Charakterystyka I, II, III i IV-

rzędowej struktury białka

Strukturę białek można

rozpatrywać na 4 „poziomach”. Są

to struktury:

• Pierwszorzędowa
• Drugorzędowa
• Trzeciorzędowa
• Czwartorzędowa

Struktura I-rzędowa

• Określana jako kolejność

aminokwasów w łańcuchu białkowym.

• Poszczególne aminokwasy są

połączone kowalencyjnie poprzez

wiązania peptydowe.

• Sekwencja aminokwasowa jest

zdeterminowana genetycznie.

• Frederick Sanger jako pierwszy określił

strukturę polipeptydu – insuliny.

Określanie struktury

pierwszorzędowej:

1. Chromatografia kolumnowa, adsorpcyjna,

jonowymienna, oddziaływań hydrofobowych.

2. Filtracja żelowa.
3. Spektrometria mas.

4.Rekacja

EDMANA

EDMANA:

 Fenyloizotiocyjanian (odczynnik Edmana) umożliwia

oznakowanie amino-końcowych reszt aminokwasowych

polipeptydu.

 Łatwe oznakowanie pierwszych 20,30 reszt aminokwasowych

od N-końca

 Długie polipeptydy nie mogą być sekwencjonowane w sposób

bezpośredni (fragmentacja na krótsze docinki)

Mechanizm:
1. Związanie się odczynnika Edmana z grupą aminową
2. 2. Destabilizacja N-końcowego wiązania peptydowego które może

być poddane wybiórczej hydrolizie kwasowej

3. Skrócenie łańcucha peptydowego o jedną resztę aminokwasową.
4. Kolejne cykle umożliwiają destabilizację następnych wiązań

peptydowych.

Rys. Struktura pierwszorzędowa na przykładzie β-

endorfiny.

Struktura II-rzędowa

 Określa sposób przestrzennego rozmieszczenia łańcucha

polipeptydowego.

 Może być badana metodami dyfrakcji promieni X.
 Szkielet łańcucha białkowego może być przedstawiony jako

szereg

SZTYWNYCH

płaszczyzn oddzielonych od siebie

grupami CH-R.

 Wynika to z posiadania przez wiązanie peptydowe cech

wiązania podwójnego.

 Nie ma możliwości rotacji łańcucha względem C-N ze względu

na tendencję tego wiązania do przechodzenia w postać C=N.

 Atomy C i O grupy C=O oraz atomy N-H wraz z sąsiednimi

atomami C

α

tworzą jedną płaszczyznę

 Tlen grupy C=O i wodór grupy N-H znajdują się względem

siebie w pozycji trans.

 Stabilizowana przez wiązania wodorowe

Strukturę II rzędową

charakteryzują dwa motywy

strukturalne:

1

. Helisa α

2. Struktura β

Struktura III-rzędowa

 Określa sposób wtórnego, trójwymiarowego

pofałdowania cząsteczki białka z zachowaniem

elementów struktury II-rzędowej.

 Stabilizowana przez interakcje łańcuchów bocznych

reszt aminokwasowych poprzez:

• Wiązania kowalencyjne (mostki disiarczkowe)
• Wiązania hydrofobowe
• Wiązania wodorowe
• Wiązania jonowe

 Ze strukturą III-rzędowa wiąże się pojęcie

DOMENY białkowej.

Domena

– wydzielony, zwarty fragment struktury

trzeciorzędowej pełniący w białku określoną

funkcję.

Rys. Struktura trzeciorzędowa

Struktura IV-rzędowa

Skład podjednostkowy i wzajemny układ

przestrzenny podjednostek w obrębie jednej

cząsteczki białkowej określa struktura

czwartorzędowa.

Białka o wysokiej masie cząsteczkowej są

zazwyczaj oligomerami składającymi się z dwóch

lub większej liczby łańcuchów polipeptydowych

(monomerów) zwanych podjednostkami.

Podjednostki zespolone ze sobą wiązaniami

niekowalencyjnymi o niskiej energii tj:

• Wiązania hydrofobowe

• Wiązania jonowe

• Wiązania wodorowe

W niektórych białkach również przez mostki

disiarczkowe

Przykłady struktur

czwartorzędowych:

Rys. Hemoglobina

Rys. Podjednostka M ludzkiej dehydrogenazy

mleczanowej z mięśni szkieletowych

Rys. Struktura fibronektyny 1