UNIVERSITETI SHTETEROR I TETOVES

► BIOKIMIA ► Websajt: besad.wordpress.com

► Email: [email protected]

► Biokimia mund te ndahet ► Biokimia statistike ose deskriptive ► Biokimia dinamike-metabolizmin ► Gjenetika molekulare-ekspresioni dhe informata gjenetike

► Biokimia gjithashtu mund te ndahet ne ► Biokimia e bimeve ► Biokimia e shtazeve ► Biokimia e mikroorganizmave ► Biokimi Krahasuese ► Biokimia Klinike

► Biokimia si discipline e pavarur dhe shkence multidisciplinare eshte e lidhur ngushte me ► Fiziologjine ► Patofiziologjine ► Medicinen interne ► Pedijatri ► Biologjine molekulare

Elementet kimike dhe atomet

Elementet kimike dhe atomet

BIOELEMENTI ============= BIOMOLEKULI

Aminoacidet,monosaharidet,bazat azotike,ac.yndyrore,gliceroli

============== BIOMAKROMOLEKULAT

Proteinat,acidet nukleike,polisaharidet,lipidet

================ MAKROMOLEKULAT KOMPLEKSE

Lipoproteinat,sistemet multienzimatike,kromozomet

================ Organelet qelizore ============== QELIZA =============== INDET =============== ORGANET ================ SISTEMET E ORGANEVE ====================== ORGANIZMI

Energjia diellore-Fotosinteza-sinteza e materjeve organike Organizmat autotrof(fototrof) Organizmat hetotrof

Reaksionet egzoterme-janë ato reaksione të cilët lirojnë energji në ambientin e jashtëm.

Reaksionet endoterme-janë ato reaksione të cilët e marin energjinë nga ambienti i jashtëm.

Entallpija

-paraqet sasinë e energjisë së një komponimi kimik

Entropija

-paraqet shkallën e sistemeve jo stabile(të ndryshueshme) Gjatë oksidimit të materjeve ushqyese në organizëm Usqimi+oksigjen_______fitohet uji,dioksidi i karbonit,energjia

ATP-

është molekulë energjetike

METABOLIZMI KATABOLIZMI ANABOLIZMI ELEKTOLITËT UJI-INTRACELULAR,EKSTRACELULAR,INTERSTICIEL

Njeriu i cili peshon rreth 70Kg përmban në vete diku rreth 42 litra ujë.Prej të cilave 28 litra si lëng intracelular 14 litra lëng extracelular dhe3.5 litra gjendet në plazëm.

Ose e shprehur në përqindje65% ujë përmbajnë meshkujt 55% përmbajnë femrat.Mirëpo kjo sasi varet edhe nga mosha.

Përbërja kimike e qelizes -Materjet joorganik janë: -Uji, oksigjeni, dioksidi i karbonit, krypërat e natriumit, kaliumit, kalciumit, magnezit etj.

-Materje organike janë: -Proteinat, karbohidratet, lipidet dhe acidet nukleike.

P R O T E I N A T -Kimisti holandez G. J. Mulder (1802-1880) përdori termin Proteinë -Barzelius-i – fjala proteno dmth. i pari, më i rëndësishëm -Escheria coli – përmban 3000 lloje të proteinave -Njeriu – përmban diku 5 milion proteina të ndryshme P R O T E I N A T JANË MOLEKULA KUATERNARE (C, H, O N) Elementet biogjene C % H % Shtazët 21 10 Bimët E gjelbërta 54 7 O % 62 38 PROTEINAT KURRË NUK SHËRBEJNË SI BURIM PRIMAR I ENERGJISË Substancat proteinike përmbajnë në veti a) 50-55 % -C b) 21.5 % - 23.5 % - O c) 6.8 % - 4.3 % - H d) 15.0 % - 18.7 % - N Në sasira më të vogla te proteinat gjenden edhe: S, P, Fe, Ba, Mg, Mn, etj. që marrin pjesë në ndërtimin e grupeve prostetike.

N % 3 0.03

Peptidet molekula e të cilave përmban 2-10 a-acide quhet OLIGOPEPTIDE Peptidet me 10-100 a-acide quhet POLIPEPTIDE Aminoacidi i cili e fut në reaksion grupin karboksil, mer prapashtesën –il.psh. Egzistojnë oligo dhe polipeptidet natyrore që kanë rëndësi fiziologjike p.sh.

-Dipeptidi njohur i izoluar nga muskuli është KARNOZINA, e cila për nga struktura kimike është alanil-histidina dhe anserina.

Aminoacidet Përmbajnë: C, H, O, N si dhe S Grupet funksionale: NH 2 - grupi amin COOH - grupi karboksil Formula e përgjithshme e amino-acideve Aminoacidet dallohen në mes vedi: a) forma b) madhësia c) polariteti Dallohen dy forma sterile të aminoacideve: α, L (+) aminoacidi α, D (-) aminoacidi

Për çdo aminoacid egziston një vlerë e pH së caktuar në të cilin aminoacidet nuk janë të eletrizuar dhe nuk lëvizin në fushën elektrike. Ajo vlerë e pH në të cilkën molekulat nuk lëvizin në fushën elektrike dhe nuk kanë ngarkesë Elektrike quhet PIKA IZOELEKTRIKE.

Aminoacide Pika izoelektrike Glicina Ac. Asparagjnik Lizina Reaksionet e grupit karboksil të aminoacideve R-CH-COOH + HO – X

→

R-CH-COOH + H 2 O 6,1 3,9 9,7 NH 2 amonoacidi alkoli NH 2 esteri Amonoacidet me NH 3 japin amide: R-CH-COOH + NH 3

→

R-CH-COOH 2 + H 2 O NH 2 NH 2 amidi

5. NOMENKLATRURA (emërtimi) i aminoacidit α CH 3 – COOH → CH 2 NH 2 -COOH acidi acetik ac. α – aminoacetik (glicina) α CH 3 - CH 2 – COOH → CH 3 CHNH 2 -COOH ac. α – amino-propionik(alanina) Përdorimi i emrave trivial të aminoacideve: Acididi asparagenik – asparagus (lloj bime) Acisteina – cystic (fshikë) sepse është izolim nga guri i fshiv-s unius Serina – seros (mëndafsh) Tirszina – tiros (djathë) Lucina është a-acid i parë që është izoluar – leuks (i bardhe ) Klasifikimi kimik i aminoacidit

1. AMINOACINDET ALIFATIKE

C) Aminoacidet që përmnajnë sulfur

12. Cisteina 13. Cistina 14. Metionina

D) Aminoacidet alifatike bazike

15. Lizina 16. Hidroksilizina 17. Arginina

2) AMINOACIDET AROMATIKE

18. Fenilalina 19. Tirozina 20. Dijodtirozina 21. Dibromtirozina 22. Trioksina

3) AMINOACIDET HETEROCIKLIKE

23. Triptofani 24. Histidina 25. Prolina 26. Hidroksiprolina

Klasifikimi biologjik i aminoacideve a) Aminoacidet e pazëvendësueshme (esenciale) a) Aminoacidet e zëvendësueshme (jo speciale) Tab. 5 Klasifikimi biologjik i aminoacideve Aminoacidet esenciale arginina histidina metionina izoleucina alanina cistina fenilalanina treonina leucina triptofani glicina as. asparaginik valina lizina ac. glutamink Peptidet – me hidrolizën e peptideve fitohen amonoacidet.

Aminoacidet joesenciale citrulina tirozina prolina hidroksiprolina serina Sipas numrit të aminoacideve peptidet ndahen: -Dipeptide – të përbëra prej 2 aminoacideve -Tripeptide – të përbëra prej 3 a. acideve -Tetra peptide – të përbëra prej 4 a. acideve

Gulatationi është tripeptid: gulataminil-cisteinil-glicina -në reaksionet oksido-reduktuese INSULINA –hormon peptidik GLUKAGONI –hormon polipeptidik OKSITOCINA VAZO PRESINA } oligopeptide (8 a-acide) Adrenokortikotrop (ACTH)-pëmban 39 a.acide

polipeptide Melanotropina-(hormoni melanostimulues)-përmban 13-22 a.acide

PENICILINA } Gramicidina Helmi i bletës Helmi i gjarpërit } antibiotik prej 10 a-acideve përbëjnë peptide prej 18-26 a acide }

Roli i proteineve në organizëm Tab. 7 Funksionet biologjike te proteinave

► ► ► ► ► ► ► ► ► Klasifikimi I proteinave Proteinat e thjeshta 1.protaminat

2.Histonet

3.prolaminat

4.glutelinat

5.globulinat

Albuminat Proteinat kontraktile

► 8.Skleroprotinat

► a)keratinat ► B)fibroinat ► C)kolagjenet ► D)elastinat ► E)retikulinat

► Proteinat e denatyruara ► 1. acidalbuminat ► 2.alkalalbuminat

► 3.albumozat dhe peptonet

► Proteinat e perbera ► 1.Glikoproteinat

► 2.fosfoproteinat

► 3.nukleoproteinat

► 4.kromoproteidet

► 5.lipopropteinat

Hidroliza e nukleoproteinave na jep ► Ac.nukleike proteinat e thjeshta ► Nukleotidet histonet ► Acid fosfor. + ► Nukleozid ► Nga nukleozidi fitohet ► Pentoza +baza azotike—purine+primidine ► Riboza nga pentoza

► ► ► ► ► ► ► ► ►

HIDROLIZA E VARGUT POLIPETIDIK ME CIJANUR BROMID DHE TRIPSINË CNBr CNBr ↓ ↓ Phe-Trp-Met-Gly-Ala-Lys-Leu-Pro-Met-Asp-Gly-Arg Cys-Ala-Gln ↑ ↑ Tripsina Tripsina CNBr: Phe-Trp-Met Gly-Ala-Lys-Leu-Pro-Met Asp-Gly-Arg -Cys-Ala-Gln

► ► ► ►

Tripsina: Phe-Trp-Met-Gly-Ala-Lts Leu-Pro-Met Asp-Gly-Arg Cys-Ala-Gln

► ► ► ► ►

Denatyrimi dhe rinatyrimi i proteinave

Numri më i madh i proteinave e kryejnë rolin e tyre biologjik, vetëm në kufijtë e ngushtë të temperaturës, dhe vlerave të pH. Zbërthimi i proteinave nga vlerat ekstreme të pH ose temperaturës së lartë, sjell deri te denatyrimi i tyre, që është e përcjellë me agregacion dhe me zvogëlimin e tretshmërisë (koagulimi).

Denatyrimi

është prishja e konformacionit të molekulës proteinike (strukturës sekondare, terciare dhe kuaternare). Struktura primare e proteinës ngel e paprekur, pasi që lidhjet kovalente në kushte të këtilla nuk shkëputen. Shumica e proteinave globulare, bien nën ndikimin e denatyrimit kur i nënshtrohen temperaturës mbi Denatyrimi është i përcjellë jo vetëm me koagulim, por edhe me humbjen e aktivitetit biologjik. Humbja e aktivitetit biologjik është rezultat i kalimit nga konformacioni nativ, në formë rastësisht të palosur (angl. random coil).

Megjithatë, struktura primare e proteinave nuk është e mjaftueshme, që të siguroj aktivitetin biologjik të sajë. Por prapëseprapë, ajo në tërësi kushtëzon aktivitet biologjik, pasi që interaksionet e grupeve anësore të aminoacideve, me tretësin dhe molekulat tjera varen nga natyra dhe renditja e aminoacideve në vargun polipeptidik.

Është treguar që denatyrimi është

60 ose 70ºC

.

proces reversibil

të denatyruar munden në mënyrë spontane të kalojnë në gjendja native në formë aktive biologjike. Procesi i tillë është . Shumica e proteinave

rinatyrimi.

TATA - binding protein

Numri i saktë dhe radhitja e aminoacideve është e njohur te një numër i vogël i proteinave si:

hemoglobina, mioglobina, insulina

etj.

►

Sipas përbërjes molekulare proteinat ndahen në dy grupe:

►

Proteinat e thjeshta

- si të tilla në qelizë janë

albuminat, globulinat dhe prolaminat.

► Në kuadër të bërthamës ato ndahen në:

proteinat histone

dhe

proteine johistone.

► Proteinat e përbëra (proteidet) -ku përveç proteinës së thjeshtë kanë edhe një grup joproteinik -

grupin prostetik

.

►

Varësisht prej grupit prostetik (jo proteinik) proteinat ndahen në

: ►

1. Glikoproteine - me grupin prostetik të karbohidrateve

►

2. Lipoproteine - me grupin prosteik të lipideve

►

3. Kromoproteinet - me materie

► ► ► ► ► Albuminat, përbëjnë 52–56 % të proteinave të përgjithshme të organizmit, sintetizohen në mëlçi dhe luajnë rol në mirëmbajtjen e shpërndarjes normale të ujit nëpër organizëm (shtypjen osmotike koloidale), ato kryejnë transportin e joneve, pigmenteve, hormoneve, bilirubinës, enzimave, acideve yndyrore dhe disa barnave. Zvogëlimi i nivelit të albuminave të plazmës së gjakut, çon në zvogëlim të shtypjes osmotike të gjakut, si pasojë e kësaj më pak lëng do të thithet në fundin e kapilarëve venoz, dhe kjo çon në grumbullimin e lëngjeve nëpër hapësirat trupore, d.m.th. çon në edemi (ënjtje të trupit).

Alfa një-globulinat, transportojnë lipide dhe vitaminat e tretura në to (në yndyra).

Alfa dy-globulainat

Beta globulinat transportojnë lipidet, hormonet dhe vitaminat që treten në yndyra, p.sh. globulina e cila lidhet për tiroidenë (Thyroid binding globulin), këto janë globulina transportuese.

metaloproteinat, apolipoproteinat dhe proteinat që lidhin steroidet, të gjitha

Gama globulinat

(imunoglobulinat) prodhohen prej rruazave të bardha të gjakut, si prej plazmociteve dhe luajnë rol në mbrojtjen e organizmit.

Në bazë të funksionit biologjik proteinat i ndajmë në:

►

Proteina transportues që bartin molekula tjera si p.sh:

► ► ►

Hemoglbina:-

proteinë që bartë O 2 dhe CO 2 në eritrocite.

Albuminat

- e serumit në plazmë transportojnë acide yndyrore.

Mioglobina

mioglobinës.

- transporton dhe rezervon oksigjenin në qelizat e muskulaturës. Mioglobina është një pigment që përmban hekur (Fe++) dhe i jep ngjyrën e kuqe muskulaturës. Dëmtimi i muskulaturës së skeletit ose të zemrës rezulton në çlirimin e ► ► ► ►

Transferina

- transporton hekurin.

Apolipoproteinat

- transportojnë gliceridet.

Tireoglobulina

- e lidhur për proteine, lidh dhe transporton hormonin e tiroidesë –tiroksinën.

Beta një lipoproteina

- luan rol në funksionin e mëlçisë.

Proteinat grumbulluese

►

Feritina-

është proteinë që grumbullon hekurin në mëlçi. Kjo mund të gjendet në mëlçi dhe shpretkë.

►

Kazeina-

proteinë e qumështit ► Ovalbuminat- proteinat e të bardhës së vesë

Struktura e exonukleazave tek E. coli

Proteinat strukturale

►

Kolagjena-

indit lidhorë, është proteinë mjaft e shpërndarë nëpër shumë pjesë të trupit, që i jep strukturën qelizës nëpër shumë inde, si atë të tendinëve, dermës së lëkurës, kartilagut (kërcit), kockës dhe shumë indeve tjera.

►

Elastina-

e indit lidhorë, është proteinë që ndihmon organizmin në zgjatje (tendosje).

►

Keratina-

e lëkurës është proteinë e fortë e thonjve, qimeve dhe lëkurës, i jep forcë dhe mbron lëkurën nga lagështia.

►

Fibrina-

luan rol në koagulimin e gjakut.

Proteinat kontraktuese (tkurrëse) ose mobile

►

Aktina dhe miozina

- e muskulaturës, luajnë rol në tkurrjen muskulore.

►

Tubulina-

e mikrotubuleve ►

Dineina dhe kinezina-

flagjelatet.

tek ciliet dhe

Proteinat mbrojtëse (imunoglobulinat apo antitrupat) realizojnë mbrojtjen

imunitare të organizmit.

►

Iminoglobulinat-

(antitrupat A,G ,M ,E, D) janë proteina të prodhuara prej plazmociteve (qelizave me prejardhje nga limfocitet B) që ndihmojnë në pengimin e shpërndarjes së infeksioneve dhe eliminimin e materialit të huaj.

► ►

Antigjenet-

bakteret ose viruse), të cilët kur hynë në organizëm, stimulojnë prodhimin e imunoglobulinave (antitrupave) që përgjigjen në mënyrë specifike ndaj antigjeneve, ato neutralizojnë, shkatërrojnë ose së paku e dobësojnë antigjenin.

janë lëndë të huaja (si toksina ose helmet) apo organizma (si

Interleukinat (citokinët)-

janë proteinë-hormone, të tajuara nga limfocitet dhe qelizat që paraqesin antigjenin, si makrofaget, B-qelizat dhe qelizat dendritike të Langerhansit të lëkurës, fibroblastet, qelizat endoteliale (epiteliale) dhe monocitet.

► ► ►

Autokrinet (citokinët)-

që veprojnë në ato qeliza prej të cilave sekretohen), parakrine quhen ato që veprojnë në qelizat e rrethit.

Trombina dhe fibrinogjeni

- luajnë rol në koagulimin e gjakut.

Toksina dhe helmet e ndryshme

- luajnë rol toksik në qelizë.

► Enzymes catalytic activity A ------> BTransport Proteinsbind & carry ligand molecules ( hemoglobins )Storage Proteins ovalbumin (egg), ferretin (iron), casein (milk)Contractile Proteinscan contract, change shape ( actin myosins ) and make up elements of cytoskeleton & musclesStructural Proteinsprovide support... collagen fibers of tendons

( wounds

), & nomenclature is based on solubility 1 elastin fibroin

*

of ligaments, keratin of silk & spider websDefensive Proteinsprovide protection: thrombin antibodies , and includes hormones, (IgG), of hair & feathers, fibrinogen snake venoms enzymes)Regulatory Proteinsregulate metabolic processes: transcription factors & enhancers nomeclature Concept Activity - 5.4 (digestive

*

, table Protein Functions protein

Disa oligopeptide natyrale me më pak se 40 a.acide

insulina glukagoni kortikotrop oksitocin bradikinina Faktori clirues tirotrop enkefalinat 2 polypeptides 1. alpha chain of 30 aa’s 2. beta chain of 21 aa blood sugars regulates pancreatic hormone of 29 aa, opposes insulin action 39 aa anterior pituitary hormone- stimulates adrenal cortex 9 aa hormone of posterior pituitary that stimulates uterine contractions 1 aa hormone that inhibits inflammation via smooth muscle contarction 3 aa peptide of hypothalmus that stimulates release of thyrotropin CNS peptides that bind to brain cell receptors...

have analgesic reaction of pain deadening

Arthrobacter globiformis I42 Glucodextranase (1UG9, 1ULV)

►

The megalin- and cubilin-mediated uptake of three vitamin carrier protein complexes: vitamin D binding protein (DBP) vitamin D3, transcobalamin (TC)-vitamin B12, and retinol binding protein (RBP)-retinol in renal proximal tubule.

Following receptor-mediated endocytosis via apical coated pits, the complexes accumulate in lysosomes for degradation of the proteins, while the receptors recycle to the apical plasma membrane via dense apical tubules. As illustrated here and detailed in the text, megalin mediates the uptake of cubilin and its ligands. Whether the two receptors are constitutively associated in the plasma membrane and remain associated during recycling in dense apical tubules is not known. Whereas TC and RBP apparently bind exclusively to megalin, DBP binds with similar affinity to both megalin and cubilin. The intracellular processing of the vitamins may include modifications such as hydroxylation of 25(OH)D3 to 1,25-(OH)2D3, and metabolism of B12. The mechanisms for the cellular release of the vitamins remain to be clarified

► ► Oligosaccharide and carbohydrate-binding protein arrays. (a) Oligosaccharide microarrays are used to detect and characterize carbohydrate-binding proteins. They are constructed by (1) spotting known oligosaccharides (either synthetic or naturally isolated) onto a solid surface such as a treated glass slide in a predetermined array. Whole cells can be bound to the array (2), but it is more common to first fractionate cells or tissues to isolate (3) putative carbohydrate binding proteins. (b) Arrays of known carbohydrate-binding proteins (either lectins or monoclonal antibodies) are used to detect and characterize oligosaccharides. They are produced by printing spots of the proteins onto a suitable surface (1). Again, whole cells (2) can be bound to the array, but more usually (3) their cell-surface oligosaccharides will be isolated and used. Both types of array can be used for a variety of purposes.

Campbell and Yarema 2005-6-11-236 Genome Biology 2005 6:236 doi:10.1186/gb-

► ► ►

1.Polimeraza - gjendet ndijshmeria Polimeraza I nukleus- Resistent nukleolus – lloi I ARN ARN r -

►

Polimeraza II - nukleus -hn ARN shume I ndijshem

►

Polimeraza III- nukleus ARN e vogel pak senzitiv

Aspergillus niger Isoplullanase (1WMR)

Human and mouse Iba1

Pseudomonas cichorii Tagatose epimerase

► The TATA binding protein (TBP) is a transcription factor that binds specifically to a DNA sequence called the TATA box . This DNA sequence is found about 25-30 base pairs upstream of the transcription start site in some eukaryotic gene promoters .

[1] TBP, along with a variety of TBP associated factors , make up the TFIID , a general transcription factor that in turn makes up part of the RNA polymerase II preinitiation complex .

[2