly těchto bílkovin tvoří složité prostorové útvary (např. molekuly protilátek).

Jednoduché bílkoviny (proteiny) se skládají pouze z peptidických řetězců aminokyselin, jichž obsahují stovky až několik tisíc. Dělíme je na rozpustné a nerozpustné. Mezi rozpustné patří a) Protaminy – jsou to nejjednodušší fibrilární bílkoviny s malou molekulovou hmotností. Skládají se převážně z diaminokyselin, a proto jsou silně zásadité povahy.Vyskytují se vzácně, především ve spermiích některých ryb, např. sleďovitých. b) Albuminy – patří k velmi rozšířeným, druhově specifickým bílkovinám živočišného těla. Nejznámější jsou sérové albuminy obsažené v krvi a míze, vaječné albuminy ve vaječných obalech a buňkách a mléčné albuminy v mléce savců. Z rostlinných albuminů byl izolován leukosin z obilí, legumelin z hrachu a ricin ze skočce. Jsou mírně zásadité povahy s malým obsahem diaminokyselin. Dobře se rozpouštějí v čisté vodě. Snadno se srážejí kyselinami a varem. Patří mezi ně globulární i fibrilární bílkoviny.

c) Globuliny – patří rovněž k velmi rozšířeným, druhově specificky utvářeným bílkovinám. V čisté vodě jsou nerozpustné, snadno se však rozpouštějí ve zředěných roztocích solí, louhů a kyselin. Srážejí se varem a nasycenými roztoky některých solí. Mohou mít globulární i fibrilární strukturu. Mezi nejznámější živočišné globuliny patří sérové, mléčné (laktoglobulin) a svalové (aktin a myosin) globuliny. Fibrinogen se vyskytuje v krvi a tkáňových tekutinách (účinkem trombinu se mění v nerozpustný fibrin, a způsobuje tím srážení krve). Z rostlinných globulinů je znám legumin z hrachu a čočky, edestin ze semen konopí a tuberin z brambor. d) Histony – obsahují hodně diaminokyselin, ale ve srovnání s protaminy jsou méně zásadité a mají větší molekulovou hmotnost. Nesrážejí se teplem.Všechny histony mají podobnou strukturu. Střed jejich molekuly je globulární, konce jsou flexibilní a vláknité. Obsahují mnoho argininu a lyzinu, hlavně ve svých flexibilních koncích. Jako volné se vyskytují v bílých krvinkách, v buňkách štítné žlázy a ve spermiích některých druhů ryb a ježovek. Všechny buňky je obsahují v jádrech jako součást chromatinu (vázané na deoxyribonukleovou kyselinu).

e) Prolaminy – typické rostlinné bílkoviny e) Prolaminy – typické rostlinné bílkoviny. Obsahují značné množství prolinu a glutaminu, neobsahují lyzin. Jsou nerozpustné ve vodě, ale rozpustné ve zředěných roztocích kyselin, louhů a solí a v 70% etylalkoholu. Nekoagulují za tepla. Byly izolovány z obilných zrn. f) Gluteliny – liší se od prolaminů nerozpustností v alkoholu a koagulací za tepla. Jsou bohaté na kyselinu glutamovou. Společně s protaminy se nacházejí v obilných zrnech. Nerozpustné bílkoviny – skleroproteiny (= strukturální bílkoviny) – obsahují velmi málo diaminokyselin a značné množství glykolu. Jsou to zcela nerozpustné fibrilární bílkoviny. Zpevňují těla organismů, proto se vyskytují především v různých oporných tkáních. Patří mezi ně kolageny, elastiny, retikuliny, keratiny a spongin. V hedvábí jsou obsaženy sericin a fibroin. Sericin se rozpouští ve vařící vodě. Po jeho vyvaření zbývá v surovém hedvábí fibroin, který obsahuje větší množství glykolu, alaninu a tyrosinu. Nejstálejší proteiny jsou keratiny, které se vyskytují v pokožce, peří, vlně, chlupechruhovině, nehtech atd. Obsahují značné množství cystinu.

zoelektrická fokusace je elektromigrační separační metoda proteinů zoelektrická fokusace je elektromigrační separační metoda proteinů. Dělení touto metodou probíhá na základě migrace proteinů v prostědí proměnlivého pH. V zásaditém prostředí mají proteiny záporný náboj a putují tedy k anodě. V kyselém prostředí naopak mají celkový náboj kladný a putují ke katodě. V pH rovném izoelektrickému bodu, pI, je molekula neutrální. Izoelektrická fokusace probíhá na gelu (polyakrylamidový, agarosový, a jiné) se stálým pH gradientem. Po aplikaci napětí pak putuje protein do místa svého izoelektrického bodu a na tomto místě se fokusuje, neboť průchodem tímto bodem se bílkovina přepóluje a putuje pomaleji do protisměru, dokud se nezastaví v pI. Izoelektrickou fokusací je možné dosáhnout separace bílkovin, které se liší v hodnotách izoelektrických bodů i o 0,01.

Princip elektroforézy Elektroforéza spočívá v migraci elektricky nabitých částic ve stejnosměrném elektrickém poli. Toto pole se vytváří vkládáním konstantního stejnosměrného napětí mezi elektrody. V zónové elektroforéze je prostředí mezi elektrodami tvořeno základním elektrolytem, který zajišťuje dostatečnou elektrickou vodivost v celém systému. Kationty migrují k zápornému pólu, anionty ke kladnému pólu a neutrální molekuly a částice se nepohybují. Vlivem odlišné rychlosti migrace složek vzorku se v průběhu separace vytvářejí oddělené zóny jednotlivých složek. Velikost nabitých částic vzorku může být různá, od jednoduchých iontů až po makromolekuly.