Biosyntéza a degradace proteinů

Prezentace na téma: "Biosyntéza a degradace proteinů"— Transkript prezentace:

1 Biosyntéza a degradace proteinů
Bruno Sopko

2 Obsah Proteosyntéza Post-translační modifikace proteinů
Degradace proteinů

3 Proteosyntéza

4 Tvorba Aminoacyl-tRNA
Amino kyselina + ATP ↔ Aminoacyl-AMP + Ppi Aminoacyl-AMP + tRNA ↔ Aminoacyl-tRNA + AMP Souhrně: Amino kyselina + ATP + tRNA ↔ Aminoacyl-tRNA + AMP + PPi

5 Krystalografická struktura binárního komplexu cysteinyl-trna
synthetázy s trnacys: Shape-selective RNA recognition by cysteinyl-tRNA synthetase. Hauenstein, S.,  Zhang, C.M.,  Hou, Y.M.,  Perona, J.J.,  (2004) Nat.Struct.Mol.Biol. 11:

6 Inicializace proteosyntézy:

7 Elongace: Copyright © Gary E. Kaiser

8 Ukončení syntézy proteinu:

9 Obrázek elektronového mikroskopu

10 Post-translační modifikace proteinů

11 Protein folding a role chaperonů
Sekundární struktura Supersekundární motivy Hydrofobní domény Disulfidické vazby (protein disulphide isomerase – PDI) Prolin (peptidyle proline isomerase – PPI) Moleculární chaperony jsou proteiny, které pomáhají ne-kovalentnímu foldingu nebo unfoldingu, tvorbě nebo rozpadu dalších makromolekulárních struktur

12 Půdorysný pohled na GroES/GroEL, komplexní model
bakteriálního chaperonu

13 Proteolytické modifikace

14 Kotranslační translokace

15 Tvorba aktivního insulinu

16 Glykosylace

17

18 http://employees. csbsju

19 Další modifikace proteinů
Hydroxylace (hydroxyprolin, hydroxylysin) Methylace (mono- , di- and even trimethyllysin) FOSFORYLACE Karboxylace (γ-karboxyglutamát) Acetylace ……..

20 Degradace proteinů

21 Proteázy Serinové proteázy (trypsin, chymotrypsin, elastáza ….)
Aspartátové proteázy (pepsin, některé proteázy v lysosomech, renin, HIV-proteáza …) Metaloproteázy (karboxypeptidázy, různé metaloproteázy v matrixu…) Cysteinové proteázy (papain, katepsiny, kaspázy, kalpainy …)

22 Systémy pro štěpení proteinů
Vakuolární (lysosomy, endosomy, ER, …) Ubiquitinový systém (proteasom)

23 Ubiquitonový systém I.

24 Ubiquitonový systém II.

25 Aktivace proteáz Většina proteáz je syntetizována jako větší pre-proteiny. Během aktivace je od pre-proteinů odštěpena inhibiční část. V některých případech aktivace vyžaduje disociaci inhibičního proteinu K aktivaci může dojít poté, co je protein dopraven do příslušného kompartmentu v buňce nebo do mezibuněčného prostoru. Kaspásy učinné v iniciaci apoptózy jsou aktivovány interakcí s velkým komplexem cytoskeletárních a activačních proteinů, nazývaným apoptosom.

26 Inhibitory proteáz IAP jsou proteiny které blokují apoptózu vazbou a následnou inhibicí kaspáz. Apoptózu-stimulující protein Smac má antagonistický efekt k IAP na kaspázy. TIMP, inhibitory metaloproteáz, jsou produkovány v buňkách. Jejich inhibiční domény interagují přímo s katalytickým Zn2+.  Cystatiny jsou inhibitory of lysosomálních katepsinů. Některé z nich (také nazývané stefiny) se nacházejí v cytosolu jiné v mezibuněčném prostor. Cystatiny chrání buňky proti katepsinům které by mohly uniknout z lysozomů.  Serpiny jsou velmi rozšířené proteiny, které používají specifický sebevražedný mechanismus k inhibici serinových nebo cysteinových proteáz. Zásadní změna konformace serpinů je způsobena odštěpením substrátové smyčky. Toto vede k „zmatení“ aktivního centra proteázy a brání dokončení reakce. Serpin zůstává kovalentně vázán na proteázu a tvoří acyl-enzymový meziprodukt. Nespecifický: α2-makroglobulin