11 MZB I - Schuler

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

Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan

Sind verantwortlich für die Lichtabsorbtion (Tryptopha bei 28 nm)

einzige AS mit sekundärer Aminogruppe

Cystein, Cystin, Methionin

schwach polar

Serin, Threonin

polar, ungeladen

Asparaginsäure, Glutaminsäure

polar, bei nuetralem pH negativ geladen (pKs im Bereich 3-6)

Asparagin, Glutamin

polar aber ungeladen

Histidin, Lysin Arginin

polar und tragen bei neutralem pH-Wert eine positive Ladung in der Seitenkette

Basenstärke der drei Aminosäuren nimmt in der Reihenfolge His < Lys < Arg zu

s.B.

s.B.

s.B.

Dreiprotonige Aminosäuren weisen vier Ladungszustände auf, die je nachdem, ob die Seitenkette negativ oder positiv geladen sein kann, verschieden sind.
- Histidin, Lysin und Arginin: Ladungzustände +2, +1, 0, -1
- Asparaginsäure, Glutaminsäure, Cystein, Tyrosin: Ladungszustände -2, -1, 0, +1

N-Trerminal: ca. 8-9

C-Terminal: ca. 4

die pKa-Werte der ionisierbaren Seitenketten können, je nach Mikroumgebung, im Umfang von ca. 3 pH Einheiten variieren

Umgebung negativ (z.B. räumlich benachbarte Asp, Glu) so steig der pKa der Seitenkette, analog sinkt der pH der Seitenkette, wenn die Umgebung positiv (z.B räumlich benachbarte His, Lys, Arg) ist

Bei polarer Umgebung sinkt der pKa für Asp, Glu, Cys, Tyr und steigt für His, Lys, Arg (analog bei wenig polarer Umgebung)

Wanderung von molekülen im elektrischen Feld; zB um Proteine nach iP aufzuteilen

Verfahren zur analytieschen Trennung von Proteinen

SDS (Natriumdodecylsulfat) wird zum denaturieren von Proteinen gebraucht. Der hydrophobe Teil wechselwirkt stark mit den hydrophoben AS, welche bei gefalteten Proteinen im inneren der Proteine liegen; dadurch werden die Proteine entfaltet. Dabei binden i.d.R. ein SDS-Molekül pro zwei AS. Die Sulfatgruppen überdecken die natürliche Ladung der Proteine; im elektrischen Feld wandern deshalb alle Proteine zur Anode. Im Polyacrylamidgel werden die Proteine aufgrund ihrer molekularen Masse aufgetrennt (je leichter das Molekül, desto weiter wandert es). Durch Vergleich mit Proteinen bekannter Grösse kann damit die Masse von Proteinen relativ genau abgeschätzt werden

• Edman-Abbau: Damit kann eine AS nach der anderen vom Aminoende her abgespalten und identifiziert werden (diese Reaktion verläuft jedoch nicht mit 100% Ausbeute, es reicht jedoch ein kleiner Teil der Frequenz um das Protein eindeutig zu identifizieren).

• Massenspektrometrie: Rekonstruierung der Proteinsequenz durch zufällige Fragmentierung und anschliessende Bestimmung der Molekularmasse der Fragmente

kommt im Chromatin des Zellkerns vor

stark basisches Protein mit einem hohen Gehalt an positiv geladenen Lysinresten
-> es bindet an die negativ geladenen Phosphatgruppen der DNA

bildet sehr lange Strukturen, aufgrund hohem Gehalt an Gly, Pro, Hydroxyprolin, Hydroxylysin; letztere zwei sind sehr selten in anderen Proteinen, sie werden nach der Synthese der Peptidkette hydoxyliert

bildet Haare/ Hautanhangsgebilde; enthält sehr viel Cystin, welche dem Haar mechanische Festigkeit geben

- native, gefaltete Konformation stabilisiert durch schwache Weckselwirkungen (elektrostatische, H-Brücken, hydrophober Effekt)
  -> Zustand minimaler freier Enthalpie

s.B.

- schränkt die freie Drehbarkeit ein

- partailladungen am O und N

- AS-Reste im inneren der Helix bilden je 2 H-Brücken (parallel zur Helixachse) zwischen der AS i und der AS i+4
- Die Ebenen der Petdbindungen sin Parallel zur Längsachse der Helix
- 3.6 AS pro Umdrehung
- 5.4 Å Ganghöhe pro Umdrehung.
- Die Seitneketten sind radial nach aussen orientiert

- H-Brücke zwischen der AS i und der AS i+n (stehen senkrecht zur Kettenrichtung)
- Abstand zwischen zwei Aminosäuren beträgt 3.5 Å.
- Seitenketten alternierend über/unter Faltblattebene
- Ketten parallel oder Antiparallel