3 Biochemie - Proteinabbau PDF

Preview

Summary

meine zusammenfassung...

Description

PROTEINE : NAHRUNGSMITTEL - AS = essentielle Quelle organscher N-verbindungen (Proteinsynthese → Harn-abgabe) - Proteine : 8 essentielle AS (Val, Leu, Iso, Lys, Phn, Trp, Met, Thr) → täglich mind 0,5-1 gr Protein / kg Körpergewicht *VERDAUUNG → Hydrolyse durch Proteine ← - Magen: Magensäure => Denaturierung v Proteinen (nicht vollständig) → Zellen – Abgabe inaktiver Vorstugen (Zymogenen) => Pepsinogen * Aktivierung : NH-Terminalen-Abspaltung => Pepsin (= autokatalytisch – saures pH) + Hydrolyse (der Endoprotease) innerhalb der AS-Kette - oberes Dünndarm : Plypeptide der Nahrung + Proteasen des Pankreas (alle als Zymogene) *PROTEASEN-Gruppen A) Serin-Proteasen: Serin-Rest = katalytischer Zentrum * Trypsin: Aktivierung – Enteropeptidase (Duodenum – Bürstensaummenbran) → spaltet an C-terminalen Seite der + geladenen AS → aktiviert Vorstufen Chimotrypsin + Carboxypeptidasen (Lys,Arg) * Chimotrypsin: C-Terminale Spaltung v Hydrophober AS * Elastase: u.a. Elastin (BG) - Peptidbinsung → Esterbindung B) Carboxypeptidasen (A+B) : Spaltung C-Terminalen AS (Zn2+-Ion) → Hydrolyseprodukte: v.a. Oligopeptide (auch bereit freie AS) → letzte Hydrolyse-Schritte an Plasmamembran v Enterozyten * REAKTIONSMECHANISMEN - Vorkommen u Aufgaben von Proteasen EZM *Verdauung *Auslösung-Blutgerinnung *Thromben-Auflösung *unspez. Immunsys *Bildung: Angiotensin I+II

Intrazellulär *Bildung: Peptidhormone *Peptidasen-Entfernung *Caspasen: Apoptose-Auslösung *Cathepsin: Abbau in Lysosomen *Elastase: Abbau toxischer Prot u pathogener Mikroorg in Neutrophilen *Proteasomen: Abbau im Zytosol - Substrat-Markierung: Ubiquitin - Zellzyklus-Regulation *Abbau fehlgefalteter Prot (Mitoch)

+ sezeniert v Bakterien: IgA-Proteasen + Viren-Entwicklung

1. SERIN-Proteasen - Zentrum = Serin → greift zu hydrolysierende Peptidbindungen + Festhaltung (bei Spaltung) *Histidin: Imidazolring (zB Chimotrypsin: Serin = 195; His=57) → Schritten: Ser195: H+ Abgabe → Imidazolgruppe (His57) – bleibt O- greift Peptidbindung an : C-Atom = Spaltung (C-Terminale am Enzym) N-Terminale nimmt H+ auf (Ablösung) + H2O Molekül = katalytischer Zentr, His löst H+ ab => reaktives OH übrig : verdrängt Enzym v. C-Terminale (bindet an C) - C=OH → COOH : C-term löst sich ab !! Spaltung v OH-Gr wird v Ser195 ausgelöst (nicht H2O od OH-Ion) !! H2O: C-Term Ablösung v Enzym + katalytische Triade (Ser + Nachbarn) 2. METALL-abhängige-Proteasen (Pankreas) * 2wertiges Metall-Ion (zB Carboxypeptidase-Zn - Pankreas) → Anlagerung vo H2O-Molekül an Zn2+ = > Polarisierung; Zerfall: H+ + OH- - Zn2+ (reagiert mit Peptidbindung) → Zn2+ von 3 AS fixiert (2xHis + Glu-R)

→ H2O-Spaltung: Zn + Glu-COOH (Spaltung C=O → COOH) !!Spaltung durch H2O !! keine kovalente Bindung : Enzym-Substrat 3. Asp-Proteasen (können H2O oxidieren : direkte Hydrolyse) Magen:Pepsin 4. Caspasen: C(ystein)asp(artat)ase(enzym) → induziert Apoptose

*SubstratSPEZIFITÄT : wo findet die Spaltung statt? i. Exopeptidasen – Aminopept. (N-term) / Carboxypept (C-term) ii. Endopeptidasen – innerhalb der AS-Kette → Präferenzen: f bestimmte Seitenketten – Taschengröße + Ladung (zB: i. Chimotr – Phe, Trp,Tyr : große Taschen; ii. Trypsin : Arg, Lysin (+) - Asp in Tasche = (-) = Bindestelle; iii. Elastase: Ala, Gly, Val (klein+neutral) *Proteolyse i. vollständige: nicht substratspezifisch (oft auch nicht AS-spez) : Magen, Panc, Lyso, Protea, Kollagenfasern) → Verdauungstrakt: Magen= Pepsin; Pancreas= Trypsin, Chimotrypsin, Elastase (endop) + Carboxypeptidasen A+B (exopep) - Zymogene-Synthese - (limitierte) proteolytische Spaltung = Aktivierung - streng reguliert i. i. PROTEASOMEN = Proteasen-Komplex im Zytosol - Aufbau: 1. zylindrische Tonne (2x2Ringe: je 7α/β Untereinheiten) 2. Dekel (regulierbar): Substrate-erkennung + Entfaltungsenz - Erkennung: nur bestimmte Subs (Ubiquitin); globuläre + stabile Struktur; kovalente Bindung ü C-term Gly-Seitenkette an Substrate - Aktivierung (Enzymkaskade): E1 (ATP-abhängig) – UbiquitinBindung(Thioesterbindung) an E1 (kovalent) → E2 = Konjugation (Übertragung v Ubiquitin auf E2 ) → E3 = Substratbindung (Komplex E2+3) – kovalent – Erkennung des abzubauenden Protein (Lys) - Substrat bindet an E3 – E2 überträgt Ubiquitin an E3 ! nur Polyubiquitinseitenketten (=Ubiquitin+Lys-Seitenk.) werden erkannt + Ubi vor Abbau abgespaltet - F: Abbau geschädigter Prot (Stress, Hitze) + Proteinfaltung (Qualitätskontrolle) + DNA.Schäden – Reparatur + AG-Präsentation (auf MHCI) ii. limitierte: hochspezifisch (Substrat + Spaltstelle = zw 2 od hinter 1er basichen AS) - bedarfabhängige Aktivierung *ProteaseINHIBITOREN - inaktivieren bestimmte Gr v Proteasen - zB Phenylmethylsulfonid (PMSF) → reagiert mir Ser v Ser-Proteasen + viele Prot enthalten Zn2+-Ion (Zentrum) od anderes 2wertige Metallion → inaktiviert durch EDTA (Chelatbinder – Citrat) + Pepsininhibitor (=Spaltungsprodukt v Pepsinogen) → bindet an Pepsin + Trypsininhibitor : Substratanalog – lock&key type – langsame Spaltung → α-Antitrypsin (Serpin=Ser-Prot-Inh) bindet an Trypsin u Elastase : Mangel = Verdauung elastischer Faser in Alveolen => Emphysem + Verstärkt durch Rauchen = Oxidation v Met...