11 MZB I - Schuler

Bei einem allosterischen Protein, beeinflusst de Bindung eines Liganden (an einer bestimmten Stelle) die Bindungseigenschaften des Proteins an einer anderen Stelle. Allosterische Enzyme besitzen, zusätzlich zur Substratbindungsstelle, noch mindestens eine Effektorbinsungsstelle.

Der Allosterische Effektor kann das Substrat selbst (homotrope allosterische Regulation) oder ein anderes Molekül (heterotrope allosterische Regulation) sein. Allosterische Effektoren können aktivierend oder hemmend wirken. Die kooperative Bindung eines Liganden ist eine Art von Allosterie; die Kinetik von allosterisch Regulierten Enzymen ist Analog zu derjenigen der kooperativen Regulation.

Die Unterscheidung zwischen einem allosterischen Inhibitors und einem nicht-kompetitiven Inhibitor ist nicht immer eindeutig. Ein nicht-kompetitiven Inhibitor verändert den kinetischen Mechanismus der Reaktion nicht (es gilt die Michaelis-Menten Gleichung); bei einem allosterisch regulierten Enzym hingegen verändert sich der kinetische Mechanismus (es gilt die HillGleichung).

Die Rückkopplungshemmung (engl. feedback inhibition) beruht auf allosterischer Regulation. Ist das Endprodukt einer Stoffwechselkette in genügender Menge vorhanden, "bremst" es ein Enzym "stromaufwärts" durch allosterische Hemmung

Von limitierter Proteolyse spricht man bei Enzymen, die als inaktive Vorläuferproteine (Proproteine, Zymogen) gebildet werden und bei bedarf aktiviert werden (durch Spaltung von Peptidketten und eventuell dem entfernen eines Stückes Peptidkette).

Am aktiven Zentrum des Enzyms sind gewisse funktionelle Gruppen an der Katalyse beteiligt. Meist sind es AS-Seitenketten die Protonen aufnehmen/abgeben können, H-Brücken ausbilden können, nukleophil oder redoxaktiv sind (u.a. Imidazolgruppe von His, Thiolgruppe von Cys, Hydroxylgruppe von Ser/Thr, ε-Amingruppe von Lys, Carboxylgruppe von Asp/Glu). Zusätzlich ist oft ein Cofaktor beteiligt.

Häufig beteiligte Seitenketten
 His,Cys,Ser,Thr,Lys,Asp,Glu
+ Cofaktoren

Serinproteasen spalten Peptidbindungen über ein kovalentes Zwischenprodukt

Die Gruppe der Serinproteasen besitzen ein sehr reaktionsfähiges Serin an der aktiven Stelle. Dieser Rest bildet ein kovalentes Zwischenprodukt mit der einen Hälfte des Substratmoleküls. Die Reaktion hat zwei Teilschritte

Am Beispiel der drei Serinporteasen Chymotrypsin, Trypsin und Elastase kann man zeigen, wie Grösse und Struktur der Substratbindungsstelle die Substratspezifität beeinflussen.

Die Substratspezifität von drei Serinproteasen wird durch Grösse und Struktur der Substratbindungsstelle bestimmt. Chymotrypsin spaltet bevorzugt nach Trp,Tyr und Phe. Trypsin spaltet nach Arg und Lys. Elastase spaltet am besten nach Ala

Das Abfallprodukt CO₂ ist im Blut schlecht löslich, weshalb es in der Lunge aus löslichem Hydrogencarbonat gebildet wird.

\( CO_2 + H_2 O ⇌ H_2 CO_3 ⇌ HCO_3^- + H^+\)

Die Reaktion wird durch das Enzym Carboanhydrase katalysiert; Das Enzym stell ein OH^- Anion bereit, das CO₂ angreift. Dazu benutzt es ein Zn²⁺ Ion.

9-11

7-10

3-5

3-5

5-8

9-11

11-13

Hauptelemente (machen 95 Massenprozent aus):
C, H, O, N, P, S

Ionische Elemente:
Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-

Spurenelemente:
Fe, Zn, Cu, Mn, Co, Ni, Mo, Cr, Sn, V, I, F, Se

- Besitzen keine Geladenen oder polaren Grupen

- können keine H-Binungen eingehen

- schlecht Wasserlöslich

- besitzen polare Gruppen
  -> polar -> Wasserlöslich
  -> Dipoleigenschaften

sB

entsteht formal durch Wasserabspaltung zwischen der α-Carboxylgruppe einer Aminosäure und der α-Aminogruppe der nachfolgenden Aminosäure

entweder durch Kristallisation und anschliessende Röntgenstrukturanalyse oder in Lösung mittels Kernresonanzspektroskopie

Das Ende mit der freien α-Aminogruppe heisst Aminoende oder N-Terminus, dasjenige mit der freien α-Carboxylgruppe Carboxylende oder C-Terminus.

Angabe der AS-Sequenz gemäss Konvention vom N-Terminus zum C-Terminus.

Ein Mass für die Anzahl der im Protein enthaltenen AS
-> durchschnittliche Molekülamsse einer AS = 112 Da

Globuläre Proteine:
- annähernd kugeliige Form
- die Meisten Enzyme und Proteine im Blutplasma
- i.d.R. gut Wasserlöslich

Fibrilläre Proteine:
- langgestreckte Form
- meist nicht Wasserlöslich
- z.B. Keratin (Haare, Nägel, Horn), Kollagen (Knochen, Knorpel , Bindegewebe, Haut), Elastin (Sehnen, Knorpel)

einfache Proteine: auschliesslich aus AS zusammengesetzt
-> Farblos (absorbieren nur imUV Spektrum)

zusammengesetzte Proteine: Entahlte eine Bestandteil der nicht AS ist; Metallionen, kleine organische Moleküle, Lipide, Zucker oder Nukleinsäuren
-> u.U Farbig

Kleine, sehr stark oder kovalent gebundene organische Moleküle als nicht AS.Bestadteil in zusammengesetzten Proteinen

Proteine aus mehreren Untereinheiten

nur aus identischen Unterienheiten

aus Untereinheiten unterschiedlicher AS-Sequenz

Es gibt 20 Proteinogene AS (davon 9 essentiell)

Alle AS (ausser glycin) haben am Cα-Atom ein chirales Zentrum 

Alle sind L-AS. Alle habenS-Konfiguration (ausser Cystein)

Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin

Je länger die Seitenkette desto apolarer

Liegen häufig im inneren eines Proteins