Scharakteryzuj na wybranym przykładzie zależności występujące pomiędzy strukturą, a funkcją białek:
Zależności te występują ze względu na zmienną strukturę IV- rzędową białek. Struktura ta zależna jest od różnych warunków. Przykładem może być aktywne białko transportujące tlen czyli hemoglobina.
Hemoglobina ma strukture czwartorzędową, ponieważ jest białkiem zbudowanym z czterech łańcuchów polipeptydowych. Dwa łańcuchy L [Alfa] i dwa B [Beta], z których każdy posiada prostetyczną grupę Hemową. Hemoglobina może wiązać 4 atomy tlenu [o2].
Prostetyczna grupa hemowa zbudowana jest z protoporfiryny IX, zawierającej atom żelaza [w postaci jonu żelazowego Fe2+]. W centrum pierścienia protoporfiryny jon Fe2+ wiąże się z czterema atomami azotu i tworzy dodatkowe 2 wiązania. Pierwszym połączony jest z resztą histydyny, a drugim z tlenem. W pobliżu wiązania łączącego tlen z hemem, znajduje się druga reszta reszta histydyny [Chroniąca grupy hemowe sąsiednich cząsteczek hemoglobiny przed kontaktem i utlenieniem do postaci Fe3+. Chroni także przed wiązaniem Fe2+ z tlenkiem węgla].
Hemoglobina jest białkiem allosterycznym. Wiązanie tlenu z jedną z podjednostek jest zależne od innych. Struktura hemoglobiny utlenowanej różni się od hemoglobiny nieutlenowanej. Zmiana struktury następuje poprzez przesunięcie się histydyny.
Metaboliczne losy Glukozo-6-Fosforanu:
Glukozo-6-Fosforan wykorzystywany jest w: Glikoliza (Rozłożenie cząsteczki glukozy na 2 cząsteczki pirogronianu), glukoneogeneza (Przekształcenie glicerolu w glukozę), glikogenoliza (Przekształcenie glikogenu występującego w wątrobie, w glukozę), glikogeneza (Magazynowanie glikogenu kiedy jest za dużo Glukozy we krwi) oraz szlaku pentozofosforanowym (Przekształcaie Glukozo-6-Fosforanu we fruktozo-6-Fosforan i Aldehyd 3-Fosfoglicerynowy).
Kataboliczny charakter zawdzięcza temu, że podczas gdy powstaje z glukozy, wówczas wykorzystywana jst energia. Natomiast anaboliczny charakter posiada dlatego, że Glukozo-6-fosforan wykorzystywany jest w dalszych procesach, dzięki czemu powstaje energia.
Reakcje wiążące szlak pentozofosforanowy z glikolizą:
Są to reakcje, przekształcające Glukozo-6-Fosforan przy udziale transkatalazy i transaldolazy we Fruktozo-6-Fosforan i Aldehyd 3-Fosfoglcerynowy, które są intermediatami glikolizy.
Kiedy jest zapotrzebowanie na NADPH w komórce, to produkty szlaku pentozofosforanowego włączają się do glikolizy.
Szlak pentozofosforanowy to przekształcenie Glukozo-6-Fosforanu w Rybozo-5-Fosforan. Wykorzystywany jest 2NADP+ i H2O, a powstaje 2NADPH, 2H+ oraz CO2.
Kiedy nie jest potrzebny Rybozo-5-Fosforan, wówczas dzięki transkatalazie i transaldolazie powstaje Fruktozo-6-Fosforan i Aldehyd 3-Fosfoglicerynowy.
Transkatalaza i transaldolaza należą do klasy Transferaz.
Scharakteryzuj główne etapy metabolizmu białek:
Biosynteza białek- translacja składa się z 3 etapów: inicjacji, elongacji, terminacji.
Inicjacja: (Zapoczątkowanie) Jest to przyłączanie tRNA inicjatorowego do kodonu mRNA oznaczającego początek syntezy (Kodon “Start”). Inicjatorowy tRNA zajmuje na rybosomie miejsce P (Peptydylowe)
Elongacja: (Wydłużanie się łańcucha peptydowego lub polipeptydowego) Przyłączanie aminoacylo trna do rybosomu w miejscu A (Aminoacylowym). Tworzy się wiazanie peptydowe miedzy grupą aminową aminoacylo - tRNA a grupą karboksylową formylometioniny związanej z inicjatorowym tRNA. Dipeptydylo - tRNA zostaje przeniesiony z miejsca A na P, a inicjatorowy tRNA z miejsca P na E i opuszcza rybosom. Następuje hydroliza GTP (wytworzenie energii potrzebnej do przyłaczenia tRNA, przeniesienia go i przesuniecia rybosomu na następny kodon mRNA). Cykl elongacji powtarza się.
Terminacja: odczytanie kodonu „stop” na mRNA i uwolnienie ukonczonego polipeptydu z rybosomu.
Rozkład, a synteza kwasów tłuszczowych.
Synteza kwasów tłuszczowych zachodzi na drodze hydrolizy lipidow, natomiast na ich rozkład na drodze B-utleniania.
Synteza kwasów tłuszczowych zachodzi w cytozolu komórek prokariotycznych i eukariotycznych. Związkiem redukującym jest NADPH, a powstaje NADP+. Podczas syntezy kwasy tłuszczowe są kowalencyjnie związane z nośnikiem grup acylowych (ACP). U wyższych organizmów poszczególne aktywności enzymatyczne występują w pojedynczym łańcuchu polipeptydowym, tworząc kompleks syntazę kwasów tłuszczowych.
Rozpad kwasów tłuszczowych zachodzi w mitochondriach komórek eukariotycznych. Wykorzystywane jest FAD+ oraz NAD+, natomiast powstaje FADH2 oraz NADH. Podczas rozpadu kwasy tłuszczowe wiążą się z CoA. W cyklu B-Oksydacji poszczególne aktywności enzymatyczne są związane z odrębnymi enzymami.