FUNKCE PROTEINŮ
VÝZNAM FUNKCE PROTEINŮ V MEDICÍNĚ Příklad: protein: dystrofin onemocnění: Duchenneova svalová dystrofie
FUNKCE PROTEINŮ: Vztah struktury a funkce proteinů Rodiny proteinů Funkční polymery a komplexy proteinů Vazba dalších molekul na proteiny Regulace aktivity proteinu Regulovaná degradace proteinů Funkční typy proteinů
VZTAH STRUKTURY A FUNKCE PROTEINŮ: Struktura proteinu je definovaná na několika úrovních: Primární struktura Sekundární struktura Terciární struktura Kvartérní struktura (oligomer) [FIG.]
Tvar molekuly proteinu: Globulární proteiny Fibrilární proteiny Proteinová doména [FIG.] Disulfidové můstky [FIG.] Chaperony [FIG.] Funkce proteinu vyplývá z jeho struktury.
Tvar molekuly proteinu: Globulární proteiny Fibrilární proteiny Proteinová doména [FIG.] Disulfidové můstky [FIG.] Chaperony [FIG.] Funkce proteinu vyplývá z jeho struktury.
Tvar molekuly proteinu: Globulární proteiny Fibrilární proteiny Proteinová doména [FIG.] Disulfidové můstky [FIG.] Chaperony [FIG.] Funkce proteinu vyplývá z jeho struktury.
Figure 6–86The Hsp70 family of molecular chaperones. T
Tvar molekuly proteinu: Globulární proteiny Fibrilární proteiny Proteinová doména [FIG.] Disulfidové můstky [FIG.] Chaperony [FIG.] Funkce proteinu vyplývá z jeho struktury.
RODINY PROTEINŮ: Zahrnují strukturně i funkčně podobné proteiny. Proteiny jedné rodiny proteinů jsou kódované geny jedné rodiny genů. [FIG.]
FUNKČNÍ POLYMERY A KOMPLEXY PROTEINŮ: Schopnost molekul proteinů pro samouspořádávání. [FIG.] Asociace do velkých polymerů a formování různých struktur: Filamenta (aktin, elastin) [FIG.] [FIG.] Tubuly (mikrotubuly) [FIG.] Ploché útvary (membránové proteiny) Schránky (virové kapsidy) [FIG.] Proteinové komplexy (různé proteiny, další typy molekul) [FIG.]
FUNKČNÍ POLYMERY A KOMPLEXY PROTEINŮ: Schopnost molekul proteinů pro samouspořádávání. [FIG.] Asociace do velkých polymerů a formování různých struktur: Filamenta (aktin, elastin) [FIG.] [FIG.] Tubuly (mikrotubuly) [FIG.] Ploché útvary (membránové proteiny) Schránky (virové kapsidy) [FIG.] Proteinové komplexy (různé proteiny, další typy molekul) [FIG.]
FUNKČNÍ POLYMERY A KOMPLEXY PROTEINŮ: Schopnost molekul proteinů pro samouspořádávání. [FIG.] Asociace do velkých polymerů a formování různých struktur: Filamenta (aktin, elastin) [FIG.] [FIG.] Tubuly (mikrotubuly) [FIG.] Ploché útvary (membránové proteiny) Schránky (virové kapsidy) [FIG.] Proteinové komplexy (různé proteiny, další typy molekul) [FIG.]
FUNKČNÍ POLYMERY A KOMPLEXY PROTEINŮ: Schopnost molekul proteinů pro samouspořádávání. [FIG.] Asociace do velkých polymerů a formování různých struktur: Filamenta (aktin, elastin) [FIG.] [FIG.] Tubuly (mikrotubuly) [FIG.] Ploché útvary (membránové proteiny) Schránky (virové kapsidy) [FIG.] Proteinové komplexy (různé proteiny, další typy molekul) [FIG.]
FUNKČNÍ POLYMERY A KOMPLEXY PROTEINŮ: Schopnost molekul proteinů pro samouspořádávání. [FIG.] Asociace do velkých polymerů a formování různých struktur: Filamenta (aktin, elastin) [FIG.] [FIG.] Tubuly (mikrotubuly) [FIG.] Ploché útvary (membránové proteiny) Schránky (virové kapsidy) [FIG.] Proteinové komplexy (různé proteiny, další typy molekul) [FIG.]
VAZBA DALŠÍCH MOLEKUL NA PROTEINY: Ligandy: vazba ligandu je vysoce selektivní a souvisí přímo s funkcí proteinu. [FIG.] Vazba iontu/atomu: Ca 2+ (kalmodulin), Fe 3+ (transferin) Vazba malé molekuly: hem (hemoglobin), retinal (rhodopsin), sacharid (glykoproteiny), fosfát (fosforylované proteiny), GTP (GTP vázající proteiny) Vazba neproteinové makromolekuly: DNA (transkripční faktory) Vazba molekuly proteinu: proteinový substrát (enzym), proteinový antigen (protilátka)
VAZBA DALŠÍCH MOLEKUL NA PROTEINY: Ligandy: vazba ligandu je vysoce selektivní a souvisí přímo s funkcí proteinu. [FIG.] Vazba iontu/atomu: Ca 2+ (kalmodulin), Fe 3+ (transferin) Vazba malé molekuly: hem (hemoglobin), retinal (rhodopsin), sacharid (glykoproteiny), fosfát (fosforylované proteiny), GTP (GTP vázající proteiny) Vazba neproteinové makromolekuly: DNA (transkripční faktory) Vazba molekuly proteinu: proteinový substrát (enzym), proteinový antigen (protilátka)
REGULACE AKTIVITY PROTEINŮ: Allosterické molekuly Změna konformace → změna aktivity Mechanismy regulace aktivity proteinů: Navázání iontu/atomu: IRP (iron regulatory protein) (Fe) Navázání malé molekuly: Glykosylace: glykoprotein [FIG.] Fosforylace: proteinkináza, fosfatáza [FIG.] Navázání GTP: GTP vázající proteiny Navázáni proteinu: cyklin dependentní kináza (cyklin) Proteolytické štěpení: insulin, kaspázy [FIG.] Regulace aktivity enzymů: Negativní regulace (zpětnovazebná inhibice) [FIG.] Pozitivní regulace
REGULACE AKTIVITY PROTEINŮ: Allosterické molekuly Změna konformace → změna aktivity Mechanismy regulace aktivity proteinů: Navázání iontu/atomu: IRP (iron regulatory protein) (Fe) Navázání malé molekuly: Glykosylace: glykoprotein [FIG.] Fosforylace: proteinkináza, fosfatáza [FIG.] Navázání GTP: GTP vázající proteiny Navázáni proteinu: cyklin dependentní kináza (cyklin) Proteolytické štěpení: insulin, kaspázy [FIG.] Regulace aktivity enzymů: Negativní regulace (zpětnovazebná inhibice) [FIG.] Pozitivní regulace
REGULACE AKTIVITY PROTEINŮ: Allosterické molekuly Změna konformace → změna aktivity Mechanismy regulace aktivity proteinů: Navázání iontu/atomu: IRP (iron regulatory protein) (Fe) Navázání malé molekuly: Glykosylace: glykoprotein [FIG.] Fosforylace: proteinkináza, fosfatáza [FIG.] Navázání GTP: GTP vázající proteiny Navázáni proteinu: cyklin dependentní kináza (cyklin) Proteolytické štěpení: insulin, kaspázy [FIG.] Regulace aktivity enzymů: Negativní regulace (zpětnovazebná inhibice) [FIG.] Pozitivní regulace
REGULACE AKTIVITY PROTEINŮ: Allosterické molekuly Změna konformace → změna aktivity Mechanismy regulace aktivity proteinů: Navázání iontu/atomu: IRP (iron regulatory protein) (Fe) Navázání malé molekuly: Glykosylace: glykoprotein [FIG.] Fosforylace: proteinkináza, fosfatáza [FIG.] Navázání GTP: GTP vázající proteiny Navázáni proteinu: cyklin dependentní kináza (cyklin) Proteolytické štěpení: insulin, kaspázy [FIG.] Regulace aktivity enzymů: Negativní regulace (zpětnovazebná inhibice) [FIG.] Pozitivní regulace
REGULACE AKTIVITY PROTEINŮ: Allosterické molekuly Změna konformace → změna aktivity Mechanismy regulace aktivity proteinů: Navázání iontu/atomu: IRP (iron regulatory protein) (Fe) Navázání malé molekuly: Glykosylace: glykoprotein [FIG.] Fosforylace: proteinkináza, fosfatáza [FIG.] Navázání GTP: GTP vázající proteiny Navázáni proteinu: cyklin dependentní kináza (cyklin) Proteolytické štěpení: insulin, kaspázy [FIG.] Regulace aktivity enzymů: Negativní regulace (zpětnovazebná inhibice) [FIG.] Pozitivní regulace
REGULOVANÁ DEGRADACE PROTEINŮ: Enzymatická degradace: proteolýza, proteázy Proteazóm Ubiquitin [FIG.] [FIG.]
FUNKČNÍ TYPY PROTEINŮ: Strukturní proteiny: tubulin, keratin, aktin, kolagen Enzymy: proteinkináza C, DNA polymeráza δ, pepsin Pohybové proteiny (molekulární motory): myosin, kinesin, dynein Transportní proteiny: hemoglobin, transferin, albumin Zásobní proteiny: ferritin, kasein, ovalbumin Signální proteiny: insulin, EGF, erythropoietin Receptorové proteiny: rhodopsin, insulinový receptor, EGF receptor Regulační proteiny: chaperony, transkripční faktory, cykliny Protilátky Ostatní proteiny se zvláštní funkcí: např. GFP (green fluorescent protein) [FIG.]
LITERATURA: Alberts B. et al.: Základy buněčné biologie. Espero Publishing. Ústí nad Labem, pp. 132-182 & 233-234, 1998. Alberts B. et al.: Essential Cell Biology. Garland Science. New York and London, pp. 119157 & 258259, 2010.