Funkcje biologiczne

Co to ECM?

macierz zewnątrzkomórkowa - kompleks różnych białek tworzących szkielet zapewniający utrzymanie kształtu i sprężystości tkanek

Co zawiera ECM?

1. PROTEOGLIKANY i GAG 2. BIAŁKA WŁÓKNISTE 1. KOLAGEN 2. ELASTYNA 3. FIBRONEKTYNA 4. FIBRYLINA 3. BIAŁKA NIEWŁÓKNISTE 1. LAMININA 2. ENTAKTYNA 3. TENASCYNA

Kolagen struktura I rz.

(Gly-X-Y), dużo proliny, glicyny, hydroksyproliny, hydroksylizyna(glikozylacja)

Kolagen struktura II rz

trzy łańcuchy skręcone w lewoskrętną helisę kolagenową (3,3 reszty), superskręcone prawoskrętnie (odporność na odwijanie przez rozciąganie)

Kolagen struktura III rz

podstawowa jednostka - tropokolagen, utrzymywana przez wiązania wodorowa,

Rodzaje kolagenu

tworzące włókna: I, II, III tworzące sieci: IV, VIII kolageny towarzyszące IX i XII

Biosynteza kolagenu

s

Dojrzewanie kolagenu

Utlenianie lizyny do formy aldehydowej - allizyna i kondensacja poprzeczna łańcuchów (aldolowa)

Po co są peptydy ekstensyjne (telopeptydy)?

Umożliwiają tworzenie superhelisy poprzez dużą ilość reszt cysteiny (bez udziału enzymów)

Czym różni się elastyna od kolagenu?

Umożliwia powrót komórki do stanu początkowego, mało hydroksyproliny, brak hydroksylizyny

Cytoszkielet funkcje

Ruch komórek, podział komórkowy, apoptoza, transport wewmętrzny

Filamenty aktynowe (mikrofilamenty)

zbudowane z aktyny globularnej (G), po połączeniu jest to już aktyna fibrylarna (F) i z białek wiążących aktynę (ABP), które umożliwiają polimeryzację(zależną od ATP), depolimeryzację, stabilizację, usieciowanie, łączenie ze strukturami

Mikrotubule

zbudowane z alfa i beta-tubuliny, a centra polimeryzacji to gamma-tubulina, w przekroju poprzecznym mają 13 protofilamentów, polimeryzacja opiera się na czapeczce-GTP

Filamenty pośrednie

keratyny, laminy jądrowe, desminy, wimentyny, perferyny i neurofilamenty

Cechy białek globularnych

dobrze rozpuszczalne, zwarta struktura, stabilizujące oddziaływania hydrofobowe i hydrofilowe

Łańcuchy hemoglobiny i mioglobiny

mioglobina ma jeden łańcuch alfa, a hemoglobina cztery 2x alfa i 2x beta

Wiązanie tlenu przez mioglobinę

żelazo 2+ w hemie, histydyna proksymalna - związana z hemem i histydyna dystalna wiążąca O2

Dlaczego hemoglobina jest rozwiązaniem systemowym?

Ze względu na kooperatywne wiązanie i uwalnianie tlenu (pozwala dostarczać więcej tlenu) co związane jest z sigmoidalnym wykresem powinowactwa do tlenu, oraz hemoglobina ma możliwość wiązania dwutlenku węgla

Wiazanie tlenu w hemoglobinie

Po związaniu podjednostki przesuwają się względem siebie co powoduje przejście do stanu R (relaxed) - wcześniej nieutlenowana jest T. Forma R ma większe powinowactwo innych hemów do związania tlenu

Modele wiązania kooperatywnego

model jednoprzejściowy - wszystko w R(wiązanie tlenu) lub wszystko w T(dysocjacja), model sekwencyjny - po kolei każdy hem

Allosteryczne regulacje wiązania hemoglobiny

2,3-bisfosfoglicerynian - stabilizuje formę T hemoglobiny, produkt glikolizy, spadek pH zmniejsza powinowactwo, obecność CO2 przekształcany do karbaminianu co powoduje przejście do stanu T

Hemoglobina płodowa

zawiera 2x alfa i 2x gamma, nie wiąże 2,3-BPG, ma większe powinowactwo do tlenu

Hemoglobina w leczeniu cukrzycy

HbA1c - jest glikozylowana nieenzymatycznie i jej duże stężenie jest w dużym stężeniu cukru

Cechy centrum aktywnego enzymu

trójwymiarowa szczelina odosobniona od środowiska, zajmuje stosunkowo małą objętość enzymu, wiąże substrat przez bardzo wiele słabych oddziaływań, precyzyjne dopasowanie atomów, kształt może się zmieniać

Aminokwasy w centrum aktywnym

kontaktowe: wiążące substrat, katalityczne pomocnicze: właściwie orientują substrat

Teorię oddziaływania substrat-enzym

model klucza i zamka, indukowanego dopasowania, teoria odkształcenia substratu

Rodzaje katalizy

kowalencyjna(cysteina, seryna, histydyna), kwasowo-zasadowa(specyficzna-tylko H3O lub OH, ogólną), poprzez odkształcenie wiązania(by strain)

Jak enzymy zmniejszają energię aktywacji

stabilizacja stanu przejściowego, likwidacja niekorzystnych oddziaływań ze srodowiskiem, alternatywny szlak przejścia, zmniejszanie entropii

Km, kkat, Vmax

stała michaelisa...

Linearyzacja Lineweavera-Burke

y=1/v x=1/s

Rodzaje inhibicji

nieodwracalna, odwracalna: kompetencyjna(rośnie Km), niekompetencyjna(rośnie Vmax), akompetencyjna(łączy się tylko do kompleksu ES, zmniejsza Km i Vmax), mieszana

Allosteria

zmiana powinowactwa chemicznego białka do wiązanych cząsteczek poprzez zmianę jego struktury przestrzennej

Enzymy allosteryczne

często składają się z wielu jednostek, miejsce wiązania efektorów jest inne niż wiązanie substratu, nie działają zgodnie z Michaelisa tylko mają wykres sinusoidalny

Izoenzymy

różnią się sekwencją aminokwasową, katalizują tę samą reakcję, pozwalają modulować metabolizm

Kontrola aktywności enzymatycznej

zmiana tempa degradacji, regulacja ekspresji, modyfikacje kowalencyjne, allosteria, inhibicja

3 Etapy sygnalizacji komórkowej

1. Odebranie sygnału 2. Przekazanie sygnału 3. Odpowiedź komórki

Rodzaje sygnalizacji komórkowej

1. Bespośrednia-jukstakrynna. 2. Z udziałem cząsteczek: a) endokrynna, neuronalna-daleka b) parakrynna i autokrynna - miejscowa

Rodzaje efektów sygnalizacyjnych

1. Szybki zmiana w funkcji białek już istniejących. 2. wolny - zmiana ekspresji genów

Rodzaje ligandów

Hydrofilowe - zewnątrzkomórkowe, hydrofobowe - wewnątrzkomórkowe

Funkcje kaskad sygnalizacyjnych

przekazywanie, wzmocnienie(amplifikacja), integracja, rozprowadzenie i sprzężenie zwrotne

Przełączniki molekularne

fosforylacja i białka wiążące GTP (białka G i monomeryczne białka G)

Regulacja transdukcji sygnału

Na poziomie ścieżek - amplifikacja, specyficzność, terminacja, tworzenie kompleksów sygnalizacyjnych. Na poziomie białek: regulacja syntezy, aktywności, degradacji, cięcia proteolityczne, lokalizacja białek

Tworzenie kompleksów sygnalizacyjnych

1. przy aktywnym receptorze (p-Tyr) 2. oddziaływania z białkiem rusztowania (scaffold protein) 3. dokowanie do reszt fosfoinozytolowych w błonie

Wyłączenie sygnailzacji

1. Zmniejszenie stężenia ligandu. 2. Sekwestracja receptora. 3. Degradacja receptora. 4. Inaktywacja receptora. 5. Inaktywacja białka w kaskadzie 6. Negatywne sprzężenie zwrotne 7. Krzożowa inhibicja różnych szlaków

Rodzaje receptorów błonowych

1. jonotropowe - kanały jonowe 2. metabotropowe - współpracują z białkami G 3. o aktywności katalitycznej

Charakterystyczne domeny umożliwiające oddziaływania - tworzące kompleks sygnalizacyjny

SH2 - rozpoznanie pTyr SH3 - rozpoznanie domen bogatych w Pro PH - interakcja białkowo-lipidowe PTB - rozpoznanie pTyr po B-turn

Kinazy rodzaje

białkowa kinaza A (zależna od cAMP), białkowa kinaza C (zależna od Ca), receptory o aktywności kinaz tyrozynowych, kinazy serynowo-treoninowe, kinazy fosfatydyloinozytoli, fosfolipazy

Przykłady receptorów jonotropowych

receptory waniloidowe - wrażliwe na temperaturę, receptor acetylocholiny, receptory PIEZO - wrażliwe na dotyk

Receptory metabotropowe, serpentynowe

połączone z białkami G, przechodzą 7 razy przez błonę komórkową

Najważniejsze enzymy docelowe dla białek G

cyklaza adenylowa, fosfolipaza C

Kaskada zainicjowana przez światło

aktywacja białka G, fosfodiesteraza, produkcja GMP

Aktywacja fosfolipazy C prowadzi do

DAG (aktywującego kinazę białkową c) oraz IP3 aktywujące kanały Ca

RTK (receptory o aktywności kinazy tyrozynowej) mogą aktywować następujące szlaki

Fosfolipazę C, kaskadę kinaz MAP, szlak PI

Co zostaje fosforylozowane w szlaku JAK/STAT

Kinaza tyrozynowa JAK fosforyluję STAT(który jest jednocześnie czynnikiem transkrypcji)

Grubość błony biologicznej wynosi

6nm

Jeżeli dwukrotnie spadnie potencjał na błonie mitochondrialnej to syntaza ATP będzie

hydrolizować ATP

Białko Ras jest

monomerycznym białkiem G, aktywnym z GTP

Wtórnym przekaźnikiem jest

cAMP, cGMP, DAG, IP3

Najbardziej rozpowszechniona rodzinna receptorów

metabotropowe, serpentynowe