INLEIDING

Biochemie = eiwitten Waarom zijn eiwitten zo belangrijk? Hoe kun je eiwitten ‘zien’ in het lab?

Eiwitten Proteïnen: eiwitten, zijn een van de vier biomoleculen Eiwitten hebben zeer veel biologische functies: Geven structuur aan de cel Functioneren als enzym Verzorgen transport van moleculen over membranen Communicatie tussen cellen (hormonen, neurotransmitters) Essentieel voor beweging (flagella) Regulatie http://multimedia.mcb.harvard.edu/anim_innerlife_hi.html

Eiwitten ‘zien’ in het lab

Eiwitten bij BM Bij bijna alle modules! Immunologie: antilichamen Stofwisselingsziekten: 1 enzym stuk! Enzymatische assays (bv. ethanolbepaling) Klinische diagnostiek: LDH in bloed Productie van farmaceutische eiwitten etc., etc…...

Farmaceutische eiwitten 350 FDA-goedgekeurde farmaceutische eiwitten (http://www.biopharma.com/cgi/biopharma5.lasso) 37% zijn recombinante (rDNA) eiwitten >$40 miljard/jaar

Klassen farmaceutische eiwitten Vaccins (peptiden, eiwitten, gedode bacteriën) Kleine peptiden (bv. oxytocin, the hormone of love) Bloedproducten (Factor X, Factor VIII, gamma-globuline, serum albumine) Therapeutische eiwitten (herceptin, humulin, alferon, etc.)

Vaccins Difterie (Corynebacterium diphtheriae) - difterie toxine Tetanus (Clostridium tetani) - tetanus toxine Kinkhoest (Bordetella pertussis) - celvrij extract Tetanus Toxin HC Fragment

Therapeutische Eiwtten Insuline (diabetes) = hormoon Interferon b (MS) = cytokine Interferon g (o.a. osteoporose) = cytokine TPA (hartaanval) = enzym

Therapeutische Eiwitten Actimmune (If g) Activase (TPA) BeneFix (F IX) Betaseron (If b) Humulin (insuline) Levemir (insuline) Pegademase (adenosine deaminase) Epogen (EPO) Regranex (Platelet-derived growth factor) Novoseven (F VIIa) Intron-A (If ) Neupogen (granulocyte colony-stimulating factor) Pulmozyme (DNase) Infergen (If )

Leerdoelen RZQ: The beauty of proteins In deze website-versie heb ik schijfruimte bespaard door hier de plaatjes weg te halen… 

Hoe weten we hoe eiwitten eruit zien?

Hoe weten we hoe eiwitten eruit zien? Eiwit zuiveren (steeds vaker m.b.v. gentechnologie) Eiwit kristalliseren Röntgen-diffractie Uit ‘stippenpatroon’ structuur afleiden OF: je voorspelt de structuur m.b.v. de computer

Leerdoelen RZQ 2. Kennis over de bouw van eiwitten Aminozuren Primaire t/m quaternaire structuur Post-translationele modificaties 3. Handige computertools voor eiwitwerk (ook handig voor project) Alleen doel 2 wordt getoetst: deel van tentamen in tentamenweek; 25% van eindcijfer

Hoe? Studietaken = afgeronde onderwerpen Nu nog op G-schijf; volgende week website Huiswerk: stof bestuderen, links naar animaties, exercises etc. gebruiken, oefeningen maken Computerlessen (di of wo) Introductie en nabespreking van studietaken Computertools Aminozurentoets

The language of proteins Amino acids (the alphabet) folded polypeptides (words) metabolic pathways (sentences) Biological processes (chapters) the cell (the story) To learn the language, we must first learn the alphabet. Then we must understand the properties of each character in the alphabet. We will next look at how the characters are assembled into strings. Later we will see how these strings can be further organized into three dimensional structures that gives meaning to the string - the equivalent of the word.

Aminozuren Eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren

De peptidebinding Peptidebinding tussen twee aminozuren wordt gevormd door dehydratie-synthese In biologische systemen kunnen peptiden worden opgebouwd uit 20 verschillende aminozuren

Aminozuren Wat is het onderstaande aminozuur? Aminozuren worden op basis van de zijketen geclassificeerd als: Geladen (zuur, basisch) polair of apolair Wat is het onderstaande aminozuur? Tyrosine: Tyr; Y neutraal, polair Aspartaat: Asp; D Fenylalanine: Phe; F neutraal, a-polair

The protein alphabet M Met methionine A Ala alanine N Asn asparagine P Pro proline Q Gln glutamine R Arg arginine S Ser serine T Thr threonine V Val valine W Trp tryptophan Y Tyr tyrosine A Ala alanine C Cys cysteine D Asp aspartate E Glu glutamate F Phe phenylalanine G Gly glycine H His histidine I Ile isoleucine K Lys lysine L Leu leucine The twenty common amino acids that make up protein structure are the characters in the protein alphabet. Other amino acids are present in proteins, but most of these are modifications of the twenty common ones after the protein has been assembled. The fact that all living organisms use the same standard amino acids in protein synthesis is evidence that all species on Earth are descended from a common ancestor.

Aminouzren

Aminozuren

??? Waarom zijn er 20 verschillende aminozuren? Hoe kunnen die voor zoveel verschillende eiwitten zorgen?

BIOCHEMIE: Eiwitten Hoeveel niveaus zijn er te onderscheiden in eiwitstructuren?

Eiwitten De primaire structuur wordt gevormd door de polypeptide keten N-terminale zijde C-terminale zijde

Eiwitten Structuur functie relatie: 1 AZ is gemuteerd, dit heeft grote gevolgen voor de structuur en dus voor de functie

Eiwitten

Eiwitten Aan eiwitten kunnen covalent andere organische moleculen gebonden worden: Glycoproteïnen / geglycosyleerde eiwitten Nucleoproteïnen Lipoproteinen

EPO: geglycosileerd eiwit

Signaalsequenties Eiwitten die naar speciale locaties in de cel moeten (= alles behalve het cytoplasma) bevatten zogenaamde singaalsequenties of presequenties Dienen als ‘postcode’: ze vertellen de cel waar het eiwit naartoe moet Ze worden tijdens het transport proteolytisch afgesplitst

Signaalsequenties (voorbeeld)

Prosequenties Beaaplde eiwitten worden in een inactieve vorm (de pro-vorm) gesynthetiseerd Op de plek waar het eiwit actief moet worden, wordt de pro-sequentie proteolytisch afgekliefd