Funkcije proteinov. Transport/skladiščenje določenih molekul (ligandov, npr. Hb, Mb) Uravnavanje procesov (DNA-vezavni proteini) Oporna funkcija (strukturni proteini, npr keratini, kolagen ...) Kontraktilni proteini Membranski proteini, vključeni v transport molekul/ionov preko membrane - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Funkcije proteinov
• Transport/skladiščenje določenih molekul (ligandov, npr. Hb, Mb)
• Uravnavanje procesov (DNA-vezavni proteini) • Oporna funkcija (strukturni proteini, npr keratini, kolagen ...)• Kontraktilni proteini• Membranski proteini, vključeni v transport molekul/ionov
preko membrane• Proteini, vključeni v prenos signala (receptorji, G-proteini,
Procesi, ki uravnavajo koncentracijo proteina v celici
Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005
Nukleosom - osnovna enota kromatina evkariontske celice
•nukleosom, sestavljen iz histonov in prostega dela DNA (200 bp) •proteinsko jedro (8 histonov: 2 kopiji H2A, H2B, H3, H4) je ovito s segmentom DNA (~146 bp)
(a) nukleosome povezuje prosta DNA (b) slika nukleosomov z elektronsko mikroskopijo
Organizacija DNA v jedru evkariontske celice
Histoni – majhni bazični proteini v jedru
• V vseh evkariontskih celicah 5 različnih vrst - H1, H2, H3, H4, H5
• Histoni so dobro ohranjeni med različnimi vrstami (npr. izmed 102 ak H2 se med grahom in kravo razlikujeta le 2 ak)
• Mr od 11 000 do 21 000
• ~1/4 bazičnih ak Arg in Lys
• Različno stanje kromatina → histoni se posttranslacijsko modificirajo (metiliranje, ADP-riboziliranje, fosforiliranje, glikoziliranje, acetiliranje – spremeni se naboj, oblika ...) → modifikacija pogojuje trenutne zahteve glede izražanja genov
Vrste in lastnosti histonov
Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005
Spremembe na kromosomu (remodelling of chromosome) med procesom transkripcije
•Na mestu transkripcije pride do različnih sprememb v strukturi kromatina•Pozitivno uravnavanje je bolj pogosto kot negativno – aktivirajoči transkripcijski faktorji•Transkripcija in translacija sta prostorsko in časovno ločeni v evkariontski celici
Struktura DNA (Watson&Crick)
baze
fosfor
deoksiriboze inkisiki fosfatov
Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005
DNA-vezavni proteini omogočijo nastanek kompleksa, ki sproži transkripcijo
DNA-vezavni proteini(transaktivatorji)
Atomske skupine na molekuli DNA, ki so primerne za vezavo proteinov
A-T G-C T-A C-G
Donorska in akceptorska mesta za H-vezi v interakciji DNA-ligand
a
b
a, prikaz vodikovih vezi v baznih parov T-A in C-G v dvojni vijačnici DNAb, shema molekule DNA z atomi v veliki in v mali brazdi, ki lahko tvorijo vodikove vezi s proteini (npr. transkripcijskimi faktorji)
Prepisovanje/transkripcija z RNA-polimerazo
Mesta na DNA
regulatorni del strukturni gen•zaprt•odprt → izražanje gena/transkripcija
Navzgor / zgornje področje Navzdol / spodnje področje
Prepisovanje/transkripcija (sinteza RNA)
DNA-vezavni proteini pomagajo pri vezavi polimeraze RNA
Alosterični DNA-vezavni protein
Dimerizacija DNA-vezavnih proteinov
Po vezavi signale molekule na DNA-vezavni protein se le-ta konformacijskospremeni in dimerizira – odpre se njegovo vezavno mesto za DNA
Obratna ponovitev vezavnega mesta za protein
Dimerizacija transkripcijskega faktorja omogoča trdnejšo vezavo na DNA- stabilizacija proteinske molekule z dimerizacijo
Kombinacije DNA-vezavnih proteinov
3 različni vezavni proteini → 9 specifičnih vezavnih mest----------------------------------------------------------------------------------------------------------
homodimeri
heterodimeri
za
35 000-45 000 človeških genov znanih, od tega ~1000 transkripcijskih faktrojev
Strukturni vzorci DNA-vezavnih proteinov
DNA-vezavni proteini uravnavajo sintezo RNA
• več vrst DNA-vezavnih proteinov
• vežejo se na DNA na specifična regulatorna mesta (<10 nukleotidov) in s tem uravnavajo ekspresijo genov
• proteini se vežejo na DNA s šibkimi interakcijami
• vsebujejo nekaj značilnih supersekundarnih struktur:
Primer DNA-vezavnega proteina: vezava estrogenskega receptorja (dimera) na DNA
Zn prsti - evkariontski TFIII
Receptorji iz družine steroidnih receptorjevv človeškem telesu
Strukturni vzorci DNA proteinov
DNA-vezavni protein vijačnica-zavoj-vijačnica se prilega v veliko brazdo, ostale vijačnice pomagajo
ohranjati protein na pravem mestu na DNA
Vijačnica-zavoj-vijačnica (a) in tetramer heliks-obrat-heliks (b)
Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005
Model levcinske zadrge
•Ak zaporedje v levcinski zadrgi -Leu-(X)6-Leu-(X)6-Leu(X)6-Leu-•(vsaka 7. ak je levcin) •Leu povezan z Leu sosednje vijačnice - 2 prilegajoči se α-vijačnici•strukturo vzdržujejo hidrofobne interakcije
Pogled v prerezu
Pogled s strani
Model kompleska levcinske zadrge in DNA
Strukturni vzorci DNA proteinov
Model DNA vezavnega proteina heliks-zanka-heliks (dimer)