Hoe zijn eiwitten van elkaar onderscheiden

Verschillende combinaties van aminozuren geven verschillende eigenschappen aan eiwitten. Daarom is het belangrijkste kenmerk dat moet worden gebruikt bij het onderscheiden van eiwitten van elkaar de aminozuursequentie van eiwitten. Eiwitten kunnen echter ook worden onderscheiden door hun grootte en de biochemische eigenschappen.

Eiwitten zijn het belangrijkste type biologische moleculen die dienen als structurele, functionele en regulerende moleculen in de cel. Elk eiwit bestaat uit een polypeptideketen die is gevouwen in secundaire en tertiaire structuren om een driedimensionaal molecuul te produceren. Hoewel het een functioneel molecuul is, interageert de tertiaire structuur van eiwitten met andere eiwitmoleculen of co-factoren, waardoor de quaternaire structuur wordt gevormd. De belangrijkste determinant van de structuur en de functie van een bepaald eiwitmolecuul is de aminozuurketen. De verschillen tussen eiwitten komen dus voort uit hun aminozuursequentie. In dit artikel wordt beschreven hoe eiwitten van elkaar worden onderscheiden.

Key Areas Covered

1. Wat zijn proteïnen
- Definitie, structuur, functie
2. Hoe zijn eiwitten van elkaar onderscheiden
- Aminozuursequentie, grootte, biochemische eigenschappen

Sleutelbegrippen: aminozuursequentie, biochemische eigenschappen, polypeptideketen, proteïnen, grootte

Wat zijn proteïnen

Eiwitten zijn grote organische verbindingen met stikstofatomen. Ze kunnen zijn samengesteld uit één of twee aminozuurketens. Elke aminozuurketen bestaat uit de alternatieve verzameling van universele aminozuren. Eiwitten worden ook polypeptideketens genoemd, omdat een peptidebinding tussen aminogroepen en carboxylzuurgroepen van aangrenzende aminozuren wordt gevormd. Typisch kan een natuurlijk polypeptide ongeveer 50 - 2000 aminozuren bevatten. Eiwitten zijn zeer complex en dynamisch type moleculen, bestaande uit vier structurele niveaus: primaire, secundaire, tertiaire en quaternaire structuur. De 3-D-structuur van eiwitten wordt weergegeven in Figuur 1.

Figuur 1: Eiwitstructuur

Mensen hebben 20.000 tot 25.000 eiwit-coderende genen. Hieruit kunnen ongeveer 2 miljoen verschillende soorten eiwitten worden gesynthetiseerd. Het menselijk lichaam bestaat echter uit ongeveer 50.000 eiwitten.

Eiwitten kunnen worden geconsumeerd als complete eiwitten of onvolledige eiwitten. Complete eiwitten bestaan uit alle essentiële aminozuren. Echter, onvolledige eiwitten missen enkele essentiële aminozuren. Dieeteiwitten worden tijdens de spijsvertering afgebroken tot aminozuren. Eiwitten dienen als een structurele component van een cel. Ze reguleren ook de functies van het lichaam als hormonen en enzymen. Ze dienen ook als transporterende moleculen zoals hemoglobine. Sommige eiwitten zijn componenten van het immuunsysteem.

Hoe zijn eiwitten van elkaar onderscheiden

Aminozuursequentie

Eiwitten bestaan uit een reeks aminozuren. De sequentie van de aminozuurketen wordt bepaald door de sequentie van nucleotiden van het gen dat voor dat specifieke eiwit is gecodeerd. Daarom kunnen, om een onderscheid te maken tussen twee eiwitten, de overeenkomstige gensequenties worden gebruikt. De secundaire, tertiaire en quaternaire structuren van eiwitten verschillen op basis van hun aminozuursequentie.

Grootte

Eiwitten kunnen worden onderscheiden door ze te scheiden op basis van hun grootte. De grootte van het eiwit hangt af van het aantal aminozuren in de polypeptideketen. SDS-PAGE is de techniek die wordt gebruikt bij de scheiding van eiwitten op basis van hun grootte. Eiwitscheiding in SDS-PAGE wordt getoond in Figuur 2.

Figuur 2: SDS-PAGE

Biochemische eigenschappen

Biochemische eigenschappen van verschillende eiwitten zoals enzymatische activiteit kunnen worden gebruikt om eiwitten van elkaar te onderscheiden. Op basis van de biochemische eigenschappen van aminozuren in de polypeptideketen van een bepaalde keten variëren de biochemische eigenschappen ervan. Om die reden kan het isoelektrische punt van de eiwitten ook van elkaar verschillen. Isoelektrisch punt is de pH waarbij de netto lading van de polypeptideketen nul wordt. Op het iso-elektrische punt worden eiwitten uit hun oplossingen geprecipiteerd.

Conclusie

Eiwitten zijn organische verbindingen die zijn opgebouwd uit een polypeptideketen. De structuur van eiwit hangt af van de aminozuursequentie van het eiwit. De eigenschappen van de eiwitten zijn afhankelijk van het type aminozuren in de polypeptideketen. Daarom kunnen, om eiwitten van elkaar te onderscheiden, factoren zoals aminozuursequentie, grootte en de biochemische eigenschappen van eiwitten worden gebruikt.

Referentie:

1. Lodish, Harvey. "Functioneel ontwerp van eiwitten." Moleculaire celbiologie. 4e editie., National Library of Medicine, 1 januari 1970, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Belangrijkste eiwitstructuurniveaus en" door LadyofHats (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "SDS-PAGE" door gebruiker Magnus Manske op en.wikipedia - Oorspronkelijk van en.wikipedia; beschrijvingspagina is (was) hier (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

Wetenschap