Proteini

Osnovni gradbeni elementi proteinov so aminokisline, te se povezujejo v peptide, ti pa v makromolekularne strukture, ki jih imenujemo proteini.

  • AMINOKISLINE – organske molekule s karboksilno in amino skupino
  • PEPTIDI – več AK povezanih z amidno vezjo
  • PROTEINI – polimeri iz različnih L – AK

 

KEMIJSKE ZNAČILNOSTI AK

  • dipolarna ionska oblika (pri pH = 7,4)
  • stereoizometrija (L, D sučne )
  • karboksilna skupina (pKa = 2,3)
  • aminska skupina (pKa = 9,7)

 

STRANSKA VERIGA  AK in njen vpliv na lastnosti AK

Določa:

  • velikost
  • polarnost
  • naboj
  • kemijsko reaktivnost

NEPOLARNE  AK

Gly, Ala, Val, Lev, Ile, Pro, Met, Pha, Trp

Imajo:

  • alifatske stranske verige
  • aromatske stranske verige
  • tvorijo trodimenzionalne strukture
  • so hidrofobne

 

POLARNE, NENABITE  AK

Ser, Thr, Cys, Tys, Asn, Gln

Imajo:

  • v strukturi N, O ali S
  • tiolno skupino ® disulfidne vezi
  • so hidrofilne

 

POLARNE, NABITE  AK

Asp, Glu, Lys, Arg, His

  • v strukturi imajo funkcionalne skupine z bazičnimi in kislimi lastnostmi
  • so hidrofilne
  • Imajo tri prevojne točke pri TK

 

METODE LOČEVANJA  AK

  • kromatografija (HPLC) ločevanje po ionskem naboju AK

 

  • flourescenčna metoda (fluoreskamin, danzilklorid)

 

POLIPEPTIDI  IN  PROTEINI

  • dipeptidi

 

  • kondenzacija ® tripeptidi, …dekapeptidi
  • 10 – 100 AK ® polipeptidi
  • > 100 AK ® proteini

 

PROTEINI  V  CELICI

  • Mr: 220 – 220 000 Da
  • Imajo zelo pomembno funkcijo
  • Molekule proteinov so lahko enostavne ali pa sestavljene-glikoproteini.

 

CEPITEV  PEPTIDNIH  VEZI

  • hidroliza: – s kislino (HCl)

– z bazo

– z encimi (peptidaze)

SINTEZA  PROTEINOV

  • najprej je potrebna aktivacija AK
  • informacija za sintezo je zapisana v zaporedju nukleotidov DNA
  • Proteini so: encimi, strukturni proteini,

obrambni proteini, transportni in skladiščni proteini, regulatorni in gibalni proteini.

 

  • enostavni proteini: tripsin, kimotripsin, (v strukturi so samo AK)
  • konjugirani proteini (v strukturi so AK + prostetična grupa)

primer:Hb (hem + globin)

 

OBLIKA  PROTEINOV

  • fibrilarni proteini (omogočajo trdnost celice, so nepolarni, primeri:kolagen,

keratin)

  • globularni proteini (so transportni proteini, encimi, IG)

imajo polarno strukturo

 

PRIMARNA STRUKTURA PROTEINOV

Določena je z zaporedjem AK – ostankov v proteinu. AK so povezane s peptidnimi vezmi v linearno strukturo. Peptidna vez nastane med NH2 in COOH skupino, imenujemo jo tudi amidna vez.

 

SEKUNDARNA STRUKTURA PROTEINOV

Strukturo sestavljajo ponavljajoče verige (a, b). Srečamo jih v proteinski strukturi večine encimov in nekaterih hormonov.

TERCIARNA STRUKTURA PROTEINOV

Primer je molekula mioglobina pri kitu glavaču. Molekulo  sestavlja  osem alfa vijačnic.

KVARTARNA STRUKTURA PROTEINOV – molekula hemoglobina, ki vključuje elemente sekundarne, terciarne in kvarterne strukture

NAJPOMEMBNEJŠE SKUPINE PROTEINOV

ENCIMI

HEMOGLOBINI

TRANSPORTNI PROTEINI

OBRAMBNI PROTEINI

STRUKTURNI PROTEINI

ENCIMI

Katalizatorji reakcij v telesu

  • znižajo aktivacijsko energijo reakcije
  • ravnotežja reakcije ne spreminjajo
  • med reakcijo se ne porabijo
  • vplivajo samo na hitrost E reakcije
  • delujejo na substrat (specifičen, nespecifičen)
  • v reakciji s substratom tvorijo kompleks ES

 

ZNAČILNOSTI ENCIMSKE REAKCIJE

  • Za delovanje encima je potreben substrat-specifičen, nespecifičen
  • Hitrost ER zavisi od koncentracije S
  • uo, umax , KM

 

Primeri encimov in substratov

  • ALT (alanin),SS
  • AST (aspartat), SS
  • AF (estri fosforne k.), NS
  • Tripsin (peptidi), NS
  • Lipaza (TG), NS
  • Amilaza (škrob), SS
  • ADH, ALDH.

 

MICHAELIS – MENTENOVA ENAČBA

E + S    ↔    ES   ↔  E + P

ES ® P + prosti E

ES ® prosti E in S

KM ® tista koncentracija substrata, pri   kateri je začetna hitrost reakcije enaka  ½ vmax.

KM: 1 x 10 -1 M  –  1 x 10 -8 M

 

AKTIVNI CENTER – KATALITIČNI CENTER

Aktivni center encima veže substrat.

Struktura aktivnega centra:

  • funkcionalne kemijske skupine
  • reagira z molekulami substrata
  • je specifčen za posamezen encim

 

Primer: KATALITIČNI CENTER AF

  • 2 atoma cinka
  • 1 atom magnezija
  • Ak zaporedje: Tr – Asp- Ser – Ala

 

AF-E- coli

VRSTE KATALIZE

  • Neencimska kataliza – hidroliza estrov in amidov s kislinami ali bazami. Poteka s prenosom protona, encim ni prisoten.
  • Kataliza s kovinskim ionom (Na, Mg,Zn, Cu, ..). Primer: metaloencimi v dihalni verigi.
  • Kovalentna kataliza (serin proteaze-himotripsin, kovalentni intermediat).

 

INHIBICIJA ENCIMOV

Encime lahko inaktivirajo toksini,zdravila, kovinski ioni, nekatere molekule.

Inhibicija E je:

  • ireverzibilna: inhibitor se veže na E s kovalentno  Živčni bojni strupi (DIFP) se vežejo na ACE, ). Delovanje ASK.
  • reverzibilna: inhibitor se veže na encim. Inhibicija je: kompetitivna

nekompetitivna

akompetitivna

 

KOENCIMI

Koencimi so pomembni za delovanje encimov.

Koencimi so lahko:

  • organske molekule (šibka vezava na E)
  • kompleksne molekule (začasna vezava)
  • prostetične grupe (močna vezava na E)

Koencimi so:

    1. Vodotopni vitamini: niacin, tiamin, pantotenska kislina, biotin, FK, LK, holin, B12,  askorbinska kislina).
    2. Lipidotopni vitamini: retinol, tokoferol, filokinon, holekalciferol.

 

ALOSTERIČNI ENCIMI

  • oligomeri
  • regulatorni encimi

Alosterični encimi so encimi glikolize, dihalne verige, ..

E- reakcija zavisi od koncentracije končnega produkta.

Izoencimi

 

IZOENCIMI

Vrstno-specifične oblike  encimov, ki jih kodirajo različni geni,  imajo različne fizikalne lastnosti, po kemijski strukturi so si  podobni, delujejo na isti substrat.

Primeri:

  • izoencimi AF
  • izoencimi LDH (LDH 1-6)
  • izoencimi CK (CK MB, CK MM, CKBB)

 

 

IZOENCIMI AF  :   jetrni

kostni

ledvični

črevesni

placentarni

ektopični

 

ZNAČILNOSTI:        enako delovanje na specifični substrat.

razlike v strukturi,

razlike v fizikalnih lastnostih,

imunološka specifičnost

 

ENCIMI  V  CELICI

  • membranski (AF, GAMA GT)
  • citoplazmatski (AST, ALT, LDH)
  • organelnospecifični (AST, ACP,)
  • inkretorni
  • sekretorni

 

STANDARDNA KLASIFIKACIJA ENCIMOV

  1. oksidoreduktaze                      (LDH)
  2. transferaze                             (AST, ALT)
  3. hidrolaze                                (AF)
  4. liaze
  5. izomeraze                      (topoizomeraza)
  6. ligaze                             (DNA ligaza)

 

Kje  jih  določamo? V plazmi, v serumu.

Zakaj  jih  določamo? Za odkrivanje bolezni.

Diagnostično pomembni encimi: AST, ALT, AF

AST-    aspartataminotransferaza

ALT –   alaninaminotransferaza

AF –     alkalna fosfataza

AST in ALT katalizirata procese transaminacije in tvorbo proteinov.

AF sodeluje v procesu mineralizacije kostnega matriksa.

Aminotransferaze so aktivne v prisotnosti KOENCIMA-  PIRIDOKSAL  FOSFATA.

NAHAJALIŠČE AST

  • srce
  • jetra
  • skeletna muskulatura
  • ledvica, pankreas, pljuča
  • eritrociti

 

KLINIČNI POMEN AST

  • miokardni infarkt
  • jetrna obolenja
  • mišična distrofija
  • infekcijska mononukleoza
  • pankreatitis
  • pljučna embolija

[wp_ad_camp_1]

NAHAJALIŠČE   ALT

  • jetra
  • skeletna muskulatura
  • srce
  • pankreas
  • eritrociti

KLINIČNI POMEN ALT

  • obolenja hepatobiliarnega trakta
  • mišična distrofija
  • pankreatitis
  • infekcijska mononukleoza

AMI – AST                                               ALT

max AST – v 18 – 24 h                      neznačilen pomen

normalizira – v 3 – 5 dneh

diagn.sensit.: 96%

diagn. specif. 86%

OBOLENJA H.B. TRAKTA

diagn.sensit.: 71%            diagn.sensit.: 83%

diagn. specif. 84%

 

AKUTNI VIRUSNI HEPATITIS

ALT   (> 50 x ­)

AST   ­

naraščanje encimov: 1 – 4 teden

normalizirajo se:  po 6 – 12 tednih

AST : ALT  < 1   (blaga poškodba hepatocitov)

AST : ALT  > 1   (močna poškodba hepatocitov)

nekroza

INFEKCIJSKI HEPATITIS

AST : ALT  < 1

TOKSIČNI HEPATITIS  (alkohol)

AST : ALT  > 2

CIROZA JETER

AST : ALT  > 1

HOLESTAZA

­ AST, ALT

TERAPIJA S HEPARINOM  (subkutano)

­ AST, ALT  (po 8h,  do 3x nad normalo)

INFEKCIJSKA MONONUKLEOZA

­ AST, ALT  (do 5x nad normalo)

 

VPLIVI NA ¯ ­ AST

PREDANALIT. DEJAVNIKI:  nosečnost           ¯ AST

telesni napor

alkohol

hemoliza               ­ AST

stradanje

stres

podveza žil

ANALITIČNI  DEJAVNIKI:     oksalati           ¯ AST

piruvat

hemodializa      ­ AST

holestatiki

 

STABILNOST  AST  V  SERUMU:  do 7 dni na 4°C

 

ALKALNA   FOSFATAZA

  • trivialno ime)
  • ALP – simbol
  • 3.1.3.1. (koda encima)
  • ORTOFOSFAT – MONOESTER – FOSFOHIDROLAZA – (sistematsko ime)

 

  • DIMER: v krvnem obtoku Mr = ~160000
  • TETRAMER: na membranah celic
  • DIMER + TETRAMER: v ST, v žolču
  • Prototip : ALP E. coli

 

NAHAJALIŠČE AF

  • epitelij tankega črevesa
  • ledvični tubuli
  • kostno tkivo
  • jetra
  • placenta
  • levkociti
  • telesne tekočine

 

KLINIČNI POMEN

  • merjenje celokupne ALP ima nizko diag. vrednost.
  • identifikacija izoencimov opredeli izvor zvišane ALP
  • odkrivanje motenj v funkciji hepatobiliarnega trakta, kosti, placente, črevesne sluznice

 

DEJAVNIKI, KI VPLIVAJO NA VARIABILNOST LABOTATORIJSKIH REZULTATOV:

  • dejavniki, ki se jim ni mogoče izogniti
  • dejavniki, ki so posledica življenjskega sloga
  • individualni dejavniki

 

  • Kdaj je najprimernejši čas za odvzem ?
  • Vpliv diagnoze in terapevtskih postopkov!

 

VZORČENJE – STANDARDNA  PRIPOROČILA

  1. čas odvzema   (med 7h – 9h dopoldne)
  2. 12 ur  po  obroku  in  redni  aktivnosti
  3. pred diagnostičnimi  in terapevtskimi  posegi

 

 

 

 

HEMOGLOBINI

Življenjsko pomembne molekule, ki spadajo med proteine.

Hemoglobinska molekula: globin in hem.

Globin  tvorijo ribosomi v citosolu eritrocitov.

Hem nastaja  v mitohondrijih in v citosolu v  nedozorelih  eritrocitih.

VRSTE HEMOGLOBINOV

  • HbA
  • HbA2
  • HbF
  • HbA1c
  • Abnormalni hemoglobini (HbS, HbC, HbBart, …)

BIOSINTEZA HEMA IN GLOBINA

  • BIOSINTEZA HEMA : glicin, sukcinil CoA, encimi, Fe
  • SINTEZA GLOBINA: na ribosomih, 2 α in 2 β verigi (141 in 146 AK), kvartarna struktura,
  • vsaka veriga se povezuje z 1 molekulo hema
  • Fe 2+ , vezava kisika®sigmoidna krivulja: nasičenost Hb s kisikom je odvisna od parcialnega pritiska kisika

 

KRIVULJE VEZAVE O2 NA MIO, Hb

  • MIO KRIVULJA: – hiperbolična

– pomaknjena v levo

– mio ima večjo afiniteto do O2 kot Hb

– 50% nasičenje (0,2 kPaO2)

  • Hb KRIVULJA: – sigmoidna

– 50% nasičenje (3 kPaO2)

– s stopenjsko vezavo O2 se veča afiniteta Hb do O2

VPLIVI NA VEZAVO O2

  • alosterične reakcije
  • vezava H + in CO2 ® stabilizacija deoksigeniziranega Hb ® olajšano sproščanje O2
  • H + in CO2 se vežeta na Hb, O2 in hem
  • pri nižjem pH ® afiniteta Hb do O2 ¯
  • CO2 zmanjšuje afiniteto Hb do O2

 

PRENAŠANJE O2

  • Hb prenaša O2 iz pljuč ® tkiva
  • pO2 v pljučih = 15 kPa, Hb = 95% nasičen
  • mišica v mirovanju ® 5 kPa, Hb = 75%
  • aktivna mišica ® 1 – 2 kPa, Hb = 10%
  • Hb lahko sprošča O2, kjer je koncentracija O2 nizka
  • za vse reakcije je odgovorna kvartarna struktura Hb.

 

Hb PRI ODRASLEM ČLOVEKU

  • Polipeptidne verige: a, b, g, d in e.
  • 97%: HbA1, ki je sestavljen iz dveh a in dveh bverig
  • 2,5%: HbA2, ki je sestavljen iz dveh a in dveh d verig
  • 0,5%: HbF, ki je sestavljen iz dveh a in dveh g

 

HEMOGLOBINOPATIJE

Avtosomno recesivne bolezni- talasemije.

Motena je sinteza a in  b verig zaradi

represije gena za posamezno verigo.

Posledica: tvorba nefunkcionalnega HbS,

spremembe v morfološki strukturi eritrocitov.

LAB DIAGNOSTKA

  • Spremembe v krvni sliki
  • Za laboratorijsko diagnostiko ASE je potreben ustrezen odvzem biološkega materiala. Za odvzem krvi potrebujemo:

– polno kri:   odvzem v epruveto z EDTA antikoagulantom – vijolični zamašek

– serum:        odvzem v sterilno epruveto z gel separatorjem – rumen zamašek

TRANSPORTNI PROTEINI

Tretja najpomembnejša skupina proteinov.

Vloga: transport molekul, ki so vključene v energetski metabolizem in ostale fiziološke procese.

Transportni proteini so: lipoproteini, ceruloplazmin, transferin, albumin,..

 

OBRAMBNI PROTEINI

Četrta najpomembnejša skupina proteinov-

protitelesa (globulini tipa IgG, IgA, IgM).

Tvorba: plazma celice, ob stiku z antigeni.

Vloga: zaščita telesa pred okužbami z  bakterijami in virusi.

 

STRUKTURNI PROTEINI

So v celicah in organih namenjeni mehanski opori.

Strukturni proteini so: kolagen, keratin, ..

Strukturni proteini so tudi proteini citoskeleta: aktin, miozin, tubulin.

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja