Versuch: Blutproteine

Tierphysiologie
3. Semester
11.11.02
Versuch: Blutproteine
Seiten im Campbell und Tierphysbuch
Zusammenfassung Campbell S. 80 – 89 + S. 925 – 929
Respiratorische Proteine Cambpell S. 925 - 927
Aminosäuren
Cam. 80 -. 82, 532 f.
Proteinstruktur
Cam. 83 – 89
Kooperativität
Cam. 111f., 1338
Bohr – Effekt
Cam. 926f. / Tierphys S. 320
Myoglobin
Tierphys S. 314
Hämoglobin
Tierphys S. 313 ff. , 318
Hämocyanin
T. S. 320
Sauerstoff
T. S. 310 ff
Allostherische Effektoren Cam. S. 111 f
Ist nur ein Auszug! Nicht alle Seiten genannt!
Tierphysiologie
Aminosäuren:
3. Semester
mit Carboxyl und Aminogruppe
20 Arten von Aminosäuren im menschlichen Körper
Eigenschaften:
Polar
Unpolar
Elektrisch geladen ( sauer, basisch im Bezug auf die Seitenkette)
Hydrophil wegen ihrer Ladung
Verknüpfung durch Kondensation Æ Peptidbindung Æ Polypeptide
Æ 2 Enden: N terminiertes Ende, C terminiertes Ende
Polypeptide Æ Proteinen durch Strukturverknüpfung mehrerer
Polypeptidketten
Strukturen:
Primär:
Reihenfolge der Aminosäuren, kleine Änderung der Reihenfolge
beeinflusst die Funktionalität der Proteine (Sichelzellenanämie)
Kovalente Bindungen
Sekundär:
Faltung und Wendung der Aminosäurenkette
Bekannteste Alpha- Helix und Beta Faltblatt
Sind über Wasserstoffbrücken verknüpft (NH-O=C)
Tertiär:
räumliche Anordnung der Sekundärstruktur durch Bindungen zwischen
den Seitenketten
z.B.: durch Disulfidbindungen, hydrophile Wechselwirkungen oder
Ionenbindungen
Quartär:
Struktur, die durch die Verbindung verschiedener Polypeptidbindungen
entsteht. Æ Proteinstruktur
Allosterische Effekte:
Meist Proteine, die an ein bestimmtes Zentrum von Enzymen angreifen und
somit die Struktur der Substratbindungsstelle verändern. Somit wird die
katalytische Wirkung der Enzyme entweder aktivier oder inhibiert. Hier ist
auch Sauerstoff ein Effektor (siehe Kooperativität).
Kooperativität:
Wechselwirkungen, bei dem ein Substratmolekül an einem Enzym alle
weiteren Untereinheiten aktiviert. (d.h. eine größere Affinität zwischen
Substrat und Enzym hervorruft).
Hier aktiviert ein gebundenes Sauerstoffmolekül am Hämoglobin die weitere
Aufnahme von Sauerstoff. Æ sigmoidale Sauerstoffkurve
Der Sauerstoff wird nicht oxidiert, sondern es findet eine Oxygenierung statt.
Tierphysiologie
3. Semester
Gelelektrophorese:
Biochemisches Analyseverfahren, bei dem org. Verbindungen mit
Dipolcharakter aufgrund ihrer unterschiedlichen
Wanderungsgeschwindigkeiten im elektrischen Feld aufgetrennt werden. Die
Wanderungsgeschwindigkeit hängt von der Stärke des Feldes, Größe und
Ladung des Analyten und der Art des Gels ab.
Hier: Gelelektrophorese mit Polyacrylamid Gel (PAGE) und Natriumdodecylsulfat
(SDS).
SDS denaturisiert das Blutprotein in die einzelnen Untereinheiten und zerstört
deren Tertiärstruktur. Alle Untereinheiten liegen in einer länglichen Form vor.
Zusätzlich entsteht um die Untereinheit eine große negative Ladung, die die
tatsächliche Ladung unterdrückt.
Somit hat man die Faktoren der Wanderungsgeschwindigkeit nur auf die
Molekülmasse beschränkt!!!
Respiratorische Proteine:
Aufgenommener Sauerstoff wird in gelöster Form nur schlecht transportiert, da
die Diffusion des Sauerstoffs im Blut zu langsam ist, um sich schnell genug im
ganzen Körper zu verteilen. (nur 4 ml Sauerstoff in 1 l Blut)
Dagegen wird die 70fache Menge durch Proteine transportiert.
Hämoglobin: Fe2+ im Zentrum, an das dann ein Sauerstoffteilchen gebunden werden kann.
Bei Hämoglobin tritt das Phänomen der Kooperativität auf. Es ist in sämtlichen
Tiergruppen als Blutprotein vertreten.
H. ist in den Erothrozyten vorhanden und besteht aus vier Untereinheiten.
Farbe: dunkelrot (sauerstoffreich) / hellrot (sauerstoffarm)
Hämerythrin: Auch Fe2+ im Zentrum. Kommt meist bei Anneliden vor (grün/farblos?)
Hämocyanin: Besitzt Calciumionen im Zentrum und ist das Blutprotein bei Molluscen und
Athropoden. Zwei Kupferionen binden ein Sauerstoffion. Es ist im Blutplasma
zu großen Brocken von Untereinheiten zusammengefasst liegt aber nicht in
einer Blutzelle vor.
Myoglobin:
Protein im Muskel, das z.B. bei der Robbe 25 % Sauerstoff speichern kann.
Andere Wege der Erzeugung (aerob bzw. anaerob)
Hier findet keine Kooperativität statt (hyperbolische Kurve)
Zu den Blutproteinen ist es sinnvoll nochmals in Büchern das Wissen zu vertiefen!
Bohr-Effekt:
Findet im Muskel eine hohe Muskelaktivität statt, so wird auch viel
Kohlenstoffdioxid frei (Stoffwechsel zur ATP-Bildung). Dieses
Kohlenstoffdioxid verbindet sich mit Wasser zu Kohlensäure. Diese gibt ein
Proton ab Æ der pH-Wert sinkt.
Tierphysiologie
3. Semester
Durch das Sinken des pH-Wertes wird nun von den Blutproteinen mehr
Sauerstoff abgegeben, um den erhöhten Sauerstoffbedarf zu decken. Æ pHWert ist somit auch ein Effektor!?!
pO50:
entspricht dem Sauerstoffpartialdruck, an dem die Proteine zu 50 % mit
Sauerstoff eine Bindung eingegangen sind.
pH-Wert oder Temperatur hoch, somit verschiebt sich die sigmoidale Kurve
nach rechts, die Affinität von Blutprotein zu Sauerstoff wird geringer, was
wohl auf die erhöhte Teilchengeschwindigkeit auch im Zentrum
zurückzuführen ist. Somit muss der Partialdruck des Sauerstoffs erhöht werden
um die 50 % der Bindung zwischen den beiden herzustellen. Beim pH-Wert
spielt zusätzlich der Bohr Effekt eine Rolle!?!
Hill-Diagramm:
Macht eine Aussage über die Kooperativität (Steigung entspricht der
Kooperativität) siehe Skript!