FUNKCE PROTEINŮ.

Prezentace na téma: "FUNKCE PROTEINŮ."— Transkript prezentace:

1 FUNKCE PROTEINŮ

2 VÝZNAM FUNKCE PROTEINŮ V MEDICÍNĚ
Příklad: protein: dystrofin onemocnění: Duchenneova svalová dystrofie

3

4

5 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

6 VZTAH STRUKTURY A FUNKCE PROTEINŮ:
Struktura proteinu je definovaná na několika úrovních: Primární struktura Sekundární struktura Terciární struktura Kvartérní struktura (oligomer) [FIG.]

7

8 Tvar molekuly proteinu:
Globulární proteiny Fibrilární proteiny Proteinová doména [FIG.] Disulfidové můstky [FIG.] Chaperony [FIG.] Funkce proteinu vyplývá z jeho struktury.

9

10 Tvar molekuly proteinu:
Globulární proteiny Fibrilární proteiny Proteinová doména [FIG.] Disulfidové můstky [FIG.] Chaperony [FIG.] Funkce proteinu vyplývá z jeho struktury.

11

12 Tvar molekuly proteinu:
Globulární proteiny Fibrilární proteiny Proteinová doména [FIG.] Disulfidové můstky [FIG.] Chaperony [FIG.] Funkce proteinu vyplývá z jeho struktury.

13 Figure 6–86The Hsp70 family of
molecular chaperones. T

14 Tvar molekuly proteinu:
Globulární proteiny Fibrilární proteiny Proteinová doména [FIG.] Disulfidové můstky [FIG.] Chaperony [FIG.] Funkce proteinu vyplývá z jeho struktury.

15 RODINY PROTEINŮ: Zahrnují strukturně i funkčně podobné proteiny. Proteiny jedné rodiny proteinů jsou kódované geny jedné rodiny genů. [FIG.]

16

17 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.]

18

19 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.]

20

21

22 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.]

23

24 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.]

25

26 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.]

27

28 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)

29

30 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)

31 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

32

33 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

34

35 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

36

37 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

38

39 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

40 REGULOVANÁ DEGRADACE PROTEINŮ:
Enzymatická degradace: proteolýza, proteázy Proteazóm Ubiquitin [FIG.] [FIG.]

41

42

43 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.]

44

45 LITERATURA: Alberts B. et al.: Základy buněčné biologie. Espero Publishing. Ústí nad Labem, pp & , 1998. Alberts B. et al.: Essential Cell Biology. Garland Science. New York and London, pp. 119­157 & 258­259, 2010.