AMINOKYSELINY A BÍLKOVINY nStruktura a funkce: 1.Aminokyselin 2.Peptidů 3.Bílkovin n nMetabolismus: 1.Aminokyselin 2.Bílkovin n nPlazmatické proteiny, imunoglobuliny nPoruchy metabolismu n METABOLISMUS AMINOKYSELIN A PROTEINŮ PROTEINY Z POTRAVY NEBÍLKOVINNÉ DERIVÁTY Porfyriny Puriny Pyrimidiny Neurotransmitery Hormony Složené lipidy Aminocukry TĚLESNÉ PROTEINY Proteosyntéza Odbourávání AMINOKYSELINY GLUKÓZA CO2 KETOLÁTKY ACETYL CoA MOČOVINA NH3 250 – 300 g/den GLYKOLÝZA KREBSŮV CYCLUS Dvacet standardních aminokyselin FG19_06-10T02 Neesenciální a esenciální aminokyseliny u člověka Neesenciální Esenciální Semiesenciální* Alanin Asparagin Aspartát Glutamát Serin Fenylalanin Histidin Isoleucin Leucin Lysin Methionin Threonin Tryptofan Valin Arginin Cystein Glutamin Glycin Prolin Tyrosin *pouze v určitém období růstu a během nemoci. METABOLISMUS AMINOKYSELIN n1. Dekarboxylace – vznikají aminy n CH3CH(NH2)COOH → CH3CH2NH2 + CO2 n n2. Deaminace – vzniká amoniak n CH3CH(NH2)COOH → CH3COCOOH + NH3 n n3. Transaminace – vznikají oxokyseliny n CH3CH(NH2)COOH → CH3COCOOH 1. 1. 1. a-ketokyselina + aminokyselina R CH COOH NH2 a-ketokyselina Deaminace Transaminace Oxidativní dekarboxylace amin Katabolismus aminokyselin Základním předpokladem pro odbourávání aminokyselin je odstranění a-aminoskupiny transaminací a deaminací. Dekarboxylací vznikají biologicky aktivní aminy. 1. Dekarboxylace nOdstranění CO2 z –COOH skupiny nAA se mění na amin nVzniklé aminy jsou biologicky velmi účinné •Tyr – katecholaminy (adrenalin, noradrenalin) •Try – serotonin •His – histamin •Ser - ethanolamin 2. Deaminace nodstranění –NH2 nprobíhá účinkem dehydrogenáz nvzniká oxosloučenina a amoniak ntoxický amoniak je převeden na močovinu v močovinovém (ornithinovém) cyklu n Tvorba močoviny namoniak je buněčný jed → přeměna namoniak → močovina → ledviny → moč nmočovina vzniká v játrech, v mitochondriích a v cytoplazmě nreakce je endotermní n Dusíková bilance nDenně člověk vytvoří 20 - 25 g močoviny • dusík přijatý potravou nDusíková bilance = ----------------------------- n dusík vyloučený močí nPozitivní, negativní, vyrovnaná nDenně se doporučuje 70 - 90 g bílkovin nDobře stravitelné s esenciálními AA nŽivočišné bílkoviny jsou plnohodnotné Ornithinový cyklus 3. TRANSAMINACE nPředevším se týká neesenciálních aminokyselin (aspartát, alanin) nAminoskupina příslušné AA se přenese na α-oxokyselinu a vzniká jiná AA a oxokyselina nDěj podmíněn enzymaticky – aminotransferázami nAktivita aminotransferáz je významně zvýšená při některých onemocněních Aminotransferázy (transaminázy) jsou specifické pro jeden pár aminokyseliny s její odpovídající a-ketokyselinou. Aminotransferázy mají v aktivním centru prosthetickou skupinu – pyridoxalfosfát (PLP) 3. TRANSAMINACE ~AUT0017 Transaminace - přenos aminoskupiny na ketokyselinu R C H COO N H 3 + OOC C H 2 C H 2 C COO O - - - + Aminokyselina a-Ketoglutarát R C COO O OOC C H 2 C H 2 C H COO N H 3 + - - - + a-Ketokyselina Glutamát C H 2 C COO O OOC OOC C H 2 C H 2 C H COO N H 3 + - - - + Oxaloacetát Glutamát C H 2 C H COO N H 3 + OOC OOC C H 2 C H 2 C COO O - - - + Aspartát a-Ketoglutarát - - Transaminace - přenos aminoskupiny na ketokyselinu Aspartátaminotransferáza (AST) N H + CH3 OH H2C H2C HO OH Pyridoxin Vitamin B6 N H + CH3 OH H2C H2C O -2O3PO 1 2 3 4 5 6 4´ 5´ Pyridoxal-5´-fosfát (PLP) Prekurzorem PLP je pyridoxin, vitamin B6. Transaminace - aminotransferázy (transaminázy) obsahují koenzymem pyridoxal-5´-fosfát (PLP) N H + CH3 O- C H2C 2-O3PO N H + H Enzym N + O H C H 3 C H 2 N H 2 C H 2 O O 3 P + 2- Pyridoxal-5´-fosfát navázaný na apoenzym Pyridoxamin-5´-fosfát (PMP) PLP je pevně vázán na enzym přes imino vazbu (Schiffova báze) na e-aminoskupinu Lys. Pyridoxamin-5´-fosfát (PMP) přenáší aminoskupinu na a-ketokyselinu. Lysin Schiffova báze •Substráty většiny aminotransferáz jsou a-ketoglutarát a oxaloacetát • •Aminotransferázové reakce jsou reversibilní a podílí se tak i na syntéze aminokyselin. • •Přítomnosti aminotransferáz ve svalových a jaterních buňkách se využívá k diagnostickým účelům v klinické praxi • Aminotransferázy Aminotransferázy nAST – aspartáttransamináza •aspartát- α-ketoglutaráttransferáza •SGOT (serum glutamátoxaloacetáttransamináza) •klinický ukazatel nevratného poškození myokardu • nALT - alanintransamináza •alanin-a-ketoglutaráttransferáza •SGPT (serum glutamátpyruváttransamináza) •klinický ukazatel nevratného poškození jater n alanin-glukosa-cyklus Glukózo-alaninový cyklus Transport aminodusíku při odbourávání svalových proteinů Alanin vyplavený ze svalu a periferních tkání, je použit pro glukoneogenezi v játrech a glukóza je opětovně vychytávána svalem a periferními tkáněmi, kde z něho vzniká pyruvát. Ten je transaminován na alanin atd. Aminodusík z alaninu je v játrech použit pro syntézu močoviny. (Obdoba cyklu Coriových). glutamatedehydrogenase L-Glutamátdehydrogenáza odstraňuje v játrech aminoskupinu z uhlíkaté kostry glutamátu • v játrech se hromadí glutamát vzniklý transaminací z jiných aminokyselin • aminoskupina se oxidativní deaminací z glutamátu uvolní glutamátdehydrogenázovou reakcí jako amoniak (reakce probíhá v mitochondriích) • glutamátdehydrogenáza je jako jediná z enzymů schopna využívat NAD+ i NADP+ jako akceptory redukujících ekvivalentů • kombinované působení aminotransferázy a glutamátdehydrogenázy se nazývá transdeaminace. Glutamát uvolňuje svoji aminoskupinu v játrech jako amoniak F11_14 glutaminsyntetáza Je nejvýznamnější transportní formou aminodusíku v krvi Glutamin transportuje amoniak z krevního řečiště Ve své molekule nese hned dvě –NH2 skupiny pocházející z odbourávání AMK. Glutamin je transportován do jater a NH4 se v mitochondriích hepatocytů uvolní za pomoci glutaminázy, glutamin se mění zpět na glutamát. NH3 se glutaminázou mění na močovinu. Glukogenní a ketogenní AA nZ AA jsou tvořeny další substráty: n nGlukogenní AA •Použity pro výstavbu sacharidů nKetogenní AA •Přeměněny na ketolátky a různé lipidy Glukogenní aminokyseliny nMetabolisují se na a-ketoglutarát, pyruvát, oxaloacetát, fumarát nebo sukcinyl CoA Aspartát Asparagin Arginin Phenylalanin Tyrosin Isoleucin Methionin Valin Glutamin Glutamát Prolin Histidin Alanin Serin Cystein Glycin Threonin Tryptofan Ketogenní a aminokyseliny Metabolisují se na acetyl CoA nebo acetoacetát nSoučasně jsou i glukogenní nMetabolisují se na a-ketoglutarát, pyruvát, oxaloacetát, fumarát nebo sukcinyl CoA Isoleucin Threonin Tryptofan Fenylalanin Tyrosin Leucin a Lysin jsou pouze ketogenní Anabolismus (syntéza) aminokyselin nNeesenciální AA jsou syntetizovány z: •intermediátů glykolýzy •intermediátů citrátového cyklu (oxalacetát) •glutamátu (Gln, Pro) • nGlu je využíván též jako donor aminoskupiny při transaminacích: •pyruvát + Glu → Ala + 2-oxoglutarát •oxalacetát + Glu → Asp + 2-oxoglutarát • nVznik Glu: NH3 + 2-oxoglutarát +NADPH+H+ → Glu + NADP+ + H2O Aminokyseliny nvstřebány z tenkého střeva do krve, kde tvoří část zásoby AK v těle njátra a ostatní tkáně využívají této zásoby pro syntézu plazmatických a intracelulárních proteinů nna vzájemné přeměně AK transaminací a na jejich odbourávání deaminací se podílejí játra a ledviny nvýjimečně zdroj energie (hladovění) npři dostatku jsou odbourány nvysoké koncentrace AK v krvi – významné vylučování přes ledviny do moči (aminoacidurie) nu zdravých jedinců jsou aminoacidurie spojeny s nadměrným příjmem proteinů ve stravě n n Aminokyseliny nAminoacidurie 1.Overflow (přetečení) – zvýšené vylučování jedné nebo více AK do moči při jejich zvýšené koncentraci v plazmě, která převyšuje ledvinový práh 2.Renální - zvýšené vylučování AK do moči při normální hladině AK v plazmě vlivem snížené kapacity tubulární reabsorpce 3.No treshold (práh) – nastává při dědičných poruchách metabolizmu AK, kdy se hromadí AK, která se díky metabolickému bloku nemůže dále přeměňovat (její koncentrace v plazmě je však většinou normální, celý přebytek se vyloučí močí) Metabolismus některých aminokyselin a jeho poruchy Poruchy metabolismu aminokyselin nPrimární aminoacidurie • způsobena dědičným defektem (vrozená metabolická porucha) • defekt v určitém místě metabolické dráhy nSekundární aminoacidurie • způsobena onemocněním jater nebo všeobecnou poruchou funkce ledvinových tubulů, případně proteinovou podvýživou Tvorba aktivovaného methioninu = S-adenosylmethionin (SAM) Metabolismus methioninu SAM slouží jako prekurzor pro řadu methylačních reakcí, např. konverze noradrenlinu na adrenalin. Po ztrátě CH3 vzniká S-adenosylhomocystein (SAH). Biosyntéza cysteinu z methioninu 1.SAM se přes SAH mění na homocystein. 2. 2.Homocystein (HCY) kondenzuje se serinem na cystathion. 3. 3.Cystathionáza rozštěpí cystathion na cystein a a-ketoglutarát. Celá rerakce se nazývá transsulfurace * *nefunkční enzym vede ke vzniku homocystinurie. Regenerace Met za přítomnosti N5-methyl- tetrahydrofolátu (vitaminy: folát + B12) Homocystinurie •Skupina poruch charakterizovaná zvýšenými koncentracemi HCY v tělních tekutinách • •Vrozená porucha metabolismu Met, geneticky podmíněná defektem enzymu cystathionin-β-syntázy (přeměňuje HCY na cystathionin) • V moči je vysoká koncentrace homocysteinu a methioninu • •Příznaky se neprojevují hned po narození, ale vyvíjejí se postupně s věkem • •Nejobecnější příznak – poruchy zraku způsobené atypickým uložením čočky (dislokace oční čočky), výrazná krátkozrakost •Poruchy na kostře - deformity kostí, osteoporóza, skolióza, patologické zlomeniny • • • Homocystinurie •Postižení cévního endotelu: tromboembolické komplikace (hluboká žilní trombóza, plicní embolie, CMP) – hlavní příčiny úmrtnosti • •Předčasná ateroskleróza • •Postižení CNS: 60% pacientů postihuje opoždění vývoje a mentální retardace (křeče, odchylky na EEG, psychiatrické poruchy) • •Neléčený stav vede k opožděnému mentálnímu vývoji . •Vysoká chemická reaktivita homocysteinu a působení vzniku volných radikálů narušují jiné enzymy a mitochondrie buněk Homocystinurie TERAPIE •Cílem léčby je snížit hladinu celkového homocysteinu • •Velké dávky vitamínu B6 (pyridoxinu) – stovky mg/den • •5-10 mg/den kyseliny listové • •Nízkobílkovinná dieta se sníženým obsahem methioninu • •Dostupná prenatální diagnostika – časná diagnóza – velký léčebný úspěch • Cystinurie •Vrozená porucha transportu AK – cystinu, lysinu, argininu a ornitinu v ledvinách • •Defekt ledvinové tubulární reabsorpce – renální aminoacidurie • •Jediným projevem poruchy je tvorba ledvinových kamenů, které se začínají objevovat již v dětství • • Cystinóza •Lyzosomální porucha – která je výsledkem poruchy transportu cystinu přes membránu lyzosomů (dochází k hromadění krystalků cystinu v makrofázích) •Postiženy jsou různé orgány: slezina, játra, lymfatické uzliny, kostní dřeň a oční rohovka • •Postižené děti mají poruchu růstu, křivici, acidózu a zvýšené vylučování draslíku, glukózy a AK • • • Bioyntéza tyrosinu z fenylalaninu Tetrabiopterin redukuje fenylalaninhydroxylázu a sám je zpět redukován NADH-dependentní dihydropteridinreduktázou. Chybějící nebo defektní fenylalaninhydroxyláza způsobuje hyperfenylalaninemie (koncentrace Phe > 120 mM). Fenylketonurie - PKU •Vrozená porucha metabolismu fenylalaninu, geneticky podmíněná defektem enzymu fenylalaninhydroxylázy (přeměna Phe na Tyr) • •Vyznačuje se hromaděním Phe v plazmě a jeho vylučováním do moče spolu s katabolity (fenylpyruvátem, fenyllaktátem a fenylacetátem) • Příznaky: •Novorozenc při narození normální, postupně se opožďuje v psychomotorickém vývoji •Během 3-4 dnů roste koncentrace Phe v séru (do potu a moči se vylučuje kys. fenyloctová – zatuchlý zápach myšiny) •potíže s krmením, zvracení, hyperaktivita, změny na EEG •Od 6 měsíce – křeče (nereaguje na antiepileptika) •Nedostatečná tvorba pigmentu – světlá pleť, oči, vlasy (Phe inhibuje tyrosinasu, která zahajuje tvorbu pigmentu melaninu) • • Fenylketonurie PKU •Neléčený stav vede k mentální retardaci (postižení mozku se projeví do 3-4 měsíců) • •Jedinou účinnou léčbou je přísná nízkobílkovinová a nízkofenylalaninová dieta v dětském věku • Důležitá včasná diagnóza!!! •Celoplošný novorozenecký screening (kapilární krev z patičky 4-5 den po narození Vrozené metabolické poruchy tyrosinu Tyrosinóza (tyrosinemie I) • vzácně se vyskytující choroba charakteristická vylučováním hydroxyfenylpyruvátu • deficit fumarylacetoacetáthydrolasy • zvýšené koncentrace tyrosinu v krvi a moči • zvýšená hladina methioninu v krvi • zvýšená hladina α-fetoproteinu v séru • klinické příznaky: poškození jater a ledvin • chronické poškození jater vede k cirhóze terapie: •dieta bez Tyr, Phe, Met •transplantace jater • • Vrozené metabolické poruchy tyrosinu Tyrosinemie (tyrosinemie II) • vzniká při nedostatku jaterního enzymu tyrosinaminotrasferasy • ukládání krystalků Tyr vede ke vzniku zánětu a k následným lézím v oku a na kůži • zvýšené koncentrace Tyr v krvi i moči • • klinické příznaky: poškození kůže, očí a v některých případech CNS • terapie: •dieta bez Tyr, Phe • • valin isoleucin leucin a-ketoglutarát glutamát (transaminace) a-ketoisovalerát a-keto-b-methylbutyrát a-ketoisokaproát oxidativní dekarboxylace dehydrogenáza a-ketokyselin* CO2 NAD+ NADH + H+ isobutyryl CoA a-methylbutyryl CoA isovaleryl CoA Dehydrogenázový komplex rozvětvených a-ketokyselin propionyl CoA acetyl CoA acetoacetát acetyl CoA propionyl CoA + + Odbourávání rozvětvených aminokyselin Leucinóza - nemoc javorového sirupu (aminoacidémie rozvětvených aminokyselin) •Název podle sladké vůně moče způsobené vysokou koncentrací solí alifatických ketokyselin • •Vrozená genetická porucha metabolismu rozvětvených aminokyselin (Leu, Ile, Val) geneticky podmíněná defektem enzymů (dehydrogenázy) •Rozvětvené aminokyseliny a jejich a-ketokyseliny se hromadí a vedou k závažné toxicitě • •Exkrece Leu, Ile, Val a jejich α-ketoderivátů do moče •Mechanismus toxicity není znám • Leucinóza - nemoc javorového sirupu (aminoacidémie rozvětvených aminokyselin) •Neléčený stav vede k abnormálnímu vývoji mozku a mentální retardaci • •Klasická neléčená forma progreduje do kómatu a úmrtí do jednoho roku • Příznaky: •při narození normální, klinické příznaky mezi 4-7 dnem života •hypoglykémie, acidóza, letargie, ztráta chuti k jídlu a zvracení •Typický zápach moči a potu po javorovém sirupu (karamelu) • •Léčba: dieta se sníženým leucinem a limitovaným valinem a isoleucinem a speciální výživa obsahující aminokyseliny nezbytné pro růst a zdravý vývoj pacienta Enzymy katalyzující reakce metabolismu aminokyselin obsahují kofaktory komplex vitaminů B THIAMIN B1 (thiamindifosfát) oxidativní dekarboxylace a-ketokyselin RIBOFLAVIN B2 (flavinmononukleotid FMN, flavinadenindinukleotid FAD) oxidáza a-aminokyselin NIACIN B3 – kyselina nikotinová, (nikotinamidadenindinukleotid NAD+ Nikotinamidadenindinukleotidfosfát NADP+) dehydrogenázy, reduktázy PYRIDOXIN B6 (pyridoxalfosfát) transaminační reakce a dekarboxylace KYSELINA LISTOVÁ (tetrahydrofolát) enzymy metabolismu aminokyselin KYSELINA ASKORBOVÁ odbourání tyrosinu syntéza kolagenu Přeměna aminokyselin na specialisované produkty Glycin hem, purin, konjugace na žlučové kyseliny, kreatin Histidin histamin Ornithin a arginin kreatin, polyaminy (spermidin, spermin) Tryptofan serotonin (melatonin) Tyrosin andrenalin a noradrenalin Kyselina glutamová g-aminomáselná kyselina (GABA) Biologicky aktivní aminokyseliny Neurotransmitery – glycin a kyselina glutamová METABOLISMUS BÍLKOVIN n nBílkoviny tvoří cca 20% tělesné hmotnosti n nPoločas odbourávání se liší (insulin minuty, bílkoviny ze svalu 180 dní) n nOdbourávání proteinů – proteolýza n Odbourávání – katabolismus bílkovin n n n enzymy nBÍLKOVINY → AMINOKYSELINY n nBÍLKOVINY → POLYPEPTIDY nPOLYPEPTIDY → PEPTIDY nPEPTIDY → AMINOKYSELINY n ndenaturované bílkoviny se štěpí snadněji než n nativní n Katabolismus - proteolýza bílkovin n nDělení proteáz: •Endopeptidázy – působí uvnitř molekuly •Exopentidázy – působí postupně od konce •Karboxypeptidázy - odštěpují AK na karboxylovém konci peptidu •Aminopeptidázy - odštěpují AK na aminovém konci peptidového řetězce •Dipeptidázy - štěpí dipeptidy METABOLISMUS BÍLKOVIN n nEndopeptidázy (žaludek a duodenum) •pepsin, trypsin, chymotrypsin n nExopeptidázy (tenké střevo) • n nPepsin (pH 1.5 – 2.5) – před Tyr, Phe, mezi Leu, Glu nTrypsin (pH 7.5 – 8.5) – mezi Lys a Arg nChymotrypsin (pH 7.5 – 8.5) – mezi Phe a Tyr nPankreatická elastáza (pH 7.5 – 8.5) – štěpí peptidovou vazbu za Ala, Gly a Val n n n n METABOLISMUS BÍLKOVIN nTabulka štěpení bílkovin n Část těla Enzym Produkt štěpení ŽALUDEK PEPSIN kyselé pH POLYPEPTIDY TENKÉ STŘEVO TRYPSIN zásadité pH PEPTIDY TENKÉ STŘEVO PEPTIDÁZY AMINOKYSELINY METABOLISMUS BÍLKOVIN nPepsin nVylučován jako neaktivní pepsinogen nVylučuje ho žaludeční sliznice nAktivován v žaludku pomocí HCl npH = 1 – 2 nŠtěpí vazby mezi tyr-asp, phe-glu nŠtěpí 10 % peptidických vazeb nBílkoviny štěpí na polypeptidy METABOLISMUS BÍLKOVIN nTrypsin nVylučován jako neaktivní trypsinogen nVylučuje ho pankreas nAktivován je v tenkém střevě enzymem enteropeptidázou npH = 7 – 9 nŠtěpí v místě, kde je vázán arg nebo lys nŠtěpí polypeptidy na peptidy Proteosyntéza bílkovin nV jádře buňky probíhá transkripce: přepis genetické informace z DNA do (komplementární) mRNA n nPodle mRNA jsou pak na ribozomech syntetizovány proteiny…translace n nRibosom se skládá z malé a velké podjednotky; ty jsou tvořeny proteiny a ribosomálními RNA (rRNA) n nPro translaci jsou vedle aminokyselin a mRNA potřeba také: •molekuly tRNA (transferová RNA): svým 3´-koncem váže určitou aminokyselinu a antikodonem se páruje s kodonem v mRNA vázané na ribosom…přenos AA na místo proteosyntézy •energie ve formě ATP, GTP n Tvorba aminoacyl-tRNA nPro každou AA existuje nejméně 1 tRNA, která ji váže a přenáší na ribosom nPro každou AA existuje zvláštní enzym, který katalyzuje aktivaci AA, při níž se AA naváže na tRNA n n n Průběh translace n1) Iniciace: n první tRNA (nesoucí vždy Met) a mRNA se s pomocí iniciačních faktorů (proteiny) naváží na ribosom v tzv. P-místě…vyžaduje hydrolýzu GTP a ATP n n2) Elongace: •aminoacyl-tRNA se s pomocí elongačního faktoru a za hydrolýzy GTP naváže do tzv. A-místa na ribosomu •peptidyl (v 1. kroku jen Met) vázaný na tRNA v P-místě se naváže peptidovou vazbou na AA-tRNA v A-místě •hydrolýza GTP umožní translokaci: ribosom se posune po mRNA o 3 báze (1 kodon) dál směrem k jejímu 3´-konci. Peptidyl-tRNA se tak dostává zase do P-místa; A-místo se tak uvolní pro vazbu další AA → opak. • Průběh translace n3) Terminace: n v A-místě se objeví stop kodon mRNA (neexistuje tRNA, jejíž antikodon by ho rozeznával) ® za pomoci terminačního faktoru a hydrolýzy GTP se polypeptid uvolňuje z tRNA v P-místě Průběh translace nPořadí bází (kodonů) v mRNA tedy určuje pořadí AA v proteinu, tj. jeho primární strukturu n nRibosom se posunuje po mRNA směrem k jejímu 3´-konci, polypeptid přitom roste od N-konce (methioninu) k C-konci n nProteiny, které se mají dostat do membrán, lysosomů nebo ven z buňky, nejsou syntetizovány na volných ribosomech v cytoplasmě, nýbrž na ribosomech vázaných na drsné endoplasmatické retikulum n nMnohé proteiny se ještě před ukončením translace začínají modifikovat (tzv. posttranslační modifikace, viz dále) n Antibiotika a proteosyntéza nNěkterá antibiotika fungují tak, že inhibují bakteriální syntézu proteinů n nVyužívá se toho, že bakteriální ribosom má jiné složení než eukaryotické ribosomy Þ antibiotika interagují s proteiny resp. RNA bakteriálních, nikoli však eukaryotických ribosomů n nNapř.: tetracyklin zabraňuje vazbě aminoacyl-tRNA do A-místa Posttranslační modifikace nProteolytické štěpení: odštěpuje se N-koncový Met; u polypeptidů syntetizovaných ve formě neaktivních prekurzorů se odštěpuje i další peptidový fragment (inzulin) n nTvorba –S–S– můstků v endoplasmatickém retikulu (ER): ovlivňuje konformaci a aktivitu proteinu n nGlykosylace: připojení sacharidového fragmentu na –OH skupinu Ser, Thr (O-glykosidicky) nebo na amidový dusík Asn (N-glykosidicky); probíhá v ER a v Golgiho komplexu n nFosforylace –OH skupiny Ser, Thr nebo Tyr: v cytoplasmě n nHydroxylace Pro (v poloze 3 nebo 4) a Lys (v poloze 5) v kolagenech: v ER Glykace nNeenzymatická posttranslační modifikace n nAldosa (monosacharid) reaguje svou aldehydovou skupinou s aminosku-pinami proteinů n nKonečné produkty pokročilé glykace (AGEs) jsou považovány za klíčové faktory v patogenezi diabetické nefropatie a jiných diabetických komplikací n Plazmatické proteiny nplazmatické bílkoviny tvoří asi 7 % plazmy n nalbuminy, globuliny (α1, α2, β, γ) a fibrinogeny Plazmatické proteiny nAlbumin nvytváří se v játrech nmolekula albuminu je ve srovnání s ostatními bílkovinami krve poměrně malá a proto velmi dobře váže vodu (stěna kapilár je pro bílkoviny většinou nepropustná, takže albuminy v krvi udržují vodu a působí nasávání vody z tkání do krve) nztráty albuminu (např. močí při poruchách ledvin) vedou k přestupu vody do tkání (zvláště do podkoží obličeje a končetin) a ke vzniku otoků nje přenašečem enzymů, léků a kovů. Na albumin se váží i některé hormony, zvláště takové, které je zapotřebí udržet déle v oběhu (pohlavní hormony a hormony štítné žlázy). Vazba těchto látek na albuminy zabraňuje jejich rychlému vyloučení ledvinami a v krvi se tak udržuje jejich stálá hladina. nje zodpovědný za onkotický tlak krve Plazmatické proteiny nTransferin a ferritin •nejdůležitější bílkoviny pro metabolismus železa •transferin přenáší Fe v krvi •ferritin Fe váže a skladuje nCeruloplasmin •zásobní bílkovina pro měď nCRP •marker zánětu Plazmatické proteiny nGlobuliny njsou produktem specializovaných buněk obranného systému organismu - lymfatické (mízní) tkáně. Z hlediska obranných funkcí jsou nejvýznamnější tzv. imunoglobuliny nFibrinogen nvzniká podobně jako albuminy v játrech nuplatňuje se při srážení krve Imunoglobuliny nimunoglobulin (protilátka) je protein, který je schopen jako součást imunitního systému identifikovat a zneškodnit cizí objekty (bakterie a viry) v těle nprotilátky jsou nositeli humorální imunity nmnožství imunoglobulinů se při infekčních chorobách zvyšuje Imunoglobuliny nProtilátka se specificky váže na antigen nKaždá protilátka je složena ze dvou totožných těžkých a dvou totožných lehkých řetězců nLehké a těžké řetězce se liší počtem aminokyselin i molekulovou hmotností nŘetězce jsou vzájemně svázány kovalentními disulfidickými můstky nCelá makromolekula má tvar písmene ypsilon s výkyvnými raménky Imunoglobuliny nStruktura Ig Soubor:IMUNOGLOBULIN.png Imunoglobuliny nPodle stavby konstantní části těžkého řetězce dělíme protilátky na třídy: IgG, IgA, IgM, IgE, Ig D nIgG •nejvýznamnější třída protilátek •vytváří 4 podtřídy (IgG1-4), které se vzájemně liší svými opsonizačními vlastnostmi, vazbou na komplement a časem, po který jsou aktivní •je to jediná třída protilátek schopná procházet placentou (proto jsou u novorozenců stejné hodnoty jako u dospělých) Imunoglobuliny nIgA •protilátky této třídy jsou nazývány slizniční protilátky. •jsou produkovány B-lymfocyty, které se vyskytují ve slizničních vrstvách • nIgM •monomer IgM je integrální součástí membrány B-lymfocytů •IgM mají krátký poločas (narozdíl od IgG přetrvávají v plasmě jen krátce po zlikvidování antigenu) •celek protilátek IgM tvoří pentamer • • Imunoglobuliny nIgE •homocytotropní: brzy se váže na jiné buňky vlastního těla (žírné buňky, bazofily) •uvolňuje mediátory zánětu (histamin, serotonin) •↑ koncentrace při alergických (atopických) reakcích •úloha v antiparazitární obraně (stimuluje procesy k vypuzení): mediátory, vazodilatace, vykašlání, vykýchání, zvýšení peristaltiky střev, průjem Imunoglobuliny nIgD •je zastoupen relativně málo •jeho afinita k antigenům je slabá •nachází se hlavně na povrchu B-lymfocytů, kde má funkci receptoru pro antigen •vyvolává uvolňování histaminu z mastocytů a bazofilních leukocytů •po vazbě na antigen se také spolupodílí na rozvoji senné rýmy či alergického astmatu n Koncentrace proteinů a patologické stavy nzvýšená koncentrace proteinů v séru • způsobena dehydratací • růstem frakce globulinů • syntézou abnormálních proteinů v nádorových buňkách nsnížená koncentrace proteinů v séru • odráží ztráty (rakovina žaludku, střev) • zvýšenou spotřebu • snížený příjem (podvýživa) • sníženou rychlost syntézy (choroby jater) Koncentrace proteinů a patologické stavy nProteiny (reaktanty) akutní fáze nspecifické proteiny, které přechodně zvyšují svou koncentraci v plazmě při odpovědi na akutní zánět njejich syntéza v jaterní tkáni je stimulována tkáňovým poškozením různého původu (infekce, ischémie, maligní nádor, chirurgický zákrok) Koncentrace proteinů a patologické stavy nPozitivní proteiny akutní fáze: •I. Skupina ( 50%): ceruloplasmin •II. Skupina ( 2-4x): α1-antitrypsin, orosomukoid, haptoglobin, fibrinogen •III. Skupina ( 1000x): CRP • nNegativní proteiny akutní fáze: prealbumin, albumin, transferin n n Koncentrace proteinů a patologické stavy nBílkoviny v moči – proteinurie n nzvýšená proteinurie •po vysoké tělesné námaze •onemocnění ledvin • nfyziologická – 40-60mg/den nselektivní – ztráty výhradně albuminu nneselektivní – ztráty albuminu i IgG ntubulární – ztráty α1-mikroglobulinu Koncentrace proteinů a patologické stavy nBílkoviny v moči – proteinurie n nprerenální proteinurie •vysoké koncentrace plazmatických nízkomolekulárních bílkovin •nadměrná intravaskulární hemolýza (hemoglobin), crush syndrom (myoglobin) nrenální proteinurie (podle části ledvin, která je zasažena) •glomerulární •tubulární •smíšená •postrenální •prerenální n