Aminokwasy

Nomenklatura konfiguracji

L

i

D

Aldehyd R-(+)-glicerynowy

CH

2

OH

OH

H

CHO

CH

2

OH

H

O

H

CHO

Aldehyd S-(-)-glicerynowy

Grupa hydroksylowa położona po prawej stronie projekcji Fischera -
Konfiguracja

D

Grupa hydroksylowa położona po lewej stronie projekcji Fischera -
Konfiguracja

L

Nomenklatura Fischera stosowana jest dla cukrów i aminokwasów

R

NH

2

H

COOH

R

H

N

H

2

COOH

L - aminokwasy

D - aminokwasy

NH

2

C

H

COOH

H

NH

2

C

C

H

3

COOH

H

NH

2

C

COOH

H

C

H

C

H

3

C

H

3

NH

2

C

COOH

H

C

H

2

C

H

C

H

3

C

H

3

NH

2

C COOH

H

CH

3

CH

2

CH

CH

3

Glicyna

Gly

Alanina

Ala

Walina

Val

Leucyna

Leu

Izoleucyna

Ile

Aminokwasy egzogenne

Własności kwasowo-zasadowe aminokwasów

R

C

H

NH

3

+

C

O

O

R

C

H

NH

3

+

C

O

OH

R

C

H

NH

2

C

O

O

R

C

H

NH

3

+

C

O

O

OH

-

OH

-

H

+

H

+

kwas

zasada

jon obojnaczy
obojętny

pH

Punkt

izoelektryczny

pI

wartość pH,

przy którym cząsteczka aminokwasu występuje
w formie jonu obojnaczego

Aminokwasy wędrują w polu elektrycznym do katody lub anody w
zależności od pH roztworu

Elektroforeza

Metoda rozdziału białek, peptydów
i aminokwasów wykorzystująca różnicę
w szybkości i kierunku migracji
w polu elektrycznym przy danym pH

C

H

2

C

H

NH

3

+

HOOC

COOH

C

H

2

C

H

NH

3

+

HOOC

COO-

C

H

2

C

H

NH

3

+

COO-

-OOC

C

H

2

C

H

NH

2

COO-

-OOC

pK

a

pK

a

pK

a

2,09

3,86

9,82

pH

pI = 2,87

+1

0

-1

-2

Kwas asparginowy

lizyna

(CH

2

)

3

C

H

NH

3

+

COO-

CH

2

NH

3

+

(CH

2

)

3

C

H

NH

3

+

CH

2

COOH

NH

3

+

(CH

2

)

3

C

H

NH

2

CH

2

COO-

NH

2

(CH

2

)

3

C

H

NH

2

CH

2

COO-

NH

3

+

pH

pK

a

2,18

pK

a

8,95

pK

a

10,53

+2

+1

0

-1

pI = 9,94

Estry i amidy aminokwasów

R

C

H

NH

3

+

C

O

O

R

C

H

NH

3

+

C

O

O

+

R’OH

R

C

H

NH

3

+

C

O

OR'

R'

C

O

Cl

R

C

H

NH

C

O

O

C

O

R'

+

Peptydy

CH

C

O

N

H

C

H

R

CO

2

-

R

NH

3

+

Wiązanie peptydowe

N-końcowy aminokwas

C-końcowy aminokwas

Zawsze po lewej stronie

Zawsze po prawej stronie

C

H

2

C

O

N

H

C

H

CH

3

CO

2

-

NH

3

+

C

H

C

O

N

H

C

H

2

CO

2

-

NH

3

+

CH

3

glicylo

alanina

alanylo

glicyna

Gly-Ala

Ala-Gly

Zawsze od aminokwasu N-końcowego

Synteza peptydów i białek

NH

3

+

O

O

NH

3

+

O

O

leucyna

alanina

Ala-

Leu

,

Leu

-Ala, Ala-Ala,

Leu

-

Leu

NH

3

+

O

O

Tylko te grupy
mogą reagować

Ala-

Leu

NH

3

+

O

O

Sposoby zabezpieczania grup funkcyjnych

-NH

2

-COOH

Dwuwęglan di-t-butylu

(CH

3

)

3

CO

O

O

O

(CH

3

)

3

CO

(CH

3

)

3

CO

NH-

O

Grupa t-butoksykarbonylowa

BOC

alkohol

C

H

3

OH

PhCH

2

OH

O

OMe

O

OCH

2

Ph

NH

2

O

OH

NH

2

O

S

OH

(CH

3

)

3

CO

O

O

O

(CH

3

)

3

CO

NHBOC

O

OH

C

H

3

OH

NH

2

O

S

OMe

Alanina

metionina

BOC-Ala

Met-OCH

3

BOC-Ala-

Met-OCH

3

CF

3

COOH

Ala-

Met-OCH

3

NaOH, H

2

O

Ala-

Met

DCC

N

N C

N

C

N

R

C

O

OH

O

C

N

N

H

C

O

R

R

NH

2

O

C

N

N

H

C

O

R

R

NH

N

H

C N

H

O

R C

O

N

H

R

DCC

Amid

N,N-dicykloheksylomocznik

Automatyczna synteza peptydów

Technika Merrfielda

C

H

CH

2

C

H

2

C

H

C

H

2

CH

CH

2

Cl

polimer

CH

2

Cl

+

BOCNH

C

H

R

C

O

OH

polimer

BOCNH

C

H

R

C

O

O

C

H

2

CF

3

COOH

N

H

2

C

H

R

C

O

O

C

H

2

polimer

DCC

BOCNH

C

H

R'

C

O

OH

polimer

BOCNH

C

H

R'

C

O

N

H

C

H

R

CO

O

C

H

HF

polimer

C

H

O

H

peptyd

Określanie struktury peptydów

Analiza aminokwasów

1. Jakie aminokwasy wchodzą w skład peptydu

2. Ile jednostek każdego aminokwasu występuje w peptydzie

3. W jakiej kolejności są ze sobą połączone

Analizator aminokwasów

Hydroliza wiązań amidowych
Redukcja wiązań disiarczkowych

chromatografia

Rozdział aminokwasów

Analiza poszczególnych aminokwasów

O

O

OH

OH

NH

2

O

R

OH

OH-

O

O

N

O

O

Barwa fioletowa

ninhydryna

Sekwencjonowanie peptydów

Degradacja Edmana

oznaczanie N-końcowego aminokwasu

N

C

S

NH

2

O

R

NH-peptyd

+

N

N

O

S

R

H

N-fenylotiohydantoina

Sekwencjonowanie peptydów

oznaczanie C-końcowego aminokwasu

Rozrywanie C-końcowego wiązania peptydowego

w reakcji z enzymem

karboksypeptydazą

KLASYFIKACJA BIAŁEK

Nazwa

Występowanie

Białka fibrylarne
(nierozpuszczalne)
Kolageny

skóry, ścięgna, tkanki łączne

Elastyny

naczynia krwinośne, wiązadła

Fibrynogen

przy krzepnięciu krwi

Keratyny

skóra, jedwab, paznokcie, pióra, wełna

Miozyny

tkanka mięśniowa

KLASYFIKACJA BIAŁEK

Nazwa

Występowanie

Białka globularne
(rozpuszczalne)
Hemoglobina

transport tlenu

Immunoglobuliny

biorą udział w reakcjach

odpornościowych

Enzymy
Insulina

hormon regulujący metabolizm

glukozy

Rybonukleaza

hormon regulujący syntezę RNA

Struktura peptydów i białek

Struktura pierwszorzędowa sekwencja aminokwasów

Struktura drugorzędowa ułożenie segmentów polipeptydowych
w przestrzeni

Struktura trzeciorzędowa sposób w jaki cała cząsteczka zwija się
przyjmując ostateczny kształty

Struktura czwartorzędowa opisuje sposoby łączenia się kilku
Cząsteczek białka w większe agregaty

b

-harmonijka

pofałdowany arkusz

b

C-końcowy

aminokwas

N-końcowy

aminokwas

C-końcowy

aminokwas

N-końcowy

aminokwas

Wiązania wodorowe

~7 Ǻ

N-końcowy

aminokwas

C-końcowy

aminokwas

Wiązania wodorowe

3-6 reszt
aminokwasowych

5,4



Grupy C=O

Grupy N-H

Rybonukleaza, 108 aminokwasów
czerwony –

a

-helisa

niebieski –

b

-harmonijka