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Aminosäure, Peptide und Proteine
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Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen
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Beispiele: Proteine, DNA
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Aminosäuren
S-Konfiguration R-Konfiguration
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Stereochemie – süß oder bitter ?
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Aminosäuren als Zwitterion bei pH 7
(Betain)
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Eigenschaften von Aminosäuren
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Unpolare Seitenketten
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Aromatische Seitenketten
UV-Absorption
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Polare, ungeladenen Seitenketten
![Page 12: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/12.jpg)
Positiv geladene Seitenketten (Basische Aminosäuren)
![Page 13: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/13.jpg)
Negativ geladene Seitenketten(Saure Aminosäuren)
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2)10()01(
pKpK
pI
+1 -1
97.52
60.934.2
pI
hier:
0
Titrationskurve von Glycin
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2)10()01(
pKpK
pI
22.32
25.419.2
pI
hier:
+1 -20 -1
Titrationskurve von Glutaminsäure
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2)10()01(
pKpK
pI
59.72
17.90.6
pI
+1 0 -1+2
Titrationskurven von Histidin
![Page 17: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/17.jpg)
Isoelektrische Punkt von Proteinen
![Page 18: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/18.jpg)
pH-Optima einiger Enzyme
![Page 19: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/19.jpg)
Größe von Proteinen
![Page 20: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/20.jpg)
Titin und Nebulin als molekulare Lineale im Skelettmuskel
TitinNebulin
![Page 21: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/21.jpg)
Struktur von Proteinen
Übersicht über die Proteinstruktur Sekundärstruktur von Proteinen Tertiär- und Quartärstruktur von
Proteinen Denaturierung und Faltung von
Proteinen
![Page 22: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/22.jpg)
Primär-, Sekundär- Tertiär- und Quartärstruktur
![Page 23: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/23.jpg)
Peptidbindung
Bildung der Peptidbindung am Ribosom über aktivierte Vorstufen (Aminoacyl-tRNA)
Hydrolyse der Peptidbindung durch Proteasen (z.B. Trypsin, Chymotrypsin, Pepsin;Proteasom
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Sequenzierung von Peptiden/Proteinen
Chemisch: Edman-Abbau
Massen-spektrometrie
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Sequenzierung von Peptiden/Proteinen
Chemisch: Edman-Abbau
Massen-spektrometrie
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Peptidbindung: N- und C-Terminus
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Wechselwirkungen in Proteinen
Wasserstoffbrückenbindungen Disulfidbrücken Ionischen Wechselwirkungen Hydrophobe Wechselwirkungen Van der Waals Wechselwirkungen
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Disulfidbrücken
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Insulin
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Gluthathion (GSH)
Eines der kleinsten Peptide mit wichtiger biologischer Funktion
Antioxidans
-Glu-Cys-Gly (GSH) (reduzierte Form) SH
-Glu-Cys-Gly GSSG (oxidierte Form) S S -Glu-Cys-Gly
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Disulfidbrücken und Dauerwellen
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Peptidbindung
Peptidbindung ist planar
Zwei Winkel charakterisieren die Struktur der Polypeptid-Hauptketteund
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Sekundärstrukturen und Ramachadran-Plot
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-Helix
![Page 35: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/35.jpg)
Globuläres „all-alpha“ ProteineMyoglobin und Hämoglobin
![Page 36: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/36.jpg)
Beispiel: KeratineCoiled-coils aus -Helices
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-Faltblatt
![Page 38: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/38.jpg)
-turns
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Topologie/Supersekundärstruktur
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Topologie/Supersekundärstruktur
Abfolge von Sekundärstrukturelementen
z.B. -- oder -- oder -
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Topologie/Supersekundärstruktur
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![Page 42: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/42.jpg)
Faltungen (engl. folds)
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The immunoglobulin fold.
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Faltung (folds) Superfamilien
![Page 44: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/44.jpg)
Quartärstrukur
MyoglobinMonomer
HämoglobinTetramer (22)
Heterotrimere G Proteine (
![Page 45: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/45.jpg)
Bestimmung der 3D-Struktur von Proteinen
Experimentell Röntgenstrukturanalyse NMR-Spektroskopie Elektronenmikroskopie
In silico-Verfahren Homologie-Modellierung Ab initio Vorhersagen
![Page 46: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/46.jpg)
Röntgenstrukturanalyse
Kristallisation
Röntgendiffraktion
ElektronendichteKarte
Modell
![Page 47: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/47.jpg)
Strukturdatenbanken
![Page 48: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/48.jpg)
Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration
![Page 49: Aminosäure, Peptide und Proteine Wasserstoffbrücken in biologischen Systemen](https://reader036.vdokument.com/reader036/viewer/2022062417/55204d6549795902118baecb/html5/thumbnails/49.jpg)
Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration
Praktischer Teil
Aufreinigung von rekombinanter Taq-DNA-Polymerase aufgrund ihrer Thermostabilität und Ladungseigenschaften mittels Ionenaustauschchromatographie
Bestimmung der Proteinkonzentration mittels einer kolorimetrischen Methode
Trennung eines Substanzgemisches aufgrund der Größe mittels Gelfiltration
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Ionenaustauschchromatographie und Gelfiltration
Lernziele
Eigenschaften von Aminosäuren Proteine und Peptidbindung Proteinstruktur Eigenschaften von Proteinen (Ladung,
Größe, Stabilität) Proteinkonzentrationsbestimmung
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Taq-DNA-Polymerase
Mr = 94000 Isoelektrischer Punkt
6.04 DNA-Polymerase
Aktivität 5'-3'-
Exonukleaseaktivität
Elektrostatisches Potential
Negativ Positiv