Curs Aminoacizi Peptide

7/29/2019 Curs Aminoacizi Peptide

1/53

CATEDRADE BIOCHIMIE MEDICALeful catedrei: Prof.Dr. Ileana OlteanuMembrii:

Conf. Dr. Ioana Brudasca

Conf. Dr. Alexandra CraciunConf. Dr. Luminia Diaconescu

Conf. Dr. Maria Dronca

Conf. Dr. Cristina Drugan

ef de lucrri Dr.Tiberiu Nistoref de lucrri Dr. Lucia Procopciuc

ef de lucrri Dr. Lucia Dican

Asistent Ciprian Silaghi

Asistent Razvan Rusu


2/53

Ce este biochimia?9Punte de legtur dintre

Chimie, stiina ce studiaz:

structura atomilori moleculelor

interaciunile lor Biologie, stiina ce studiaz:

structura celulelori organismelor

interaciunile lor

9Stiina care studiaz organismele vii la nivel molecular


3/53

Scopul principal al biochimiei

De a determinamodul cum interacioneaz variatele molecule

din organismele vii

pentru a

constitui, menine i perpetua viaa.


4/53

Domeniile principale ale biochimiei

9Structura i funcia biologic a compuilor

chimici ce alctuiesc organismele vii.Relaia structur-funcie.

9Totalitatea transformrilor chimice dinorganismele vii (metabolism)

9Mecanismul stocriii transmiterii informaiei

genetice


5/53

PROGRAMA ANALITIC

BIOCHIMIE MEDICAL Sem I AMINOACIZI

PEPTIDE PROTEINE

STRUCTUR RELAIA STRUCTUR-FUNCIE

Mioglobina

HemoglobinaAlbumina

Imunoglobuline

Colagen

Elastina

ENZIME

COFACTORI ENZIMATICI VITAMINE

RECEPTORI

NUCLEOTDE & ACIZI NUCLEICI


6/53

TEMATICA CURSULUI 1Aminoacizi Formula general

Importana biomedical Standard & Nonstandard

Eseniali & Neesen

iali

Clasificare funcie de structura i polaritatea radicalului Denumiri. Abrevieri

Proprieti optice & spectrale Proprieti acido-bazice. Relaia Henderson-Hasselbalch

Incrcare electric la pH fizilogic Sisteme tampon

Peptide Importana biomedical

Caracteristici structurale Definiie & Denumire Proprietati

Clasificare

Semnificaie biologica Peptide naturale (ex. familia POMC, ocitocin, vasopresin , glutation) Peptide artificiale (ex. aspartam)


7/53

TEMATICA CURSULUI 2

Proteine

Importana biomedical

Clasificare Nivele de organizare structural

Impachetarea proteinelor Denaturarea proteinelor

Proteine chaperon


8/53

AMINOACIZI- Formula general

H3

N+

C

H

COO-

R

Partea comun tuturor

aminoacizilor

Radicalul este caracteristicfiecrui aminoacid

Carbonul se gsete ntregruprile carboxil i amino

Grupareamino

Gruparecarboxil


9/53

AMINOACIZI

Gruprile -carboxil i -amino

sunt implicate n formarea legturii peptidice

R

H

C C

H

R

NH CO NH CO

Radicalii determinproprietile proteinei


10/53

Importanta biomedicala

Unitati de constructie ale proteinelor Precursori ai unor compusi cu importante roluri biologice

Tyr Catecolamine Melanina

Trp

Serotonina

Melatonina Arg Creatina His Histamina Glu GABA (acid gama aminobutiric)

Met SAM (S-Adenozil metionina) Asp, Gln Nucleotide Arg NO

Neuromediatori: Glu

Sursa de energie

AMINOACIZI


11/53

AMINOACIZI STANDARD

= amino acizii codificai genetic


12/53

AMINOACIZI CLASIFICARE structura R

I. Monoamino monocarboxilici

Radical alifatic

Glicina

Alanina

Valina

Leucina

Izoleucina

subsituitnesubstituit

hidroxilici

Aminoacizi* standard

Serina

Treonina

tiolici & tioeterici

CisteinaMetionina

amidici

Asparagina

Glutamina

aciclic ciclic

nesubstituit

*iminoacid

Prolina

Radical aromatic

nesubstituit

substituit

Fenilalanina

Tirozina

fenolic

heterociclic

Triptofan

homociclic


13/53

AMINOACIZI CLASIFICARE Structura R

II. Monoamino dicarboxilici

Aminoacizi standard

Acidul aspartic (asparagic)

Acidul glutamic

III. Diamino monocarboxilici

Lizina (-amino)Histidina (-imidazol)Arginina (-guanidino)


14/53

-AMINOACIZIAMINOACIZI

Monoamino monocarboxilici

Glicina Gly G Alanina Ala A Valina Val V Leucina Leu L Izoleucina Ile I

H3N+

C H

COO-

H

COO-

HCH3N+

COO-

HCH3N+

COO-

HCH3N+

COO-

HCH3N+

CH3 CH

CH3H3C

CH2

H3C CH3

CH

CH CH3

CH2

CH3

Alifatici, aciclici, nesubstituiti


15/53

AMINOACIZI


Serina SerS Treonina ThrT Cisteina Cys C Metionina Met M

COO-

HCH3N+

COO-

HCH3N+

COO-

HCH3N+

OH

CH

CH3

OH CH2

SH

Hidroxilici Tiolici

CH2

H3N+

C H

COO-

CH2

S

CH3

Tioeterici

CH2

Alifatici, aciclici, substituiti


16/53

AMINOACIZI


COO

-

HCH3N+

COO

-

HCH3N+

CH2

C

O NH2

NH2O

C

CH2

CH2

Amidici

Asparagina Asn N Glutamina Gln Q


17/53

AMINOACIZI


Alifatici, ciclici,

nesubstituiti

Aromatici

H3N+

C H

COO-

H3N+

C H

COO-

H3N+

C H

COO-

CH2 CH2 CH2

OH

NH

H2

H2

H2 COO

-

CHC

C CH2

N+

Iminoacid

Prolina Pro P Fenilalanina Phe F Tirozina TyrY Triptofan Trp W


18/53

Monoamino dicarboxilici

CH2

CH2CH2

H3N+

C H

COO-

H3N+

C H

COO-

COO-

COO

-

Aspartat Asp D Glutamat Glu E

AMINOACIZI


19/53

AMINOACIZI

Diamino monocarboxilici

COO-

HCH3N+

CH2

COO-

HCH3N+

CH2

COO-

HCH3N+

CH2

CH2

CH2

CH2

NH3+

CH2

CH2

NH

C

NH2H2N+

N NH+

H

Lizina Lys K Arginina Arg R Histidina His H


20/53

AMINOACIZI - Denumiri

Denumire radicalDenumire uzuala Denumire stiintifica

Alanina

Aspartat

Asparagina

Arginina

Cisteina

Fenilalanina

Glicina (glicocol)

Glutamat

GlutaminaHistidina

Izoleucina

Leucina

Lizina

Metionina

ProlinaSerina

Tirozina

Treonina

Triptofan

Valina

Acid -amino propionic

Acid -Amino succinic

-Monoamida acidului aspartic

Acid -amino, -guanidino valerianic

Acid -amino, -mercapto propionic

Acid -amino, -fenil propionic

Acid -amino acetic

Acid -Amino glutaric

-Monoamida acidului glutamicAcid -amino, -imidazol propionic

Acid -amino, -metil valerianic

Acid -amino izocaproic

Acid , -diamino caproic

Acid -amino, -tiometil butiric

Acid pirolidin-2-carboxilicAcid -amino, -hidroxi propionic

Acid -amino, -p-hidroxifenil propionic

Acid -amino, -hidroxi butiric

Acid -amino, -3-indolil propionic

Acid -amino izovalerianic

Alanil

Aspartil

Asparaginil

Arginil

Cisteinil

Fenilalanil

Glicil

Glutamil

GlutaminilHistidil

Izoleucil

Leucil

Arginil

Metionil

ProlilSeril

Tirozil

Treonil

Triptofanil

Valil

Ala

Asp

Asn

Arg

Cis

Phe

Gly

Glu

GlnHis

Ile

Leu

Arg

Met

ProSer

Tyr

Thr

Trp

Val

Abreviere


21/53

AMINOACIZI CLASIFICARE polaritatea RAminoacizi standard

(complet protonai)

alctuii din

Grupare carboxil

(-COOH)

Deprotonat (COO-)la pH fiziologic

Grupare -amino

(-NH3+

)

Protonat (NH3+)la pH fiziologic

Radical (20 tipuri)

(R)

Radical nepolar

hidrofob

Alanina

Valina

Leucina

IzoleucinaProlina

Metionina

Fenilalanina

Triptofan

Basic

Protonat, pozitiv

Neutru

Nencrcat electricAspartat

Glutamat

Arginina

Histidina

Lizina (la pH6)

Glicina

Cisteina

Serina

Treonina

Tirozina

AsparaginaGlutamina

Radical polar

hidrofil

Acid deprotonat,

negativ

La pH fiziologic


22/53

Localizarea aminoacizilornepolarin proteine

Hidrosolubile Membranare

Aminoacizii nepolari formeazmiezul proteinei

evit

contactul cu mediul apos

Aminoacizii nepolari cptuescsuprafaa proteinei

sunt n contact cu mediul lipidic


23/53

Aminoacizi nonstandard existeni n proteine

Nu sunt codificai genetic

Se formeaz prin modificare post-translaional a aminoacizilor standard!

5-Hidroxilizina, 5-Hidroxiprolina, allizina Colagen

N-metil lizina Actin

Acidul -carboxi glutamic Factori ai coagulrii

Cistina Insulin, albumin, imunoglobuline etc.

Fosfo serina, fosfo tirozina Enzime reglatoare

N-Acetilglucozamin asparagina Glicoproteine cu legatur N-glicozidic

N-Acetilgalactozil serina Glicoproteine cu legatur O-glicozidic


24/53

Aminoacizi nonstandard existeni n proteine

NH

COOH

HO CH2 CH NH2

COOH

CH2 CH2CHH2N

OH

CH2CH2

COOH

NH2CHCH2HC

O

4-Hidroxi prolina 5-Hidroxi lizina Allizina

CH2CH2

COOH

NH2CHCH2 CH2HN

CH3

NH2

COOH

CH2HOOC CHCH

COOH

CH NH2

COOH

CH2P

O

OHO

HO

CH2

CH2

S

S

COOH

NH2CH

COOH

NH2CH

N-metil lizina Acid -carboxi glutamic Fosfo serina

Cistina


25/53

Nu sunt codificai genetic

Sunt componente ale unor coenzime, neuromediatori, intermediari metabolici

Aminoacizi nonstandard neexisteni n proteine

- Alanina Coenzima A

Acidul -aminobutiric = Neuromediator

Homocisteina = Intermediar n metabolismul Met

Ornitina, citrulina = Intermediari n sinteza ureei

5-Hidroxi triptofanul = Intermediar n sinteza serotoninei, melatoninei


26/53

Aminoacizi nonstandard neexisteni n proteine

Ornitina Citrulina

H2N

CH2CH2

COOH

NH2CHCH2

CH2CH2

COOH

NH2CHCH2HN

C O

H2N

NH

CH2

CH COOH

NH2

HO

CH2CH2HS

COOH

NH2CH

Homocisteina 5-Hidroxi triptofan

CH

COOH

CH2H2N

CHCH2 CH2

COOH

H2N

-Alanina Acid -aminobutiric


27/53

Aminoacizi eseniali

Aminoacizi standard care nu pot fi sintetizai n organismul uman, decitrebuie sa fie preluai din alimente

Aminoacizi ramificai: Val, Leu, IleAminoacizi aromatici: Phe, trp

Aminoacizi bazici: Lys, His, Arg (numai n situaii speciale)

Aminoacizi hidroxilici: ThrAminoacizi cu sulf: Met


28/53

Aminoacizi Proprieti optice Toi aminoacizii (cu exceptia Gly) au cel puin un centru asimetric (carbon cu 4

substitueni diferii) = carbonul Carbonul = chiral sau optic activ Aminoacizii cu carbon chiral pot avea 2 stereoizomeri (enantiomeri), notati D

i

L, care se gsesc n relaia obiect-imaginen oglind

Toi aminoacizii din proteine sunt L-aminoacizi


29/53

Aminoacizi - Proprieti spectrale

Aminoacizii aromatici prezint un maxim de absorbie n UV la ~ 280nm

A i i i P i ti id b i


30/53

Acizii slabi sunt parial disociati

Echilibrul de disociere este caracterizat de constanta de aciditate

Relaia cantitativ dintre concentraia acidului slab [HA] i concentraia bazei

conjugate [A-

] este descris de ecuaia Henderson-Hasselbalch

Aminoacizi - Proprieti acido-bazice

HA H+ + A

-

Acid slab Proton Sare

Baza conjugata

][

]][[

HA

AHKa

+

=

][

][log

HA

ApKapH

+=


31/53

Soluie tampon dpdv compoziional:

9 acid slab + baz conjugat (-COOH / -COO-)

9 baza slab + acid conjugat (-NH2 / -NH3+)

Soluie tampon dpdv funcional:

9 Se opune variaiilor de pH cnd se adaug cantiti limitate deacid sau baz tare

Capacitatea maxim de tamponare corespunde

pH = pKa 1 unde pKa = - log Ka

La pH < pKa predomin forma protonat (-COOH)

pH > pKa

predomin forma deprotonat (-COO-)

Aminoacizi Soluii tampon


32/53

Curba de titrare a acidului acetic

C b i li l l i


33/53

Curba titrare a glicocolului

Peptide - Definiie


34/53

Peptide - Definiie

Peptide = combinaii de tip amidic rezultate prin condensarea a 2 sau maimulte molecule de aminocizi

= succesiune de aminoacizi legai prin legatur peptidic

Succesiune constant de legturi peptidice separate prin C

Radicali diferii legai de C

Peptide Denumire


35/53

Peptide - Denumire

Se denumesc succesiv radicalii aminoacizilor ncepnd cu captul N-terminal

Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu = Seril-Glicil-Tirozil-Alanil-Leucina

P tid P i ti


36/53

Peptide -Proprieti9 La pH = 7 gruprile carboxilice sunt deprotonate, iar gruprile amino sunt protonate

9 La pH = pH izoelectric ncrcarea electric net = 0, ca urmare solubilitatea n apeste minim i viteza de migrare n cmp electric = 0

Peptide Clasificare


37/53

Peptide Clasificare

Funcie de numrul aminoacizilor componeni Oligopeptide = peptide formate din civa aminoacizi

dipeptide

tripeptide tetrapeptide, etc

Polipeptide = peptide formate din < 50 aminoacizi

= peptide cu GM


38/53

Peptide Semnificaie biologic

Denumire Structura Functie Sinteza

Calcitonina 32 Aminoacizi Hipocalcemiant Celulele C adiacente celulelor foliculareale tiroidei

Glucagonul 29 Aminoacizi Hiperglicemiant Celulele din insulele Langerhans alepancreasului

Secretina 27 Aminoacizi Stimuleaz secreia deH2O i HCO3

- de ctrepancreas

Celulele S din duoden i jejunul proximal

ACTH 39 Aminoacizi Controleaza dezvoltareacortexului adrenalelor si

sinteza de steroizi

Celulele corticotrope ale adenohipofizei

Vasopresina 9 Aminoacizi Regleaza eliminarearenala de H

2O

Nucleul supraoptic al al hipotalamusului

Oxitocina 9 Aminoacizi Regleaza contraciamuchiului neted aluterului i a celulelormioepiteliale ce nconjoaralveolele mamare

Nucleul paraventricular al hipotalamusului

-Endorfina 16 Aminoacizi Analgezic, euforicasemntor morfinei

Celulele corticotrope ale adenohipofizei

sub forma de POMC

Familia pro-opiomelanocortinei (POMC)


39/53

Familia pro opiomelanocortinei (POMC)

Clivarea POMC depinde de esut


40/53

Clivarea POMC depinde de esut

ACTH- Structura


41/53

ACTH Structura

Fragment 1 (Aa 1-4) = interacioneaz cu receptorii melanofori

Fragment 2 (Aa 5-10 = mreste activitatea fragmentului 1 de 1000xFragment 3 (Aa 11-14) = mreste activitatea fragmentului 1 de 1000x

Fragment 4 (Aa 15-18) = adapteaz cuvintele 1,2 si 3 la receptorul suprarenal introducnd activitilecorticotrope si corticotrofe, reduce activitatea melanoforetic

Fragment 5 (Aa 19-24) = stabilizeaz hormonul n timpul transportului

Fragment 6 (Aa 25-33) = stabilizeaz hormonul n timpul transportuluiFragment 7 (Aa 34-39) = determin specificitatea de specie, induce formarea de anticorpi la alte specii

ACTH- Rol


42/53

ACTH Rol

Stimuleaz secreia de hormoni corticosuprarenali intensificarea

catabolismului proteic i lipidic gluconeogenezei

Vasopresina & Oxitocina


43/53

Vasopresina & Oxitocina

Vasopresina

Oxitocina

Antidiuretic

Vasopresor

Determin

declanarea contraciilor uterului gravid

secreia laptelui din glanda mamar


44/53

Tripeptida natural Glutation


45/53

p p

Caracteristicile sintezei:

condensare succesiv a aminoacizilor Glu, Cys, Glycatalizat de sintetaze specifice

nu este necesar prezenta unei de matrice (ARNm)

Glutation Roluri biologice


46/53

9Antioxidant major

ajut la descompunea H2O2, reciclizeaz ali antioxidani (vitaminele C, E)

9Reductor intracelular

ajut la meninerea gr. SH i la rearanjarea punilor S-S din proteine

9Cosubstrat al gamaglutamil transpeptidazei (GT)ajut la transportul aminoacizilor prin membrana celular

9Component al leucotrienei C4 (LTC4), hormon local cu rol n inflamaie

9Implicat n eliminarea metalelor grele, toxinelor, medicamentelor

Rolul GSH n protejarea celulelor fa de SRO


47/53

p j

Forma oxidat a glutationului


48/53

Forma oxidat a glutationului

Rolul GSH n transportul aminoacizilor


49/53

o u GS t a spo tu a oac o

Aa + GSH Glu-Aa + Cys-GlyAa

Oxoprolina

GT

Rolul GSH in conjugarea xenobioticelor

R-SH + GSH R-S-S-Glu

Cys

Gly

Dipeptida artificial


50/53


51/53

Educaia a dat natere la o vastpopulaie capabil s citeasc, darincapabil s disting ceea ce merit

s fie cititCharles Darwin


52/53

Ignorana este noaptea minii,dar o noapte fr lun i stele

A studia i a nu gndi este o risip.A gndii a nu studia este periculos

Confucius


53/53

Omul este constituit din corp,minte iimaginaie.

Corpul omului este imperfect,

mintea lui nedemn de ncredere,dar imaginaia lui l-a fcut remarcabil

James B. Conan

(chimist, prof. la Harvard)

Curs Aminoacizi Peptide

Documents

Transcript of Curs Aminoacizi Peptide