Δρ. Αθ. Μανούρας TΜΗΜΑ TΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Βιοχημεία Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών Οι πρωτεΐνες είναι γραμμικά πολυμερή δομούμενα από μονομερή αμινοξέων. Ένα α-αμινοξύ αποτελείται από ένα κεντρικό άτομο C, που λέγεται α-άνθρακας, συνδεδεμένος με μια αμιδική ομάδα, μια καρβοξυλική ομάδα, ένα άτομο υδρογόνου και μια πλευρική αλυσίδα R. Στις πρωτεΐνες απαντούν μόνο L-αμινοξέα Οι πρωτεΐνες δομούνται από συνολικά 20 αμινοξέα, τα οποία ποικίλουν σε μέγεθος, σχήμα, φορτίο, υδροφοβικό χαρακτήρα και χημική δραστικότητα.

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών Η κατάσταση ιοντισμού των αμινοξέων σχετίζεται με το pH:

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών Η καρβοξυλική ομάδα ενός αμινοξέος δεσμεύεται στην αμιδική ομάδα ενός άλλου αμινοξέος με έναν πεπτιδικό δεσμό (αμιδικός δεσμός). Η δημιουργία ενός διπεπτιδίου από 2 αμινοξέα συνοδεύεται από την απώλεια ενός μορίου νερού. Μια σειρά αμινοξέων που ενώνονται με πεπτιδικούς δεσμούς δημιουργεί μια πολυπεπτιδική αλυσίδα. Η αλληλουχία των αμινοξέων διαβάζεται πάντα από το αμινο-τελικό άκρο προς το καρβόξυ-τελικό άκρο.

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών Κάθε πολυπεπτιδική αλυσίδα εμφανίζει πολυπλοκότητα καθώς περιέχει μια α-αμινομάδα στο ένα άκρο και μια καρβοξυλική ομάδα στο άλλο άκρο. Αποτελείται από ένα επαναλαμβανόμενο μέρος, το βασικό κορμό της πολυπεπτιδικής αλυσίδας, και διαφοροποιούνται στις πλευρικές αλυσίδες των αμινοξέων που την αποτελούν Οι περισσότερες φυσικές πολυπετπτιδικές αλυσίδες αποτελούνται από 50 ως 2000 αμινοξέα και καλούνται πρωτεΐνες.

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών Σε ορισμένες πρωτεΐνες οι γραμμικές πολυπεπτιδικές αλυσίδες ενώνονται με δισουλφιδικούς δεσμούς όταν περιέχουν το αμινοξύ κυστεΐνη Ενδοκυττάριες πρωτεΐνες: σπάνια έχουν δισουλφιδικούς Εξωκυττάριες πρωτεΐνες: έχουν αρκετούς δισουλφιδικούς

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών 4 επίπεδα δομών συναντώνται στην αρχιτεκτονική των πρωτεϊνών Πρωτοταγής δομή: η αλληλουχία των αμινοξέων και η θέση των δισουλφιδικών δεσμών, αν υπάρχουν. Δευτεροταγής δομή: η χωροδιάταξη των αμινοξέων που βρίσκονται το ένα δίπλα στο άλλο ( α-έλικα, β-πτυχωτή επιφάνεια και έλικα του κολλαγόνου). Τριτοταγής δομή: αναφέρεται στη στερεοδιάταξη των απομακρυσμένων στη γραμμική αλληλουχία αμινοξέων. Τεταρτοταγής δομή: οι πρωτεΐνες που περιέχουν περισσότερες από μία πολυπεπτιδικές αλυσίδες εμφανίζουν αυτό το επίπεδο δομής. Η τεταρτοταγής δομή αναφέρεται στη χωροδιάταξη αυτών των υπομονάδων και στα είδη των επαφών τους.

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών α- έλικα β – πτυχωτή επιφάνεια

Δρ. Αθ. Μανούρας Διαχωρισμός πρωτεϊνών Οι πρωτεΐνες μπορούν να διαχωριστούν και να εμφανιστούν με ηλεκτροφόρηση σε πηκτή Ένα μόριο με καθαρό φορτίο, όπως μια πρωτεΐνη, θα μετακινηθεί υπό της επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ηλεκτροφόρηση και προσφέρει έναν αναλυτικό τρόπο για να διαχωριστούν οι πρωτεΐνες. Τα μόρια που είναι μικρά σε σχέση με τους πόρους της πηκτής μετακινούνται εύκολα δια μέσω της πηκτής, ενώ τα μεγάλα μόρια μένουν σχεδόν αμετακίνητα. Μόρια ενδιάμεσου μεγέθους μετακινούνται μέσα από την πηκτή με διαφορετικές ταχύτητες.

Δρ. Αθ. Μανούρας Διαχωρισμός πρωτεϊνών Οι πρωτεΐνες είναι αμφολύτες. Αυτό σημαίνει ότι παρουσιάζουν θετικό ή αρνητικό φορτίο ανάλογα με το pH του διαλύματος στο οποίο βρίσκονται. pH=pKa Ισοηλεκτρικό σημείο Όξινο περιβάλλον Αλκαλικό περιβάλλον

Δρ. Αθ. Μανούρας Διαχωρισμός πρωτεϊνών

Δρ. Αθ. Μανούρας Διαχωρισμός πρωτεϊνών Με τον όρο «τρέχει» εννοούμε τη μετακίνηση των πρωτεϊνικών μορίων πάνω στο υλικό – υπόστρωμα που χρησιμοποιούμε. H ταχύτητα μετακίνησης είναι ανάλογη του Mr και του φορτίου κάθε κλάσματος.

Δρ. Αθ. Μανούρας Εντοπισμός πρωτεϊνών Το αντίσωμα το οποίο είναι ειδικό για την πρωτεΐνη που μας ενδιαφέρει ακινητοποιείται σε πολυμερές υπόστρωμα (πηγάδι της πλάκας μικροτιτλοδότησης). Χρήση διαλύματος για να μπλοκάρει τις μη ειδικές προσροφήσεις άλλων πρωτεϊνών στην πλάκα μικροτιτλοδότησης. Προσθήκη δείγματος που περιέχει την προς ανάλυση ουσία (αντιγόνο). Κατόπιν, προστίθεται ειδικό αντίσωμα για μια άλλη θέση του αντιγόνου. Το δεύτερο αυτό αντίσωμα φέρει μια ραδιενεργό η φθορίζουσα σήμανση, έτσι ώστε να ανιχνεύεται με υψηλή ευαισθησία. Το ποσό του δευτέρου αντισώματος που δεσμεύεται είναι ανάλογο με το ποσό του αντιγόνου στο δείγμα. Οι πρωτεΐνες μπορούν να μετρηθούν και να εντοπιστούν με αντισώματα υψηλής εξειδίκευσης με τη μέθοδο ELISA (Enzyme linked immunosorbent assay – Ενζυμοσύνδετη ανοσοπροσροφητική μέτρηση)

Δρ. Αθ. Μανούρας Εντοπισμός πρωτεϊνών

Δρ. Αθ. Μανούρας Λειτουργικές πρωτεΐνες καταλυτικές πρωτεΐνες: η κατηγορία αυτή αποτελείται από τα ένζυμα. μεταφέρουσες πρωτεΐνες: δεσμεύουν τα ligants αμφίδρομα κάτω από ορισμένες συνθήκες, π.χ. η αιμοσφαιρίνη μεταφέρει οξυγόνο στους ιστούς. ανοσοπρωτεΐνες ή αντισώματα: δεσμεύουν το αντιγόνο με αποτέλεσμα την εξουδετέρωσή του, π.χ. η IgG αποτελείται από δύο ζευγάρια πολυπεπτιδικών αλυσίδων. ρυθμιστικές πρωτεΐνες: στην κατηγορία αυτή ανήκουν όλες οι πρωτεΐνες που επηρεάζουν λειτουργίες διαφόρων συστημάτων του κυττάρου ή του οργανισμού, π.χ. ορμόνες, πρωτεΐνες που συνδέονται στο DNA. πρωτεΐνες συστολής και κίνησης: οι σπουδαιότερες πρωτεΐνες του συστήματος αυτού είναι η ακτίνη και η μυοσίνη. αποθηκευτικές πρωτεΐνες: ρόλος τους είναι η αποθήκευση συστατικών απαραίτητων για τον οργανισμό, π.χ. η μυοσίνη αποθηκεύει οξυγόνο στους μύες, ενώ η καζε ΐ νη αποθηκεύει φωσφόρο και ασβέστιο.

Δρ. Αθ. Μανούρας Δομικές πρωτεΐνες κολλαγόνο: στα θηλαστικά αποτελεί το 1/3 των πρωτεϊνών και το 6% του βάρους του σώματος. Δρα σαν το κύριο πλέγμα στήριξης του σώματος και παίζει σημαντικό ρόλο σε ανωμαλίες του συνδετικού ιστού. ελαστίνη: η παρουσία της περιορίζεται στα σπονδυλωτά, όπου απαντάται σε τένοντες και τοιχώματα μεγάλων αγγείων. κερατίνες: πρόκειται για ινώδεις πρωτεΐνες με μεγάλο ποσοστό κυστε ΐνης δομικές πρωτεΐνες των μεμβρανών

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών Κατεστραμμένες ή πρωτεΐνες που δε χρειάζονται επισημαίνονται για αποικοδόμηση και μετατρέπονται σε αμινοξέα Σε αντίθεση με τα λιπαρά οξέα και τη γλυκόζη, τα αμινοξέα δεν αποθηκεύονται στον οργανισμό, ούτε απεκκρίνονται. Τα πλεονάζοντα αμινοξέα χρησιμοποιούνται ως μεταβολικό καύσιμο. Απομακρύνεται η αμινική ομάδα και ο εναπομένων ανθρακικός σκελετός μετατρέπεται σε ένα κύριο μεταβολικό ενδιάμεσο. Η πλειονότητα των αμινικών ομάδων των αμινοξέων που περισσεύουν μετατρέπεται σε ουρία μέσω του κύκλου της ουρίας, ενώ οι ανθρακικοί σκελετοί μετατρέπονται σε ακέτυλο- CoA, πυροσταφυλικό ή σε ένα ενδιάμεσο του κύκλου του κιτρικού οξέος. Συνεπώς, τα λιπαρά οξέα, τα κετονοσώματα και η γλυκόζη μπορούν να παραχθούν από αμινοξέα

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Δρ. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Dr. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Dr. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Dr. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Dr. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Dr. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Dr. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών

Dr. Αθ. Μανούρας Μεταβολισμός πρωτεϊνών