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:
- Vodotopni vitamini: niacin, tiamin, pantotenska kislina, biotin, FK, LK, holin, B12, askorbinska kislina).
- 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
- oksidoreduktaze (LDH)
- transferaze (AST, ALT)
- hidrolaze (AF)
- liaze
- izomeraze (topoizomeraza)
- 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
- čas odvzema (med 7h – 9h dopoldne)
- 12 ur po obroku in redni aktivnosti
- 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.