14 - Aminosyrer, Proteiner, Ribosomer og det ru endoplasmatiske reticulum (RER)

Hvad karakteriserer en aminosyre?

Carbon-atom med både en amino-gruppe, en carboxylsyre, radikal og H-atom

Hvor mange forskellige aminosyrer findes der?

20 forskellige

Hvordan adskiller aminosyrerne sig fra hinanden?

De 20 aminosyrer adskiller sig ved at have forskellige sidekæder, der har forskellige kemiske egenskaber, herunder polaritet, pKs og kemisk funktionalitet

Hvad gør aminosyrernes indholde af både en aminosyre og en COOH?

Under normale fysiologiske forhold er aminosyren amfoteriske (indhold af både positive og negative ladninger)

Hvordan kobles aminosyrerne til proteiner?

Via dannelse af en amid-binding (peptid-binding). Imellem en aminosyres amino-gruppe og en anden aminosyres carboxyl-syregruppe

Hvilken reaktionstype er dannelsen af peptid-bindinger?

En kondenseringsreaktion, hvor der fraspaltes et vand-molekyle for hver dannelse af en peptidbinding

Hvordan er peptid-bindingen special?

Den har dobbeltbinding karakter. Dvs. at der er resonans

Hvor store er ribosomer?

25 nm

Hvad består ribosomer af?

rRNA og ribosomale proteiner

Hvordan kan ribosomerne optræde?

Frit i cytoplasma eller bundet til det ru endoplasmatiske retikulum (RER) afhængigt af det syntetiserede proteins endelige destination i cellen

Hvordan består RER ud?

Af flade cisterner, hvortil der er bundet ribosomer.

Hvad er RER sammenhængende med?

Den ydre kernemembran

Hvordan farves RNA?

Med positivt ladede farvestoffer og farves derfor blålilla med en HE-farvning (basofilt)

Hvor kan translation af mRNA foregå?

På frie ribosomer i cytoplasmaet eller på ribosomer tilknyttet RER

Hvad afhænger placeringen af translation af?

Hvor det færdige protein skal bruges

Hvor dannes proteiner der skal sendes ud af cellen (secerneres) + syntese af integrale membranproteiner?

På ribosomer tilknyttet RER. Denne mekanisme foregår bl.a. i kirtelceller

Hvad er frie ribosomers opgave?

Sæde for syntese af proteiner, der forekommer i cytosolen, cellekernen, i peroxisomer

Polyribosomer

Flere ribosomer i forlængere af hinanden (kæde)

Hvordan ved cellen at den skal sende mRNA til RER?

Koder mRNA for et protein, hvis første sekvenser er en signalsekvens, fortsættes dannelsen af proteinet først, når der er sket en binding til RER-membranen.

Signalsekvensen syntetiseres først, hvorefter syntese midlertidigt stoppes af signalgenkendelsespartikel (SRP) som binder sig til signalsekvens. SRP kan binde til SRP receptor på RER. Her binder den også og knytter ribosom til RER overflade. Her sidder der også en protein-translokerende kanal, som går tværs igennem membran. Proteinsyntese forsættes. Protein adderes ind igennem lumen af RER. Signalsekvens fraspaltes af signalpeptidase

Hvilke RNA er involveret i proteinsyntese?

tRNA, mRNA, rRNA

Hvad er initieringsfasen?

En lille ribosomenhed med et initiator-tRNA (med methionin) binder sig til 5' enden af mRNA. Derefter findes startkodonet (altid AUG). Startkodon sættes i P-sted. Efter binding af startkoden tilhæftes den store ribosomenhed. Klar til proteinsyntese. Hvis signalsekvens omdigeres ribosom og mRNA til RER

Hvad er forlængelsesfasen?

En stor ribosomenhed er tilhæftet, begynder syntesen af protein. tRNA kommer med aminosyrerne. Når aflæsningen når til det såkaldte stopkodon i mRNA-strengen, standser syntesen. Peptidkæden frigives, idet der bindes en frigørelsesfaktor til stopkodonet.

Hvad er terminationsfasen?

De to ribosom-enheder adskilles

Hvad sørger for binding af 5´ende til lille ribosomenhed

Sikres ved at denne del af mRNA er modificeret med en metyl-guanosylgruppe (5´-cap)

Plads nr. 2

A-sted

Exit sted

E-sted

Hvad er den luminale translokation?

1. Hvis peptidet er forsynet med en signalsekvens, bliver det dirigeret til RER.

2. En signalgenkendelsespartikel binder sig til signalsekvensen.

3. Signalgenkendelsespartiklen binder sig til en receptor i RER membranen.

4. Peptidet bliver dirigeret gennem membranen via en proteintranslokerende kanal ind i lumen af RER.

5. Når hele peptidet er kommet igennem, bliver det klippet af signalpeptidase.

6. Peptidet findes frit i RER cytoplasmaet og er klar til fx glykolisering, som færdiggøres i Golgi.

N-bundet glukolisering

Tilføjelse af sukkerstof til peptid i RER

Hvordan stopper translationen af et membranprotein?

Hydrofobt stop-translokations peptid

Hvordan foregår syntese af et membranbundet protein?

1. Peptidet er forsynet med et stop-transfersekvens.

2. Binder sig til protein-translokerende kanal, hvor syntesen stopper ved stop-translokations peptid stedet.

3. Signalpeptidase klipper signalsekvensen fra = membranprotein.

Hvad betyder det hvis sekretionen er exokrin?

At sekretet udskilles på en epiteloverflade enten direkte eller via en udførselsgang

Hvad betyder det hvis sekretionen er endokrin?

At sekretet udskillelses til det interstitielle rum, siver ind i blodkarrene og via blodet fordeles til hele organismen

Hvornår starter foldning af proteiner?

Allerede under syntesen, således af den først syntetiserede del af et protein begynder af folde sig, mens resten syntetiseres

Hvad er funktionen af proteinet chaperoner?

I RER bidrager chaperoner til at skabe termodynamisk favorable forhold for at de syntetiserede proteiner folder korrekt

Hvad er proteinets primære struktur?

Rækkefølgen af aminosyrer

Hvad er proteinets sekundære struktur?

En lokal foldning af petidkæden i enten en helix-struktur (alfa-helix) eller en plade-struktur (beta-sheet).

Hvad er proteinets teritiære struktur?

Bindinger imellem aminosyrerester placeret langt fra hinanden i primærstrukturen. Disse bindinger kan være hydrofobe interaktioner, hydrogen-bindinger, ion-bindinger eller kovalente bindinger. Også S-S bindinger imellem svovlholdige aminosyrerester

Hvad er proteinets kvaternære struktur?

Når det samlede makromolekyle består af flere peptidkæder ("subunits"), der binder til hinanden og derved udgør det intakte protein

Hvornår sker der kemiske modifikationer af proteinet?

Efter syntese på ribosomet

Hvad er glykosylering?

Når der tilkobles kulhydrat til specifikke aminosyrerester (primært Asn, Ser, Thr)

Hvad er fosforylering?

Binding af fosfat til proteinet (primært på Ser, Thr og Tyr)

Hvad er forskellen på et peptid og protein?

Protein: Lineær polymer af aminosyrer foldet i kompleks struktur.

Peptid: Kort lineær polymer af aminosyrer uden fast struktur

Hvad farver feulgen=

Mærker kun DNA

Hvad gør enzymet aminoacyl tRNA?

Hjælper med at sætte aminosyrer på tRNA

Hvilket enzym hjælper med at sætte aminosyre på aminosyre?

Ribosomet

For dannelsen af peptidbindingen er gibbs energi

større end 1, hvorfor processen ikke er spontan, men kræver tilført energi

For hydrolyse af peptidbinderne gælder omvendt, at gibbs energi

er mindre end 1, og derfor er processen spontan. Reaktionen har imidlertid en stor aktiveringsenergi, og reaktionshastigheden for den spontane proces er følgelig meget lille. Proteiner er derfor stabile molekyler i vandig opløsning, og nedbrydning kræver enzymer, som katalyserer hydrolysen mellem specifikke aminosyrer.

Ved fysiologisk pH er aminosyrens ladning

svarende til sidekædens ladning ved denne pH.

Den primære struktur af et protein beskriver

sekvensen af aminosyrer, startende fra N-terminalen, og bundet sammen af peptidbindinger.

Den sekundære struktur af et protein beskriver

dannelsen af alfa-helix og beta-sheet, som sker via interaktion (hydrogenbindinger) i "rygraden".

Den tertiære struktur af et protein beskriver

den overordnede rumlige struktur af proteinet.

Hydrofobe bindinger: Sammenpakning af upolære sidegrupper i proteinets indre, hvorved disse gruppers kontaktflade mod vand formindskes.

Elektrostatiske effekter: Tiltrækning eller frastødning mellem ladede grupper som N- og C-terminalerne samt sidegrupperne til Asp, Glu, Lys, Arg (og His, i protoneret form).

H-bindinger: Binding mellem neutrale, polære strukturer som HO-, HN-, O=C- , som indgår i sidegrupperne til Asn, Gln, Ser, Thr, Tyr, (Trp), samt de førnævnte ladede grupper

.

Kovalente bindinger: I ekstracellulære proteiner (samt ydersiden af transmembrane proteiner) forekommer ofte disulfidbindinger mellem 2 cysteiners sidegrupper.

Kvaternær struktur

hvorledes flere forskellige separate proteiner arrangerer sig i et større samlet kompleks

Alifatiske aminosyrer

Denne gruppe indeholder korte, mættede alifatiske sidekæder

Aromatiske aminosyrer

Aromatisk gruppe i sidekæde

Neutrale polære aminosyrer

Disse indeholder en hydroxygruppe eller amidgruppe i sidekæden

Svovlholdige aminosyrer

Cysteins sidekæde er svagt polær og har en vigtig stabiliserende rolle i proteiners struktur, idet to cysteinmolekyler kan oxideres til at danne en disulfidbinding (svovlbro).

Sure aminosyrer

Disse aminosyrer indeholder en carboxylsyre i sidekæden med pKs-værdier omkring 4 og er derfor negativt ladede ved fysiologisk pH

Basiske aminosyrer

Alle basiske aminosyrer indeholder en nitrogengruppe i sidekæden, der via elektronsærpar kan fungere som protonacceptor

Cyklisk aminosyre

Prolin adskiller sig fra de andre aminosyrer ved, at sidekæden ringslutter tilbage på alfa-carbon.

Beskriv kort, hvordan man skelner imellem L og D isomerer af aminosyrer

C-atomet i aminosyren har et chiralt center, da det er bundet til 4 forskellige atomer/atomgrupper. Hvis aminogruppen sidder til venstre for COO i fischerprojektionen er det L-form, og hvis aminogruppen sidder til højre for COO er det D-form

Hvad er forskellen på en "subunit" og et "domæne" i en proteinstruktur?

Subunit: separate polypeptid kæder

Domæne: en del af polypeptid kæden

Præparat 7-1. Paraffinsnit af pancreas

Exokein celle

Kirtelcellen danner et tyndtflydende proteinrigt sekret. Cellerne i sådanne serøse kirtler har meget RNA i cytoplasmaet. Snittet er farvet med hæmatoxylin-eosin (HE). Den blålilla farve angiver beliggenheden af cellens negativt ladede komponenter, det vil sige de DNA og RNA molekyler og evt. proteiner, der har affinitet til positivt ladede farvestoffer

Fordi det er i pancreas bliver der dannet enzymer til fordøjelsen og derfor vil sekretet indeholde protein. Kernen ligger basalt og golgi appikalt da sekret skal UD af cellen

Acinus

Pancreas celler

Meget RER

I hvilke celler er det stort indhold af RER?

Pancreas celler, kirtelcellers hovedfunktion er syntese og sekretion af bl.a. proteiner, pancreas producerer insulin (vigtigt protein)

Hvilke celler har store områder med eukromation?

Celler med stor proteinsyntese (fx leverceller)