Post on 03-Feb-2016
Curs • Rolul şi structura aminoacizilor• Ionizarea aminoacizilor în soluţie apoasă • pH izoelectric• Proprietăţile aa date de radicalii R• Peptide• Clasificare proteine
Aminoacizi
• Rolul aa-intră în structura proteinelor-sunt sursă primară de azot pentru ţesuturi-din aa se obţin: purine, pirimidine hem hormoni neurotransmiţători (GABA)peptide biologic activeamine (histamina)
• Din ~ 300 de aa care se află în natură:
– 21 aa naturali sunt proteinogeni,
specificaţi prin codul genetic
☺dintre care 9 aa sunt esenţiali (organismul nu îi
sintetizează)
Structura aa proteinogeni
• Formula generală:
– 21 aa
– Un iminoacid (prolina)
R CH COOH
NH2
H2C
H2N+
CH2CH2
CH
COO-
Aminoacizi alifatici
• Glicina Gly (G) Nepolar
• Alanina Ala (A) Nepolar
• Valina Val (V) Nepolar
• Leucina Leu (L) Nepolar
• Izoleucina Ile (I) Nepolar
H CH COO-
NH3+
CH3 CH COO-
NH3+
CH CH COO-
NH3+
H3C
CH3
CH2CH COO
-
NH3+
CH
CH3
H3C
CH CH COO-
NH3+
CH2H3C
CH3
Aminoacizi aromatici
• Fenilalanina Phe (F)
Nepolar
• Tirozina Tyr (Y)
Polar neâncărcat
• Triptofan Trp (W)
• Nepolar
CH2 CH COO-
NH3+
HO
NH
CH2 CH COO-
NH3+
CH2 CH COO-
NH3+
Aminoacizi cu grupări hidroxil
• Serina Ser (S)
Polar neâncarcat
• Treonina Thr (T)
Polar neâncărcat
CH2 CH COO-
NH3+
HO
CH CH COO-
NH3+
H3C
OH
Aminoacizii dicarboxilici
• Aspartat (Acid aspartic) Asp (D)
Polar încărcat negativ
Glutamat (Acid glutamic)Glu (E)
Polar încărcat negativ
CH2 CH COO-
NH3+
O-OC
CH2 CH COO-
NH3+
CH2O-OC
Amidele aminoacizilor dicarboxilici
• Asparagina Asn (N) Polar neâncărcat
• Glutamina Gln (Q) Polar neâncărcat
CH2 CH COO-
NH3+
C
O
H2N
CH2 CH COO-
NH3+
CH2C
O
H2N
Aminoacizi bazici
• Lizina Lys (K) Polar încărcat pozitiv
• Arginina Arg (R) Polar încărcat pozitiv
• Histidina His (H) Polar încărcat pozitiv
CH2 CH COO-
NH3+
CH2CH2H2C
NH3+
(CH2)3 CH COO-
NH3+
NHCH2N
NH2+
HN+
NH
CH2 CH COO-
NH3+
Aminoacizi conţinând sulf
• Cisteina Cys (C) Polar neâncărcat
• Metionina Met (M) Nepolar
CH2 CH COO-
NH3+
CH2S
CH3
CH2 CH COO-
NH3+
HS
CH2 CH COO-
NH3+
HSe
• Selenocisteina
Iminoacizi
• Prolina Pro (P) Nepolar
H2C
H2N+
CH2CH2
CH
COO-
Aminoacizii esenţiali(nu se sintetizează în organism)
• valina • leucina • Izoleucina• lizina• metionina• treonina• fenilalanina• triptofanul şi histidina
se procură din alimente
Activitatea optică a aminoacizilor
• Cu excepţia glicinei toţi aminoacizii naturali sunt optic activi
R CH COO-
NH3+
H C
COO-
R
NH3+ HC
COO-
R
H3N+
D-aminoacid L-aminoacid
-în structura proteinelor sunt
L--aminoacizi
• Treonina şi izoleucina au un carbon
asimetric adiţional, atomul C.
CH CH COO-
NH3+
H3C
OH
CH CH COO-
NH3+
CH2H3C
CH3
• Ionizarea aminoacizilor în soluţie apoasă
• pH izoelectric
• Proprietăţile aa date de radicalii R
• Peptide
• Clasificare proteine
R CH COOH
NH2
Ionizarea aminoacizilor în soluţie apoasă
• În funcţie de pH-ul mediului aa pot avea: sarcină +, - sau zero.
La pH=7,4 sânge şi 7,1 mediu intracelular
COO-
COOH acid baza conjugatã+ H+
- H+
NH3+
NH2 bazã acidul conjugat
+ H+
- H+
R CH COOH
NH2
R CH COO-
NH3+
Amfiion (ion bipolar)
• pKa = - log Ka
-COOH din are pKa ~ 2
pKa~10
-COOH din radical are pKa ~ 4
are pKa ~ 11
alfadin 3 NH
radicaldin 3 NH
Aminoacid pK1 pK2 pKR PI
1. Glicocol 2,34 9,60 5,97
2. Alanina 2,35 9,69 6,02
3. Valina 2,32 9,62 5,97
4. Leucina 2,36 9,60 5,98
5. Izoleucina 2,36 9,68 6,02
6. Fenilalanina 1,83 9,13 5,98
7. Prolina 1,99 10,60 6,10
8. Triptofan 2,38 9,38 5,88
9. Serina 2,21 9,15 5,68
10.Treonina 2,63 10,43 6,53
11.Tirozina 2,20 9,11 10,07 5,65
12.Cisteina 1,71 10,78 8,33 5,02
13.Metionina 2,28 9,21 5,75
14.Asparagina 2,02 8,80 5,41
15.Glutamina 2,17 9,13 5,65
16.Acid aspartic 2,09 9,82 3,86 2,97
17.Acid glutamic 2,19 9,67 4,25 3,22
18.Histidina 1,82 9,17 6,00 7,58
19.Lizina 2,18 8,95 10,53 9,74
20.Arginina 2,17 9,04 12,48 10,76
• Aminoacizii au rol de sistem tampon
– au grpare cu caracter acid
– au grupare cu caracter bazic
pH izoelectric
• pI = pH la care încărcarea electrică a aa este zero; – (sarcina + este egală cu sarcina -) şi – aa nu migrează în câmp electric.
• La pI solubilitatea aa este minimă
• pH izoelectric
important pentru
separarea aa prin electroforeză
Calculul pI
• Se face semisuma valorilor pKa ale grupărilor care
generează amfiionul fără sarcină netă:☺aa monoamino-monocarboxilici
Pentru Ala pI:
CH
R
COOHH3N+ CH
R
COO-
H3N+ CH
R
COO-
H2N
02,62
69,935,22
pKpKpI 21
aa monoamino dicarboxilici
• acidul glutamic în funcţie de pH-ul soluţiei
• Aminoacizii dicarboxilici Asp şi Glu au pI la valori net acide (2,97 şi respective 3,2).
• La pH fiziologic resturile acestor aa vor avea o sarcină netă (-).
COOH
CH2
CH2
HC
COOH
NH3+ - H+ - H+ - H+
COOH
CH2
CH2
HC
COO-
NH3+
COO-
CH2
CH2
HC
COO-
NH3+
COO-
CH2
CH2
HC
COO-
NH2
22,32
25,419,22
pKpKpI R1
aa diaminomonocarboxilici
• Lizina
• pI se calculează astfel:
NH3+H2C
(CH2)3
HC
COOH
NH3+ - H+ - H+ - H+
NH3+H2C
(CH2)3
HC
COO-
NH3+
NH3+H2C
(CH2)3
HC
COO-
NH2
NH2H2C
(CH2)3
HC
COO-
NH2
74,92
53,1095,8
2
pKpKpI R2
Arginina are caracter bazic prin gruparea guanidinică:
• Histidina prezintă caracter bazic determinat de nucleul heterociclic al imidazolului:
• Bazicitatea acestei grupări este mai redusă (pK=6,00) şi pI este situat la valori apropiate de pH-ul fiziologic.
R NH C NH2
NH+ H+
- H+R NH C NH2
NH2+
ion guanidinium
+ H+
- H+
N
NH
HN+
NH
La pH fiziologic
• resturile aspartil şi glutamil au sarcina net negativă
• resturile lizil, histidil şi arginil au sarcina pozitivă.
Aminoacizi derivaţi
CH2 CH COO-
NH3+
CH2CHH2C
OHH3N+
H2C
H2N+
CH2CH
CH
COO-
OH4-hidroxi prolinã
5-hidroxi lizinã
CH2 CH COO-
NH3+
CH2CH2
H3N+
Ornitinã
CH2 CH COO-
NH3+
CHO-OC
COO-
Acid carboxi glutamic
• Proprietãţile aa date de:– grupãrile –COOH
– grupãrile –NH2
– grupãrile din radicalii R
R CH COOH
NH2
Proprietăţile aa date de radicalii R
• Legăturile necovalente dintre radicalii R:
-legăturile de hidrogen sunt interacţii electrostatice între atomii de hidrogen legaţi covalent la un atom puternic electronegativ (O sau N) şi electronii neparticipanţi ai unui atom electronegativ dintr-o moleculă vecină.
X
donor de hidrogen Acceptor de hidrogen
O H
N H
O H
O C
O H O C
N H N
Interacţiuni electrostatice
• asociaţii între perechi de ioni, legături
saline (ex. între un rest de Arg sau Lys şi
Glu);
COO- +H3N
• Interacţiunile hidrofobe
grupările nepolare se asociază reducându-se la minimum contactul lor cu apa
• Radicalii aminoacizilor pot fi polari sau nepolari.
Peptide
Peptide
• Produşi de policondensare a aa
• Legătura peptidică se formează prin eliminare de
H2O între 2 aa
CH2 CH3N+
N CH2
O
H
COO-
Legãtura peptidicã
Glicil-glicinã
• legătura peptidică are caracter parţial de
dublă legătură (Pauling şi Corey)
O
C N
H
R
CC
C
N
O
H
H
Planul legãturii amidice
Radicalii aminoacizilor
C
Diversitatea peptidelor
☼ dată de modul de combinare a celor 20 aa
• Dipeptide (simple sau mixte)• Trei aa formează 6 tripeptide• Polipeptide
• Peptidele încep cu capătul N-terminal.• Peptidele sunt derivaţi acilaţi ai aa C-terminal
Capãtul N-terminal Capãtul C-terminal
H3N+
CH
R1
CO NH CH
R2
CO NH CH
R3
CO HN CH
R4
CO NH CH
R5
CO NH CH
R6
COO-
Glutationul ( -glutamil-cisteinil-glicină)
HOOC CH
NH2
CH2 CH2 CO NH CH CO NH CH2 COOH
CH2
SH
Roluri: ►tampon redox:
- 2 H+
+ 2 H+
G SH G S S G2
forma redusã forma oxidatã
►agent reducător intracelular
menţine grupările –SH din centrul activ al
enzimelor în forma lor redusă:
Enz-S-S-R + G-SH Enz-SH + G-S-S-R
► descompune H2O2 şi peroxizii lipidici (L-
OOH) protejând membranele celulare de
acţiunea oxidantă a acestora:
L-OOH + 2G-SH L-OH + HOH + G-S-S-G
►transformă MetHb în Hb:
Met Hb (Fe3+) + 2G-SH Hb (Fe2+) + G-S-S-G + 2H+
►Inactivează insulina prin desfacerea
legăturilor de sulf din molecula acesteia;
►Participă la neutralizarea xenobioticelor:
R + G-SH R-S-G unde
R=xenobiotic (anumite medicamente şi
carcinogene).
►Transportă aminoacizii de-a lungul membranelor,
din spaţiul extracelular în citosol.
☺Glutationul este un indicator sensibil
al funcţionalităţii celulelor
Rolul peptidelor • roluri reglatoare, la nivelul creierului în procesele de:
– Memorie– Durere– Somn
Din proopiomelanocortină (POMC), polipeptid cu ~ 285 aa
– sintetizat în lobul anterior şi intermediar al hipofizei
• se formează , , - endorfine şi Met-
encefalină.
precursor PRE Proopiomelanocortinã (~285 aa)
gena se exprimã în lobul anterior si intermediar din adenohipofizã
procesare în adenohipofizã
POMC (1-134)
ACTH (1-39) -LPH (42-134)
-MSH (1-13) CLIP (18-39) -LPH (42-101) endorfina (104-134)
-MSH (84-101) -endorfina (104-118)
-endorfina (104-117)
Endorfinele sunt neuropeptide
cu acţiuni asemănătoare cu ale
Morfinei• principiu activ extras din opiu, • compus cu acţiune analgezică şi euforică
• Primele opioide descoperite au fost cele două
pentapeptide numite encefaline secretate de
celulele cromafine din medulosuprarenală.
H3N+
Thr Gly Gly Phe Met COO-
H3N+
Thr Gly Gly Phe Leu COO-
Endorfinele• se leagă la terminaţiile nervoase din creier care transmit semnalele
durerii, şi blochează activitatea neuronală, alinând durerea.
• Morfina ca şi alte opiacee nu sunt peptide. Structura lor este însă
similară cu a altor opioide care se leagă de terminaţiile nervoase din
creier.
O
N
OR
OR`
H3CR=H R`=H morfinã
R=H R`=-CH3 codeinã
R=Acetil R`=Acetil heroinã
• Endorfinelesunt produse de către creier ca răspuns la o
varietate de stimuli
– reduc stresul
– scad senzaţia de durere
– crează euforie
eliberează hormonii sexuali şi
îmbunătăţesc sistemul imunitar
Care este diferenţa dintre morfină şi codeină şi
endorfine ??
endorfinele nu creiază dependenţă
Cine stimulează producerea de
endorfine ???
• exercitiile fizice repetate şi prelungite
• stresul şi durerea sunt cei mai întalniţi factori
care duc la eliberarea de endorfine.
• anumite mâncăruri, precum ciocolata şi ardeii
iuţi
• acupunctura, terapia prin masaj, sexul
– producerea de endorfine
variaza de la o persoana la alta �
Peptide cu rol hormonal • bradikinina agent hipotensiv
• angiotensina II stimulează secreţia de aldosteron este agent hipertensiv.
• Vasopresina este antidiuretic.
• Somatostatina sintetizată în hipotalamus şi în pancreas reglează eliberarea glucagonului.
• Glucagonul este hormon produs de pancreas cu rol în reglarea glicemiei.
OXITOCINASe secreta in
momentele in care ne gandim la cineva drag si are numeroase efecte viscerale.
Poate influenta pana si stadiile de somn, de aceea iubitii se viseaza frecvent
ADH-VASOPRESINACreaza stari de
beatitudine si extaz, fiind secretat in cantitati mai mari in imbratisari sau sub influenta feromonilor.
Importanţa comercială a peptidelor
• aspartamul (L-aspartil L-fenilalanil-1-metil ester) este un îndulcitor artificial de 160 de ori mai dulce ca zaharoza
• Indivizii care nu pot metaboliza fenilalanina au intoleranţă la acest îndulcitor.
H3N+
CH CO NH CH CO OCH3
CH2
COO-
CH2
L-aspartil-L-fenilalanin-1-metil ester
Curs 6 10.11.2014
Clasificarea proteinelor
Structurã
Proteine
Compuşi macromoleculari
Sunt 1010 – 1012 tipuri de proteine în lumea vie
☻După compoziţia chimică
proteinele simple formate numai din aa (lizozimul, ribonucleaza).
proteinele conjugate conţin grupări adiţionale (prostetice)
–hem (hemoglobina, mioglobina, citocromii, catalaza);
–coenzime provenite din vitamine (succinat dehidrogenaza,
transaminazele, lactat dehidrogenaza);
–metale (feritina, ceruloplasmina);
–acizi nucleici (ribozomii, nucleozomii);
–lipide (chilomicroni, VLDL, LDL, HDL);
–glucide (imunoglobulinele, colagen).
Clasificarea proteinelor după mărime şi
formă • Proteine globulare
uşor solubile în apă
intracelulare: hemoglobina, mioglobina, imunoglobulinele,
• Proteine fibrilare
insolubile în apă
extracelulare, cu roluri de susţinere: collagen, cheratină, miozină,
elastină.
Clasificarea proteinelor după rol
• structural: colagenul, elastina, keratina;
• catalitic (enzime): tripsina, chimotripsina, revers transcriptaza;
• apărare: imunoglobulinele , interferonii
• hormonal: insulina, glucagonul, parathormonul;
• transport:
- albuminele serice (transportă cationi, vitamine, metaboliţi)
-hemoglobina (transportă oxigen)
-transferina (transportă fier)
Structura proteinelor
• Organizare structurală:
-structura primară;
-secundară;
-terţiară;
-cuaternară
a).Structura primarã
b).Structurã secundarã
c).Structura tertiarã
d).Structura cuaternarã
-foaie pliatã
Aminoacid
Legãturã
Legãturi de hidrogen-helix
Lasou
peptidicã
Structura primară a proteinelor sau structura covalentă
• Structura primară precizează:
-tipul;
-cantitatea;
-secvenţa aa din moleculă
H3N+ CH
R1
C N CH
R2
C N CH
R3
C
O
H
O
O
H
• F. Sanger 1953 structura insulinei
• Secvenţa aa din proteine este determinată
genetic
-fiecare aa proteinogen este codificat de una
sau mai multe secvenţe de trei nucleotide
numite codoni.
• Este important să ştim structura
primară a proteinelor ???
• Determinarea secvenţei de aa este importantă
pentru:
a. patologia moleculară
anemia falciformă rezultă din înlocuirea
• Glu din poziţia 6 a lanţului al Hb cu
Val
b.determinarea structurii tridimensionale
Structura tridimensională a moleculelor proteice
• se realizează structura cu energia
minimă determinată de interacţii
necovalente
• Mioglobina şi hemoglobina au fost primele
proteine pentru care s-a stabilit structura
tridimensională prin difracţie cu raze X
• In 1962 Perutz şi Kendrew au primit premiul
Nobel pentru această realizare
• Sunt reprezentate zonele de helix şi
gruparea prostetică numită Hem
• Cine determină realizarea structurii
secundare şi terţiare a proteinelor ???
-axul catenei polipeptidice şi cele
-20 de tipuri de radicali legaţi la C
☺Structura secundară a proteinelor se referă la
aranjamentul spaţial al axului catenei polipeptidice
H3N+ CH
R1
C N CH
R2
C N CH
R3
C
O
H
O
O
H
• Care este conformaţia cea mai stabilă ?
– cea în care se realizează cel mai mare
număr de punţi de hidrogen între
grupările –NH- şi –CO- care aparţin
diferitelor grupări peptidice.N H CO
Paquling şi Corey
au postulat 2 structuri secundare:
-elicea şi
structura
• Structura -helix
lanţul din L-aa se răsuceşte în jurul
unui ax, la nivelul legăturilor simple;
grupările –CO- şi –NH-
devin adiacente stereochimic
şi formeză punţi de hidrogen.
HN
N
C
CC
C
C
C
C
N
N
N
N
N
N N
OO
O
OO
O
OH
O
H
H
H
H
Caracteristicile helixului
–elice dreaptă;
–distanţa între 2 aa pe verticală este 0,15 nm;
–pasul elicei, este de 0,54 nm şi cuprinde 3,6 aa per pas;
–diametrul elicei este de 1,01 nm;
–radicalii R ai tuturor aa sunt orientaţi spre exteriorul -helixului
RR
R
RR
R
R
R
Atomii Cai resturilor
consecutiveaminoacidice
a)
b)
Catena polipeptidicã
0.54 nm
3,6 aminoacizi per tur
Structura se află la proteinele fibrilare şi globulare
• Mioglobina, proteină globulară, conţine 75% structură
• Keratina, proteina fibrilară, conţine aproape 100% structură
Structura foaie pliată
• Toate legăturile peptidice componente sunt implicate în legături de hidrogen care sunt perpendiculare pe axul
catenei. ☺Structura , se referă la legăturile de hidrogen dintre punţile peptidice din cadrul aceluiaşi lanţ polipeptidic
☺Structura se referă la legăturile de hidrogen dintre punţile peptidice, care fac parte din lanţuri polipeptidice diferite.
Tipuri de structuri
• structură cu lanţuri antiparalele
N
N
N
N
N
H R
O
O
O
O
H RR
H R
H R
H
O
N
N
N
N
O
O
O
O
N
O
R H
R H
R H
R H
R H
☻Structură cu lanţuri paralele
N
N
N
N
N
H R
O
O
O
O
H RR
H R
H R
H
O
N
N
N
N
O
O
O
O
N
O
H
RH
RH
RH
RH
R
Structura “ac de păr sau -turn”
• prolina şi glicina sunt aminoacizii cei mai răspîndiţi în
cadrul acestei structuri
H2N
HOOC
• Structura este în proporţie de ~100% în fibroina din mătase;
• Structurile conţin între 2-12 catene polipeptidice;
• Fiecare catenă conţine până la 15 resturi aa.
Structura proteinelor fibrilare
• keratina, miozina, colagenul, elastina
☺Keratina se află în păr, unghii, piele
La mamifere:
♦ keratinele au structură în
proporţie de ~ 100%
♦ se află cca. 30 variante de
keratină în funcţie de ţesut
Structura primară
-au un conţinut ridicat de Cys
-fiecare lanţ peptidic conţine 7 aa care se repetă
-în poziţiile a şi d predomină resturi nepolare
-pasul elicei în -helix este 0,51 nm
Structura secundară
dimer protofilament protofibrile microfibrile
macrofibrile
~450
A.P
rotofibrilã
a) Dimer b) Protofilament c)MicrofibrilãCapete
N-terminale
Capete C-terminale
Proprietăţile keratinelor• Keratinele pot fi:
- cu conţinut ridicat în sulf “hard”;
- cu conţinut scăzut în sulf “soft”
• Legăturile disulfurice pot fi rupte prin reducere cu mercaptani.
• Tratarea părului cu un agent oxidant restabileşte legăturile de sulf într-o conformaţie nouă
Colagenul.
• este cea mai abundentă proteină fibroasă
(~25% din masa proteinelor organismului uman)
• este componentul major al ţesutului conjunctiv din oase, dinţi cartilagii,
tendoane, cornee şi din matricea fibroasă a pielii şi vaselor de sânge.
• reprezintă 90% din matricea organică a osului
• prezintă rezistenţă la tracţiune
• păstrează integritatea ţesuturilor în constituţia cărora intră.
• Structura primară: (X – Y - Gly)n
– glicina (33%) – prolina (10%) – hidroxiprolina şi hidroxilizina doi aminoacizi atipici (proporţie mică)– nu conţine cisteină
• prolilhidroxilaza şi respectiv lizilhidroxilaza în prezenţa
– O2, a ionilor Fe2+ şi a vitaminei C catalizează hidroxilarea prolinei şi
lizinei
• Deficienţa vitaminei C afectează hidroxilarea şi, prin urmare,
obţinerea unui colagen normal.
Structura secundară
• trei lanţuri polipeptidice
fiecare formând câte o elice cu răsucire spre stânga,
se înfăşoară unul în jurul celuilalt
rezultând un triplu helix (tropocolagen)
cu răsucire spre dreapta
• pasul elicei din lanţurile este 9,3 Å (din cauza prolinei)
• pasul triplei elice este de ~28 Å
• moleculele de tropocolagen se asociază formând microfibrile
Secventa de aminoacizi - Gly - X - Y - Gly - X - Y -Gly - X - Y -
-helix
Triplu helix
Tropocolagen
Fibrila de colagen
Fibra de colagen
• microfibrilele sunt stabilizate prin legături covalente încrucişate la care participă resturile de Lys şi His
• numărul legăturilor încrucişate creşte cu vârsta
• microfibrilele se dispun în mod deosebit în diverse organe
• La mamifere:– 19 varietăţi de colagen– 30 lanţuri distincte genetic– cel mai răspândit este colagenul de tip I
[1 (I)]2 . 2(I)
• Colagenul, odată format, este relativ stabil metabolic;
Reinoire 6 luni piele, 2 luni muschi, 1 luna ficat
• Degradarea colagenului este crescută în foame şi în diferite
stări inflamatorii, enzime colagenaze
• Producerea excesivă de colagen are loc în ciroza hepatică
• Elastina este cea mai importantă proteină din ţesuturile care necesită elasticitate
(plămân, artere, unele ligamente elastice).
masiv in aorta
• Spre deosebire de colagen:
– nu conţine hidroxilizină; conţine ~30% Glicină, ~10% Prolină, mulţi aa
nepolari şi o proporţie foarte mică de hidroxiprolină
– nu conţine:
» unitatea repetitivă –(Gly-X-Y)-
» triplul helix
» carbohidraţi
– Este o singură varietate genetică de elastină;
– Se sintetizează în fibroblaşti sub formă de tropoelastină în
care câteva resturi de prolină sunt hidroxilate la
hidroxiprolină
– După secreţie în mediul extracelular formează agregate
• insolubile
• extrem de stabile
• cu un turnover lent
• O scădere a cantităţii de elastină se
înregistrează în emfizemul pulmonar
• Enzima elastaza
• Fibronectinele, o familie de glicoproteine care se află în
matrixul extracelular şi în plasmă
– sunt dimeri (250 kDa) uniţi prin punţi disulfurice;
– au rol:
• în interacţiile dintre celule şi membranele bazale sau
între diverşi componenţi ai matricei extracelulare şi celule
• în embriogeneză
• în menţinerea integrităţii ţesuturilor
• în hemostază
• Fibronectinele stabilesc legături cu alte proteine
conectând:
– proteine extracelulare (colagen, laminină)
– mucopolizaharide (proteoglicani)
– receptori membranari (integrine)
– proteine intracelulare care formează citoscheletul
(actină, vinculină)
Structuri supersecundare• In structura proteinelor globulare se combină
elemente de structură secundară
-helix
-foaie pliată
secvenţe nerepetitive
Unitate Greek key -meander -barell
• Resturile prolil, împiedică răsucirea elicoidală a
lanţurilor polipeptidice
• Resturile glicil, conferă lanţurilor polipeptidice
flexibilitate
• structuri de forma literei Ω, formate din 6 până la 16
resturi aminoacidice au rol în procesele biologice de
recunoaştere.
Structura terţiară a proteinelor
• descrie împachetarea lnţului polipeptidic ca urmare
a interacţiunilor necovalente dintre radicalii R de la
C
• este dictată de structura primară
a).Structura primarã
b).Structurã secundarã
c).Structura tertiarã
d).Structura cuaternarã
-foaie pliatã
Aminoacid
Legãturã
Legãturi de hidrogen-helix
Lasou
peptidicã
Tipuri de legături necovalente dintre radicalii R
ai aa • Legături ionice
- între radicalii cu sarcină negativă (din Asp, Glu)
-radicalii cu sarcină pozitivă ( din Lys şi Arg):
CO
CH
NH
CH2 COO-
CO
CH
NH
(CH2)4H3N+
Aspartil Lizil
Punţi de hidrogen
• între radicalii cu grupări:
-alcoolice (din Ser, Thr)
-fenolice (din Tyr)
-amidice (din Gln şi Asn):
CO
CH
NH
CH2 OH
CO
CH
NH
CH2O
H
Seril Seril
Interacţiuni hidrofobe
• între resturile aa nepolari ca Val, Leu, Ile, Phe, Ala:
CO
CH
NH
CH3
Alanil Valil
CO
CH
NH
CH
H3C
H3C
Legături disulfurice
• Între resturi de Cys
CO
CH
NH
CH2 S S
CO
CH
NH
CH2
Cisteinil Cisteinil
Curs 7
• Structura cuaternarã a proteinelor
• Hemoproteine
– Mioglobina
– Hemoglobina; citocromii
– Proteine plasmatice
• serumalbumine
globuline
Etape în împãturirea proteinei
Localizarea radicalilor în structura tridimensională a
proteinelor în funcţie de polaritatea lor
• Radicalii nepolari de la Val, Leu, Ile, Met şi Phe ocupă în cea mai mare parte interiorul proteinei, fiind lipsiţi de contactul cu apa
• Radicalii polari, cu sarcină electrică de la Arg, His, Lys, Asp şi Glu sunt de obicei localizaţi la suprafaţa proteinei în contact cu apa.
• Grupările polare neîncărcate electric de la Ser, Thr, Asn, Gln şi Tyr sunt de obicei la suprafaţa proteinei dar se pot localiza şi în interiorul moleculei.
• Titina = conectina codificată de gena TTN (363
exoni)
• Este o proteină gigant (varianta umană conţine
34.350 amino acizi), Metionină-------Izoleucină
• responsabilă de elasticitatea musculaturii striate –
funcţionează ca un arc molecular
• it serves as an adhesion template for the assembly
of contractile machinery in muscle cells
Mioglobina
• proteină globulară • se află în muşchi • rezervor tisular de oxigen.
☻conţine o parte proteică numită globină şi o grupare neproteică denumită hem.
Hem
• 75% din lanţul polipeptidic formează -helix
• Lanţul polipeptidic cuprinde 8 segmente elicoidale (denumite A, B, C, ….H)
• Prolina se află în 4 puncte de terminare a elicelor
F
HA
EG
B
C
D
• Neuroglobina-a fost identificată în anul 2000 ca proteină implicată în homeostazia celulară a oxigenului
-în 2003 s-a stabilit structura tridimensională 3D a neuroglobinei umane
Neuroglobina
• Este hemoproteină intracelulară exprimată în:– sistemul nervos central şi periferic
– lichidul cerebrospinal
– retină şi
– ţesuturi endocrine
• Monomer care leagă reversibil oxigen, multmai puternic decât Hb
-furnizează protecţia creierului în condiţii de hipoxie sau ischemie
Structura cuaternară
• proteine oligomere, sunt alcătuite din mai multe lanţuri peptidice, numite protomeri
• protomeri prezintă fiecare structura sa primară, secundară şi terţiară.
+
• Asamblarea protomerilor, structura cuaternară, se realizează numai prin forţe slabe necovalente
• Complementaritatea suprafeţelor de contact asigură un grad înalt de specificitate structurilor cuaternare
+
Proteina Masa proteineiKdaltoni
Număr protomeri
Masa protomerilorKdaltoni
Creatin kinaza 80 2 40
Miozina 468 2 212
Lactat dehidrogenaza 150 4 35
Glicogen fosforilaza 270 4 92,5
Hemoglobina 64,5 4 16
Ceruloplasmina 151 8 18
Glutamin sintetaza 592 12 48,5
Importanţa structurii cuaternare
• Structura cuaternară permite reglarea activităţii proteinelor
• Defectele pot fi reparate prin simpla înlocuire a subunităţii
Şaperonii moleculari • sunt proteine care:
– favorizează împăturirea corectă a proteinelor;
– permit proteinelor greşit împachetate să se rearanjeze în forma lor
nativă;
– facilitează transportul proteinelor prin membrane
• Şaperonii = proteine de şoc termic (Hsp) deoarece viteza lor de
sinteză creşte cu creşterea temperaturii
• Hsp 70, proteine cu masa moleculară 70-kD şi şaperonine,
proteine mari cu multe subunităţi.
Impăturirea greşită a proteinelor (protein misfolding)
• Se asociază cu amiloidozele şi bolile prionice• Amiloidozele
Cine determină impăturirea greşită a proteinelor ?
se poate produce spontan sau poate fi determinată de o mutaţie genetică.
Membranã
Precursorul proteinei amiloid
Extracelular
Intracelular
Clivare enzimaticã A
Amiloid
Clivare enzimaticã
Agregarea spontanã a amiloidului cu formarea fibrilelor de foi -pliate
Formarea plãcii amiloid
Bolile prionice
• Prionii sunt proteine implicate în maladii ca:
– encefalopatia spongiformă transmisibilă
• maladia Creutzfeldt Jakob la om
• scrapie in sheep şi
• mad cow disease
• Forma neinfecţioasă a prionilor este prezentă în creierul mamiferelor
fiziologic normale, pe suprafaţa neuronilor şi a celulelor gliale
Ea are aceiaşi structura primară cu proteina infecţioasă
• Proteină normală proteină infecţioasă transformare determinată de modificarea conformaţiei tridimensionale
• Agentul infecţios este, o versiune modificată a proteinei normale, care acţionează ca “template” pentru transformarea proteinei normale într-o formă patogenică.
Modificarea conformatiei proteinei
Cresterea exponentialã a formei infectate
• PI proteine
• Denaturare proteine
Curs-7 Luni
• Hemoproteine
– Mioglobina
– Hemoglobina; citocromii
– Proteine plasmatice
• serumalbumine
globuline
Hemoproteinele
☺ proteine conjugate – (hem + parte proteică):
-hemoglobina;
-mioglobina;
-citocromii;
-diverse oxidaze şi peroxidaze (catalaza, hemoxigenaza, nitric oxid sintaza)
Hemul
• Hem = grupare prostetică
-conţine Fe2+ şi protoporfirina IX
• Protoporfirina IX = compus tetrapirolic, cu caracter aromatic, cu următorii substituenţi:
–1, 3, 5, 8 grupări –CH3 (metil, M);
–2, 4 grupări –CH=CH2 (vinil);
–6,7 grupări –CH2-CH2-COOH (propionic, P)
NH
HC
N
HCNH
CH
N
CH
M V
M
V
M
P
P MProtoporfirinã IX
• Protoporfirina leagă coordinativ un ion de Fe2+ formând hemul
Ionul feros din hem are cifra de coordinaţie 6
• Hemul este aşezat în cavitatea hidrofobă a hemoproteinelor
Mioglobina
• proteină globulară • se află în muşchi • rezervor tisular de oxigen
☻conţine o parte proteică numită globină şi o grupare neproteică denumită hem.
(87 prox 58 distală)
Hem
Legarea în mioglobină
• leagă reversibil un mol de
• rol în depozitarea şi dispersarea la nivel tisular
2O
2O
Mb + O2 MbO2
N N
N N
Fe2+
His proximal
O=O His distalã
Metmioglobină
• Mb în care se află Fe3+
• nu poate lega O2
• oxigenul este înlocuit cu o moleculă de apă
☺hem din proteine poate lega şi: CO, NO, H2S
cu afinitate mult mai mare decât O2
Mb leagă O2 la presiunea mică a acestuia din
ţesuturi
Mitocondria
CO2 Mioglobinã + O2Muschi
Sânge
Plãmân
Hemoglobinã + CO2 Hemoglobinã + O2
PO2=20 mm Hg
PO2=100mm Hg
CO2O2
Curba de oxigenare a Mb
Arc de hiperbolă
P50 pentru Mb = 1 torr
20 40 60 80 100 120Presiunea O2 (mm Hg)
20
40
60
80
100
Sat
urar
e cu
O2
(%)
Mb
Hemoglobina
• proteină intracelulară (eritrocite)
• Tetramerică (are structură cuaternară)
• dă culoarea sângelui
• fiecare subunitate a Hb = hem + globină, unde se leagă oxigenul
• hem din Mb Ξ hem din Hb
Structura hemoglobinei
• proteină oligomeră
Locul de legare a 2,3-bisfosfogliceratului
a) b)
Hem
Specii moleculare de Hb
• Hb A1 =
• Hb A2 =
• Hb F =
• Hb E =
• Curs 8 miercuri
Rolul fiziologic al Hb
• Hb transportă
– O2 de la plămân la ţesuturi
– CO2 şi protonii de la ţesuturi la plămân.
Curba de oxigenare a hemoglobinei.
• Hb fixează 4 molecule de O2
cooperativitate
Hb HbO2 Hb(O2)2 Hb(O2)3 Hb(O2)4
O2 O2
O2 O2
20 40 60 80 100 120Presiunea O2 (mm Hg)
20
40
60
80
100
Sat
urar
e cu
O2
(%)
Mioglobinã
P50 (Hb)
TesutPlãmân
Hemoglobinã (pH=7,4)
Curba de oxigenare a Hb este o sigmoidă
• Valoarea P50 pentru Hb este de 26 mm Hg
• Legarea O2 la Hb
se face prin cooperativitate
Stările conformaţionale T şi R ale Hb• Starea T - conformaţia deoxiHb
-interacţiuni intracatenare şi intercatenare; -opt legături ionice
• Starea R - conformaţia oxiHb
NH3+ COO-
NH3+
NH3+
NH3+
COO-
COO-
COO-
94 146
Asp
His
LysArg Asp
141 126 40
AspHis
146 94
12640 141Lys Arg
Asp
CH
NCH2
CHC
Histidina proximalã
Fe2+
(F 8)
Planulprotoporfirinei
O2
CH
NCH2
CHC
Fe2+ OO
Fe
Forma T
Planul protoporfirinei
Helix F
Histidina proximalã (F 8)
ValLeu
Leu
O2
Forma R
Factori care influenţează eliberarea O2 de pe Hb:
-temperatura
-pH-ul
-presiunea CO2
-2,3-bisfosfogliceratul
Transportul CO2 şi efectul Bohr
• “efect Bohr”
Eliberarea O2 de către Hb creşte cu scăderea
pH-ului şi creşterea presiunii parţiale a CO2.
20 40 60 80 100 120Presiunea O2 (mm Hg)
20
40
60
80
100S
atur
are
cu O
2 (%
) pH=7,6
pH=7,4
pH=7,2
Efectul Bohr, creşterea afinităţii Hb pentru O2, cu creşterea pH-ului
Prin efectul Bohr Hb furnizează O2 suplimentar
muşchiului în contracţie
• muşchiul în contracţie, P <20 torri.
• Muşchiul generează acid lactic
pH-ul poate ajunge de la 7,4 la 7,2.
• La pO2 de 20 tori Hb eliberează de ~10 ori mai
mult oxigen la pH=7,2 decât la pH=7,4
• Transportul CO2 la plămân:
– 15% din CO2 este transportat la plămân sub formă
de carbamaţi
• grupările –NH2 ale aa terminali din lanţurile Hb şi a altor proteine,
leagă CO2
• forma T (deoxi) a Hb leagă mai mult CO2 decât forma R (oxi).
R NH2 R NH COO-+ CO2 + H+
ion carbamat
85% din CO2 este transportat în formă de ion bicarbonat
la plămân:
CO2 + H2O H2CO3
anhidraza carbonicã
H2CO3 H+ + HCO3
-
Plãmân Sânge Muschi
CO2+H2O CO2 HCO3- +H+ HCO3
- +H+ CO2 CO2+H2O
Hb HbH+ HbH+ Hb
HbO2 HbO2
ExpirareRespiratie
MbO2
O2O2
pO2=20 toripO2=100 tori
O2
Inspirare
H2O H2O
AC AC
Mb
Bisfosfogliceratul se leagă la deoxi-Hb
• Se află în eritrocite în raport molar 1:1 cu Hb
• micşorează afinitatea Hb pentru O2 de 26 de ori
H
C
C
C O
O-
H O
H O
D-2,3-bisfosfoglicerat
PO32-
PO32-
Structura hemoglobinei
• proteină oligomeră
Locul de legare a 2,3-bisfosfogliceratului
a) b)
Hem
His 143
Lys 82 His 2
NH3+
NH3+
His 2
His 143
Lys 82
• Curba de oxigenare a hemoglobinei în absenţa 2,3-bisfosfogliceratului
20 40 60 80 100 120Presiunea O2 (mm Hg)
20
40
60
80
100
Sat
urar
e cu
O2
(%)
Cu 2,3-BPG
Fãrã 2,3-BPG
• lanţurile peptidice din Hb F nu leagă 2,3-bisfosfogliceratul
• In prezenţa 2,3-bisfosfogliceratului Hb F are afinitate mai mare pentru
oxigen decât Hb maternă.
20 40 60 80 100 120Presiunea O2 (mm Hg)
20
40
60
80
100S
atur
are
cu O
2 (%
)
Hematii de la mamã
Hematii de la fãt
O2 trece de la oxihemoglobina maternã la deoxihemoglobina fetalã
• Hb transportă NO, vasodilatator, la
celulele din pereţii capilarelor tisulare
favorizând eliberarea O2
Aspecte clinice
• Glicozilarea Hb A1 în diabetul zaharat
-peste 12% din cantitatea totală de Hb poate fi glicozilată în
diabet (NORMAL ~ 5%)
• Hemoglobinopatiile (mutaţiile în structura subunităţilor
proteice):-Hb S sau anemia cu hematii în formă de seceră
Glu 6 Val
-Thalasemiile sunt anemii hemolitice determinate de producerea
unor cantităţi insuficiente de subunităţii sau din hemoglobină.
Citocromii
• transportă electroni
NCH CH
N
NCH CH
N
H3C
H3C CH3
CH3CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH3
S
S CH2
CH2
CH2
O-OC
CH2O-OC
Fe2+
Met 80
Hys 18
Lan
t pol
ipep
tidic
In legătură cu Hb este corectă afirmaţia:
A. Hb leagă 4 molecule de 2,3-bisfosfogliceratB. OxiHb şi dezoxiHb au aceiaşi afinitate pentru
protoniC. Acidoza (scăderea pH-ului) micşoreazã
sigmoidicitatea curbei de saturare cu oxigen a HbD. Hb transportă NO la celulele din pereţii capilarelor
tisulare favorizând eliberarea O2
E. Afinitatea Hb pentru oxigen scade cu creşterea procentului de saturare cu oxigen a acesteia
Afirmaţia corectă atât pentru mioglobină, cât şi pentru hemoglobină este:
A. Leagă hemul într-o cavitate hidrofilă
B. Curba de saturare cu oxigen este influenţată de variaţia pH-ului mediului
C. Contine subunităţi proteice legate covalent între ele
D. Leagă bioxidul de carbon sub formă de carbamino-derivaţi
E. Are o proporţie foarte mare de structură ca structură secundară
Structura hemoglobinei
• proteină oligomeră
Locul de legare a 2,3-bisfosfogliceratului
a) b)
Hem
Proteinele plasmatice
• Concentraţia proteinelor plasmatice 7g/dl
Albumine 55 (%)1-globuline 42-globuline 8 -globuline 12-globuline 16
• Fibrinogen 200-400 mg/dl
Alb
Linia de start
Sensul de migrare
Albumine
Serumalbuminele
• proteine sintetizate în ficat
• Au pI = 5
• La pH-ul fiziologic migrează spre anod
având o încărcare negativă
• Menţin presiunea coloid osmotică a plasmei
• Sunt transportori: – Hormoni– vitamine – Medicamente– Cationi– acizi graşi liberi– bilirubină
• sistem tampon plasmatic
Globulinele
-globulinele care cuprind: antiproteaza (antitripsina), apolipoproteina A;
-globulinele care cuprind: haptoglobina, ceruloplasmina;
-globulinele care cuprind: transferina, apolipoproteina B, componentele C3 şi C4 ale complementului
-globulinele care cuprind: anticorpii
Hipergamaglobulinemie policlonalã (difuzã)-infecþii bacteriene cronice-boli hepatice cronice-boli autoimune
Hipergamaglobulinemii monoclonale (paraproteinemiile)Prolifereazã o singurã clonã de limfocite B Ig cu structurã identicã
(ex.proteine Bence - Jones)
Rãspuns imediat determinat de stres, inflamaþie cauzatã de infecþii, distrucþii tisulare, traume chirurgicale
Sindrom nefrotic
• Sindrom nefrotic (pierdere de proteine pe cale renală)
– Scad proteinele serice totale şi extrem de accentuat proteinele cu masă mică
(albuminele, siderofilina, antitrombina III, componente 1), datorită
eliminării prin urină ca urmare a creşterii permebilităţii filtrului glomerular faţă
de proteine
– Cresc proteinele serice cu masă mare (2 macroglobulina, fibrinogenul,
lipoproteinele şi IgM) deşi nu se elimină renal şi au turnover rapid
• Scăderea concentraţiei albuminelor serice duce la reducerea presiunii coloid
osmotice a plasmei (apariţie edeme) fapt ce stimulează sinteza hepatică de proteine
inclusiv de albumine dar acestea se elimină renal
• Creşte colesterolul şi lipemia
• Imunoglobuline
• Proteine cu rol în coagulare
Proteinele plasmatice
• Concentraţia proteinelor plasmatice 7g/dl
Albumine 55 (%)1-globuline 42-globuline 8 -globuline 12-globuline 16
• Fibrinogen 200-400 mg/dl
Alb
Linia de start
Sensul de migrare
Albumine
Imunoglobulinele
• Sunt proteine hidrosolubile numite
anticorpi (Ac)
COO- -OOC
Loc de legare antigen
Loc de legare antigen
Lant usor
Lant greu
VHVH
VLVL
CL CL
CH 1 CH 1
Fab
CH 2 CH 2
CH 3 CH 3
COO--OOC
Papaina Zonã flexibilã
Fc
Fab
V = Zone variabile C = Zone constante
OHC CHO Zonã de legare a complementului
Punti de sulf
• In ce lichide biologice se află ???
– salivă, – lacrimi,– lapte matern, – majoritar în plasmă;
• nu pot traversa bariera hemato-encefalică sau filtrul renal.
Cine le produce ???
• sunt elaborate de limfocite B (plasmocite)
în urma unui stimul antigenic;
Ce rol au ???
• Ac + Ag complexul Ag-Ac care
– blochează antigenul şi
– iniţiază procese care distrug antigenul
• Luni
Curs 9
• Imunoglobuline
• Factorii coagulãrii
• Enzime
Funcţiile sistemului imun
• recunoaştere antigeni;
• declanşarea căilor pentru distrugerea antigenilor
• recunoaşterea şi distrugerea celulelor nonself
• Care sunt celulele responsabile de
producerea anticorpilor ????
Limfocite
• organele limfoide primare (timus şi măduva hematogenă).
• organele limfoide secundare (splină, ganglioni limfatici, amigdale)
• limfocite circulante - aproximativ 25% din elementele figurante albe
• Ce rol are sistemul imunitar ???
După mecanism răspunsul imun poate fi:
–Umoral mediat de limfocitele B
–Celular mediat de limfocitele T
Răspunsul imun umoralse bazează pe producerea de Ig
• Mediat de limfocite B maturate în măduvă
Antigen
Plasmocite
Diferentiere proliferare
Ig (Y)Limfocite B
Y
Răspunsul imun celular
• Mediat de limfocite T maturate în timus
• Receptorii limfocitelor T:
– pot exista numai ca molecule ataşate la suprafaţa limfocitelor T;
–recunosc numai epitopii rezultaţi din procesarea antigenelor native şi
care au fost expuşi la suprafaţa celulelor prezentatoare de antigen
(macrofage, monocite, limfocite B, celule dendritice) în conjuncţie cu
moleculele MHC II (complexul major de histocompatibilitate).
• Limfocitele T
-celule T killer
-celule T helper
-celule T supresoare
Antigeni
• antigeni = orice substanţă– exo- sau – endogenă
capabilă să declanşeze un răspuns imun.
In ce constă declanşarea unui răspuns imun ???
stimularea producerii de Ac sau receptori celulari
care se pot cupla specific cu Ag inductor.
Proprietăţile antigenelor
• Imunogenitatea = Ag determină organismul să producă un răspuns;
• Ce presupune răspunsul imun:-selecţia clonală (clonă = o populaţie de celule identice);
-activarea metabolică a clonei;
-expansiunea clonală
Imunogenicitate
Antigen
Plasmocite
Diferentiere proliferare
Ig (Y)Limfocite B
Y
Specificitatea
• Ag induce sinteza de Ac care se combină
doar cu Ag care au indus răspunsul
• Care sunt componentele macromoleculei antigenice ???
Ag complet:
componentă haptenică şi
componenta purtătoare
– determinanţi antigenici sau epitopi =
locul specific de pe antigen la care se leagă anticorpul
– pe suprafaţa unui antigen pot exista 10 până la 1000 determinanţi antigenici
• Antigenele pot fi:
• imunogene sau complete
-declanşază răspuns imun
-reacţionează specific cu produsele rezultate
• haptene sau Ag incomplete
-greutate moleculară mică
-reacţionează cu Ig specifice
-nu pot iniţia un răspuns imun umoral tradus prin producţie de anticorpi, decât cuplate cu o macromoleculă purtătoare.
Condiţii de antigenicitate
• –să fie non-self
• –să aibă o greutate moleculară mai mare de 10.000 dal
• –să aibă conformaţie spaţială stabilă
• –structura chimică să fie cât mai complexă
Clase de antigene
• Proteinele sunt cele mai puternic antigenice
• Glucidele şi lipidele pot deveni antigene numai legate de proteine.
• Acizii nucleici sunt slab antigenici.
Structura anticorpilor
• Anticorpii sunt tetrameri cu formula moleculară H2L2
-două lanţuri grele identice H (heavy)
-două lanţuri uşoare identice L (light)
COO- -OOC
Loc de legare antigen
Loc de legare antigen
Lant usor
Lant greu
VHVH
VLVL
CL CL
CH 1 CH 1
Fab
CH 2 CH 2
CH 3 CH 3
COO--OOC
Papaina Zonã flexibilã
Fc
Fab
V = Zone variabile C = Zone constante
OHC CHO Zonã de legare a complementului
Punti de sulf
Funcţiile imunoglobulinelor
• recunosc Ag şi se combină cu el
• O moleculă tetramerică de Ig este bivalentă
Ag + Ac Ag - Ac
Clasele de anticorpi
• IgG cu lanţuri grele de tip ; şi lanţuri uşoare sau k
• IgA cu lanţuri grele de tip ; şi lanţuri uşoare sau k
• IgM cu lanţuri grele de tip ; şi lanţuri uşoare sau k
• IgD cu lanţuri grele de tip ; şi lanţuri uşoare sau k
• IgE cu lanţuri grele de tip şi lanţuri uşoare sau k
Rolul anticorpilor
• IgG
-sunt monomeri bivalenţi
-75-80% din Ig organismului
-traversează bariera placentară
-IgG apar după IgM şi IgE
-se află în sânge, limfă, lichide interstiţiale
-se sintetizează în cantităţi mari.
-activează complementul
IgA
• pot fi monomeri şi dimeri
• reprezintă 15% din Ig organismului.
• se află în sânge, în secreţii şi pe suprafaţa mucoaselor
• IgA nu activează complementul.
IgM• sunt pentameri cu cinci situsuri de legare a Ag
• reprezintă 3% din Ig organismului.
• se găsesc predominant intravascular (80%).
• pot traversa bariera vasculară alterată, apărând în focarele inflamatorii.
• nu se transmit transplacentar, dar apar în concentraţii reduse în colostru şi secreţii.
• IgM intervin după IgE, dar înaintea IgG.
IgE
• sunt monomeri, sunt bivalente.
• se mai numesc reagine.
• IgE sunt circulante sau fixate la suprafaţa mastocitelor, având rol în stările de hipersensibilitate de tip anafilactic.
• După imunizare, sunt primii anticorpi care apar (între ziua a 7-a şi a 10-a).
• Nu activează complementul.
IgD
• sunt monomeri, sunt bivalente.
• reprezintă 0,2% din totalul Ig serice.
• IgD se află pe suprafaţa limfocitelor B, în structura receptorilor.
Care dintre afirmaţiile de mai jos în legătură cu imunoglobulinele nu sunt corecte ?
A. Legarea antigenului se face printr-un domeniu situat la capetele carboxi-terminaleB. Migrează electroforetic cu fracţiunea gama a globulinelor plasmaticeC. Leagă antigenul prin legături covalenteD. Contine legaturi disulfurice intre lanturile de tip HE. Pot functiona ca receptori de membrană ai limfocitelor B, pentru antigeni nativi
• Miercuri
Curs 9 Proteine implicate în coagularea sângelui
Enzime
Proteine implicate în coagularea sângelui.
• Coagularea sângelui este o componentă a hemostazei care implică:
-vasoconstricţie
-aderarea şi activarea trombocitelor la locul leziunii vasculare.
• La coagulare participă componenţi
plasmatici sau
tisulari.
Componenţii cascadei de coagulare
• Majoritatea sunt enzime (proteine) care se activează în cascadă
• se notează cu cifre Romane, de la I la XIII (factorul VI nu există)
• sufixul a arată că factorul este activ.
• ionii de Ca2+ reprezintă factorul IV
• Factorii V şi VIII nu sunt enzime
• Factorul III sau factorul tisular este produs de endoteliul vascular
• F III + Ca2+ activează F VII
• Factorii cogularii se află în sânge, în
formă inactivă
de zimogeni
se activează prin proteoliză,
în cascadă
Calea intrinsecã
Calea extrinsecã
Factor XI Factor XIa
Traumã tisularã
Factor tisular
Factor VIIa Factor VII
Factor IX Factor IXa
Factor X Factor Xa
VIIIa
VIII Factor X
Protrombina TrombinãII
V
Va
Fibrinogen FibrinãI
Retea stabilizatã de fibrinã
Factor XIII
Factor XIIIa
Factor XII Factor XIIa
Kalikreinã, Kininogen
Fibrinogenul
• Factorul I al coagulării
• proteină plasmatică hidrosolubilă
• este precursorul fibrinei (Factorul Ia)
• Concentraţia plasmatică: 200-400 mg/dl (2-3% din proteinemia totală)
Structură
• Este un hexamer (
• Lanţurile B şi au oligozaharide legate N-glicozidic
• are 17 punţi disulfurice
• fibrinopeptidele A şi B conţin resturi de Glu şi Asp; – în segmentul B se găsesc şi resturi de tirozină sulfatată.
Fibrinopeptidul A
Fibrinopeptidul B Lantul A
Lantul B
Lantul
-COO- -NH3+ -COO-
47,5 nm
Transformarea fibrinogen-fibrină
Fibrinogen
H2O
Fibrinopeptide
Monomer de fibrinã
Agregare
Chiag moale de fibrinã
Factor XIIIa (transamidazã)
Chiag stabil de fibrinã
2.Legătura:
A.Se formează sub influenţa F-XIIIa
B.Este o legatură între un rest de Lys şi un rest de Gln
C.Se formează între lanţurile L şi H ale imunoglobulinelor
D.Se formează între lanţurile alfa şi beta din hemoglobină
E.Se formeazã între agregatele de tropocolagen
Protrombina (Factorul II)
• sintetizată în ficat• Capătul N-terminal al protrombinei conţine multe resturi
de acid glutamic carboxilat, • carboxilarea este un process dependent de prezenţa
vitaminei K
NH CH
R
CO NH CH
CH2
CO
CHCOO-
O-OC
Protrombinã NH CH CO
CH2
CH2
COO-
Protrombinã NH CH CO
CH2
CH
COO-
O-OC
O2; CO2
CH3
R
OH
OH
CH3
R
O
O
Trombina
• protează care activează un număr mare de factori din cascada de coagulare:
• –fibrinogen (factorul I);• –factorul de stabilizare a fibrinei (factorul XIII);• –factoru V;• –factorul VIII;• –factorul XI.
Reglarea procesului de coagulare
1. Inhibarea formării chiagului
Naturală
– De către componenţi plasmatici
• inhibitorul căii extrinseci
• antitrombina III
• proteina C este o serin protează plasmatică,
dependentă de vitamina K, activată de trombină, care
transformă factorii activi VIIIa şi Va în forme inactive
• trombomodulina este o glicoproteină din endoteliul
vascular, care acţionează ca receptor pentru
trombină
Complexul trombină-trombomodulină:
scade afinitatea trombinei pentru
fibrinogen
creşte afinitatea trombinei pentru proteina C
2.Degradarea chiagului (fibrinoliza). • Plasminogenul este activat de:
– urokinaza (activatorul plasminogenului din rinichi)
– factorul tisular activator al plasminogenului (protează eliberată de endoteliul vascular).
• În contrast, 2-antitripsina, proteina plasmatică, se leagă de plasmina activă inhibând fibrinoliza.
Plasminogen Plasminã
Cheag de fibrinã Peptide solubile
Factor tisular
• Urokinaza
• Factorul tisular activator al plasminogenului
• Streptokinaza
(o proteinază bacteriană cu activitate similară, sunt utilizate în clinică pentru dizolvarea chiagurilor formate în urma unor afecţiuni cardiace).
• Homeostazia plachetară este menţinută de:
– Tromboxan A2 produs de plachetele activate care• Promovează agregarea plachetelor• Stimulează vasocostricţia musculaturii netede
vasculare
– Prostaciclina produsă de celulele endoteliului vascular
• Inhibă agregarea plachetară• Stimulează vazodilataţia
• Efectul opus al TXA2 şiPGI2 inhibă formarea trombilor la locul injuriei
Care dintre afirmatiile de mai jos, referitoare la fibrinogen, sunt corecte ?
A. Este necesar transformării protrombinei in trombină
B. La pH fiziologic, molecula este încărcată negativ
C. Nu prezintă structură cuaternară
D. Are solubilitate în apă mai mică decât fibrina, întrucât are masa moleculară mare
E. Conţine resturi de tirozină sulfatate