Vastab energiahulgale, mis kulub ühe mooli vastavate sidemete lõhkumiseks radikaalide moodustumisega H3C-CH3 H3C + CH3 Võrdluseks, toatemperatuurile (25º C ehk 298 K) vastav soojusliikumise energia on kõigest: E = RT = 298(K) 8,314 (J K-1mol-1 ) = 2478 J mol-1 ehk ligikaudu 2,5 kJ mol-1. Mittekovalentsed interaktsioonid ehk nõrgad interaktsioonid Mittekovalentsed interaktsioonid on biokeemias ääretult olulised ja seda sellepärast, et nad on nõrgad interaktsioonid Tüüpilised mittekovalentsete sidemete energiad jäävad alla 40 kJ/mol, tavaliselt 4 40 kJ/mol Sidemete nõrkus võimaldab: ·pöörduvaid, tasakaalulisi interaktsioone ·pidevat tekkimist ja re-formeerumist juba mõõduka temperatuuri juures ·dünaamilisi makromolekulaarseid struktuure ·interakteeruda makromolekulidel erinevate partneritega Mittekovalentsed interaktsioonid hõlmavad: ·laeng-laeng interaktsioon ·van der Waalsi interaktsioonid ·vesinikside Mittekovalentsete interaktsioonide tüübid
Osalevad seostusvalgus (heat-shock) ja ATP. Sellest alates täidavad valgud biofuntksioone. (Denaturatsioon – valkude kõrgema struktuuir muutumine, millega kaasneb võimetus täita biofuntksiooni NT: palavi, ei denaturiseerita inimese valke vaid batkertirakke) Kvarsternaarstruktuur – Molekulis on 2 või rohkem tertsiaarstuktuuriga polüpeptiidahelat (sumbühikut). Seotud nii kovalnetserte kui mittekovalentsete sidemetega 26) Denaturatsioon: Toimub, kui suure molekulmassiga valk dissotsieerub subühikuteks. Nõrkade siemete lõhkumine. Nt alkohol, happed ja alused, raskemetallid. 27) Renaturatsioon: Täielikult denatureerunud valku ei saa renatureerida. 28) Protomeer: Avaldunud bioaktiivsusega suure molekulmassiga funktsionaalosa. (nt Na-pump) 29) Valkude klassifikatsioon: Füüsikaline/keemiline – vesilahustuvad, vees mittelahustuvad. Päritolu – loomsed,
Genoomi pakkimine kapsiidi on vajalik selleks, et kaitsta nukleiinhapet välismõjude eest. Pakkimisel osalevad spetsiifilised pakkimisvalgud, mis tunnevad nukleiinhappel ära pakkimissignaale. Selleks, et stabiliseerida pakitud nukleiinhapet, vältida negatiivsete laengute tõukumist, jääb nukleiinhape seotuks positiivselt laetud ioonidega, polüamiinide ning valkudega. Valgu monomeerid kapsiidis moodustavad kapsomeeri. Kapsiidi struktuurüksused on omavahel ühendatud mittekovalentsete sidemetega. Viiruspartiklite arv ja nende infektsioonivõime on vaid harva 1:1 vastavuses. Mitte kõik virioonid ei sisalda kogu viiruse geneetilist informatsiooni. Kapsiidi sümmeetria: 1. Helikaalne (TMV, faag M13;) TMV (Tubaka Mosaiigiviirus): 6400 nt, 2130 identset valgu subühikut pakitud helikaalselt ümber ssRNA, iga valgu subühik interakteerub 3 nt-ga. Assambleerumise ühikuks 34 subühikut. 1955. a. näitasid Fraenkel-Conrat
Temperatuuri tõustes o ensüümreaktsioonid kiirenevad ~2 korda iga 10 kohta. Mingist piirist hakkab kiirus langema tingituna valgu termilisest denaturatsioonist. Inhibiitorid pidurdavad ensümaatilisi reaktsioone seostudes ensüümiga muutes selle inaktiivseks. Pöördumatud inhibiitorid interakteeruvad ensüümiga läbi kovalentsete sidemete. Pöörduvad inhibiitorid interakteeruvad ensüümiga läbi mittekovalentsete sidemete. Pöörduvad jagunevad kolmeks: Konkurentne I seondub ainult E, mitte ES kompleksiga. (kui *S+ on lõpmatult suur, siis inhibiitori lisamine reaktsiooni Vmax ei mõjuta. Mittekonkurentne I seondub kas E või ES kompleksiga. (,,puhtas" (I sidumine E'le ei mõjuta S sidumist, kuna sidumistsentrid erinevad) inhibiitor ei mõjuta Km, kuid vähendab Vmax väärtust. Segatüübis (I
jäigad tasapinnalised alad. Kolesterooli leidub paljude rakkude membraanides. Eriti palju on teda imetaja rakkude membraanis kuid praktiliselt puudub prokarüootide membraanis. Taimeraku membraanides on 30- 50% lipiididest steroidid (kolesterool ning teised taimedele iseloomulikud steroidid). · Teine ehituskomponent on valgud (perifeersed ja integraalsed). Valgud ja lipiidid on omavahel seotud nõrgalt, põhiliselt mittekovalentsete sidemetega st valgud võivad vabalt lipiidses kaksikkihis liikuda; Valgu hulk eri rakutüüpide membraanides on erinev: närviraku aksoni müeliinmembraanis, mille ülesanne on põhiliselt isoleerida, on valku alla 25%; mitokondrite ja kloroplastide membraanides, mis tegelevad energia muundamisega, on valku 75. Kuigi membraanide baasstruktuur põhineb lipiidsel kaksikkihil, on just membraanis olevad valgud need, mis toimetavad spetsiifilisi funktsioone: 1) ainete transport läbi membraani
jäigad tasapinnalised alad. Kolesterooli leidub paljude rakkude membraanides. Eriti palju on teda imetaja rakkude membraanis kuid praktiliselt puudub prokarüootide membraanis. Taimeraku membraanides on 30- 50% lipiididest steroidid (kolesterool ning teised taimedele iseloomulikud steroidid). Teine ehituskomponent on valgud (perifeersed ja integraalsed). Valgud ja lipiidid on omavahel seotud nõrgalt, põhiliselt mittekovalentsete sidemetega st valgud võivad vabalt lipiidses kaksikkihis liikuda; Valgu hulk eri rakutüüpide membraanides on erinev: närviraku aksoni müeliinmembraanis, mille ülesanne on põhiliselt isoleerida, on valku alla 25%; mitokondrite ja kloroplastide membraanides, mis tegelevad energia muundamisega, on valku 75. Kuigi membraanide baasstruktuur põhineb lipiidsel kaksikkihil, on just membraanis olevad valgud need, mis toimetavad spetsiifilisi funktsioone: 1) ainete transport läbi membraani
Mittekatalüütiline ja katalüütiline reaktsioon Michaelis-Menten'i võrrand E +S ES EP E + P Vmax on teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus [ M /s ] Ensüümreaktsioonide kiirust mõjutavad tegurid pH, temperatuur (kõrgetel temperatuuridel hakkab valk denatureeruma), inhibiitorite olemasolu Inhibiitorid Pöördumatud inhibiitorid inaktiveerivad ensüüme läbi kovalantsete sidemete, pöörduvad läbi mittekovalentsete sidemete Konkurentne inhibeerimine inhibiitor seondub ainult E'ga Mittekonkurentne inhibeerimine inhibiitor seondub kas E või ES'ga Ebakonkurentne inhibeerimine inhibiitor seostub ainult ES'ga (hüpoteetiline) Ensüümkatalüüsi keemilised mehhanismid · kovalentne katalüüs ensüüm ja substraat moodustavad kovalentseid sidemeid ühes või mitmes reaktsiooniahela punktis, kovalentse sideme moodustamine taga reaktsioonikiiruse kasvu, võib olla
valgu termilisest denaturatsioonist. Nõrkade jõudude abil koos püsivad valgu kõrgemad struktuuritasemed on termo-labiilsed. Esineb erandeid nii kõrgemate kui madalamate temperatuurioptimumide osas, näiteks termofiilsete bakterite ensüümid 85°C juures on kõrge aktiivsusega. Ensüümireaktsioonide inhibeerimine Pöördumatud inhibiitorid interakteeruvad ensüümiga läbi kovalentsete sidemete E + I EI Pöörduvad inhibiitorid interakteeruvad ensüümiga läbi mittekovalentsete sidemete E + I EI Pöörduva inhibeerimise tüübid: Konkurentne inhibeerimine inhibiitor (I) seondub ainult E, mitte ES kompleksiga I ja S kokureerivad sama sidumistsentri pärast aktiivtsentris. Kui [S] on lõpmatult suur (1 / [S] = 0) siis inhibiitori lisamine reaktsiooni Vmax ei mõjuta. Mittekonkurentne inhibeerimine inhibiitor (I) seondub kas E või ES kompleksiks
tsütoskelett, tsentrioolid. Missugused organellid on omased taime- ja missugused loomarakkudele? Muidu samad, taimedel lisaks rakukest, vakuoolid ja kloroplastid. 3. Loetle kõik tuumakeses sünteesitavad RNA tüübid. mRNA, tRNA, rRNA. Missugused ensüümid neid RNAsid transkribeerivad? Vastavalt RNA polümeraasid II, III ja I. 4. Organelli membraani koostis - nad koosnevad fosfolipiidsest kaksikkihist ning valgu molekulidest, mis on omavahel seotud pôhiliselt mittekovalentsete sidemetega; membraanid on ebasümmeetrilised : nende sise- ja välispind erinevad oma molekulaarselt koostiselt; membraanis on ka kolesterool, selle tähtsus organelli ja raku kui terviku normaalseks funktsioneerimiseks - membraani komponendid on vôimelised lateraalseks difusiooniks; kolesterool membraanis seob ja immobiliseerib fosfolipiide (muudab membraani vähem vedelaks ja tugevamaks). Loetle organelli membraanide üldised omadused. Mitokondritel on kaks membraani
võimaldades rakul neile vastavalt reageerida. Selleks on plasmamebraanis spetsiaalsed valgud - retseptorid. Väga oluline membraani funktsioon on võimaldada rakul kommunikeeruda teiste rakkudega. Nii sisemembraanid kui plasmamembraan on sarnase ehitusega: 10 1) nad koosnevad lipiidsest kaksikkihist ning valgu molekulidest, mis on omavahel seotud pōhiliselt mittekovalentsete sidemetega; 2) membraani komponendid on vōimelised lateraalseks difusiooniks; 3) membraanid on ebasümmeetrilised : nende sise- ja välispind erinevad oma molekulaarselt koostiselt. Membraanide komponendid Lipiidid Vaatamata biomembraanide väga erinevale koostisele on nende põhiliseks struktuurseks üksuseks fosfolipiidne kaksikkiht. Lipiidid on amfipaatilised, s.t. et molekuli üks ots on hüdrofoobne, teine hüdrofiilne. Veelgi enam, bilipiidkiht kipub sulguma sfääriliseks
tRNA 3' otsas, reageerib oma aminorühma kaudu peptidüü-tRNA karboksüülrühmaga ehk veelkord teisiti öeldult, peptiidjääk kantakse peptidüül-tRNA'lt üle aminoatsüül- tRNA'le. Kuna peptiidsideme sünteesi käigus kantakse peptiidjääk üle siis nimetatakse seda reaktsiooni ka peptidüül-transferaasseks reaktsiooniks. Keemilises mõttes on peptiidsideme süntees kõige tähtsam ribosoomi poolt katalüüsitav reaktsioon, kuna kõik teised reaktsioonid on mittekovalentsete komplekside moodustamised, mis seejärel jälle lagunevad. Selle reaktsiooni produktid on ühe aminohappe võrra pikem peptidüül- tRNA ja vaba tRNA (deatsüül-tRNA). Peptiidsideme sünteesi katalüüs on ribosoomi suurema subühiku integraalne funktsioon, mis ei vaja ribosoomiväliseid lisafaktoreid. Ribosoomide peptiidsideme moodustumist katalüüsiv tsenter nn. peptidüültransferaasne tsenter, koosneb nii rRNA'st (23S rRNA) kui ribosoomi suurema subühiku valkudest
Organismis kiiresti metaboliseeruvate ainete korral immuunvastust tavaliselt ei teki. Ei teki ka siis, kui potentsiaalsed Ag ei allu organismi ensüümsüsteemidele. Antikeha ja Ag vastastikuses äratundmises on oluline muutuva aminohappelise koostisega variaabel regioon antikehal, mis on märgatav hüpervariaabelsetes piirkondades Neid piirkondi nimetatakse komplementaarsust determineerivateks regioonideks. Antigeen ja antikeha seostatakse mittekovalentsete sidemete ja väga nõrga interaktsiooni kaudu. Immuunsüsteem ei ole suuteline reageerima tervikliku Ag-ga, vaid ainult tema väikese osaga. Et esitleda Ag T-lümfotsüüdile, peab see seostuma MHC molekuliga. Enamuse antigeenide optimaalseks esitlemiseks on vaja kolme komponenti: Antigeeni töötlemist MHC olemasolu raku pinnal Tsütokiinide produktsiooni Antigeeni töötlus tähendab Ag osalist proteolüüsi ja denaturatsiooni. See toimub Ag-i esitleva raku
Seda viib läbi EF-Ts. II reaktsioon - peptiidsideme süntees – moodustub aa-tRNA α aminogrupi - AH, mis on tRNA 3’otsas reageerib aminorühma kaudu peptidüül-tRNA karboksüülrühmaga ehk peptiidjääk kantakse peptidüül-tRNA-lt üle aminoatsüül- tRNA-le. - peptidüültransferaasne reaktsioon – peptiidsideme sünteesi käigus kantakse peptiidjääk üle. Kõige tähtsam ribosoomi poolt katalüüsitav reaktsioon, kuna teised on mittekovalentsete komplekside moodustamised, mis seejärel lagunevad. Selle reaktsiooni produkt on ühe AH võrra pikem peptidüül-tRNA ja vaba tRNA (deatsüül-tRNA). Peptiid läheb P-saidist A-saidis olevale tRNA-le. Peptiid liigub väikeses ulatuses, kuna on ribosoomi tunnelis. Et saaks uut peptiidi liita on vaja A-saidist peptiid P-saiti viia st on vaja mRNA-d liigutada, seda teeb ribosoomi translokatsiooniga EF-G-GTP. A-saidi vabanedes saab siduda järgmise
regulatsioon on erinev. Metabolismi mudelorganismideks on E. coli ja Bacillus subtilis. 5.1. Metabolismi regulatsioonietapid Metabolismi võib reguleerida põhimõtteliselt kolmel viisil: 1. Substraadi kättesaadavusega 1.1. substraadi kontsentratsioon ning transport, induktori välistamine 2. Ensümaatiliselt 2.1. Ensüümide kovalentsete sidemetega modifitseerimisega (fosforüleerimine, atsetüleerimine) 2.2. Ensüümide mittekovalentsete sidemetega modifitseerimisega 2.2.1. allosteeriline regulatsioon 42 2.2.2. kofaktoritega 2.2.3. pH-ga reguleerimine 3. Valkude ekspressiooniga 3.1. Transkriptsiooniliselt 3.1.1. transkriptsioon initsiatsiooni reguleerimine 3.1.1.1. esimese nukleotiidi kättesaadavusega (ATP ja GTP hulk rakus) 3.1.1.2
annaabi.ee 
