1 KOMPUTERA BIAŁKA PROSTO Z...Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
2 Co to są białka i jaka jest ich funkcja?Białko – polimer zbudowany z łańcuchów aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniem chemicznym (wiązanie peptydowe) Główne funkcje białek w organizmie: Enzymy ( katalizatory biologiczne) Przeciwciała systemu immunologicznego (immunoglobuliny) Czynniki transportujące (np. transport O2 przez hemoglobinę) Czynniki regulatorowe (hormony) Materiał budulcowy (skóra, włosy, itd.) i zapasowy Elementy ruchu (białka kurczliwe) (mięśnie, wici, rzęski) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
3 Białka są to długie polimery aminokwasów. Składają się z jednego lub więcej takich łańcuchów. Niektóre białka zawierają inne, dodatkowe komponenty (cukry, tłuszcze, nukleotydy, atomy metali, inne związki organiczne...) – są to tzw. białka złożone. Podstawową jednostką budulcową białek jest rodzajów aminokwasów (kodowanych genetycznie). Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
4 Aminokwasy Aminokwas – związek organiczny zawierający grupę aminowąi kwasową (zazwyczaj karboksylową) Wzór ogólny Alanina Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
5 Aminokwas – polipeptyd – białkoJacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
6 Analiza porównawcza sekwencji białkowychHEXOKINASE_I (2 domains) HEXOKINASE_II (2 domains) HEXOKINASE_III (2 domains) HEXOKINASE_IV (1 domain) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
7 Analiza porównawcza sekwencji białkowychJacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
8 Jacek Leluk
9 Zwijanie się łańcucha białkowegoJacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
10 Wizualizacja struktury białkaJacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
11 Wizualizacja struktury białka – c.d.Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
12 Regularne typy struktur w białkuHelisa (-helisa) helix Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
13 Regularne typy struktur w białkuŁańcuch (-kartka) sheet Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
14 APAMINA - PEPTYD Z JADU SKORPIONA VSCEDCPEHCSTQKAQAKCDNDKCVCEPITOKSYNA FS2 Z JADU MAMBY RICYSHKASLPRATKTCVENTCYKMFIRTHREYISERGCGCPTAMWPYQTECCKGDRCNK APAMINA - PEPTYD Z JADU SKORPIONA VSCEDCPEHCSTQKAQAKCDNDKCVCEPI 1CTI - INHIBITOR TRYPSYNY RVCPRILMECKKDSDCLAECVCLEHGYCG INSULINA – ŁAŃCUCH A i B GIVEQCCTSICSLYQLENYCN FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKA ROP: REPRESOR PRIMERA – REGULATOR TRANSKRYPCJI MTKQEKTALNMARFIRSQTLTLLEKLNELDADEQADICESLHDHADELYRSCLARFGDDGENL Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
15 APAMINA Z JADU SKORPIONATOKSYNA JADU MAMBY INHIBITOR TRYPSYNY BIAŁKO ROP INSULINA Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
16 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Glukagon Insulina Białko ROP Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
17 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Cytochrom c Mioglobina Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
18 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Dehydrogenaza mleczanowa Lizozym Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
19 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Białka transmembranowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
20 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Delta –krystalina (soczewka oka) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
21 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Ukwiał - toksyna Wąż - toksyna Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
22 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją RNaza bakteryjna RNaza ssaków Inhibitor Rnazy (hamuje aktywność obu Rnaz) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
23 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Białka rozpoznające fragmenty DNA Białko wirusa Białko TATA Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
24 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Układy łańcuchów Beta sandwich (kanapka) Beta barrel (baryłka) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
25 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Przeciwciała Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
26 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Konkanawalina A Poryna Lizaza pektynianowa Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
27 Struktury przestrzenne białekZwiązek między strukturą i funkcją Białkowe „śmigło” Oksydaza galaktozy Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
28 Złożoność strukturalna białekStruktura czwartorzędowa Heksamer insuliny Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
29 Złożoność strukturalna białekStruktura czwartorzędowa Mikrotubule i białka kurczliwe Miozyna Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
30 Złożoność strukturalna białekPrzykłady innych struktur czwartorzędowych Dodekamer syntetazy glutaminianowej Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
31 Złożoność strukturalna białekPrzykłady innych struktur czwartorzędowych Białko „asymilujące” światło u bakterii purpurowych Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
32 Złożoność strukturalna białekBiałka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
33 Złożoność strukturalna białekBiałka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
34 Złożoność strukturalna białekBiałka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
35 Złożoność strukturalna białekBiałka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
36 Złożoność strukturalna białekBiałka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
37 Złożoność strukturalna białekBiałka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
38 Złożoność strukturalna białekBiałka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
39 Mutacje i ich konsekwencje Anemia sierpowataAnemia sierpowata – choroba dziedziczna wywołana zamianą jednego aminokwasu w łańcuchu hemoglobiny (jednego spośród 146). Hemoglobina typu S w łańcuchu zamiast kwasu glutaminowego zawiera walinę.Cecha letalna dla homozygot (HbSS),heterozygoty (Hb AS) z objawami anemii,lecz odporne na malarię. Hemoglobina – łańcuch VHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYH >Hemoglobina S VHLTPVEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYH Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
40 Mutacje i ich konsekwencje Anemia sierpowataHemoglobina Normalna Zmutowana Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
41 Mutacje i ich konsekwencje Anemia sierpowataJacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
42 Mutacje i ich konsekwencje Anemia sierpowataJacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
43 Struktury białkowe nie są sztywne!Białka chaperonowe (chaperones) Białko chaperonowe (ang. chaperone, chaperonin) - Białko uczestniczące w procesie prawidłowego zwijania innych białek oraz współoddziaływania struktur złożonych z wielu podjednostek białkowych. Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
44 Białka chaperonowe (chaperones)Struktury białkowe nie są sztywne! Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
45 Struktury białkowe nie są sztywne!Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
46 Białka chaperonowe (chaperones)Struktury białkowe nie są sztywne! Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
47 Struktury białkowe nie są sztywne!Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
48 Struktury białkowe nie są sztywne!Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
49 Białka chaperonowe (chaperones)Struktury białkowe nie są sztywne! Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
50 Czy potrafimy „poprawiać” naturę na poziomie biomolekularnym?A do czego nam to jest potrzebne? Celem jest poznanie naturalnych mechanizmów i wykorzystanie tej wiedzy oraz poznanych procesów, a nie ingerencja w istniejący porządek Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
51 Znaczenie i sens teoretycznych symulacji i modelowania molekularnegoOszczędność czasu Oszczędność pieniędzy Oszczędność wysiłku i materiału Ogromne znaczenie poznawcze Wspomaganie badań eksperymentalnych Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
52 Wartość pracy jednego „twórcy” wirtualnych białek= Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski
53 Dziękuję za uwagę