Samenvatting Celbiologie 1 - Molecular Biology of the Cell - 6th edition - Chapter 3, 11-13, 15-17 and 27.

Hoofdstuk 3 Proteins
Eiwit
Een eiwit bestaat uit een lange, onvertakte keten van aminozuren. De aminozuren zijn met elkaar
verbonden via peptidebindingen. Om deze reden worden eiwitten ook wel polypeptiden genoemd.
-Opbouw
 Een repeterende sequentie van atomen = kern, polypeptide backbone.
 Zijketens = aminozuren, niet betrokken in het vormen van een peptidebinding.
-Soorten
o 20 verschillende soorten.
o Nonpolair, ongeladen polair, positief of negatief geladen.





-Vouwing
 Het vouwen van een eiwit is gedeeltelijk beperkt doordat het grootste deel van het eiwit niet
kan draaien. Alleen tussen de middelste C en de N-terminus (phi)/C-terminus (psi) kan
draaiing optreden. Deze draaiing kan worden weergegeven in een Ramachandran plot.
-Afhankelijk van
o Noncovalente verbindingen van atomen in de peptide backbone en in de zijketens.
Zorgen er ook voor dat een polypeptide keten op een bepaalde manier gevouwen
blijft. 1 = zwak, meer = sterk.
-Soorten
 Hydrogen bonds.
 Electrostatic attractions.
 Van der Waals attractions.
o Hydrophobic clustering force
-Werking
 Hydrofobe moleculen worden naar elkaar toe getrokken in een waterige
omgeving.
 Het is dus belangrijk hoe de polaire en nonpolaire zijketens zijn georiënteerd.
 De nonpolaire zijketens zijn vaak in het midden van het molecuul gevestigd
om zo het contact met water te verminderen.
 Polaire zijketens worden vaker aan de buitenkant gevestigd zodat deze
hydrofobe interacties aan kunnen gaan met het water en andere polaire
moleculen.
o Chaperones = Assisteren vaak in de vouwing van een eiwit.
-Werking
 Binden aan deels gevouwen polypeptide ketens en helpen zo om op de beste
manier (qua energie) verder te vouwen.
 Helpen ook in het voorkomen van een vroegtijdige binding tussen de
hydrofobe regionen en de nieuwe peptideketens.
o Bij binding aan een ander molecuul/cel kan de conformatie lichtelijk veranderen.
-Patronen
o α-helix = Resulteert uit een waterstofbrug tussen de N-H en C=O groepen.
-Opbouw
 N-H groep  Naar boven gericht en positieve lading.
 C=O groep  Naar onder gericht en negatieve lading.
 Waterstofbrug tussen elk 4e peptidebinding.
-Variatie
> SH2-protein = Twee α-helixen en een 3-strengs antiparallele β-
sheet.
> Coiled-coin = Wanneer twee of meer α-helixen om elkaar heen
wikkelen (nonpolaire deel vaak aan een kant)
 Veel in celmembranen
o β-sheet = Resulteert uit een waterstofbrug tussen de N-H en C=O groepen.
-Opbouw
 Kan parallel (dezelfde richting) of antiparallel (niet dezelfde richting) zijn.
 De uiteindelijke conformatie is meestal degene met de laagste vrije energie.

, -Denaturatie
 Het verbreken van noncovalente interacties wat leidt tot een verlies van de natuurlijke vorm
van het eiwit.
 Wanneer de oplossing voor het denatureren verwijderd wordt van het eiwit, renatureert het
eiwit vaak weer in de originele conformatie  Het eiwit bevat dus alle informatie voor het
aannemen van de 3-demensionale structuur
-Domeinen
 Een substructuur geproduceerd door een deel van een polypeptideketen die onafhankelijk van
de rest van het eiwit kan vouwen tot een compacte, stabiele structuur.
 Waarschijnlijk ontstaan door het random bij elkaar komen van losse stukken DNA.
-Opbouw
o 40-350 aminozuren.
o Modulair deel (delen uitwisselbaar).
o Veel grote eiwitten zijn hieruit opgebouwd.
o Domeinen zijn verbonden via korte polypeptide ketens die als hinge kunnen dienen.
-Variaties
o Domain shuffling = Ontstaan van veel grote eiwitten door het samenvoegen van al
bestaande domeinen in nieuwe combinaties.
-Families
 Eiwitten kunnen worden onderverdeeld in families
-Kenmerken
o Bij sommige familiaire eiwitten is de aminozuursequentie door de jaren heen zo
veranderd van elkaar, dat er naar de 3-d structuur moet worden gekeken om te
achterhalen of ze familie van elkaar zijn.
 Meestal hebben eiwitten grotendeels dezelfde structuur bij een aminozuur
overeenkomt van meer dan 25%.
-Functie
 Binding
-Werking
o Grote specificiteit.
o De mogelijkheid voor een eiwit om selectief en met een hoge affiniteit te binden aan
zijn ligand hangt af van de vorming van meerdere zwakke covalente verbindingen
zoals: waterstofbruggen, elektrostatische interacties en van der Waals interacties.
-Begrippen
o Ligand binding site = De plek op het eiwit wat bindt aan het ligand.
o Ligand = De substantie die wordt gebonden door het eiwit.
-Regulatie
 Positieve regulatie.
-Werking
> Een eiwit heeft 2 domeinen. Zowel molecuul X als glucose binden het
beste aan de gesloten vorm (actief) van dit eiwit.
> Wanneer alleen glucose aanwezig is in de oplossing zal het grootste
deel van de aanwezige eiwitten niet actief zijn.
> Wanneer alleen molecuul X aanwezig is in de oplossing zal het
grootste deel van de aanwezige eiwitten niet actief zijn.
> Wanneer zowel molecuul X als glucose aanwezig zijn in de oplossing
zal het grootste deel van de aanwezige eiwitten actief zijn.
> Dus: Molecuul X en glucose binden cooperatively aan het eiwit.
 Negatieve regulatie
-Werking
> Een eiwit heeft 2 domeinen. Molecuul X heeft de voorkeur voor een
open conformatie (niet actief) en glucose heeft voorkeur voor een
gesloten conformatie (actief).
> Beide stoffen zorgen ervoor dat het eiwit een andere conformatie
aanneemt. Wanneer beide stoffen aanwezig zijn in de oplossing
zullen er dus eiwitten met verschillende conformatie aanwezig zijn.
> Dus: Molecuul X en glucose hebben een quantitatively
reciprocal relatie
-Vorming