KOMPUTERA BIAŁKA PROSTO Z... Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

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

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 20 rodzajów aminokwasów (kodowanych genetycznie). Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Aminokwasy Aminokwas – związek organiczny zawierający grupę aminową i kwasową (zazwyczaj karboksylową) Wzór ogólny Alanina Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Aminokwas – polipeptyd – białko Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Analiza porównawcza sekwencji białkowych HEXOKINASE_I (2 domains) HEXOKINASE_II (2 domains) HEXOKINASE_III (2 domains) HEXOKINASE_IV (1 domain) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Analiza porównawcza sekwencji białkowych Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Jacek Leluk

Zwijanie się łańcucha białkowego Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Wizualizacja struktury białka Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Wizualizacja struktury białka – c.d. Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Regularne typy struktur w białku Helisa (-helisa) helix Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Regularne typy struktur w białku Łańcuch  (-kartka) sheet Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

APAMINA - PEPTYD Z JADU SKORPIONA VSCEDCPEHCSTQKAQAKCDNDKCVCEPI TOKSYNA 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

APAMINA Z JADU SKORPIONA TOKSYNA JADU MAMBY INHIBITOR TRYPSYNY BIAŁKO ROP INSULINA Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Glukagon Insulina Białko ROP Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Cytochrom c Mioglobina Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Dehydrogenaza mleczanowa Lizozym Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Białka transmembranowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Delta –krystalina (soczewka oka) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Ukwiał - toksyna Wąż - toksyna Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją RNaza bakteryjna RNaza ssaków Inhibitor Rnazy (hamuje aktywność obu Rnaz) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Białka rozpoznające fragmenty DNA Białko wirusa Białko TATA Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Układy łańcuchów  Beta sandwich (kanapka) Beta barrel (baryłka) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Przeciwciała Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Konkanawalina A Poryna Lizaza pektynianowa Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury przestrzenne białek Związek między strukturą i funkcją Białkowe „śmigło” Oksydaza galaktozy Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Struktura czwartorzędowa Heksamer insuliny Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Struktura czwartorzędowa Mikrotubule i białka kurczliwe Miozyna Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Przykłady innych struktur czwartorzędowych Dodekamer syntetazy glutaminianowej Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Przykłady innych struktur czwartorzędowych Białko „asymilujące” światło u bakterii purpurowych Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Białka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Białka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Białka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Białka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Białka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Białka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Złożoność strukturalna białek Białka wirusowe Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Mutacje i ich konsekwencje Anemia sierpowata Anemia 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

Mutacje i ich konsekwencje Anemia sierpowata Hemoglobina Normalna Zmutowana Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Mutacje i ich konsekwencje Anemia sierpowata Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Mutacje i ich konsekwencje Anemia sierpowata Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

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

Białka chaperonowe (chaperones) Struktury białkowe nie są sztywne! Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury białkowe nie są sztywne! Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Białka chaperonowe (chaperones) Struktury białkowe nie są sztywne! Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury białkowe nie są sztywne! Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Struktury białkowe nie są sztywne! Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Białka chaperonowe (chaperones) Struktury białkowe nie są sztywne! Białka chaperonowe (chaperones) Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

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

Znaczenie i sens teoretycznych symulacji i modelowania molekularnego Oszczędność czasu Oszczędność pieniędzy Oszczędność wysiłku i materiału Ogromne znaczenie poznawcze Wspomaganie badań eksperymentalnych Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Wartość pracy jednego „twórcy” wirtualnych białek = Jacek Leluk , Instytut Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski

Dziękuję za uwagę