O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.

Sinh tổng hợp protein

5.912 visualizações

Publicada em

Sinh tổng hợp protein

Publicada em: Ciências
  • Login to see the comments

Sinh tổng hợp protein

  1. 1. Trao đổi trực tuyến tại: http://www.mientayvn.com/Y_online.html
  2. 2. SINH TỔNG HỢP PROTEIN TS.BS.Đỗ Thị Thanh Thủy 1
  3. 3. NỘI DUNG BÀI GIẢNG SINH TỔNG HỢP PROTEIN Nhắc lại về cấu trúc của Protein Nhắc lại về các liên kết trong phân tử protein Các phương pháp phân tích cấu trúc của protein Liên quan giữa cấu trúc và chức năng của protein Sinh tổng hợp protein (Y1, Y2) Các biến đổi để tạo protein chức năng 2
  4. 4. MỤC TIÊU BÀI GIẢNG 1. Mô tả được ba giai đoạn và các yếu tố tham gia sinh tổng hợp protein (Y1, Y2) 2. Nêu được các biến đổi chính để tạo protein chức năng. 3
  5. 5. GENOMICS VÀ PROTEOMICS 4 GENOME Bộ gen (hệ gen) GENOMICS Nghiên cứu về bộ gen (hệ gen) PROTEOME Bộ protein của tế bào hay mô PROTEOMICS Nghiên cứu về bộ protein của các loài
  6. 6. 5 TỪ GENE ĐẾN PROTEIN CHỨC NĂNG
  7. 7. PDB (Protein Data Bank) 2000-2008:48891 cấu trúc  2011: 65998 cấu trúc 6 BỘ PROTEIN NGƯỜI Rất phức tạp Ước tính > 100.000 phân tử Protein  Do vị trí splicing khác nhau  Do biến đổi sau dịch mã
  8. 8. CẤU TRÚC PROTEIN 7
  9. 9. LIÊN KẾT TRONG PT PROTEIN 8
  10. 10. CẤU TRÚC PROTEIN Motifs: các dạng cấu trúc bậc 2 trong nhiều polypeptid. HAIRPIN BETA SHEET motif helix-loop-helix motif gắn Calci 9
  11. 11. CẤU TRÚC PROTEIN Domains là những vùng chức năng của polypeptid Pyruvate kinase có 3 domain ADP + phosphoenolpyruvate = ATP + pyruvate 10
  12. 12. NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CỦA PROTEIN Cung cấp hình ảnh tĩnh Tinh thể học tia X là khoa học xác định sự sắp xếp của các nguyên tử bên trong một tinh thể dựa vào sự phân tán của các tia X sau khi chiếu vào các electron của tinh thể để thu thập mật độ các electron trong tinh thể, vị trí của nguyên tử, các liên kết hóa học... 1. Tinh thể học tia X (X ray crystallography) 11
  13. 13. Photographic film Diffracted X-rays X-ray source X-ray beam X-ray diffraction pattern Crystal Crystal diffracts X-rays Sơ đồ mật độ Electron khít với dữ liệu Sơ đồ nguyên tử khít với bản đồ mật độ điện tử model 12
  14. 14. NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CỦA PROTEIN 2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy) Cung cấp hình ảnh động học về cấu trúc protein trong dung dịch, cấu hình và các tương tác của protein. 13
  15. 15. LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN  Protein có vai trò quan trọng trong cơ thể.  Mỗi protein có một cấu trúc ba chiều duy nhất được xác định bởi trình tự aa.  Cấu trúc của protein liên quan chặt chẽ với chức năng của nó.  Cấu trúc của protein có thể được tiên đoán nhờ các chương trình tin sinh học. 14
  16. 16. enzyme A B A Binding to A enzyme Hormone receptor AntibodyExample of enzyme reaction enzyme substrates 15 LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN
  17. 17. 16
  18. 18. HbA HbS OXY-STATE DEOXY-STATE 17
  19. 19. LUẬN THUYẾT TRUNG TÂM Central Dogma of Biology Chuyển mã (sao chép) Giải mã (phiên mã) ARNm DNA RNA ProteinTranscripti on translation Replication Francis Crick 1958 Reverse Transcription (Retrovirus) Transcription DNA RNA Protein (David Baltimore và Howard Temin) RNA viruses Prions: scrapie và mad cow Stanley Pruisner:1997 Nobel Prize 18
  20. 20. TÓM TẮT QT BIỂU HIỆN GEN 19
  21. 21. 30 năm nghiên cứu cấu trúc của Ribosome Nobel hóa học 2009: Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz, Ada E. Yonath Cấu trúc và chức năng của Ribosome Hiểu được những vấn đề cơ bản trong STH protein EM: Electron Microscopy 20
  22. 22. ĐIỀU HÒA SINH TỔNG HỢP PROTEIN Điều hòa sinh tổng hợp protein xảy ra ở mỗi bước của quá trình Figure 7-5 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 21
  23. 23. ĐIỀU HÒA STH PROTEIN Genes Can Be Turned On/Off Protein hoạt hóa Vùng điều hòa 22
  24. 24. Biểu hiện gen ở các mức độ khác nhau ĐIỀU HÒA STH PROTEIN 23
  25. 25. Biểu hiện gen của Hb Phôi 2 tháng: Hb Gower I:  Cho đến khi gần sinh: Hb F:  Sau khi sinh: Hb A: ββ NST 11 NST 16 24
  26. 26. Protein sẽ gấp và xoắn ( helices, β sheets…) và biến đổi (phosphoryl hóa, acetyl hóa, glycosyl hóa …). 25 TẠO HÌNH PROTEIN CHỨC NĂNG
  27. 27.  Protein có khuynh hướng gấp và xoắn thành cấu hình có năng lượng tự do thấp nhất.  Protein bắt đầu gấp và xoắn từ khi đang được tổng hợp.  Protein đưa các phần kỵ nước vào trong để tạo dạng α helix.  Hầu hết protein đều có dạng cấu trúc bậc 2: α helice và β sheet. 26 TẠO HÌNH PROTEIN CHỨC NĂNG
  28. 28. 27 TẠO HÌNH PROTEIN CHỨC NĂNG
  29. 29. 28 TẠO HÌNH PROTEIN CHỨC NĂNG
  30. 30. SỐ PHẬN CỦA PROTEIN SAU GIẢI MÃ ≈ 50% - AA đột biến - Nhiệt độ, nồng độ chất tan, pH… 29
  31. 31. 30
  32. 32. 31
  33. 33. Hsp 70 - prevent folding of nascent chain Chaperonins – reverse misfolded structures Phân tử chaperon 32 TẠO HÌNH PROTEIN CHỨC NĂNG
  34. 34. Chaperonin 33 TẠO HÌNH PROTEIN CHỨC NĂNG
  35. 35. THOÁI HÓA PROTEIN 34
  36. 36. THOÁI HÓA PROTEIN 35
  37. 37. SOD1 (Superoxide dismutase 1) gắn Cu và Zn, phân hủy các gốc superoxide tự do. Đột biến (>100) gây bệnh Amyotrophic lateral sclerosis gia đình (ALS, bệnh Lou Gehrig): Xơ cột bên teo cơ nhà vật lý nổi tiếng thế giới Stephen Hawking: bức xạ của lỗ đen Amyotrophic lateral sclerosis PROTEIN MISFOLDING DISEASES 36
  38. 38. Tích tụ các protein liên quan mật thiết với nhau được gọi là Abeta peptit, tạo thành những mảng Amyloid bất thường và các nhóm mô xơ sợi cuộn rối nằm trong hoặc bao xung quanh TB thần kinh, làm chết tế bào não và hậu quả là mất khả năng tái tạo các tế bào thần kinh. PROTEIN MISFOLDING DISEASES Alzheimer’s Disease: Aβ protein 37
  39. 39. An actual AD tangle An actual AD plaque  Mảng beta-amyloid tích tụ xung quanh và bên ngoài các tế bào thần kinh. “Amyloid”: 1850s do nhuộm bắt màu với iodine. Thành phần chính là protein.  cuộn rối xơ sợi thần kinh phía bên trong tế bào thần kinh PROTEIN MISFOLDING DISEASES Alzheimer’s Disease: Aβ protein 38
  40. 40. Mảng β amyloid Amyloid precursor protein (APP) là tiền chất của các mảng bám dạng bột 1. APP xuyên màng TB thần kinh. 2. Enzyme cắt APP thành các đoạn, có đoạn gọi là β Amyloid. 3. Các đoạn β Amyloid có khuynh hướng tạo thành cụm gọi là mảng 1. 2. 3. PROTEIN MISFOLDING DISEASES Alzheimer’s Disease: Aβ protein 39
  41. 41. Tau protein: Giữ hệ thống vi ống bền vững. Trong AD, Tau protein bị thay đổi, tích tụ lại với nhau tạo thành các cuộn rối xơ sợi thần kinh PROTEIN MISFOLDING DISEASES Alzheimer’s Disease: Aβ protein 40
  42. 42. Transmissable spongiform encephalopathies (TSEs), gồm bệnh bò điên (BSE) và bệnh Creutzfeld Jakob (CJD) ở người. Bệnh xảy ra khi protein tên PRION xoắn sai lệch (binh thường là thành phần màng TB TK) Khi xoắn sai, goi là infectious prion, gây hiệu ứng domino tới các prion bình thường khác, truyền qua đường ăn uống. Stanley Ben Prusiner, 1997 PrPc (Prion Protein cellular) PrPsc (Prion Protein scrapie) Bề mặt não của Bn CJD PROTEIN MISFOLDING DISEASES Mad Cow Disease - Prion Protein 41
  43. 43. Hiệu ứng domino của các prion (proteinaceous infectious particle) PrPsc PrPc (Prion Protein cellular) PrPsc (Prion Protein scrapie) PROTEIN MISFOLDING DISEASES Mad Cow Disease - Prion Protein 42
  44. 44. Gen Huntington: vùng lập lại trinucleotide (CAG mã hóa cho glutamine) ở exon 1(NST 4). Bệnh Huntington: vùng lập lại CAG mở rộng, tạo ra protein sai lệch. Polyglutamin của protein Huntingtin folding không đúng, gây tích tụ các protein này, phá hủy tế bào thần kinh PROTEIN MISFOLDING DISEASES Huntington’s disease - Huntingtin protein 43
  45. 45. Bệnh lý Protein Alzheimer Amyloid-β Parkinson α-Synuclein Diabetes type 2 Amylin Amyotrophic lateral sclerosis Superoxide dismutase 1 Haemodialysis-related amyloidosis β2-microglobulin Cystic fibrosis Cystic fibrosis transmembrane regulator Sickle cell anemia Hemoglobin Hungtington Huntingtin Creutzfeldt-Jakob Prion protein Amyloidosis 10 protein khác BỆNH LÝ LIÊN QUAN ĐẾN PROTEIN TẠO HÌNH SAI 44
  46. 46. Sau khi tổng hợp hoặc đồng thời trong khi giải mã  Cắt bỏ một hay nhiều đoạn peptid H2N- H2N- H2N- H2N- disulfide bonds INSULIN Tổng hợp dưới dạng PREPROINSULIN - Loại bỏ signal sequence (PRE) - Loại bỏ đoạn peptid (PRO) - Cầu disulphide nối 2 đoạn peptide ZYMOGEN 45 BIẾN ĐỔI TẠO PROTEIN CHỨC NĂNG
  47. 47.  Biến đổi hóa trị: thường xảy ra sau khi giải mã Collagen: Proline  Hydroxyproline (cấu trúc bền) (hydroxylation) Cần Vitamin C Thiếu Vitamin C  không Hydroxyproline  Scurvy H2N CH C CH2 OH O CH2 C O- O H2N CH C CH2 OH O CH C O- OCO O- N C R O R HN C OH O OH H OH Prothrombin: Glutamate  gamma- Carboxy Glutamate (carboxylation) Cần Vitamin K Thiếu vitamin K  RL đông máu 46 BIẾN ĐỔI TẠO PROTEIN CHỨC NĂNG
  48. 48. protein activityAsn, Ser, ThrGlycosylation various Lys C-terminus Tyr Lys, N-terminus N-terminus Cys Cys Tyr Pro, Lys, Asn, Asp Arg, Lys, His, Glu Ser, Thr, Tyr target site activation degradation bioactive peptides protein-protein intera’n gene expression membrane association membrane association signalling protein-protein intera’n collagen structure prot. repair, chemotaxis signalling, activation cellular process Ubiquitylation Truncation Amidation Sulfation Acetylation Myristoylation Palmitoylation Prenylation Sulfation Hydroxylation Methylation Phosphorylation modification 47 BIẾN ĐỔI TẠO PROTEIN CHỨC NĂNG
  49. 49. 48 NGHIÊN CỨU VỀ PROTEIN
  50. 50. 49 NGHIÊN CỨU VỀ PROTEIN
  51. 51. 50 NGHIÊN CỨU VỀ PROTEIN
  52. 52. Gene  Protein  3D Structure  Function 51 NGHIÊN CỨU VỀ PROTEIN
  53. 53. 52 Giúp theo dõi về các protein trong 1 TB hay trong một loại mô, tạo cơ sở dữ liệu VÍ DỤ VỀ NGHIÊN CỨU PROTEIN
  54. 54. Autoimmunity: rheumatoid arthritis (RA): thấp khớp multiple sclerosis (MS): đa xơ cứng Osteoarthritis (OA): Viêm khớp xương 53 VÍ DỤ VỀ NGHIÊN CỨU PROTEIN

×