1

AMINOACIZI ŞI PEPTIDE(cursul I)

Camera de garda (facultativ)• Cal Kulis este un baiat de 16 ani adus de mama

datorita unei dureri acute in jumatatea stinga a abdomenului, care iradiaza catre zona pubiana.

• Urina este rosie-maronie si analiza ei indica prezentasangelui.

• La acidifiere cu acid acetic a urinei, se observa la microscop formarea de cristale hexagonale plate transparente de cistina.

• Radiografia abdominala arata calculi in ambii rinichi.

2

Structura generala a unui aminoacid

Radicalul R este extrem de IMPORTANT!

DE CE?

RADICALUL R

determină hidrofobicitatea-polaritatea- sarcina electrica

a aa

Structura tridimensională

a proteinelor

Ex. PROTEINE CITOPLASMATICE

R polar, încărcat electric- la suprafaţa proteinei

R non-polar, hidrofob- la interiorul proteinei

PROTEINE MEMBRANARE

-invers-

DE CE?

3

Aminoacizi alifatici cu R fără grupe funcţionale

Iminoacizi

4

Aminoacizi aromatici

Aminoacizi alifatici cu grupe OH

5

Aminoacizi alifatici dicarboxilici şi amidele lor

Aminoacizi bazici (alifatici Lys, Arg şi aromatici Hys)

6

Aminoacizi alifatici care conţin sulf

Alte clasificări ale aminoacizilor I

I. aminoacizi proteinogeni• fundamentali (codificaţi genetic; 20; configuraţia L)• nefundamentali („derivaţi”: care nu sunt codificaţi genetic): 4 HO-Pro, 5 HO-Lys, GLA (acid gama-carboxi-Glu)

II. aminoacizi neproteinogeniex. β-Ala, ornitina, citrulina, GABA, homocisteina, homoserina, ac. para-aminobenzoic

7

Alte clasificări ale aminoacizilor II

• Aminoacizi esenţiali- 9 (Leu, Ile, Val, Trp, Phe, Met, Thr, Lys, Hys); aminoacizi limitanţi pt. o proteină

• Aminoacizi neesenţiali ex Glu, Ala, Asp

• Aminoacizi semiesenţiali (ex. Arg, Pro, Ser, Tyr, Cys, Gly, taurina)

Proprietăţile aminoacizilor• Chiralitatea. Definiţia?

AMINOACIZI NATURALI

8

PROPRIETATI CHIMICE

PUNCTUL IZOELECTRIC (pI) AL AA

9

Punctul isoelectric-date necesare pentru calculul pI-

Gruparea funcţională pKa aproximativ • α-carboxil 2 • non α -carboxyl (Asp, Glu) 4• imidazol (His) 6• sulfhidril (Cys) 8• α-amino 8 • non α-amino (Lys) 10.5-11• hidroxil (Tyr) 10• α-imino (Pro) 9 • guanido (Arg) 12

Calculul ph isolectric pentru arginina (Arg) prin metoda 1

10

Calculul pI prin metoda 2REGULI DE STABILIRE A FORMEI ACIDE/BAZICE PREDOMINANTE LA UN

ANUMIT pH

1. Dacă pH < pKa (pH mai acid) predomină forma acidă 2. Dacă pH > pKa (pH mai bazic) predomină forma bazică 3. Dacă pH = pKa concentraţia formei bazice este egală cu concentraţia formei acide

-COOH COO- + H+ forma forma acidă (0) bazică (-) -NH3

+ NH2 + H+ forma forma acidă (+) bazică (0) 0 pH < pKa pKa pH > pKa 14 COOH 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - - - - - - - - - - - - NH3+ + + + + + + + + + + + + + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Metoda 2 de calcul al pI

Calculul pI al Arg prin metoda 2. Grupa / pKa 0 2 9 12 14 α-COOH 0 - - - α- NH3+ + + 0 0 guanidiniu + + + 0 TOTAL 2+ 1+ 0 1-

11

Proprietăţi chimice ale aminoacizilor• CARACTER AMFOTER, PROP. TAMPON

• Rr ale grupei –COOH: decarboxilare (ex. Hys histamină)

• Rr ale grupei – NH2

- condensarea cu grupe carbonil (formare de baze Schiff ex. Hb glicozilata)- alchilare (formare betaine)- acilare- carboxilare (formare de carbaminoacizi ex. carboHb)- oxidare –CH2-NH2 -CH=O (ex. transformarea Lys în alizină) - transaminare (formare de cetoacizi)

• Rr ale grupelor funcţionale din radicalul R:- oxidarea blandă a –SH din Cys (formare cistina Cys-S-S-Cys)- oxidarea energică a –SH din Cys (formare acid cisteic R-SO3H)- R-SH + AgNO3 R-SAg (mercaptide) + HNO3

- esterificarea –OH din Ser, Thr sau Tyr cu H3PO4 (formare esteri fosforici)

Camera de garda- concluzii(FACULTATIV)

Ionica are cistinurie, o boala genetica rara (1 la 2500-1 la 15000 nasteri) in care exista un defect de reabsorbtie a cistinei, Arg si Lys la nivelul tubulilorrenali.

Astfel cistina se concentreaza in urina, si fiind insolubilala pH acid, precipita in tubii renali formand calculi urinari (la microscop se vad cristale hexagonale).

DE CE CISTINA ESTE INSOLUBILA LA PH ACID SI SOLUBILA LA PH ALCALIN?

DE CE E MAI PUTIN SOLUBILA DECIT Arg sau Lys?

12

Camera de garda (FACULTATIV)

Tratamentul include scaderea concentratiei de Cys prinrestrictie alimentara a Met (aa esential care contribuieprin S la sinteza Cys in organism) si astfel scadeconcentratia de cistina care se elimina prin urina.

Pentru a preveni precipitarea ei in tubii renali se crestevolumul de fluide ingerate si se alcalinizeaza urina.

Se administreaza medicamente care convertesc cistina in compusi mai hidrosolubili, care se elimina prin urina.

PEPTIDE

13

Legătura peptidică –CO-NH-

Legătura peptidică este

PLANARĂ şi RIGIDĂ.

DE CE?

Ce se poate prezice despre legătura peptidică pornind de la această structură?

CARACTER PARŢIAL DE DUBLĂ LEG.

-Trans

-Rotaţie liberă împiedicată

-Capac. Crescută de a forma leg. de H

14

PEPTIDE BIOACTIVE1. Glutation (GSH): gama-Glu-Cys-Gly

Roluri:

- agent reducător cu rol antioxidant

a) reacţia GPx (glutation peroxidazei):

2 GSH + LOOH GSSG + LOH + H2O

b) reface gr SH ale proteinelor

2 GSH + prot-S-S-prot GSSG + prot-SH

- catabolismul insulinei

- catabolismul xenobioticelor: reacţia glutation-transferazei:

R-X + GSH R-S-G + HX

unde R-X este xenobiotic (X- frecvent OH)

- transportul aminoacizilor prin membrane

(reacţia gama-glutamil-transpeptidazei)

γ-Glu-Cys-Gly + aa γ-Glu-aa + Cys-Gly

PEPTIDE BIOACTIVE

PEPTIDE CU ROL HORMONAL

2. Kinine (peptide cu rol vasoactiv):

Bradikinina- 9aa, hipotensiv

Kalidina – 10 aa

3. Angiotenina II- 8 aa, hipertensiv, stimul pt secretia de aldosteron

4. TSH-RH- amidă internă Glu de la cap N-terminal

5. Ocitocina, vasopresina- 9aa, 1 S-S, amidă Gly, respectiv Glu la cap C

6. Endorfine, encefaline- neuropeptide cu rol analgezic (opioide endogene)

15

ABC-ul cursului (pt cei care nu vor sa fie ca el dupa examen…)

• Structura generală a unui aa• Tipuri de aa cu S, hidroxilaţi, cu 2 grupări

carboxil, cu două gr amino, alifatici/aromatici• Exemple de aa cu R polar, cu R nepolar• Definitie punct izoelectric si formula de calcul

pt aa monoaminomonocarboxilici• Peptide cu rol biologic: bradikinina,

angiotensina, endorfine