Část  4:   Struktura  proteinů   Základy  molekulární  biofyziky   Konstituční  jednotky  proteinů:   aminokyseiny   Peptidická  vazba   Peptidická  vazba   Peptidická  vazba  –  popis  geometrie   cis conformation is rare except for proline potential for steric hindrance Postraní  řetězce  –  určují  vlastnosti   Architektura  proteinů      Strukturní  element    Popis      primarní  struktura                aminokyselinová  sekvence      secondární  struktura                helixy,  sheety,  smyčky      super-­‐secondarní  struktura  asociované  prvnky  2°struktury      doména                                              self-­‐contained  structural  unit      ter>ální  struktura                  poskládaná  struktura  celého                              proteinu  (S-­‐S  vazby)                   kvaterní  struktura                                organizace  proteiného  komplexu                                                                                                                (homo/hetero-­‐oligomery)               Architektura  proteinů-­‐  helixy   alpha 3.10 pi Počet aa na otáčku helixu: 3.6 3.0 4.4 Frekvence výskytu: ~97% ~3% vzácné - Alfa helixy mají kolem 10 aa H-bonding  super-­‐sekundární  struktura   Coil-­‐coil:    společný  alfa  helix   (proteinový  folding,   protein-­‐proteinové   interakce)   Helix  bundle:   stálé  prostorové   uspořádání  tří  a  více   helixů   Architektura  proteinů-­‐  skládaný  list   -­‐  Základní  jednotkou   skládaného  listu  je  tzv.   beta-­‐strand   -­‐  Narozdíl  o  helixu,   skladaný  list  může  být   tvořen  z  diskonMnuálních   řetězců   anti-parallel parallel ‘twisted’ super-­‐sekundární  struktura   -­‐  např.  beta-­‐barel   Architektura  proteinů-­‐  turns/loops   ribonuclease A - Existijí různé typy “turns” které se liší počtem aminokyselin a HB - “loops”jsou většinou delší (často jsou označvány jako “coils”) Nemají regulerní, opakující se strukturu loop (usually exposed on surface) alpha-helix beta-sheet Architektura  proteinů-­‐  super-­‐sekundarní   organizace  skládaného  listu   Ramachandran plot   no steric clashes permitted if atoms are more closely spaced Nekovalentní  interakce  v  proteinech   interaction nature bond length “bond” strength example ionic (salt bridge) electrostatic 1.8-4.0 Å (3.0-10 Å for like charges) 1-6 kcal/ mol positive: K, R, H, N-terminus negative: D, E, C-terminus hydrophobic entropy - 2-3 hydrophobic side chains (M,I,L,V,F,W,Y,A,C,P) H-bond H-bonding 2.6-3.5 2-10 H donor, O acceptor van der Waals attraction/ repulsion 2.8-4.0 <1 closely-spaced atoms; if too close, repulsion aromatic- aromatic π-π 4.5-7.0 1-2 F,W,Y (stacked) aromaticamino group H-bonding 2.9-3.6 2.7-4.9 N-H donor to F,W,Y Doména   Kompaktní  jednotka  uvnitř  poskládaného  jednořetězce   která  se  může  vyvýjet,  fungovat  a  existovat  bez  zbytku   proteinu   Terciální  struktura   Kvarterní  struktura   Struktura  a    klasifikace  proteinů  (PDB),   proteomické  nástroje  (expasy)   www.pdb.org     www.expasy.org