kontsentratsioonist Homoallosteeria efekt substraadimolekulide vahel Heteroallosteeria efektid substraadi ja efektormolekulide vahel Homoallosteeria: substraadi kooperatiivne sidumine Transportvalk-ligand seostumine Kooperatiivset seostumist iseloomustavad sigmoidsed seostumiskõverad Ligandi kooperatiivne seostumine transportvalgule võimaldab nii efektiivset peale kui ka maha laadimist Klassikaline näide: hapniku seostumine hemoglobiinile Hemoglobiin on neljast subühikust koosnev tetrameerne valk Iga subühik on võimeline siduma ühe O2 molekuli O2 seostumine ühele subühikule tõstab ülejäänud subühikute afiinsust O2 suhtes Subühikute vahel eksisteerib koostöö Allosteerilised ensüümid: sigmoidsed V versus [S] kõverad Substraadi kooperatiivne seostumine avaldub ka reaktsioonikiiruse kaudu Ensüümkineetika ei allu Michaelis- Menteni võrrandile Multimeerne ensüüm esineb kahe konformatsioonilise vormina T ja R TR T madal afiinsus S suhtes
See inhibeerib RNA polümeraasi seondumise, ei sõltu laktoosi olemasolust Iga mutatsioon promootoris inhibeerib kogu operoni struktuursete geenide ekspressiooni lac operon ehitus metsikul E. coli'l Regulatoorsete elementide ja struktuursete geenide järjakord lacI: promootorlacIterminaator operon: promootoroperaatorlacZlacYlacAterminaator Operoni funktsioon kui laktoos puudub: Kui laktoos keskkonnas: lac repressor on tetrameerne valk (neljast polüpeptiid ahelast) JacobMonod E. coli lac operoni mudel: 1. Operon on geenide klaster; ekspressiooni reguleerivad operaatorrepressor süsteem valkude interaktsiooni läbi, samutioperaator ja promootor järjestused 2. lac I geenil on oma promootor ja terminaator; lacI repressorvalk on madalas kontsentratsioonis kogu aeg olemas Repressorvalk on tetrameene valk repressor seob operaatori (lacO) takistades RNA polümeraasil seonduda ja
Kokkupakkumine võib olla pidurdatud metastabiilsete vaheühendite tekke kaudu. Kokkupakkumist assisteerivad ensüümid: 1. Peptidüülprolüül isomeraas 2. Disulfiidi isomeraas 3. Saperonid (E.coli GroELGroES) Hemoglobiin ja müoglobiin Hemoglobiin hapniku transportimine veres. Punaste vereliblede valk Müoglobiin lihasrakkude valk Mõlemad valgud sisaldavad prosteetilise rühmana heemi Müoglobiin monomeerne valk, 1 heem Hemoglobiin tetrameerne valk, 4 heemi Kopsudes, kus hapniku partsiaalrõhk on kõrge, seondub hemoglobiin hapnikuga: Hb + 4O2 Hb(O2)4 Lihasrakkudes, kus hapniku partsiaalrõhk on madal, vabaneb hapnik hemoglobiiniga kompleksist Hb(O2)4 Hb + 4O2 Valkudes esinevad molekulaarsed liikumised Valgud ei ole jäigad struktuurid Valkudes võib rääkida kolme tüüpi molekulaarsetest liikumistest, mis erinevad liikumise ulatuse ja kiiruse poolest Prionvalgud
Tsütoksilised Tc-rakud toodavad aktiveerituna perforiine ja gransüüme, millega lüüsitakse märklaudrakke. 38. B-rakud. Ehk B-lümfotsüüdid (luuüdi). Seovad antigeeni ja eksponeerivad selle TH2-rakkudele. TH2-rakud toodavad tsütokiine, viimaste toimel muutuvad B-rakud plasmarakkudeks, mis toodavad antikehasid. 39. Immunoglobuliinid. Ehk antikehad! Nendel on omadus ''ära tunda'' ja seonduda antigeenidega. Jagunevad: antikehad (tetrameerne valk ehk kaks identset kerget ja kaks identset rasket ahelat), lg ahelad (nii kerged kui ka rasked). 40. T-rakkude retseptorid. Sümbol TCR. Antigeeni siduvad retseptorid, mis struktuurselt on sarnased antikeha molekulidele. 41. Koesobivusgeenid. Oma eristamine võõrast. Jagunevad: MHC- valgud, HLA-lookused. Paiknevad pindmiselt rakumembraanidel, moodustades vähem kui ühe protsendi membraanist. Oma keemiliselt koostiselt on nad glükoproteiidid. 42
Positiivne heterotroofne efektor e. Allosteeriline aktivaator soodustab S sidumist. Negatiivne heterotroopne efektor e allosteeriline inhibiitor vähendab S sidumist. 5. Hemoglobiin ja müoglobiin on hapniku transpordi ja säilitamise valgud. Müoglobiin on monomeerne (153 aminohapet, MW 17200), polüpeptiidahel koosneb kaheksast heliksaalsest segmendist, mis on ühendatud lühikeste struktureerimata osadega. Hemoglobiin tetrameerne (2 alfa-ahelat 141 jäägiga, 2 beeta-ahelat 146 jäägiga, MW 64500). Hb seob hapniku kopsus ja vabastab kudede kapillaarides. Mb on monomeerne hemoproteiin. Müoglobiinis on hapniku sidujaks polüpeptiidahelaga seotud heemne raud 2+ (Fe vormis). Raua oksüdeerumisel raud(III) vormi, metmüoglobiin hapniku ei seo. Hapnik seotakse heemsele Fe'le kuuenda ligandina. Hapniku seondumisel Mb konformatsioon muutub (Fe alul heemi tasapinnast väljas,
natuke väiksem TBPst. TFIIB C-terminaalne ots interakteerub kahel pool TATAboxi TBP ja DNAga, samas kui tema N-terminaalne ots stabiliseerib tekkinud interaktsiooni laiudes START-saidi poole. TFIIB sidumisele järgnevalt toimub preformeeritud tetrameerse TFIIF ja RNAPolII sidumine. Viimase tulemusena paiguldub RNAPolII START-saidile. Enamuse promootorite puhul peab kompleksile siduma veel kaks GTFi, et DNA ahelad saaks eralduda ja toimuks matriitsahel vabanemine. Esimesena seondub tetrameerne TFIIE, mis tekitab sidumisvõimaluse TFIIHle. Sellest piisab in vitro, et RNAPolII initsieeriks transkriptsiooni. In vivo on lisaks vaja ka TFIIA aktiivsust, mis seondub TBP ja TATA-box kompleksile. Arvatakse, et kõrgemtas eukarüootides seonduvad TFIIA ja TFIID (TFIID kompleksi koosseisus olevad TAFid (TBP assotseeruvad faktorid) on arvatavalt vajalikud mitte-TATA-box-järjestusega promootoritelt) esmalt TATA-box'le ning alles siis toimub ülejäänud GTF'de seondumine kompleksile. 8
kus toimub isoümberlülitumine, iga B-rakk on spetsiifiliselt võimeline ära tundma ainult ühe antigeense determinandi, osadest tekivad B-mälrakud, mis viib efektiivse sekundaarse immuunvastuse tekkeni, teistest tekivad plasmarakud, millel on kõrge antikehade sekretsiooni võime 279. Immunoglobuliinid: antikehad, mis tagavad humoraalse immuunvastuse, iga antikeha on tetrameerne valk, mis koosneb neljast polüpeptiidist, nt IgA tüüpi antikehad viiakse suures koguses limaskestadeleja sooleepiteeli, kus nad annavad kaitset mikroobide koloniseerimise ja rakku tungimise eest 280. T-rakkude retseptorid: vastutavad MHC-molekuliga seotd antigeenide äratundmise eest, neil on vaid 1 antigeeniga seondumise ala, ankrduvad T-rakkude pinnale oma konstantsete piirkondadega , ül on ära tunda võõraid valke teiste rakkude
- Mitmekordne geenivahetus - Tõuke ja tõmbeasend - Inferentsinähtus 58.Immuunsüsteemid Kaasasündinud immuunsus - Keemiline kaitse – põletik, komplemendisüsteem - Rakuline kaitse – patogeeni spetsiifilisus Omandatud immuunsus - Rakuvahendatud immuunvastus - Humoraalne ehk antikehavahendatud immuunvastus - Immunoloogiline mälu 59.Antikehad, immunoglobuliinid (lg) Antikehad (tetrameerne valk) - Antikeha kerged ahelad – kapa ahelad, lambda ahelad - Antikeha rasked ahelad Ig ahelad (nii kerged kui rasked) - N-terminaalsed otsad hüpervarieeruvad - C-terminaalsed otsad konstantsed 60.Geeni splaissing ja kombinatoorika - Splaissing ehk kokkupõime – protsess, mille käigus RNAst eliminiteeritakse eksonite vahele jäävad nitronite järjestused ja eksonite järjestused seotakse kovalentselt
Allosteerilised ensüümid ... on ensüümid, mida reguleeritakse regulatoorsete molekulide pöörduva, mittekovalentse sidaise kaudu. Regulatoorsed molekulid sünteesitakse sama metaboolse raja mõnes teises etapis. Efektorid võivad olla nii aktivaatorid kui ka inhibiitorid. Allosteerilised ensüümid omavad allosteerilist tsentrid, mida on vaja regulatoorse molekulide sidumiseks. Müoglobiin ja hemoglobiin Müoglobiin on monomeerne valk, hemoglobiin on tetrameerne valk. Kui müoglobiinile on hapnik juba seotud, siis ta rohkem siduda ei saa. Hemoglobiinil toimub esimese hapniku sidumise järel konformatsiooniliste muutuste seeria, mille tulemusel suureneb järgmise subühiku hapniku sidumise afiinsus (positiivne kooperatsioon). Müoglobiin on vajalik hapiku kandmiseks südamepiirkonnas, hemoglobiin kannab hapnikku kõikidesse kudedesse. Motoorsed valgud Motoorsed valgud ehk molekulaarmootorid on valgud, mis transformeerivad ATP-energia liikumisenergiaks.
BIOKEEMIA test I Allosteeriline reguleerimine ja kovalentne modifitseerimine 5. Hemoglobiini funktsioneerimine allosteerilise regulatsiooni näitena. Müoglobiini ja hemoglobiini molekulide struktuur ja füsioloogiline roll. Struktuuride erinevuste mõju hapnikutranspordile. · Hemoglobiin ja müoglobiin on hapniku transpordi ja säilitamise valgud · Müoglobiin on monomeerne ja hemoglobiin tetrameerne valk · Mb: 153 aminohapet, MW 17200 · Hb: 2 alfa-ahelat 141 jäägiga, 2 beetaahelat 146 jäägiga, MW 64500 Müoglobliin (Mb) Mb ja Hb hapniku sidumise kõverad Hemoglobliin (Hb) LIISI KINK 40
- HLA-lookused 17. Immuunvastus immuunvastus (ingl. Immune response)- Organismi vastureaktsioonid (kompleksvastus) organismi tunginud patogeeni (viirus, bakter, seen), muu kehavõõra raku, samuti võõraine vastu. 18. Antikehade koostis antikeha (ingl. Antibody)- Organismi veres või koevedelikus olev valk, mida sünteesitakse organismivõõra aine (antigeen) toimel ja mis seob seda. Iga antikeha on tetrameerne valk (immuunglobuliin), mis koosneb neljast polüpeptiidist: kaks identset kerget ja kaks identset rasket ahelat, mis on seotud disulfiidsildadega. 19. Koesobivusantigeenid koesobivusantigeen (ingl. Histocompatibility antigen)- Nende antigeenidega määratakse võõraste kudede eristamine organismi enda kudedest. Võtmerollis on siin MHC-valgud. Vt. HLA-antigeenid. 20. Antikehade geneetiline determinatsioon 1
ühendatakse fosfodiestersidemete kaudu DNA ligaasi poolt. DNA polümeraas I lagundab RNA praimeri 5'® 3' eksonukleaasse aktiivsusega ja sünteesib asemele DNA ahela 5'® 3' polümeraasse aktiivsusega. 97. DNA güraas. Topoisomeraas II, mis osaleb DNA replikatsioonil. Seostub üheahelalise DNA-ga. Põhjustab ajutisi kaksikahelalisi katkemisi. Jääb DNA otstega kovalentselt seotuks ning hiljem taastab fosfodiestersidemed. Tetrameerne valk. Kõrvaldab superspiralisatsiooni- 2 spiraali korraga. Vajab ATP energiat. Soodustab negatiivset superspiraliseerumist, et hõlbustada lahtikeerdumist. Bakterirakkudes ilma güraasita replikatsiooni ei saa toimuda. 98. DNA helikaasid. DNA helikaasid on ensüümid, mis katalüüsivad DNA ahela lahtikeerdumist. DNA helikaasid vajavad lisaenergiat ATP näol. Osalevad DNA replikatsioonil, koostoimes topoisomeraaside ja primaasidega. 99. DNA üksikahelaga seonduvad valgud. Funktsioon.
Mis mehhanismidega on tagatud DNA replikatsiooni täpsus? Bakteritel on lisaks DNA polümeraasidele I ja III veel vähemalt 3 DNA polümeraasi: Pol I ja Pol II: DNA reparatsioonilised polümeraasid. Lisaks 5' 3' polümeraassele aktiivsusele on Pol I ka 5' 3' ja 3´ 5' eksonukleaasne aktiivsus DNA Pol I osaleb DNA sünteesil mahajäävalt ahelalt, kus see toimub Okazaki fragmentidena, asendades seal RNA praimerid DNA-ga DNA güraas (topoisomeraas II) on tetrameerne valk, mis koosneb kahest subühikust. DNA güraasi on vaja E. coli DNA replikatsioonil vähendamaks replikatsioonikahvli ees tekkivat positiivset superspiralisatsiooni Pol III: põhiline DNA replikatsiooni läbiviija. Polümeraasi õlad sünteesivad erinevaid ahelaid: vasak õlg – juhtivat. Parem õlg – Mahajääva ahela Okazaki fragmente. Pol IV ja Pol V: DNA reparatsioonilised polümeraasid. vigaderohke DNA süntees, kui Pol III töö on blokeeritud DNA kahjustuse tõttu
Influenza C genoomis on ainult 7 segmenti. Kõiki viirusvalke kodeeritakse erinevalt segmentidelt, v.a. mittestruktuurvalgud ja M1-M2, mida kodeeritakse kahelt (NS ühelt, M-id teiselt). Hemaglutiniin moodustab ogalise trimeeri, iga ühikut aktiveerib proteaas. HA funktsioonid on viiruse kinnitumine (siaalhappega), sulandumise soodustamine, hemaglutineerib punaliblesid, kutsub esile protektiivse, neutraliseeriva antikeha-vastuse. Neuraminidaas on tetrameerne, ensümaatilise aktiivsusega. Lõigustab glükoproteiinide siaalhapet, ka rakuretseptoril. Virioni proteiinide siaalhappe lõigustamine takistab klompide moodustumist, võimaldab viiruse vabanemist peremehest (selle vastu zanamivir ja oseltamivir nii A-l kui B-l). Influenza A NA muutub, suurimad muutused saavad nimed: N1, N2 jne. M1, M2, NP on tüübispetsiifilised, kasutatakse A eristamiseks B-st, C-st. M1 montaažiks, M2 uncoatinguks (influenza A-l amantadiini, rimantadiini sihtmärk).
TBPst. TFIIB C-terminaalne ots interakteerub kahel pool TATAboxi TBP ja DNAga, samas kui tema N- terminaalne ots stabiliseerib tekkinud interaktsiooni laiudes START-saidi poole. TFIIB sidumisele järgnevalt toimub preformeeritud tetrameerse TFIIF ja RNAPolII sidumine. Viimase tulemusena paiguldub RNAPolII START-saidile. Enamuse promootorite puhul peab kompleksile siduma veel kaks GTFi, et DNA ahelad saaks eralduda ja toimuks matriitsahel vabanemine. Esimesena seondub tetrameerne TFIIE, mis tekitab sidumisvõimaluse TFIIHle (samuti multimeerne faktor, mis koosneb 9 alaühikust). TFIIH kompleksi seondumine lõpetab transkriptsiooni preinitsiatsiooni kompleksi formeerumise in vitro. 12. Mis on transkriptsiooni aktivaatori 2 funktsionaalset domääni ja kuidas mutatsioonid ühes või teises neist mõjutavad transkriptsiooni faktori omadusi? N-terminaalne DNAd - siduv domään, mis seondub teatud DNA järjestustele, ja C-terminaalne aktivatsiooni
induktori välistamise süsteemi kontrolli alt vabanemine. EIIA Glc seondub laktoosi permeaasi ja glütserooli kinaasiga vaid siis, kui, need on seondunud vastavate substraatidega. Sel viisil välditakse EIIA Glc asjatut seondumist alternatiivsete substraatide transporteritega. 19. Lämmastiku fikseerimisel ja lämmastikühendite metabolismis osalevate geenide regulatsioon bakterites. Bakteri K. pneumoniae nitrogenaasi kompleks I (dinitrogenaas) on tetrameerne multiensüümkompleks, mis on kodeeritud geenide nifK ja nifD poolt. Rauda ja molübdeeni sisaldav kofaktor FeM-Co on kodeeritud 6 erineva nif geeni (nifQBVNEH) poolt. Dinitrogenaasi reduktaas (komponent II) on kodeeritud nifH geeni poolt. nif geenide transkriptsiooni reguleerivad geenid nifLA, mis on lämmastiku limitatsioonis aktiveeritavad NtrC poolt. NifA on positiivne transkriptsiooni aktivaator, mis aktiveerib transkriptsiooni 54-sõltuvalt promootorilt
kasvutingimustest. Kui eksponentsiaalselt kasvavates rakkudes degradeeritakse 15% valke poolestusajaga alla 5 tunni, siis nälgivates rakkudes tõuseb selliste valkude osakaal juba 50%-ni. Kasvavates E. coli rakkudes degradeeritakse 60% valkudest ATP-sõltuvate proteaaside Lon ja Clp poolt. Lon proteaas Lon proteaas on ATP-sõltuv seriini endoproteaas, mis degradeerib nii ebanormaalseid valke kui ka spetsiifilisi regulaatorvalke. Lon on tetrameerne valk, mis koosneb 87 kDa suurustest subühikutest. Substraadi lagundamise tulemusena tekivad 5 20 aminohappe pikkused oligopeptiidid. lon mutantides tõuseb looduslikult ebastabiilsete valkude eluiga, samuti temperatuuri-tundlike valkude ning organismile võõraste valkude (näiteks teisest organismist kloneeritud geenide produktid) eluiga. In vitro katsetes on näidatud, et Lon eelistab degradeerida kas osaliselt või täielikult denatureerunud valke. Samas on Lon-i
produkt) kõrvaldab ühe katkega ühe negatiivse superspiraali. 2) Topoisomeraas II tüüpi ensüümid viivad DNA molekuli ajutiselt kaksikahelalise katke ja lisavad või kõrvaldavad ühe ataki käigus ATP energiat kasutades 2 superspiraali. Nad jäävad DNA otstega kovalentselt seotuks ning hiljem taastavad fosfodiestersidemed. Kõige paremini on uuritud E. coli ensüümi DNA güraas, mis on tetrameerne valk (koosneb kahest subühikust 64 GyrA ja GyrB). DNA güraasi on vaja E. coli DNA replikatsioonil. Kromosomaalne DNA on negatiivselt superspiraliseeritud. Negatiivseid superspiraale toob DNA molekuli DNA güraas. Negatiivne superspiralisatsioon soodustab liikuva replikatsioonikahvli ees olles DNA ahelate lahtikeerdumist
E. coli topoisomeraas I (geeni topA produkt) kõrvaldab ühe katkega ühe negatiivse superspiraali. 2) Topoisomeraas II tüüpi ensüümid viivad DNA molekuli ajutiselt kaksikahelalise katke ja lisavad või kõrvaldavad ühe ataki käigus ATP energiat kasutades 2 superspiraali. Nad jäävad DNA otstega kovalentselt seotuks ning hiljem taastavad fosfodiestersidemed. Kõige paremini on uuritud E. coli ensüümi DNA güraas, mis on tetrameerne valk (koosneb kahest subühikust GyrA ja GyrB). DNA güraasi on vaja E. coli DNA replikatsioonil. Kromosomaalne DNA on negatiivselt superspiraliseeritud. Negatiivseid superspiraale toob DNA molekuli DNA güraas. Negatiivne superspiralisatsioon soodustab liikuva replikatsioonikahvli ees olles DNA ahelate lahtikeerdumist. Kui güraas on inhibeeritud näiteks nalidiksiinhappe või koumermütsiini poolt,
Heteroallosteeria võimaldab regulatsiooni tagasiside kaudu Allosteerilise aktivaatori lisamisel hakkab kiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist järjest rohkem sarnanema hüperboolile. Kui ensüüm on aktivaatoriga küllastunud, siis on MM võrrandile vastav kineetika ja see vastab valgu R-vormile (seob substraati tugevamini). Ihibiitoriga on sama lugu kui küllastame ensüümi inhibiitoriga ära, siis kineetika läheb üle MM kineetikaks ja vastab T-vormile. Tetrameerne T-vormtetrameerne R-vorm Aktivaator seostub R-vormile (väiksed ringikesed), inhibiitor seostub T-vormile (väikesed kastikesed). Aktivaator seostudes R-vormile nihutab T-R tasakaalu järjest rohkem R-vormi suunas ja vastupidi. Kui aktivaatoriga küllastunud ja nihutatud R-vormi suunas, siis pole enam substraadi kooperatiivset sidumist. Kui inhibiitorit lisada, siis lükkame tasakaalu T-vormi suunas ja kui inhibiitor on küllastav, siis T-R üleminekut ei toimu, sest valk valdavalt T-vormis.
annaabi.ee 
