Proteiner: en introduktion. Modul 1; F13 Rolf Andersen, 18/2-2013

Transkript

1 Proteiner: en introduktion Modul 1; F13 Rolf Andersen, 18/2-2013

2 4 facts om proteiner Proteiner udgør én af de vigtigste stofgrupper i vores organisme; de varetager en lang række forskellige funktioner. Proteiner er makromolekyler (d.v.s. store / meget store molekyler). Proteiner består af lange kæder af aminosyrer bundet til hinanden (såkaldte polypeptidkæder). Proteiner dannes i vore celler udfra information i arvematerialet (DNA).

3 Funktioner af proteiner Enzymer Hormoner Transport Immunforsvar Hæmostase Strukturprotein Bevægelse

4 Proteiner og bioanalyse Inden for bioanalytikeres arbejdsområder finder vi MANGE analyser, hvor proteiner indgår. Måling af proteiner Tilstedeværelse eller ikke (kvalitativ bestemmelse) Bestemmelse af koncentration (kvantitativ bestemmelse) Bestemmelse af aktivitet (også kvantitativ bestemmelse) Måling ved hjælp af proteiner Brug af enzymer Brug af antistoffer

5 Enzymer Enzymer er biokemiske katalysatorer: de omdanner et eller flere stoffer ( substrater ) til andre stoffer ( produkter ) uden selv at blive omdannet! Hver slags enzym er specifikt for én bestemt type reaktion; meget ofte virker enzymet specifikt på kun ét bestemt substrat.

6 Kvalitativ enzymbestemmelse Inden for specialet klinisk mikrobiologi anvendes ofte metoder, som påviser bestemte enzymer hos bakterier i den patientprøve, man arbejder med. Som regel vil bestemmelsen være kvalitativ, d.v.s. man bestemmer om enzymet er til stede eller fraværende. Et eksempel er metoden til bestemmelse af enzymet laktase, som kan nedbryde sukkerarten laktose.

7 Kvalitativ enzymbestemmelse Man udstryger bakterierne på en plade med laktose i næringsmediet og et farvestof (blåt), som ved lav ph skifter farve til gul. Hvis bakterierne har laktaseenzymet, vil laktosen kunne nedbrydes; nogle af nedbrydningsprodukterne er syrer, og derfor vil (en del af) næringspladen skifte farve fra blå til gul.

8 Kvantitativ enzymbestemmlse Der er mange forskellige måder at måle enzymaktivitet på. Et simpelt eksempel er måling af enzymet BASP, idet det kan omdanne et ufarvet substrat til et farvet produkt. p-npp enzymet BASP p-np + P farveløst gult Jo mere enzym til stede, desto mere farvet produkt bliver der dannet.

9 Måling af blodsukker Bestemmelse af glucose (blodsukker) kan foretages ved brug af enzymer. En lille smule af blodprøven fra patienten blandes med to enzymer og diverse reagenser og følgende sker: Glucose enzym 1 G6P G6P + NAD enzym 2 6-PG + NADH absorberer UV-lys! Jo mere glucose, der er i prøven, desto mere NADH bliver der produceret, d.v.s. desto mere lys vil kunne absorberes.

10 Immunhistokemi (1) Inden for specialet klinisk patologi anvender man ofte teknikken immunhistokemi. Råmaterialet er et vævssnit (ultra-tyndt skåret!)( ) Anvendes oftest til bestemmelse af proteiner (her ). Enzym Metoden baserer sig på brug af (specifikke) antistoffer som også er proteiner!

11 Immunhistokemi På disse vævssnit er der foretaget immunhistokemisk analyse for proteinet Her2. Her2 er et protein, der kan binde vækstfaktorer. Her2 findes i forhøjede mængder på visse typer cancerceller og resultatet er relevant både i forhold til behandling og prognose.

12 Aminosyrer Peptider og proteiner består af kæder af aminosyrer (aa). Peptider er ganske små, ned til 7-8 aminosyrer. De største proteiner indeholder adskillige tusind aminosyrer. Mange proteiner består af flere polypeptidkæder. Aminosyrerne er byggesten til opbygning af peptider og proteiner: Der findes 20 (22) forskellige aminosyrer, der kan indbygges i polypeptidkæderne. Ofte angives deres navne med 3-bogstavskoder som vist på skitsen: Ala Cys Leu Glu Thr

13 N C Polypeptidkæder har en aminogruppe (-NH2) i den ene ende; den kaldes den N-terminale ende. I den anden ende sidder en syregruppe (-COOH); den C- terminale ende. Når man opskriver rækkefølgen af aminosyrer i et polypeptid, er det altid fra den N-terminale ende henimod den C-terminale ende.

14 -aminosyrer Nabo-C-atomet til syregruppen (-COOH) kaldes et -carbon. Da aminogruppen (-NH2) også sidder på dette C-atom, bliver der tale om -aminosyrer. R står for radikal og betegner sidekæden, som er forskellig fra den ene aminosyre til den anden.

15 20 forskellige R-grupper Upolære sidekæder Polære sidekæder Positivt ladet sidekæde Negativt ladet sidekæde.. plus 14 andre!

16 D- og L-aminosyrer Aminosyrernes -C-atom er bundet til fire forskellige grupper (undtagen i glycin). Et sådant C-atom kaldes chiralt (asymmetrisk). Konsekvensen er, at aminosyrernes grupper kan sidde på to forskellige måder i forhold til hinanden. De betegnes eller L- form og D-form og er hinandens spejlbilleder (ligesom to hænder). Aminosyrerne i naturen er (næsten) altid L-former.

17 Zwitterioner Aminosyrer optræder ved fysiologisk ph som zwitter-ioner (= amfo-ioner), d.v.s. med både en positivt ladet gruppe og en negativt ladet gruppe. Dette skyldes, at syre-gruppen afgiver en hydron (H + ) til den basiske amino-gruppe

18 Dannelse af et dipeptid Når to aminosyrer sættes sammen, dannes et dipeptid under fraspaltning af vand. Der dannes en såkaldt peptid-binding mellem aminosyrerne.

19 Dannelse af et dipeptid

20 Peptidkæder Her er vist den generelle struktur for et tetrapeptid: