Lataa esitys
Esittely latautuu. Ole hyvä ja odota
1
Makromolekyylit BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
2
Proteiinit eli valkuaisaineet
polypeptidejä (us us. 100 ah.) primaarirakenne = aminohappojärjestys useita korkeamman asteen konformaatiotasoja natiivi konformaatio kuumennus kemikaalit ym. denaturoitu proteiini palautuminen = renaturaatio BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
3
Molekyylien massan yksikkö dalton (Da tai D)
1 Da = yhden vetyatomin massa 1.66 x g glukoosi = 180 Da ja ATP 507 Da tyypillisesti proteiinien massa 100 kDa BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
4
Valkuaisaineet 2 -helix–kierre kolmois-helix (esim. kollageeni)
globulaariset proteiinit (G-prot.) hydrofobinen ydin hydrofiilinen (polaarinen) ulkopinta konformaatioon vaikuttavat: hydrofobiset osat disulfidisillat (kysteiini) vetysillat suolasillat van der Waalsin voimat (lähietäisyydellä) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
5
Proteiinin (lysotsyymi)
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
6
Lysotsyymin sek. rakenne
Hydrogen bonds Pleated sheet BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
7
Lysotsyymin -helix -helix Hydrogen bonds
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
8
Proteiinin kvaternaarirakenne
Polypeptidi ketju -ketju rauta hemi -ketju hemoglobiini kollageeni BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
9
Yhteenveto proteiinien neljästä rakennetasosta
alfa helix Primaari (aminohappo- sekvenssi) Sekundaari BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
10
Yhteenveto proteiinien neljästä rakennetasosta 2
Tertiaari Kvaternaari BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
11
Myoglobiinin tertiaarirakenne
hapenkulje-tukseen erikoistunut molekyyli BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
12
Hemoglobiinin tertiaarirakenne
hapenkuljetus BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
13
Valkuaisaineet 3 entsyymiproteiinit (~1000)
konformaatiomuu-tokset reaktioissa rakenneproteiinit esim. kollageeni (jäykkä), elastiini (elastinen) glykoproteiinit, lipoproteiinit, metalloprot. jne. proteiinisynteesi ks. ribosomit BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
14
Proteiinien denaturaatio
Denaturation and renaturation of a protein BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
15
Hiilihydraatit monosakkaridiketjuja voivat sisältää: NH2, SO3H- ym.
selluloosa, lineaarinen -glukoosiketju, kasvisolun seinässä glykogeeni ja tärkkelys: varasto-hiilihydraatteja 1-4 ja 1-6 sidoksia haaraisia homopolysakkarideja heteropolysakkari-deja (hepariini, kitiini, hyaluronihappo) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
16
Polymerisaatio Unlinked monomer HO H HO H HO H Short polymer Monomer
Condensation HO H Longer polymer BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
17
Polymeerien muodostuminen
H HO Hydrolysis H2O HO HO H H BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
18
Tärkkelys LM of potato cells STARCH
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
19
Tärkkelys 2 LM of starch granules
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
20
Glykogeeni LM of liver cells GLYCOGEN Human liver
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
21
Glykogeeni 2 TEM of glycogen granules
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
22
Selluloosa TEM of cell wall in leaf CELLULOSE
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
23
Amylopektiini Branched starch (amylopectin)
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
24
Glykogeeni Branched glycogen BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
25
Selluloosa Cellulose BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
26
Nukleiinihapot DNA eli deoksiribo-nukleiinihappo:
tumassa, mitokondriossa, kloroplastissa emäkset: A, G, C, T sokeri: deoksiriboosi kaksoishelix pakkautuminen kromosomit RNA eli ribonukleiinihappo: tumassa, solulimassa 1. lähetti- eli mRNA (messenger) 2. siirtäjä- eli tRNA (transfer) 3. ribosomaalinen- eli rRNA (nukleolus) sokeri: riboosi emäkset: A, G, C, U BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
27
RNA:n rakenne 5´end Uracil Adenine Cytosine Guanine Phosphodiester
linkage 3´end BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
28
DNA:n rakenne 5´end Thymine Adenine Phosphodi- esterlinkage Cytosine
Guanine 3´end Sugar-phosphate backbone BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
29
DNA:n kaksoiskierrerihmaa
Sugar-phosphate backbone Base pairs BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
30
Emäsparit Guanine Cytosine BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
31
Solukalvon rakenne (Chapter 10, Alberts et al.)
Jokaista solua ympäröi solukalvo eli plasmamembraani eli plasmalemma BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
32
Solukalvon tehtävät 1. rajaa solun yksilöksi
2. säätelee soluun tulevien ja sieltä poistuvien aineiden määrää 3. ylläpitää solun homeostaasia 4. välittää solunulkoisia (ekstrasellulaarisia) viestejä solunsisäisiin (intrasellulaarisiin) toimintoihin Solukalvo on aktiivinen, valikoiva ja energiaa käyttävä BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
33
Solunsisäiset kalvot 1. jakavat solun sisällön soluorganelleiksi
2. toimivat aktiivisesti 3. ylläpitävät kullekin organellille ominaista homeostaasia 4. ympäröivät mm. tumaa, mitokondrioita, kloroplasteja, lysosomeja, peroksisomeja, endoplasmakalvostoa sekä Golgin laitteen rakkuloita ja levyjä solukalvon paksuus on 0,01 µm BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
34
Solukalvon kerrokset Elektronimikroskoopilla solukalvossa erottuu kolme kerrosta Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
35
Solukalvon kerrostuminen
Lipoproteiini asettuu veden pinnalle siten, että hydrofobinen pää on ulospäin Sandwich-mallissa hydrofobiset osat ovat vastakkain, fosfolipidikerros BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
36
Dawson-Danielli-malli
Esitettiin v. 1935, laajasti hyväksyttiin aina vuoteen 1970 saakka sandwich-malli fosfolipidikaksois-kerros kahden proteiinikerroksen välissä perifeeriset proteiinit “uivat” pinnalla Protein Hydrophilic zone Hydrophobic zone Hydrophilic zone BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
37
Nestemäinen mosaiikkimalli
Nykyisin hyväksytty, yksinkertaistettu malli Proteiinit hajaan-tuneet ja uponneina nestemäisessä tilassa olevaan fosfolipidikaksois-kerrokseen Integraaliproteiinit lävistävät solukalvon Phospolipid bilayer BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
38
Nestemosaiikkimalli Heino & Vuento 2004, WSOY
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
39
Biologisten kalvojen lipidit
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
40
Kaikissa kalvoissa sama perusrakenne. Amfipaattiset lipidit
Glyserofosfolipidit Sfingolipidit Glykolipidit BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
41
Fosfolipidit PHOSPHOLIPIDS Phosohatidylcholine (shown)
Phosphatidylethanolamine Phosphatidylserine Phosphatidylthreonine Phosphatidylinositol Phosphatidylglycerol Diphosphatidylglecerol (cadiolipin) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
42
Glyserofosfolipidimolekyylien osat
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
43
Sfingolipidit Sphingomyelin (a sphingolipid)
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
44
Nisäkkään solukalvojen fosfolipidit
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
45
Glykolipidit Glycolipids Cerebrosides (galctocerebroside shown)
Gangliosides BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
46
Sterolit Kaksoiskerros sisältää lisäksi steroleja:
Eläinsoluissa kolesteroli Kasveissa sitosteroli ja stigmasteroli Hiivassa ergosteroli BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
47
Sterolit STEROLS Cholesterol (shown) Campesterol Sitosterol
Stigmasterol BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
48
Kolesterolin rakenne BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
49
Kolesteroli lipidikerroksessa
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
50
Miten hydrofiiliset ja hydrofobiset molekyylit ovat vuorovaikutuksessa vesiympäristön kanssa?
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
51
Lipidimolekyylien pakkaaminen vesiympäristössä
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
52
Stabiili rakenne BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
53
Kalvolipidien liike Rotaatiota
Kalvolipidien rasvahappoketjujen (glyserofosfolipidien) suhteen Hiilivetyketjujen (sfingolipidien) C-C-sidosten suhteen konformaation muutokset, koska kalvon hydrofobinen sisäosa juokseva BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
54
Fosfolipidimolekyylien liike keinotekoisessa lipidikaksoiskerroksessa
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
55
Lipidipitoisuuksia solussa
Plasmamembraani Myeliini Mitokond- rion kotelo ER Maksasolu Punasolu Kolesteroli 17 23 22 3 6 Fosfolipidit 54 60 42 78 67 Glykolipidit 7 28 - Muut 13 8 21 27 BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
56
Fosfolipidit juoksevia Kolesteroli jäykistää
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
57
Fluiditeetti Juoksevuus Lipidikoostumus
Lämpötila (alh Ta liike lähes kidemäinen, korkea Ta lipidit liikkuvat nopeasti) Tyydyttyneet rh, jähmeä, nostavat siirtymä-Ta Tyydyttymättömät laskevat siirtymä-Ta, kaksoissidokset mutkia hv-ketjuun Sterolit jäykistävät, laskevat siirtymä-Ta BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
58
Lipidilauttojen merkitys keinotekoisessa kaksoiskerroksessa
Figure 10-14a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
59
Lipidilautat konsentroituvat spesifisten kalvoproteiinien ympärille
Figure 10-14b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
60
Lipidipisaroiden muodostumisen malli
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
61
Solukalvon epäsymmetria
glykolipidejä vain ulkopinnalla fosfolipidit jak. epäsymmetrisesti proteiinien hiilihydraattiosat aina ulospäin - solujen ”tunnistus” - antigeenit - alkionkehitys BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
62
Ihmisen punasolun fosfolipidien ja glykolipidien epäsymmetrinen jakautuminen lipidikaksoiskerroksessa Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
63
Inositoli fosfolipidien kaksi signaalitehtävää
Figure 10-17a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
64
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 10-17b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
65
Fosfatidylinositoli difosfaatti
Paikat, jossa fosfolipaasit pilkkovat fosfolipidit merkitty kuvaan Figure 10-17c Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
66
Solukalvon proteiinit
entsyymejä pumppuja reseptoreita kytkeytyneenä soluväliaineeseen antigeenejä tukirakenteita BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
67
Proteiinit assosioituvat eri tavoin lipidikerrokseen
1 = yksinkertainen -helix; 2 = moninkertainen -helix; 3 = -tynnyri (edelliset sitoutuneet kovalenttisella sidoksella FFA:n; 4 = kiinnittyneenä sytosoliin, amfifiilinen -helix; 5 = kovalenttisella sidoksella kiinnittyneenä lipidikaksoiskerrokseen; 6 = oligosakkaridin välityksellä kiinni fosfatidylinositoliin, GPI-ankkuri; 7, 8 = nonkovalenttinen vuorovaikutus muiden kalvoproteiinien kanssa Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
68
Kalvoproteiinin kiinnittyminen rasvahppoketjun avulla
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
69
Transmembraaninen polypeptidiketju lävistää lipidikaksoiskerroksen -helixinä
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
70
Kaksi -helixiä akvaporiini vesikanavassa
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
71
Monilävisteisen transmembraaniproteiinin kiertymisvaiheet
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
72
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
73
Solukalvon proteiinien käsittely jatkuu
Lipidikerrokseen uponneina Periferaalisia proteiineja Integraaliproteiineja BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
74
Yksittäinen transmembraaninen proteiini
Yksittäinen transmembraaninen proteiini. Oikeankätinen -helix lävistää kaksoislipidikalvon Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
75
Hiilihydraattikerros lipidikerroksen päällä
Figure 10-28b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
76
Proteiinien liike Kalvon tasossa eri nopeuksilla
Toiset liikkuvat vapaasti (diffuusio) kalvon tasossa Jotkut muod. lipidien kanssa ”lauttoja”, joissa prot. paikallaan BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
77
Kalvoproteiinit ajelehtivat
Membrane proteins Mouse cell 4. Proteins completely mixed after 40 minutes 3. Proteins begin to mix in a few minutes Human cell 2. Hybrid cell produced by virus-induced fusion Membrane proteins labelled with fluorscent antibodies BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
78
Proteiinien diffuusio hiiri/ihmisen hybridisolun kalvossa
Proteiinien diffuusio hiiri/ihmisen hybridisolun kalvossa. Voidaan havaita fluoresenssi-mikroskopian avulla. Fluoreskeiini on vihreä ja rodamiini punainen. Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
79
Miten kalvomolekyylit rajoittuvat tiettyihin kalvorakenteisiin
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
80
Neljä tapaa rajoittaa tiettyjen kalvoproteiinien lateraalista liikettä
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
81
Yhteydet solutukirankaan
Heino & Vuento 2004, WSOY BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
82
Spektriinin merkitys punasolun tukirakenteena
Figure 10-41a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
83
BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Figure 10-41b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
84
Kortikaalisen sytoskeletonin filamenttien pitäminen yhdessä
Figure 10-42a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
85
Kalvoproteiinien värin vaihtuminen osoittaa ajoittaista diffuusiota viereiseen proteiinimole-kyyyliin. Figure 10-42b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
86
Eläinsolun solukalvon rakenne (yksityiskohtainen)
Fibers of extracellular matrix(ECM) Carbohydrate EXTRA- CELLULAR FLUID te Glycoprotein Glycolipid Filaments of cytoskeleton Cholesterol Peripheripal protein Integral protein BIOLOGIAN LAITOS, SEPPO SAARELA, 2010
Samankaltaiset esitykset
