semin 1 bialka lek

Własności fizyko-chemiczne białek • Rozpuszczalność w wodzie – zależy od obecności reszt hydrofilnych na powierzchni białka; •Jako makrocząsteczki białka tworzą roztwory koloidowe. • Wysalanie (koagulacja) pod wpływem zwiększonego stężenia jonów soli ( najczęściej stosowany jest siarczan amonowy - (NH4)2SO4 ). Cząsteczki agregują dzięki oddziaływaniom jonowym i wodorowym, pozostając w stanie natywnym. Proces odwracalny, stosowany w procedurach oczyszczania białek. + sól

dializa

dializa

Otoczka hydratacyjna

2

Charakter amfoteryczny białek

Skład aminokwasowy albuminy osocza. Na 585 reszt zawiera: 36 Asp 62 Glu 16 His 59 Lys 24 Arg

 Zmiana natywnej konformacji białka, powodująca utratę jego aktywności biologicznej;  Częściowe lub całkowite rozfałdowanie łańcucha polipeptydowego; Ładunek cząsteczki albuminy

pH > pI - białko ma ładunek –

Denaturacja Mole H+ oddysocjowane od mola albuminy osocza

pH < pI - białko ma ładunek +

jon obojnaczy

Czynniki denaturujące: • wysoka temperatura (zwykle powyżej 60oC) • środowisko silnie kwaśne lub zasadowe • rozpuszczalniki organiczne • mocznik (wysokie stężenie - 8M – całkowite rozfałdowanie białka). natywne sfałdowane

Stan pośredni

zdenaturowane rozfałdowane

agregat Agregacja zdenaturowanego białka jest nieodwracalna

4

Rozdział elektroforetyczny białek osocza w pH 8.6 – analiza densytometryczna.

BIAŁKA OSOCZA

Prawidłowa zawartość frakcji białek w surowicy: Albumina

52-58 %

1-globuliny

2-4 %

2-globuliny

6-10 %

-globuliny

8,5-14,5,%

-globuliny

20-21 %

Przykłady obrazów rozdziału elektroforetycznego białek surowicy pacjentów.

5

6

1

FUNKCJE BIAŁEK OSOCZA >150 różnych Ich sumaryczne stężenie określa dystrybucję płynu pomiędzy łożyskiem naczyniowym a tkankami (Ciśnienie onkotyczne) Zbyt niskie stężenie białek osocza – np. przy silnym niedożywieniu  obrzęki

• transport (np.albumina, transferyna, białko wiążące retinol, lipoproteiny); • enzymy i ich prekursory (np. białka układu krzepnięcia)

Całkowite stężenie białek w • inhibitory enzymów (np. 1-inhibitor osoczu : 6 – 8 g/100mL proteinaz) 7

WYBRANE BIAŁKA FRAKCJI ELEKTROFORETYCZNYCH OSOCZA Albuminy 1-globuliny

2-globuliny

-globuliny

-globuliny

transtyretyna Albumina 1- inhibitor proteinaz lipoproteina (HDL) protrombina ceruloplazmina antytrombina haptoglobina białko wiążące retinol lipoproteina (LDL) transferryna fibrynogen transkobalamina IgG, IgM, IgA

transport tyroksyny i trójjodotyroniny transport kw. tłuszcz., bilirubiny i in. hamowanie elastazy i innych proteinaz transport lipidów czynnik krzepnięcia transport jonów Cu hamowanie krzepnięcia wiązanie wolnej hemoglobiny transport witaminy A transport lipidów transport żelaza czynnik krzepnięcia transport witaminy B12 przeciwciała

• przeciwciała – immunoglobuliny (IgG, IgM, IgA)

8

• Większość białek osocza jest syntetyzowana przez wątrobę. • Większość białek osocza to glikoproteiny • Każde z białek osocza ma charakterystyczny czas półtrwania w krążeniu (np. ok. 20 dni dla albuminy, 5 dni dla haptoglobiny). • Stężenia wielu białek ulegają zmianie w stanach patologicznych

Przewlekły stan zapalny

Obraz prawidłowy 10

Albumina osocza • Główne białko osocza (52-58 %); M.cz. 69 kDa; • Wątroba syntetyzuje około 12 g albuminy/dzień.

Obraz prawidłowy

• ważna dla utrzymania ciśnienia osmotycznego (tzw. onkotycznego) krwi • transport kwasów tłuszczowych • transport bilirubiny, hormonów steroidowych, leków (m.in. sulfonamidy, aspiryna) i jonów (Ca2+ i Cu2+)

Przewlekły stan zapalny

Hipogammaglobulinemia

Gammopatia monoklonalna

Albumina w kompleksie z 6 cząsteczkami kwasu tłuszczowego.

12

2

Białka ostrej fazy: Grupa białek osocza, których poziom zmienia się w ostrych stanach zapalnych .

1- inhibitor proteinaz • ważne białko należące do grupy inhibitorów proteinaz serynowych tzw. serpin (serine protease inhibitor).

Wzrasta poziom:

• Hamuje elastazę, trypsynę i inne proteinazy, tworząc z nimi trwały kompleks.

CRP Alfa-1 inhibitor proteinaz Alfa 2-makroglobulina

• Znaczny polimorfizm w populacji. • Osoby posiadające formę Z 1-inhibitora proteinaz mają obniżony poziom tego białka w osoczu (  zwiększone ryzyko uszkodzenia pęcherzyków płucnych przez elastazę – rozedma) oraz złogi zagregowanego białka (amyloid) w wątrobie  uszkodzenie wątroby stan zapalny, marskość.

inhibitory proteaz

Fibrynogen, protrombina, Czynnik VIII, plazminogen Białka układu dopełniacza Ferrytyna Haptoglobina

„ujemne" białka ostrej fazy: albumina, transferryna

• Dym papierosowy modyfikuje jedną z reszt Met 1-PI inaktywując białko  rozedma spowodowana niszczeniem pęcherzyków przez elastazę.

14

• Makes up about 4% of all plasma proteins. • Responsible for blood clot formation. • Following trauma to the walls of blood vessels, fibrinogen is converted into long, insoluble strands of fibrin => clot.

• 3 globular and 2 rod-like domains

Transferrin •

glycoprotein,

•

binds iron very tightly but reversibly.

•

contains 2 specific high affinity Fe(III) binding sites.

•

The affinity of transferrin for Fe(III) is extremely high (1023 M-1 at pH 7.4) but decreases with decreasing pH

•

In normal physiological state 44% of transferrin is free of iron, 44% has iron in one of its binding sites and only 12% binds two Fe ions.

• ’ and ’ regions are negatively charged and prevent aggregation 15

16

Immnunoglobuliny

Haptoglobin (Hp). • plasma glycoprotein

Immunoglobuliny

• forms tight noncovalent complex with hemoglobin • prevents free hemoglobin from entering the kidney (where it precipitates) thus prevents iron loss. • Its plasma levels drop in case of hemolytic anemia – Hb-Hp complex is cleared rapidly from blood).

Pepsin

17

3

Klasy ludzkich immunoglobulin 1 mL krwi = cząsteczek IgG

1016

Możliwość rozpoznania 1 000 000 różnych antygenów

Struktura domeny immunoglobuliny.

Klasa

Stężenie w surowicy Masa krwi cząst.

Łańcuch lekki

Łańcuch ciężki

Dwie płaszczyzny o strukturze β, połączone dzięki interakcjom hydrofobowym i stabilizowane mostkiem disiarczkowym. Pętle hiper-zmienne w domenach V tworzą miejsce wiązania antygenu.

20

Własności immunoglobulin Klasa

stężenie w osoczu

łańcuch ciężki

IgA

łańcuch czas lekki półtrwania

• w osoczu jako monomer lub jako dimer + + ? -

Immunoglobuliny mogą występować w formie związanej z błoną komórkową (receptory) – monomer IgM, IgD, lub w formie wydzielanej z komórki – IgG, IgM, IgA.

+ -

+ + -

• W płynach wydzielniczych (ślina, łzy, pot) sIgA (secretory) występuje w formie dimeru, związanego z tzw. komponentą sekrecyjną, która uczestniczy w transporcie przez błony śluzowe, oraz chroni przed degradacją przez proteazy.

4