صفحه 1:
Amino acids and proteins
Rahman Mahdizadeh, Faculty member of Islamic Azad University, Bandar Abbas
Branche & Department of Biochemistry, Molecular Medicine Research Center,
Hormozgan University of Medical Sciences, Bandar Abbas ,Iran
Email : R.Mahdizadeh@iauba.ac.ir & Rahman.Biochem@gmail.com
۰ بسح
al
صفحه 2:
ساختمان گیاهان به طور عمده از کربوهیدرات تشکیل شده در حالیکه
ساختمان بدن انسان و حیوانات از پروتئین میباشد.
پروتئینها بعلت داشتن نیتروژن از نظر مولکولی با کربوهیدراتها و
لیپیدها تفاوت دارند.
نقش اولیه پروتئینها در بدن عبارت است از نقش ساختمانی » تولید
آتریمهاء هورمونهاء پروتنینهای انتقالی و ایمنی و....
پروتنینها از اسیدهای آمینه تشکیل شدهاند که با پیوند پپتیدی بهم
متصل شدهاند.
توالی اسیدهای آمینه تعیین کننده ساختمان نهایی و عملکرد پروتئین
میباشد که توسط رمز ژنتیکی ذخیره شده در هسته سلول به
صورت 0006) مشخص میشود.
صفحه 3:
سنتز پروتنین فرآیند پیچیدهای است که در آن الگوی پروتنین
از 00008) به 630068 کپی میشود. الگوی سنتز پروتنین
از طريق 000009 بيامبر (2080009) به رتيكولوم
اندوپلاسمیک صاف منتقل میشود. با ييوند اسيدهاى آمينه
که توسط ٩609 تعيين مىكردد يروتئينهاى جديد ساخته
مىشود. وقتى يروتئين ساخته شدء از ييام جدا شده و آماده
استفاده میگردد.
صفحه 4:
پروتئین میتواند منبع انرژی باشد که 6 کیلوکالری در هر گرم
انرژی تولید میکند. با اين وجود استفاده از پروتئین برای
تأمین انرژی نیاز به برداشت گروه آمین و تشکیل و دفع اوره
در فرآیند دامیناسیون دارد که دارای هزینه متابولیکی بیش از
) کیلوکالری در هر گرم میباشد. بنابراین اسکلت کرینی
ایجاد شده میتواند به عنوان انرژی در حد 6 کیلوکالری در
هر گرم استفاده شود.
صفحه 5:
R-group
or side chain
a@ carbon
« hydrogen
+
H3;N—CH—C----0
1
1
تک | carboxy!
group group
Amino Acids
1 0
HLH O
H-N-C—C-OH
Amino Carboxylic Acid
Group Group
Side Chain “°°
صفحه 6:
اسيدهاي آمینه دستهاي از ترکیبات آلي هستند که داراي
حداقل يك عامل کربوکسیل و يك عامل آمین میباشند. اگر چه
تاکنون بیش از. 000 نوع اسید آمینه مختلف در طبیعت
شناخته شده است» ولي تنها 0600 نوع اسید آمینه در
ساختمان يروتئينها وجود داشته و در حقیقت تنها این
اسيدهاي آمينه داراي رمز زنتيكي بر بوي 070009 ميباشند.
در تمام اين اسيدهاي آمينه كه به آنها اسيدهاي آمينه عادي»
استاندارد و یا پروتئيني نیز گویند» عامل آمين و كربوكسيل
بر روي کرین آلفا قرار گرفته و لذا تمام اسيدهاي آمینه
پروتئینی جزو آلفا آمینو اسیدها به حساب میایند .
صفحه 7:
[ay 5 B a
®=OWC-CLSC-CWC-CLWS-COOW
بتالمینو سید OVE ۰
ی
كاما لمينو لسيد عاك ۰
*=OUS-OWC-OLC-CUS-COOW
ZDLS دلتا آمینو لسید
صفحه 8:
| L&D stereoisomerism
Common Amino Acids are Stereoisomers,
Meaning they have a Chiral « Carbon center
rar
CH2OH 6
L-Glyceraldehyde D-Glyceraldehyde
86. هم. ..
8 8 )يسح سصورو ارا
فا منوج ۳
‘Amino Acids can exist ۱ وا ۰ ۱۵۰۵ ما
However, All Chiral Anine Acids in Proteins hove the L. configuration L-Amino acids D-Amino acids
COOH
cll
8
صفحه 9:
Margaret Oakley Dayhoff
1925-1983
Invented the One
Letter Amino Acid
Code.
Occurrence in ره
index!
proteins (6)
72
78
52
on
53
23
39
32
Phy
موم pl
597
مه
eas
597
508
602
578
548
ومد 5.66
وه
1053
6.00
فده
365
425
Pk
£oom NH)
10.96
و
ویو
oa
939
as
962
1028
و
395
و
08
ممه
967
۳3
238
مد
2
196
202
247
218
و
27
مد
219
3
ns
12
132
146
46
155
174
13
“7
Abbreviation!
Amino acid symbol
Nonpolay aliphatic
Rgroups
Glycine sys
Alanine Alan
Proline ممم
Valine valy
Leucine اس
teoleucine tel
Methionine Met M
‘Aromatic
Rgroups
Phenylalanine Phe F
Tyrosine Tye
‘Teyptophan لام
Polar, uncharged
R groups
Serine sers
Threonine TheT
Gy موی
Asparagine Asn
Gnd مه
Positively charged
groups
pine tsk
Misting His
Arginine AIR.
Negatively charged
Rgroups
Aspartate Asp
Glutamate GE
صفحه 10:
Nonpolar, aliphatic R groups
coo-
He
cH
2
دب یب
Valine
coo-
+
معلاو
۳
ils
5
|
دی
Methionine —
coo"
[LH
+ an
HN
HAC CHa
Proline
coo"
+
H3N—C—H
te —CH;
۳
CH;
Isoleucine
coo" coo"
ب ستاو ب سوه
H CH;
Glycine Alanine
coo"
+
H3N—C—H
۳
۳-4
وب یب
Leucine
صفحه 11:
Aromatic R groups
coo" coo coo-
H,N— بع لديم ببس H,N—C—H
CH,
2 ۲ ۳1
Phenylalanine Tyrosine Tryptophan
صفحه 12:
Polar, uncharged R groups
coo"
5
H3N—C—H
3
SH
Cysteine
coo-
+
اوق —H
ie
1
¢
UN
لا با No
Glutamine
00 coo"
+ 5
H3N—C—H H3N—C—H
CH20H H—C—OH
دا
Serine Threonine
coo-
+
اس ماوقا
re
3
2
۱,۱ 0
Asparagine
صفحه 13:
Positively charged R groups
coo- coo- goo"
5
لل الوا با ارب HN—C—H
9 ne 1
ie le ۳۰
CH, CH, ۱ pe
| C—N
CH, NH H
| lo.
*NH; ۱
NH,
Lysine Arginine Histidine
صفحه 14:
Negatively charged R groups
coo- coo"
H;N—C—H برع لاريم
du, 5
Loge 0
coo-
Aspartate Glutamate
صفحه 15:
۲۲6 0 2
ino Acids
6
Tryptophan
Absorbance
Tyrosine
=——E ۱۰۱۱۲ ۱ و
230 240 250 260 270 280 290 300 310
Wavelength (nm)
صفحه 16:
Bonds
coo- coo-
+ | + |
H3N— CH H3N— CH
Cysteine | |
CH, cH,
2H* + 2e7
سیب Cystine
2H* + 2e°
. CH, CH,
Cysteine + | +
CH —NH, CH —NH,;
coo- coo-
صفحه 17:
Trogia venenata Zhu L
| Toxic Amino Acids
0 9
نوب اريسي :و Soh
سب اک کب 0۷
OH NH, NH,
New toxic amino acids
NH
JAA OH
۷ ۱ OT
0
۱
A search for compounds producing
Yunnan Sudden Unexplained Deaths
found related to eating a mushroom.
Halford, 8. CHE News Feb 13, 2012
صفحه 18:
# اسيدهاي آمينهاي که در ساختمان پروتنينها یافت میشوند» همگي از
نوع را میباشند. با اين وجود اسيدهاي آمینه نوع () در جدار سلولي
برخي از میکروارگانیسمها وجود داشته و نیز میکروارگانیسمها
پپتيدهايي را تولید مینماینده که در آنها هر دو شکل اسيدهاي آمینه 0)
و را وجود دارند. از جمله میتوان آنتيبيوتيكهاي پپتيدي مانند
0 نسرمصنت) ۰) ملنصمه) ر مننتت() و نیز داروي
ضد توموري پپتيدي »نسمررسس() را نام برد. همچنین 60- آلانین و
(0- گلوتامات در دیواره سلولی برخی از باکتری ها وجود داشته و
در ایجاد اتصالات متقاطع ( -جوس() ) در دیواره های سلولی
نقش دارند.
صفحه 19:
متيونين جدلد داح ()*
سس تسرد اینین
ككامطم م“ نرييتوفان
صفحه 20:
| Amino Acids with Aliphatic R- -1
-Groups
asl (5 SUP at get age al any pascal dal dada * +
كرفتن و يأ دادن يروتون نبوده و نيز در ايجاد بيوند يوئي و يا هيدروزني
شركت نميكند. شاخه جانبي اين اسيدهاي آمينه خواصى شبيه به جربيها را
داشته و در آب نامحلول بوده و با یکدیگر تجمع پیدا کرده تا آب را از خود
دور نمایند. به عبارتي قادر به ایجاد تداخلهاي هید وفربيك میباشند.
* در محلولهاي آبكي» شاخههاي جانبي اسيدهاي آمینه غیر قطبي؛ تمایل دارند
که با یکدیگر در قسمت داخلي پروتئین قرار گیرند. اين پدیده به خاطر
هيدروفوبيسيتي شاخههاي جانبي غیر قطبي بوده که همانند يك قطره روغن
كه در محيط آبكي قرار میگیرد» عمل میکنند.
* در Gada شاخههاي جانبي غیر قطبي» بخش دروني پروتئينهاي پیچ و تاب
خورده را پر کرده و باعث میشوند» که شکل سه بعدي پروتئین ایجاد شود.
صفحه 21:
Amino Acids with Aliphatic R- -1
-Groups
اکلدآیندا این که ریشه هلا هیدر وف( گنه زند.
ونال
" تنها اسيد آمينهاي است كه فاقد كربن نامتقارن بوده و در
ساختمان يروتئينهاي رشتهاي مانند كلازن؛ الاستين و رشته
ابريشم به مقدار فراوان وجود دارد. زنجيره جانبي كليسين را
تنها يك اتم هيدروزن تشكيل داده و بعضاً آن را در كروه دوم
نيز طبقهبندي مينمايند. اين اسيد امينه به كليكوكول نيز مشهور
است.
صفحه 22:
Amino Acids with Aliphatic R- -1
oe
SNu de آمینه هایی که ريشه آذ
Abell 1h كه ريشه آنها قيار قري sla Adalat ۱
NH, 60 - 66
۴ يكي از فراوانترین اسيدهاي آمینه در پروتتینها میباشد .
زنجیره جانبي کوچك آن ممانعتي در انعطافپذيري رشتههاي
پليپپتيدي ایجاد نمیکند. گروه متیل در آن هیدروفوبيك قوي نبوده
و بنابر اين هم در سطح پروتنينهاي محلول در آب و هم در
قسمت داخلي آنها وجود دارد.
صفحه 23:
Amino Acids with Aliphatic R- -1
-Groups
اسبييدهيننیه ها مرپرکن كردشيي انيد جورعروفوييؤ (ابكر بز )هستند.
هیدروفوب هستند» به ندرت در قسمت سطحي يروتئينهاي كلوبولار
(محلول در آب) پیدا میشوند. والین» لوسین و ایزولوسین داراي
شاخه جانبي حجیم و شاخهدار بوده و انعطافيذيري زنجیره پروتنيني
را محدود مینمایند.
۱۷:۶ بیج CH-COOH
Ode | 08-0 بل 6و۲
وم
0۳۱-000۳۱ و0۲۱ انار
bere | Leb H3C ۱
ایزولوسین دارای دو کرین ناقرینه میباشد
صفحه 24:
| Non-Aromatic Amino Acids with Hydroxyl R-Groups
لسیدآمینه هلییک ه پیشه آنها دارلیعامل] اکلیهستند.
۶ اسيدهاي آمینه.
wey ۱۵۵0 | | منم ]سم
ee as ۱
پیوند هيدروژني
شرکت کنند. Cc.
0-0۷-000۷ 3
De - 7 HO 9 سس
تره آونین دارای
دو کربن ناقرینه NH;
ميباشد
" كروه هيدروكسيل درسرينء ترئونين ميتوانند در زنجيرههاي يروا
عنوان جايگاهي براي اتصال وههايي مانند فسفات عمل نمأیند. شاه جانبي
ug lg Da os pa FBS Can gl a از آنزیمها دارد. علاوه
ین گر آيدي دسا زین و همچنن روم هد وکسیل در سرین و
eae اهي براي اتصال شاخههاي الیگو ساكاريدي در گلیکو
پروتئينها نیز باشند.
صفحه 25:
Amino Acids with Sulfur-Containing
R-Groups
كوكر 9
للسيدلمينه هلبىكه ييشه لنها دارا
HS-CH,—CH-COOH
NH;
H3C-S—(CH>).—CH-COOH
۳۲2
Ow-O
سم
* انم گوگرد در متيونين از نوع تيو اتري ميباشد. عامل متيل بر روي
گوگرد در اين اسید آمینه نقش مهمي در انتقال ريشه متيل در واكنشهاي
شيميا: دارد
صفحه 26:
Tae 1 as سا
لسیدآمینه هلییکه ويشه نها دارلیعام للسیدیهستند
مرس تيه سي
200 00
ملقم aed
Hy ‘Hy
Ha 0
007
Giutamate
Aspartate
* اسيدهاي آمینه آسپارتات و گلوتامات» دهنده پروتون بوده و در
HOOC-CH,-CH-COOH
و
HOOC-CH)-CH,-CH-COOH
NHy
@epete Bot | Bop -O
«gid pI
شاخه جانبي اين اسيدهاي آمينه كاملاً يونيزه و داراي كروه كربوكسيل با بار
منفي ميباشند . اين اسيدهاى آمينه با مولكولهاى باردار
مثبت نظير اسيدهاى
آمينه بازى ييوند يونى ايجاد مى نمايند. به اين تركيبات اسيدهاي أمينه دي
اسيدي نيز كويند. اسيد كلوتاميك نقش مهمى در انتقال عامل آمين (آمونياك)
حاصل از كاتابوليسم اسيدهاى آمينه داشته و بصورت كلوتامين آن را منتقل مى
نمايد. اسيد اسيارتيك در سنتز بيريميدين ها نقش مهمى را ايفا مى نمايد.
صفحه 27:
اسید آمینه هایی که ريشه آنها دارای عامل آمیدی هستند
H,N-C-CH.—CH-COOH سین | همه
NH» 0
alo HyN—C-CH)-CH)—CH-COOH
۵ ۱
شاخههاي جانبي آسپارژین و گلوتامین داراي يك گروه
کربونیل و يك گروه آمين (آمید) بوده که هر دو آنها نیز
میتوانند در پيوندهاي هيدروژني شرکت کنند. آمونیاک
در بدن به صورت آسپارژین و گلوتامین در بافتها
ذخیره و انتقال می یابد. گلوتامین در سنتز پورین ها و
پیریمیدین ها نیز نقش دارد.
صفحه 28:
Basic Amino Acids
gle ABLE = اسيدهاي آمینه بازي» پروتون دریافت ely charged R groups
ژيك شاخه جانبي اسيدهاي G00" goo" coo"
کاملاً یونیزه بوده و HAH SU GIL برد برد
. اين اسيدهاي آمینه در ‘Hy وق
ساختمان بروتئينهاي هستهاي مانند هيستونها و ب ‘
پروتامینها به مقدار زيادي یافت میشوند. a ie
انتهايي در شاخه جانبي اسيدآم ب 0 ۳
گوانیدین نام دارد. اسید آمینه آرژینین در سنتز اوره تسا
نقش مهمی را لیفا می کند. اسید آمینه لیزین نیز در ها
ساختمان کلاژن به صورت هیدروکسی لیزین به 1
0 ا" 7
مقدار زياد يافت مى شود. = ۴
هيستيدين در هموكلوبين به مقدار نسبتاً زيادي وجود داشته و به همين لحاظ به
هموكلوبين خاصيت بافري در ,ااكم فيزيولوزيك ميدهد. شاخه جانبي هيستيدين
a gl (Sigg لل -ا
صفحه 29:
Basic Amino Acids
سید آمینه هلییکه ویشه آنها دارلیعاه لآ میطدی از یکدهستن
HIN-CH,~CH,-CH)~CH-COOH
G=NH NHp هه | مه
NHy
HoN—(CH),-CH-COOH
lyoko -جبا NH»
یسح
HNN: Nb
صفحه 30:
ح 1113/5 لتق ۲7۳۳۵۳
اسيد آمینه هایی که ريشه آنها داراى حلقوى هستند
اسيدهاي آمينه حلقوي و آروماتيك به علت وجود شاخههاي حجيم؛
انعطافپذيري زنجيرههاي پليپپتيدي را کاهش میدهند. اين اسيدهاي آمينه در
جذب نور ماوراء بنفش ((06)) توسط پروتئینها نقش دارند
CH,—CH-COOH ع
TO | | 3 NH) | مسد
صفحه 31:
Imino Acids
Ne - دارلیعاملآمیننوع دوم
ou Pro - PProline
* . عامل آمین پرولین نوع دوم است لذا پرولین يك آلفا ایمینو اسید است» که در
گروه اسيدهاي آمینه حلقوي نیز میتواند قرار بگیرید. ساختمان حلقوي و گروه
آمین نوع دوم در پرولین» نقش مهمي در ساختمان پروتنینها دارد
" بطوریکه ساختمان حلقوي آن از چرخش پیوند اذت با كربن آلفا) 0-0 0 (در
باندهاي پپتيدي جلوگيري کرده و باعث میشود که پیوند پپتيدي شکل خاص
(شکل سیس) بخود گرفته و در تا شدن رشته پليپپتيدي نقش مهمي ایفا مینماید.
به عبارتی پرولین در ساختمان پروتتینها باعث ناپایداری مارپیچ آلفا و نیز
ساختمان بتا شده و به همین علت در ساختمان پرونئین ها همانند یک زانو
عمل می نماید. پرولین از اجزاء مهم بافت همبند بوده و در پروتئینهائی مانند
کلاژن و الاستین یافت می شود.
صفحه 32:
اسيدهاي آمینه کمیاب پروتئيني
* علاوه بر 000 نوع اسید آمینه آلفا که واحدهاي ساختماني پروتئينها را تشکیل
میدهند» بعضي از اسيدهاي آمینه دیگر که نسبتاً کمیاب میباشند؛ در ساختمان
يروتئينها يافت ميشوند. معمولاً اين اسيدهاي آ. ينه مشتقات متيله» استيله»
كربوكسيله؛ فسفوریله» هيدروكسيله و يا ديكر مشتقات اسيدهاي آمينه استاندارد
يروتئيني بوده كه بوسيله يك واكنش آنزيمي طي فرآيندي موسوم به تغييرات يس
از ترجمه ( مالس اوسناصسوه وم<)) در ساختمان پروتئین ایجاد
دند.
* براي مثال میتوان اسيدهاي آمینه سیستین» هیدروکسی لیزین و هیدروکسی
پرولین (که در ساختمان کلاژن وجود دارند)» دسموزین و ایزو دسموزین (که
در ساختمان الاستین وجود دارند)؛ گاماکربوکسي گلوتامات (که در ناحیه 0)-
ترمینال بسياري از پروكتينهاي انعقادي مانند پروترومین وجود دارد) و متیل
که در برخي از پروتئينهاي ماهيچهاي
يت
صفحه 33:
مع نيدم
ses كلونامات
3س
ايزو دسموزين.
ترى متيل el
صفحه 34:
اسيدهاي آمینه غیر پروتئيني
* علاوه بر اسيدهاي آمینه استاندارد و اسيدهاي آمینه کمیاب پروتئيني که در
ساختمان پروتئینها موجود میباشند» بیش از 960 نوع اسید آمینه دیگر
شناخته شده است» که در ساختمان پروتتینها شرکت نکرده ولی نقش مهمي در
فرآيندهاي متابوليكي دارند. اغلب اين اسيدهاي آمینه مشتقاني از راألفا آمینو
اسيدهاي موجود در پروتئینها بوده و بعضي هم از اسيدهاي آمینه نوع بتا»
گاما و یا دلنا میباشند.
* برای مثال میتوان اسيدهاي آمینه بتا آلانین (که از واحدهاي ساختماني اسید
پانتوتنيك میباشد)» هموسیستئین و هموسرین (که از واسطه های متابولیکی در
متابولیسم اسیدهای آمینه هستند)» سیترولین و اورنیتین (که از واسطههاي
متابوليكي تشکیل اوره بوده و در سنتز آرژینین نقش دارند) و گاما آمینو
بوتيريك اسید (9696060)) که به عنوان يك نوروترانسمیتر در انتقال پيامهاي
عصبی نقش دارد را نام برد
صفحه 35:
اورنيتين
إ-آميتو بوتيريك أسيد
93°
۲
et
oF
ox
Tw
5 of
سس
4
8 +
=
1
or
ox"
= | iw
ox)
a4 x
ee
oO xz
5
٩ کج ود oh
|
2
8آلانین
همو:
وسیستئین
هموسرین
صفحه 36:
Peptide Bond Formati
۲ ۳
H3N— —CH— i OH + H—N—CH—COO™
Ohare does be one? سس Where doer this
1
بوك ادا
6-2
۳۱-0
صفحه 37:
OH
% gm
مرب ۲ CH, CH; is
H3N—C 1 0 dese
1 4 4 4 0
Amino- Carboxyl-
terminal end terminal end
صفحه 38:
Obes tows ®, ©, O oad O we worwhota vows (e. he ,موی امامت 020:
pha carbon, OC or O-dpka} oad te ante your uiroes, O), Phere oe
PURGE repedieg torsion woes dbay the buckbow cho odled phi, pst wed ower.
R-group
صفحه 39:
۱ سر
ایا
5
@ 5
a ghey
7
56 x
|
mee ial
ed
0
ون ين
2
30
a ia
ont
و
بم 956969
توع &
9
۳
Dkere ore Pour levels oP موی میم مه میم
lertory od quater)
على اسصاع
The primary structure of a protein is its unique +
sequence of amino acids.
- Lysozyme, an enzyme that attacks bacteria,
consists of a polypeptide chain of 129 amino
acids.
~ The precise primary structure of a protein is
determined by inherited genetic information.
~ At one end is an amino acid with a free amino
group the (the N-terminus) and at the other is
an amino acid with a free carboxyl group the
(the C-terminus).
صفحه 40:
High orders of Protein structure
A functional protein is not just a polypeptide chain, but one or
more polypeptides precisely twisted, folded and coiled into a
molecule of unique shape (conformation). This conformation is
essential for some protein function e.g. Enables a protein to
recognize and bind specifically to another molecule eg.
hormone/receptor; enzyme/substrate and antibody/antigen.
صفحه 41:
e- secondary structure:
Results from hydrogen
md formation between
hydrogen of -NH group of
peptide bond and the carbonyl
oxygen of another peptide bond.
According to H-bonding there
are two main forms of secondary
structure:
a-helix: It is a spiral structure
resulting from hydrogen bonding
between one peptide bond and
the fourth one
B-sheets: is another form of
secondary structure in which
two or more polypeptides (or
segments of the same peptide
chain) are linked together by
hydrogen bond between H- of
NH- of one chain and carbonyl
0
segment).
صفحه 42:
tne rortn one.
Supersecondary structure or Motifs :
occurs by combining secondary structure.
The combination may be: a-helix- turn- a-helix-
Or: B-sheet -turn- B-sheet-
Or: a-helix- turn- B-sheet-turn-
a-helix
Turn (or bend): is short segment of polypeptides (3-4
amino acids) that connects successive secondary
structures.
e.g. ®-turn: is small polvpeptide that connects
صفحه 43:
is determined by a variety
of interactions (bond , Hydrophobic interactions
formation) among R groups naan
and between R groups and ۲ اه من
the polypeptide backbone. ey eG)
a. The weak interactions 0 ye مسا
include: لاصيا ٠ ۱
Hydrogen bonds among ۳
polar side chains im Po ac
Ionic bonds between م —
charged R groups ( basic 0
and acidic amino acids) باه 0اه اساسا
Hydrophobic Tonic bond
interactions among
hydrophobic ( non polar)
R
groups.
صفحه 44:
p. Strong covalent bonds include
disulfide bridges, that form
between the sulfhydryl groups (SH)
of cysteine monomers, stabilize the
structure.
Hydrophobic interactions
(clustering of hydrophobic
Groups away from water)
5 and van der Waals
| es interactions
GH, كيس CH, Polypeptide
0 Haq CH, backbone
Hydrogen 1
bond
5
یی توت ره مس
و Disulfide bridge
°
5 ال
—CH,—CH,—CH,— CH, =Ng*/=0L-C—cH,—
lonic bona
صفحه 45:
Quaternary structure: results from the aggregation
(combination) of two or more polypeptide subunits held
together by non-covalent interaction like H-bonds, ionic or
hydrophobic interactions.
Examples on protein having quaternary structure:
Collagen ون a fibrous protein of three polypeptides
(trimeric) that are supercoiled like a rope.
‘This provides the structural strength for their role in
connective tissue.
Hemoglobin is a globular protein with four polypeptide
chains (tetrameric)
Jmculin - twa nalymentida chaine (dimaric)
3 ۱
penain
o 5
صفحه 46:
(@) Primary
structure
{b) Secondary structure
(c) Tertiary structure
(d) Quaternary structure
صفحه 47:
Classification of proteins
I- Simple proteins:
i.e. on hydrolysis gives only amino acids
Examples:
1- Albumin and globulins: present in egg, milk and blood
They are proteins of high biological value i.e. contain all essential amino
acids and easily digested.
Types of globulins:
a1 globulin: e.g. antitrypsin: see later
«2 globulin: e.g. hepatoglobin: protein that binds hemoglobin to prevent
its excretion by the kidney
B-globulin: e.g. transferrin: protein that transport iron
y-globulins = Immunoglobulins (antibodies) : responsible for immunity.
صفحه 48:
combined with DN.
b - combined with heme to form hemoglobin of
RBCs.
3- Gliadines are the proteins present in cereals.
4- Scleroproteins: They are structural proteins, not digested.
include: keratin, collagen and elastin.
a-a-keratin: protein found in hair, nails, enamel of teeth and outer layer of
skin.
It is a-helical polypeptide chain, rich in cysteine
and hydrophobic (non polar) amino acids so it is
water insoluble.
b- collagens: protein of connective tissues found in bone, teeth, cartilage,
tendons, skin and blood vessels.
a ae ae aa قو حيري na
صفحه 49:
extracellular matrix or in vitreous humor of
the eye.
Collagens are the most important protein in
mammals. They form about 30% of total body
proteins.
There are more than 20 types of collagens, the
most common type is collagen I which
constitutes about 90% of cell collagens.
Structure of collagen: three _ helical
polypeptide chains (trimeric) twisted around
each other forming triplet-helix molecule.
- Y% of structure is glycine, 10% proline, 10%
hydroxyproline and 1% hydroxylysine. Glycine
is found in every third position of the chain.
often
frequently proline and
تسه سس سس ی اه
صفحه 50:
Principal functions of the
PIOLSIDS cham
ukevst oll biologic neurives one eeapwe vodpred. Cogpwes ore how
fo eorease the rote oP اما و reaction by a Pastor oP 10 to the Cts
power! Phere oe severdl thouscad euaywes whick hove ber
tdeotPted to cute.
صفحه 51:
(Por © وه سوام tothe اس توا موی ماه مه اجان اروت
0 مرو of و بط ۳ سرا people, he protets hewedobta i
ew)
صفحه 52:
۲ 5 - هرا ۳ و لصو و ما موق us وه powplex
® & -Coordwoted woiioe wusvle is له ,تحص راجت
weve poutruciivg is wediated by the slidiacy wrtizd oF
two proteta Piovecs, جامد wend sposit.
(chodopstia is 0 proteia ta the eye Wwhick is used Por
visio)
صفحه 53:
۲ 0 - موم proteniivohro - watbodes ore proteit
Poreiqn substrapes in the body.
۲ - Geverciva ved ماوت oP verve opus -
SOE UND رامع او و بت وت whick trot
elevtiricd siqeds Prow cur verve cell to cuter. ,له و
reveprs Por ceurvirceswitters, drugs, pic. one protei ia
woture. (Bo excople of this is the ucetpicholae revepior,
وا انار 0 proteia structure thot is exobedded ia postsyoruptic
9
صفحه 54:
: نقشهرمونی»وسیخ مسر 9
honowes od youths Pavtors thot rexpuote cell Puaciiva, suck ®
بسياري از هورمونها نیز پروتنین هستند. به عنوان مثال میتوان انسولین»
تیروتروپین» هورمون رشد (سوماتوتروپین)؛ (عسسسسا بسا
Worwour) » LW موجن oe el PGW (Poticte
هورمونهاي گوناگون دیگر پروتئینی نیز وجود دارند که داراي وزن
مولكولي کم (کمتر از 6 660) بوده و پپتید اطلاق میشوند. از مهمترین
هورمونهاي پپتيدي می توان ,/(90) »,۰600/1۷ گلوکاگن و کلسیتونین را
نام برد.
صفحه 55:
* 6 - نقش تنظیم بیان ژن: بعضي پروتئینها در کنترل و تنظیم
بیان ژن در مرحله رونويسي و ترجمه دخالت دارند. برای مثال
می توان هیستونها» پروتئينهاي متوقف (Repressvrs) eS
و يروتئين هاى القاء كننده (جج----2)) را نام برد كه همكى
در كنترل بيان زن دخالت دارند.
صفحه 56:
Classes proteins
9 d-siople protetes: whick ore vowposed pF ody orice
ride
* 41-Blobuar proteice ©
(-Obucies: Gero dbucvice, hactodbucvice , vvodbucvice.
©-Clobuttos :-Olpba olobuttces 7 Pipa ما6
-)© عوعداءة )سعط : داع
صفحه 57:
Antihodv
— variable portion, —
ey
disulphide
4 نوی light chain,
heavy chain
EER
>=
=
‘Antibodies aurourd the vitis end bid tit This
تت پا تن نامع وس 50105 | from reproducing of Being
Transported throughout the body
fa)
‘and light chains combine to form a V-shaped molecule. Tw«
صفحه 58:
IgM
* : که از نظر ساختماني میتواند بصورت منومر , ight
پنتامر وجود داشته باشد. فرم منومر آن در
سلولهاي 6 و فرم پنتامر آن در سرم وجود دارد
در مولکول پنتامر هر يك از منومرها بوسیله
پيوندهاي دی سولفيدي که در ناحیه 6 ترمینال
زنجيرههاي سنگین واقع شدهاند و همچنین يك as
پليپپتيدي به نام زنجیره (12) ل به یکدیگر
متصلند 160 اولین انتيبادي است که پس از
ورود آنتیژن به بدن توسط سلولهاي ۵ ساخته
میشود و نقریباً 6 تا 9600 کل آنتییادیهای سرم . ساختمان پتامر 240
| تشکیل میدهد
Fab
صفحه 59:
* 0: از نظر ساختمانیی صورتمنومر و تقریباً کمتر از
0 کلآنتيباديهايسرم را تشکیلمیدهد.
* 140 از نظر ساختمانی ی صورتمنومر بوده و دارليچهار
زير كروم ميباشد. 11 لنتييادياصليسرم بوده و
تقریباً حدود 9/26 از كلآنتيباديهایسرم را تشکیلمیدهد.
لینآنتيبادي: قشلصلي را در پ اسخهايایمنيدر مقابلآنتیژندر
بدنلیفا کردم و تنها لنتيبادياستكه از طریقجفتاز بسدنمادر
بهء جنینعبور کردم و آنرا محافظتمینماید. 10 با-لارین
نیمه عمر را در میانسایر لنتیبادیها دارد.
صفحه 60:
* : از نظر ساختمانيی صورتمنومر بودم و بسه
مقدار ناچیزیدر سرم وجود دارد (حدود
00 16 در پاسخهای و ژیزا لفزلیشپیدا
کردم و باعلتحريك ماستسلها و ترشح هیستامین
9 از نظر ساختمانیی صورتمنومر دیمر و
تریمر وجود دلشته و فرم. غالبآنب صورندیمر
مییاشد. 1:69 در مایعاتترشحين ظیر بزلق لشكو
همجنينترشحاتدستكام تنفسيو ۶
وجود دارد.
صفحه 61:
| Collagen
© Creed proteta oP powenive tissue
® Ovst ubuadudt proteta ta he body (OO-OS%)
1" Drple ketx oP three “a” cho ~IOOO uote لاجد boy
صفحه 62:
| Collagen Structure
* کلاژن فراوانترین پروتئین رشتهاي است که بیش از ٩666 جرم پروتئيني بدن انسان
را شامل میگردد. تروپوکلاژن واحد اصلي کلاژن بوده و از سه زنجیره پليپپتيدي
تشكيل شذه كه.طول هر يك حدود هزازبريشة: ]سيد آميثة اسبث ,كر
تروپوکلاژن يك مارپیچ جيكردان تشكيل ميدهد كه در هر دور آن حدود سه ريشه اسيد
آمينه وجود دارد. سيس سه بليبيتيد با ساختار ماربيج جيكرد به دور هم بيجيده و يك
مارييج ديكر بصورت راستكرد ايجاد مينمايند. اين ساختار را اصطلاحاً ماربيج
سيتايي (م 2 ساره۳۳) مینامند. استحکام يك فيبر كلازني بالغ معادل يك ميله امتداد
افته با نسبت محوري حدود 0060 میباشد. ساختمان اين مارپیچ مضاعف با
برقراري پيوندهاي هيدروژني بین هر يك از زنجيرههاي پليپپتيدي ثابت میشود .جهت
مخالف چرخش این مارپیچ مضاعف («اع۲ Gus (Super میشود تا مارپیچ سهتايي
کلاژن در برابر باز شدن بسیار مقاوم باشد (از همین اصول در كابلهاي فولادي پلهای
معلق استفاده میشود)
صفحه 63:
موم (مسسسسس کید aN ۱
Procollagen peptidase
Neterminus ead cleaved! C-terminus end cleaved
SE Tne Sn
لح ES مه -
aS
سا
Formation of crosssinks
400۸ =| |=
Algol
ل
C-terminus که
تن ae
1691 هم مت ب ملا
صفحه 64:
| Elastin 3-0000 ۴ بسا
© Crows protein
© bers we orsstched io eve مس
pack vier single elastin عم
1 اكد سس اب مار
elastic is like a rubber 5 :
breed ۳
par 2 of 2. Molecular Bloloay ofthe Col, «th Eaton. 3-28 »نوا
صفحه 65:
* الاستین يكي دیگر از پروتنينهاي رشتهاي غیر محلول در آب است که در فيبرهاي زرأ
الاستيكي بافتهاي پيوندي» غضروفها و تاندونها وجود دارد. در مقایسه با کلاژن که
رشتهاي سخت و داراي قدرت كششي بالا است الاستین يك پروتنین بافت پيوندي با
خواص شبیه به لاستيك میباشد. رشتههاي الاستین در ریههاء دیواره عروق و لیگامنتها
وجود داشته و قادرند تا چند برابر طول طبيعي خود کشیده شده و پس از حذف کشش
از آنهاء به حالت خود باز گردند.
* تروپوالاستین مولکول پیش ساز الاستین است که از يك بليبيتيد خطي با حدود POO
اسید آمینه که عمدتاً کوچك و غیر قطبي هستند (مانند گلیسین» آلانین و والین) تشکیل
شده است. الاستین نیز غني از اسيدهاي آمینه پرولین و لیزین بوده ولي حاوي تنها
مقدار کمي هيدروكسي پرولین و فاقد هيدروكسي لیزین میباشد.
صفحه 66:
Elastin gives young
skin it’s “snap back”
firm qualit
صفحه 67:
Alpha Keratin
" Poured ta hair, Progercuis, chs, horas ord beck
® Gequewe cowists oP Odd-Od® residue dpka helical
sexpvecis capped wits ove-kelica (D- cad C-tercvici
© @rwoy structure of kelicd rods pousists oP P-
residue repeats! (a-b-o-d-e-P-y)_, where ص ل لمم ه
wupvlar. (Prowotes ussuviaiod oP kelines!
صفحه 68:
(@) Dimer (6) Protofilament
N-terminal
heads j
۱ | 7
Coiled 2
coil rod 1 1 ا
C-terminal
tails
Keratin Structure
صفحه 69:
* کرانینها یکی دیگر از پروتئینهای رشته ای غیر محلول در آب
بوده که تقریباً تمام وزن خشك مو ناخن» پشم شاخ و... ر
تشکیل میدهند. کراتینها به دو صورت آلفا کراتین در پستانداران
و بتا کراتین در پرندگان و خزندگان وجود دارند. آلفا کراتینها
جزيي از خانواده بزرگ پروتنينهاي حد واسط فيلامنتي
protec) مهن 8G Baa 5089) (Iotercoediate
ساختماني دارند. ساختمان کراتین از دو مارپیچ دو رشتهاي
تشکیل شده که به دور یکدیگر تاب خورده و بصورت مارپيچهاي
پیچدار (۷) لسطام()) در مییند. وجود اسیدآمینه سیستئین و
ایجاد پلهای دی سولفیدی باعث استحکام ساختمان کراتین می
گردد.
صفحه 70:
®vkuta
(QDusits)
صفحه 71:
Sickle Cell Anemia
1 HO
val - his - leu - thr - pro ساب lys
9
normal od
hemoglobin CH2—C-OH
glu
i HO
val - his - leu - thr - pro a lys
sickle cell وك H-CH3
hemoglobin
val
©. Ophardt, ¢. 2003
صفحه 72:
FIGURE 5-19 4 ccmparison of unto, cup-shaped, noma en
— wceytes (a wth the variably shaped enytheytes seen in siche.cell —
nents (by, which range fcr nexral to spiny oF sicke-shaped
صفحه 73:
0 ارتباط تتاختمان وعملکردپروتئینها |
* بررسي دقیق نمونههاي پروتنيني
نه تنها نشانگر ساختمانهاي
منحصر به فردي است که عملکرد ۳
بیولوژيك خاصي را تأمین میکنند»
بلکه ارتباط نزديك ساختمان و
عمل بيولوژيك پروتئین را نیز
نشان میدهند.
Histidine FB Histidine E”
وت ان سس ۱
هموگلوبین ومیوگلوبین در انتقال تس *
7 1
وذخیره سازی اکسیژن نقش ی
Home دارند.گروه پروستتیک هم مسئول
اين Called هاست.
صفحه 74:
ارتباط ساختمان وعملکرد پروتئینها
میوگلوبین و هموگلوبین گروهي از هموپروتنینها هستند که
حاوي يك گروه پروستاتيك هم بوده که بطور محکم به رشته
پروتنيني متصل است. نقش گروه هم در اين پروتئینها بوسیله
محيطي که ساختمان سه بعدي پروتنین براي آن فراهم کرده
است تعیین میگردد.
صفحه 75:
| Hemoglobin/myoglobin
® O9 very insvhuble io uote
9 Ooxepolar due to equal sartay oP elevieves ia povoleut bods
® @ody kos O, mon ات منوا موه و اور
لاحت اوه
(حابلك) متحاصا دوو راك ا = looted i RO
= Ob rexwports OO, wd Wt
2 Myodfobia (Db) - booted tat cruscle Pres
= Conticies wovewedt of O, Brow blood io wirokoatia
صفحه 76:
| Heme
© Ob acd Wh oble to bie Og CH)=CH و
due ty preseuce oP Wewe
Hy CH=CH,
wou
© Wewe
9 Oorpepide prosthetic yup
۲ ولا و بحام ین
۶ 7 یب CH
= Pe? (Pervus) oa whick ۳ ۳
pant Pore bods oa ether ۳ pe
ان ما ان بل coo coo
From: Elliott, WH. Elliott, DC. (1997)
Biochemistry and Molecular Biology.
Oxford: Oxford University Press. p374
صفحه 77:
Leu F4 (83)
Close
contact
ماع ويا /
(93) 565 الا
Tyr C7 (42) (46)
صفحه 78:
Oe
1
1
il
1
|
| Myoglobin (Mb)
صفحه 79:
| Myoglobin (Mb)
De? of kee you
2 Opt histcke (BP)
وه رها لس
© Porves Og to bied tot
عد
2 wokes booed weuker sv
اج باه سس رو
hea required
Adapted from: Stryer, LS (1988) Biochemistry (3rd Ed),
‘New Yorks WH Freeman & Co. pl4@
صفحه 80:
| Hemoglobin (Hb)
© را kee guetercary structure
2 @ pobpepide chalice held together
رصم بر boos
۵ وین ما اوق hewe you
located it crevice وهای و oF
Adapted from: Eliot, WH. Elliot, DC. (1997) Biochemistry
‘and Molecular Biology. Oxford Oxford University Press.
379
صفحه 81:
| Hemoglobin (Hb)
© CovPorcwativas oF Ob und Wb choice
sitar despite roy UP % kooky oF
مهو له سوه
۱
ناور و وروت wi وی
whit proterted Prow ۵ لا
سس
+, LS (1988) Biochemistry
(Grd Ed). New York: WH Preeman &
صفحه 82:
| Hemoglobin (Hb)
coPers akhicnd ۴ اجه ره زرم تون ماج یو
۳
Myoglobin Hemoglobin
Carries O, Carries O,, CO,
+
Binding of O, non- aoe
cooperative Binding of O,
cooperative
Affinity for O,
independent of Affinity for O,
pH, CO, and 2-3___ dependent on pH,
BPG CO, and 2-3 BPG
صفحه 83:
نکته با sul ۸
* اکسیداسیون آهن فرو موجود در هم در ساختمان میوگلوبین و هموگلوبین به
آهن فريك منجر به ایجاد مت میوگلوبین و مت هموگلوبین میگردد. هیچکدام
از اين پروتئينهاي اکسید شده قادر به اتصال اکسیژن نبوده و در عوض
ششمین کئوردیناسیون آهن فريك در آنها را مولکول آب تشکیل میدهد.
* مت هموگلوبین برخلاف هموگلوبین بطور شديدي یون سیانید (60)) را به
خود متصل میکند. این موضوع در درمان مسمومیت با سیانور بسیار مهم
بوده و کاربرد دارد. در اين مواقع بطور عمدي آهن بخشي از هموگلوبین
بوسیله تركيبي به نام آمیل نیتریت اکسید ميشود. در اين حالت مت
هموگلوبین ایجاد شده قادر به برداشت یون سیانید در جریان خون شده و از
اثر مهاري و سمي آن بر تنفس سلولی جلوگيري مینماید.
صفحه 84:
اتصال اکسیژن به میوگلوبین و هموگلوبین |
ميوكلوبين تنها قادر است يك مولكول ميب a
اكسيزن را به خود متصل كند زيرا فقط
داراي يك كروه هم ميباشد. در مقايسه
هموكلوبين قادر به اتصال جهار مولكول
اکسیژن است.
Hemoglobin
05 4)-----~
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
pO, (torr)
From: Stryor 15 (1988) Bio
Ed). New York: W
صفحه 85:
نکته باليني:
* غلظت ۵ و 0 دینسفوگلیسرات در گلبولهاي قرمز در اثر
هييوكسيهاي كرونيك افزايش مييابد. اين حالت در نفس تنكيهاي
Sle i) 52 5 (obstruntive pukoowary ewphysewa) 62)
بالا نیز مشاهده ميشود. بطوریکه در این حالتها هموگلوبین جریان
خون به سختي اکسیژن كافي دریافت مینمایند. سطح 9 و 9
دیفسفوگلیسرات داخل سلولي نیز در آنميهاي کرونيك افزایش مییابد.
زیرا در اين حالت سلولهاي گلبول قرمز به مقدار كمتري قابل
دسترسي بوده تا اكسيزن مورد نياز را تأمين نمايند. بالا بودن © و
© ديفسفو كليسرات در حالات فوق منجربه كاهش ميل تركيبي
اكسيزن به هموكلوبين شده و باعث ميشود كه اكسيزن بيشتري از
هموگلوبین در مويرگهاي بافتي آزاد شود.
صفحه 86:
هموكلوبينهاي فرعي
Chain Fraction of
Form composition |total hemoglobin
وثامه
212
و02۵
02: 56
صفحه 87:
انواع هموگلوبینوپاتیها
هموگلوبینوپاتیها گروهي از بيماريهايي هستند که به علت تولید
هموگلوبينهاي غیر طبيعي و یا سنتز مقادیر ناكافي هموگلوبينهاي
نرمال و یا به ندرت به هر دو علت ایجاد میشوند.
siokte vel copia. GB ٩ آنمي داسي شکل( (و
C (QC بيماري هموگلوبین(سمی
هموگلوبین (رل) 2) واریانت ديگري از هموگلوبین بوده که
در آن يك جايگزيني در اسید آمینه شماره 0 زنجیره 8 انجام
گرفته است. در اين هموگلوبین اسید آمینه عرررا بجاي گلوتامات
جایگزین شده است.
صفحه 88:
انواع هموگلوبینوپاتیها
" هموكلوبين (50)ط,”) 00 نيز از ديكر هموكلوبينهاي غير
طبيعي است که در آن بعضي از زنجيرههاي 6 داراي موتانت
© بوده در حالیکه سایر زنجيرههاي ۵ موتانت 60 را دارند.
سطح هموگلوبین در این بیماران بالاتر از افرادي که آنمي
داسي شکل دارند میباشد و حتي ممکن است مقدار هموگلوبین
آنها در ناحیه پایین رنج طبيعي قرار گيرد.
صفحه 89:
انواع هموگلوبینوپاتیها
* تالاسمیها نیز بيماريهاي هموليتيكي ژنتيكي بوده که در آنها يك عدم
تعادل بین سنتز زنجيرههاي گلوبین وجود دارد.
" در تالاسميهاء سنتز زنجيرههاي و يا ۵ معیوب ميشود.
* در ب تالاسمي زنجيرههاي یا وجود ندارند و یا سنتز آنها کاهش
پیدا کرده است. در چنین حالتي سنتز زنجيرههاي 6 ادامه پیدا کرده و
منجربه تجمع تترامرهاي م6 میگردد. هر چند اين تترامرها محلول
هستند ولي تداخلهاي هم-هم در آنها وجود نداشته و منحني اشباع
اکسیژن آنها بصورت هیپربوليك است. لذا میل تركيبي زيادي به
اکسیژن از خود نشان داده و نمیتوانند اکسیژن را در بافتها به راحتي
از خود آزاد نمایند.
صفحه 90:
انواع هموگلوبینوپاتیها
* در 6 تالاسمي سنتز زنجيرههاي ژ کم و یا انجام نمیگیرد. در
حاليكة زنجيرقهاي.» بطون Sigtion Sorcha .خر لیخ سلات
زنجيرههاي ,م نمیتوانند تترامررهاي پایدار ایجاد کرده و در
نتیجه رسوب نموده و باعث مرگ زودرس گلبولهاي قرمز
میشوند.
صفحه 91: