Bílkovina

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Faktická přesnost tohoto článku je zpochybněna. Podívejte se prosím na relevantní diskusi na diskusní stránce.

3D struktura proteinu je dána jeho terciární strukturou. Výsledné prostorové uspořádání proteinu je závislé na pořadí jednotlivých aminokyselin v řetězci. Různé aminokyseliny mají různé biochemické vlastnosti a tak jejich kombinace a kombinace jejich vlastností udává jak prostorové záhyby aminokyselinového řetězce z nichž je „stvořena“ konečná podoba proteinu, tak i konečné vlastnosti proteinů

čtyři konformační úrovně struktury bílkovinné molekuly. Od nejjednodušší k nejvyšší

Proteiny jsou z aminokyselin složené vysokomolekulární přírodní látky s relativní molekulární hmotností 10³ až 10⁶. Proteiny jsou podstatou všech živých organismů. Jejich základní povahu rozpoznal Braconnot již v r. 1819 při zahřívání klihu s kyselinou sírovou. Za podrobnější znalost struktury bílkovin vděčíme E. Fischerovi a L. Paulingovi.

V proteinech jsou aminokyseliny vzájemně vázány aminoskupinami –NH₂ a karboxylovými skupinami –COOH amidovou vazbou –NH–CO– (amidy), která se v případě proteinů nazývá peptidická vazba.

Podle počtu aminokyselin v molekule rozlišujeme oligopeptidy (2–10 aminokyselin), polypeptidy (11–100) a proteiny (více než 100 aminokyselin). Pořadí aminokyselin v řetězci proteinu označujeme jako primární strukturu nebo také sekvenci. Z 20 aminokyselin, které se vždy vyskytují v lidském organismu, může v případě jednoduchého proteinu, složeného ze 100 aminokyselin, vzniknout 20¹⁰⁰ (jednička následovaná 130 nulami) rozdílných primárních proteinových struktur. Z toho vyplývá, že existuje daleko větší množství různých proteinů, než je jich obsaženo ve všech živých organismech na Zemi. Struktura mnoha proteinů je již známá, např. myoglobinu a hemoglobinu; u blízce příbuzných živočišných druhů jsou si struktury velmi podobné.

Molekuly proteinů mohou vytvářet protáhlé, vláknité, ve vodě nerozpustné struktury, skleroproteiny (též fibrilární), a kulovité nebo elipsoidní, ve vodě rozpustné sferoproteiny (též globulární). V protikladu ke skleroproteinům (kolagen, keratin, fibroin, tvořící vlasy, rohovinu, chrupavky…) lze skoro u všech sferoproteinů (např. enzymy, svalová tkáň) varem nebo působením kyselin a louhů (změnou hodnoty pH) rozrušit jejich terciární a sekundární strukturu (koagulace, denaturace). Přitom se ztrácejí některé biologické vlastnosti proteinů, např. schopnost enzymů štěpit potravu nebo svalová kontraktivita. Tělu cizí proteiny vyvolávají svou přítomností reakci antigen–protilátka, a proto nesmí být nikdy přímo vpraveny do krevního oběhu.

[editovat] Struktura bílkovin

Rozlišujeme primární, sekundární, terciární a u některých složitějších proteinů ještě kvartérní strukturu bílkovinného řetězce.

[editovat] Primární struktura

Primární struktura je pásek s přesným pořadím aminokyselin za sebou v polypeptidovém řetězci. Standardně se zapisuje od N-konce k C-konci proteinu. Poprvé ji stanovil v roce 1953 Frederick Sanger, čímž byla poprvé dokázána jedinečná kovalentní struktura bílkovin. Určuje chemické vlastnosti bílkovin.......

[editovat] Sekundární struktura

Sekundární struktura je prostorové uspořádání hlavního řetězce části proteinu. Poprvé byla určena ve 30. a 40. letech 20. století. Jsou rozpoznávány různé druhy těchto stavebních motivů: alfa šroubovice (alfa-helix) , struktura skládaného listu (beta-sheet), otočka (beta-hairpin), neuspořádaná struktura (coil) a podobně.

[editovat] Terciární struktura

Tímto pojmem se označuje trojrozměrné uspořádání celého peptidového řetězce. Říká se, že neexistuje jasná hranice mezi pojmy sekundární a terciární struktura, ale v bioinformatice se standardně se hovoří o části řetězce (sekundární struktura) a celém řetězci (terciární struktura).

[editovat] Kvartérní struktura

Řeší uspořádání podjednotek v proteinových aglomerátech, tvořících jednu funkční bílkovinu. Podjednotky jsou samostatné polypeptidické struktury, které jsou navzájem spojeny nekovalentními interakcemi. Kvartérní struktura též řeší prostorové uspořádání těchto podjednotek. Takovéto uspořádání vykazují jen složitější bílkoviny, např. fibrily kolagenu, nebo lidské DNA polymerázy. Rozdělení na podjednotky přináší mnohé evoluční výhody oproti existenci jednoho ohromného řetězce. Při výskytu poruchy ve stavbě stačí nahradit poškozenou podjednotku, což je podobné stavbě budov za použití prefabrikátů. Místo výstavby podjednotky může být navíc odlišné od místa jejího výskytu. Bílkoviny se mohou skládat buď z odlišných (oligomery) nebo ze shodných podjednotek (protomery). Oblasti styku jednotlivých podjednotek jsou tvořeny především vodíkovými můstky a jinými nekovalentními interakcemi. Většinou vykazují bílkoviny v oblasti spoje prvky symetrie. Nejjednodušší symetrií je cyklická. Označuje se C_n, kde n je počet protomerů uspořádaných v kruhu, který je středem symetrie. Jednotlivé protomery spolu svírají úhel roven 360°/n. Nejobvyklejší je C₂ symetrie, kde jsou dvě podjednotky přímo proti sobě. Vyšší cyklické symetrie jsou poměrně vzácné. Složitější symetrie se nazývá diedrální a značí se D_n. Takové dimery jsou v podstatě tvořeny dvěma cyklicky symetrickými polovinami, jedna z nich leží pod a druhá nad ní rovinou. Střed symetrie se pak nachází v polovině spojnice středů symetrie obou cyklicky symetrických polovin. Polypeptidy s takovýmto uspořádáním jsou poměrně snadno disociovatelné na dva cyklicky symetrické oligomery. K dosažení další disociace na protomery by už bylo zapotřebí značně drastických podmínek.

[editovat] Funkce bílkovin

• Stavební (kolagen, elastin, keratin)
• Transportní a skladovací (hemoglobin, transferin)
• Zajišťující pohyb (aktin, myosin)
• Katalytické, řídící a regulační (enzymy, hormony, receptory…)
• Ochranné, obranné (imunoglobulin, fibrin, fibrinogen)

[editovat] 20 základních L-aminokyselin

Alifatické:

• Alanin (Ala)
• Leucin (Leu)
• Isoleucin (Ile)
• Valin (Val)
• Prolin (Pro)

Aromatické

• Fenylalanin (Phe)
• Tryptofan (Trp)
• Tyrosin (Tyr)
• Histidin (His)

Polární:

• Glycin (Gly)
• Serin (Ser)
• Threonin (Thr)
• Asparagin (Asn)
• Glutamin (Gln)
• Cystein (Cys)
• Methionin (Met)

Bazické:

• Lysin (Lys)
• Arginin (Arg)

Kyselé:

• Kyselina asparagová (Asp)
• Kyselina glutamová (Glu)

[editovat] Některé proteiny

• albumin
• hemoglobin
• kasein
• kolagen
• lepek

[editovat] Důkaz bílkovin

Pro důkaz bílkovin se používají následující reakce:

• xantoproteinová reakce
• biuretová reakce

[editovat] Literatura

• Reisenauer R. et al.: CO JE CO? (1) Příručka pro každý den. Pressfoto - vydavatelství ČTK, Praha, 1982
• Encyklopedie Vševěd, http://www.vseved.cz