1. AMINOZUREN

GEHEUGENSTEUNTJES

“glaciers in Alaska valiently locate isolated prowlers”

  • glycine, gly, G

  • alanine, ala, A

  • valine, val, V

  • leucine, leu, L

  • isoleucine, ile, I

  • proline, pro, P


“the aroma of fine pine and yellow timber are worth the trip”

  • fenylalanine, phe, F

  • tyrosine, tyr, Y

  • tryptofaan, trp, W


“basically his lost kid always returned”

  • histidine, his, H

  • lysine, lys, K

  • arginine, arg, R


“alcohol is a serious threat”

  • serine, ser, S

  • threonine, thr, T


“methodically check path for sulfur”

  • methionine, met, M

  • cysteïne, cys, C


“as Peter digested the glue, his stomach became acidic”

  • asparaginezuur, asp, D

  • glutaminezuur, glu, E


“amid this neatly stacked asparagus, is a glutinous quail”

  • asparagine, asn, N

  • glutamine, gln, Q


INVLOED pH

AZ’en dragen afhankelijk van de pH een andere lading omwille van (de)protonatie;

  • lage pH → H+ in overvloed → groepen geprotoneerd

  • hoge pH → H+ “tekort” → groepen gedeprotoneerd


  • pH = pkz → 50% gedeprotoneerd

  • pH < pkz → meer geprotoneerd

  • pH > pkz → meer gedeprotoneerd


conclusie; bij verlagen v/d pH kunnen AZ’en enkel meer geprotoneerd worden en dus ook enkel maar negatieve lading verliezen


  • Henderson-Hasselbalch; pH = pkz + log([A-]/[HA])

  • pkz is dus de pH waarbij [A-] = [HA], beiden zijn dus 50% aanwezig (in theorie)

    • ken je pkz, dan weet je wanneer helft lading verloren is

    • ken je pH waarbij helft lading verloren is, dan weet je pkz


CATEGORIEËN

POLAIR ONGELADEN

  • alcoholen; serine + threonine

  • -OH / -SH; tyrosine + cysteïne

  • amiden; asparagine + glutamine


POLAIR GELADEN

  • + → basische; histidine + lysine + arginine

  • - → zuren; asparaginezuur + glutaminezuur


APOLAIR

  • overige


POST-TRANSLATIONELE MODIFICATIES

FOSFORYLATIE

= toevoegen fosfaatgroep (PO32-) aan O van;

  • serine (S) — OH

  • threonine (T) — OH

  • tyrosine (Y) — OH


ACETYLATIE

= toevoegen acetylgroep (R-CO-CH3) aan NH van;

  • lysine (K) — ε-NH3+ zijgroep

  • N-terminaal AZ — α-NH2


METHYLATIE

= toevoegen methylgroep (R-CH3) aan N van;

  • histidine (H) — ring (kan op beide N’)

  • lysine (K) — ε-NH3+ zijgroep

  • arginine (R) — guanidinogroep

  • N-terminaal AZ — α-NH2


HYDROXYLATIE

= toevoegen hydroxylgroep (R-OH) aan C van;

  • proline (P) — (C3 of) C4

  • lysine (K) — C5


CARBOXYLATIE

= toevoegen carboxylgroep (R-CO-OH) aan H van;

  • glutaminezuur (E) — γ-C zijgroep

  • → winst extra negatieve lading


N - GLYCOSYLATIE — lumen rER, co-translationeel

= suiker (meestal GlcNAc) bindt via anomeer koolstof (C1) aan NH van;

  • asparagine (N)

    • motief; N - X - S/T

    • met X = eender welk AZ, behalve proline of asparaginezuur


O - GLYCOSYLATIE — Golgi

= suiker bindt via anomeer koolstof (C1) aan OH van;

  • serine (S) 

  • threonine (T)


TRANSGLUTAMINASEREACTIE

  • glutamine (Q) + lysine (K) → glutamine-lysine crosslink + NH3

  • zijketen Q bindt aan zijketen K → R1 — NH — R2

  • → verlies positieve lading, neutrale isopeptide


PROTEOLYSEREACTIE

  • knippen van peptidebindingen in een eiwit door proteasen

    • → volledige afbraak

    • → gerichte / gelimiteerde proteolyse = “processing” → maturatie/activatie eiwit

      • vb. fibrinogeen wordt door thrombine → fibrine


LIPIDEMODIFICATIE — p.206

  • myristylatie

    • toevoegen van een myristoylgroep (C14-vetzuur) via een amidebinding aan de N-terminale glycine

  • palmitylatie

    • vorming thio-ester

    • toevoegen van een palmitoylgroep (C16-vetzuur) aan S van cysteïne

    • vaak reversibel

  • farnesylatie

    • vorming thio-ether

    • toevoegen van een farnesylgroep (C15-isoprenoïde) aan S van cysteïne

    • C-terminaal cysteïne met "CAAX"-motief

    • let op, hier wordt dus geen vetzuur (met zuurgroep) toegevoegd!!


POLYPEPTIDEKETEN

  • ruggengraat van peptidebindingen tussen;

    • O van C=O (AZ1)

    • H van NH2 (AZ2)


  • NH3+ — “RON” — “RON” — … — “RON” — “RON” — RO — O-

    • R; zijketen op Cα

    • O; =O

    • N; NH

N-terminus (links); C-terminus (rechts)


ZWAKKE , NIET-COVALENTE INTERACTIES

WATERSTOFBRUGGEN

EIGENSCHAPPEN

  • ~20 kJ/mol

  • donor; H moet covalent gebonden zijn aan N, O, F of S → H (δ+)

  • acceptor; bevat N, O, F of S mét vrij elektronenpaar

  • niet sterk an sich;

    • lineaire > niet-lineaire

    • maar grote aantallen zorgen wel voor stabilisatie

    • individuele bindingen kunnen snel breken, maakt aanpassing aan snel veranderende omgeving mogelijk


α-helix

  • elke C=O van residu i vormt een waterstofbrug met de N–H van residu i+4

  • → ontstaan regelmatig intern H-brug-patroon (// helix-as) → stabilisatie helix


β-sheet

  • H-bruggen vormen zich ⟂ tussen verschillende ketens = strands

    • antiparallel; rechtlijnigere, sterkere H-bruggen → stabieler

    • parallel; iets schever, iets zwakker → minder stabiel


turns / loops

  • β-turns maken meestal een H-brug tussen residu i en i+3

  • → stabiliseren scherpe bochten in de backbone



IONIAIRE BINDINGEN

  • = elektrostatische interactie tussen geladen groepen

  • ~30 kJ/mol

  • aantrekkingskracht gegeven door wet v. Coulomb

  • afhankelijk van omgeving, diëlektriciteitsconstante = D


  • belangrijk voor stabilisatie op afstand;

    • helix-stabilisatie bij juiste afstand en oriëntatie

    • van oppervlakken en lusstructuren in eiwitten


  • indien naast ionaire interacties ook nog een waterstofbrug aanwezig is, spreken we van zoutbrug


VAN DER WAALS KRACHTEN

  • ~4.2 kJ/mol

  • kortdurend

  • afhankelijk van afstand zijn ze;

    • afstotend indien “te dichtbij” = r < vdW radius

    • aantrekkend indien “te ver weg” = r > vdW radius

  • F = maximaal wanneer r = vdW radius

  • we onderscheiden 3 types;


dipool-dipoolinteracties

  • permanente dipool ←→ permanente dipool

  • opm; waterstofbinding is bijzonder sterke vorm van deze interactie

  • AZ;

    • N-terminus = gedeeltelijk positief → stabilisatie door negatieve groepen

    • C-terminus = gedeeltelijk negatief → stabilisatie door positieve groepen


dipool-geïnduceerde dipoolinteracties

  • permanente dipool ←→ geïnduceerde dipool (apolair deel)

  • AZ;

    • stabilisatie van (a)polaire interacties in de secundaire en tertiaire structuur


geïnduceerde dipool-geïnduceerde dipoolinteracties → Londonkrachten = dispersiekrachten

  • geïnduceerde dipool ←→ geïnduceerde dipool

  • AZ;

    • α-helix; dicht opeengepakte zijketens = “helix packing”

    • β-sheet; zijketens steken alternerend boven/onder de sheet → optimale packing tegen naburige sheets



HYDROFOOB EFFECT

  • apolaire moleculen lossen niet op in polaire oplosmiddelen zoals water, we noemen ze dan ook hydrofobe moleculen

  • het mengen van deze stoffen lukt alleen als we zelf E toevoegen in de vorm van roeren, warmte … het oplossen van dergelijke apolaire stoffen in polaire oplosmiddelen is dus thermodynamisch ongunstig

    • ΔG = ΔH - TΔS


  • verklaring;

    • wanneer hydrofobe moleculen gehydrateerd worden, kunnen ze geen waterstofbindingen vormen omdat de “acceptor” geen vrije e- heeft om aan H te kunnen binden

    • H2O moleculen moeten zich herpositioneren, wat leidt tot een verlies in entropie omdat er nu een verlies is in de hoeveelheid vrijheid deze molecule heeft itt wanneer het normale waterstofbruggen kon bouwen

    • voor spontane = exergonische processen is ΔG<0, bijgevolg willen we ΔH klein en ΔS groot


  • hydrofoob effect;

    • apolaire moleculen aggregeren → verlies in entropie, er is meer orde

    • polaire moleculen (H2O) aggregeren → winst in entropie, krijgen deel vrijheid terug

    • winst in entropie >>> verlies in entropie; het effect is entropisch gedreven, het streeft naar de staat waarbij het water de meeste wanorde heeft


  • AZ;

    • α-helix; hydrofobe zijketens richten zich naar binnen, weg van water, om de kern te vormen of leggen contact met andere helices/sheets

    • β-sheet; hydrofobe zijketens = hydrofobe kern van veel “β-sandwiches”

    • cruciaal voor stabiliteit binnen eiwitten!!


  • membranen;

    • vormen van micellen en bilayers is thermodynamisch gunstig; polaire groepen maken zoveel mogelijk contact met het polaire oplosmiddel, terwijl apolaire groepen gericht zijn naar elkaar, afgeschermd van het solvent

      • polaire stoffen kunnen hier niet doorheen, veel energie voor nodig enkel via transporteiwitten in membraan kunnen de concentraties binnen en buiten gewijzigd worden

      • apolaire stoffen kunnen eenvoudig diffunderen