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율 나
5 years ago
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1 Amino Acids, Peptides, & Proteins Amino Acids Amino acid classes Biological activities Titration of Amino acids Amino acids reaction Peptides Proteins structure

2 단백질의 3 차원구조는 peptide bond 에의해결합된 Aa 서열에의해결정되며 Peptide bond 에의해결합된각각의 Aa 는반대방향으로배열되어있다 NH3 Peptide bond R-group R-group

3 생리적활성과대사에중요한 peptide Peptide 는 oligo-mer 를의미하며거대 protein 은아니지만 생리활성및대사에중요한역할을한다 Glutathione : 독성물질대사및 Aa 운반등세포대사 환원제 세포내형성된과산화물에의한산화적파괴작용으로부터세포보호 Neuropeptide Y, Galanin : 식욕촉진 Cholecyctokinin, a-melanocyte stimulating hormon : 식욕억제 반대역할 Vassopressin : 수분평형, 식욕조절 ANF (atrial natriuretic facter) : 저혈압, 또는고농도의 Na+ 방출

4 Protein : 단백질

5 Protein 의기능 1. 효소단백질 촉매작용, 구형단백질 2. 구조단백질 구조형성, 주로섬유상단백질로머리카락 3. 운동단백질 actin, tubulin, Cytosketelon 근육단백질 endocytosis, exocytosis, 백혈구의아메바운동등 4. 방어단백질 keratin 세포가상처를입었을때복구하는역할 fibrinogen 혈액응고 Thrombin 혈관손상복구 immunoglobulin Lympocyte( 림프구 ) 에서형성되는면역단백질 5. 운반단백질 Na+-K+-ATPase 나트륨펌프작용에관여하는 Na+ K+ Na+ K+ 운반단백질 CM ATP

6 6. 저장단백질 albumin 조류의알 casein 우유 zein 식물의발아에관여 7. 조절단백질 glucagon, Insulin peptide hormone 으로혈당조절 8. 스트레스반응 cytochrome P450 독성물질을비독성물질로전환 heat shock protein (hsp) 고온에서세포내단백질손상시 hsp가손상 P를분해제거함 단백질 folding에관여

7 단백질의모양에의한구분 Fibrous Protein 물에녹지않는단단한구조단백질 머리카락 Globular Protein 물에잘녹는효소단백질 immunoglobulin, Hb 단백질의성분에의한구분 Simple Protein ( 단순단백질 ) A a 로만구성 혈청 albumin, keratin Conjugated Protein ( 복합단백질 ) A a 와비 A a 로구성 Prostethic group ( 보결분자단 ) 단백질의기능을결정 Aa + Prosthetic group 당 Glyco-protein Apo-protein Holo-protein 보결분자단의종류에따라 지질 인산 금속 Lipo- Phospho- Metalo- Heme 구조 Hemo-

8 A cofactor is a non-protein chemical compound that is bound (either tightly or loosely) to a protein and is required for the protein's biological activity. These proteins are commonly enzymes and cofactors can be considered "helper molecules/ions" that assist in biochemical transformations. 보조인자란단백질에강하게혹은약하게결합하고있는비단백질성분으로단백질의생물학적활성을갖게한다. With enzymes, cofactors are also often further classified depending on how tightly they bind to the protein, with loosely-bound cofactors termed coenzymes and tightly-bound cofactors termed prosthetic groups. 비교적약하게결합하고있는보조인자를조효소, 그리고강하게결합하고있는보조인자를보결분자단이라고한다

9 Protein 의구조 1차구조 peptide bond에의한 Aa의선형사슬 ( 선형 ) 2차구조 folding현상에의한인접 Aa 간의부분적배열 (a-helix, B-sheet) 3차구조 3차원구조 4차구조 3차원구조가 2개혹은그이상의 subunit으로구성

10 1 차구조 : Protein 의 1 차구조인 Aa sequence 분석비교에의해단백질간의유사성검정 (DNA sequence 와더불어분자유전학연구에중요 ) 종에따라차이가거의없는부분 : conserved region 보존구역이라고한다 Cytochrome C ( 종 A) ( 종 B) ( 종 C) 종에따라약간차이가있는부분 Protein sequence의차이는유전적다양성을부여하며진화적으로중요하다보존구역은그단백질의유래와상관없이 sequence의차이가거의없는부분으로단백질의기능에중요한역할을하는부분이다

11 Aa 염기서열의변화는유전병을초래하기도한다 Sickle Cell Anemia : 겸상낫적혈구증 Mutation Aa sequence 의차이 Protein 모양의차이 Protein 기능의차이 O2 Hb A 산소와결합력이좋아산소운반기능원활 O2 Hb S 산소가결합할수없어산소운반기능못함

12 a-helix 구조를못만드는경우 1. Proline 은 N- 말단 amino 기와 R-group 이결합하여 a-carbon 이회전을할수없는구조로 a-helix 구조를못만듬 2. Glutamic acid 와 Aspartic acid 는다수의전하를가지고있다 3. Tryptophane 의 R-group 은너무커서 helix 구조를못만든다

13 3 차구조 1 차 + 2 차 (a or B- 구조 ) 3 차구조 생리적활성을갖는다 3 차구조의형성 1. 3 차구조의 folding 현상으로멀리있는 Aa 가서로가까이위치한다 멀리있는 Aa 2. 효과적인 packing 으로인해단백질내부의 H2O가제거된다 극성분자간에반응이가능해짐 3. 3차구조는여러 domain을형성다른작은분자또는 ion과결합한다 생리적활성을갖게됨

14 3차구조를이루게하는결합들 : 1. Hydrophobic interaction ( 소수성상호작용 ) : protein folding 단백질내부 H2O 제거 3차구조형성을위한추진력제공소수성 R-group과 H2O간의반발력소멸소수성분자간의반응 2. Electrostatic interaction ( 정전기적상호작용 ) 비공유결합 : Protein 의 Aa 분자의 (+) 와 (-) 간의작용 3. Hydrogen bond : peptide bond 가전형적인수소결합 4. Covalent bond ( 공유결합 ) : -S-S- bond 가그예 단백질내부와외부구조에수소결합형성 : 아미노산 R group 간의 H-N, H-O 산의수소결합 3 차구조형성후외부요인에의해생성되는경우가있음 주로외피단백질 (extra cellular P) 불리한 ph 나염농도에서세포를보호

15 단백질 4차구조 : 한개혹은그이상의 oligomer가작은 subunit을이루어 dimer 또는 Tetramer를형성이유 : 1. 거대한 P를한번에합성하는것보다소단위로합성하는것이유리하고, 2. 초거대 P중일부손상시교체가용이하며, 3. 복잡한소단위의상호작용이 P 생리적기능조절에유리하기때문이다

16 단백질구조의상실 (protein denaturation) Protein 3 차구조를이루고있는결합의파괴 β-mercaptoethanol, SDS 1. 강산강염기 : H+ 농도변화에의한변성 2. 유기용매 (or 무극성용매 ) : 소수성상호작용의파괴 3. 세제 : 양극성분자 (amphipathic molecule) 친수성소수성모두를가지고있는분자 4. 환원제 : urea ( 요소 ) 존재하의 β-mercaptoethanol 에의한 S-S-bond 의파괴 -S-S- -SH HS- 5. 염농도 : 단백질 / 물 ( 극성 ) 염 염농도가높은경우단백질은응고되어침전 ( 두부의제조과정 )

17 6. 중금속 : 단백질-SH + HS-단백질 단백질-S-S-단백질 ( 정상 ) 단백질-SH + Pb( 납 ) 단백질-S-Pb (-S-S-결합의방해 ) Hb 생성방해 빈혈유발 7. 온도 : 단백질내수소결합의파괴 8. 기계적 stress : 계란의거품

생명과학의 이해

생명과학의 이해 3. 생명현상의 화학적이해 1. 생명체주요원소 2. 생명체주요분자 3. 4. ATP 5. 물 1 1. 생명체주요원소 세포를구성하고있는원소비율원소무게 (%) 1. 산소 (O) 62.00 2. 탄소 (C) 20.00 주성분원소 3. 질소 (N) 10.00 ( 약 95%) 세포를구성하고정상적인기능을위해필요한원소는약 25 종 4. 수소 (H) 3.00 5. 칼슘 (Ca)