PROTENLER I Do Dr Mustafa ALTINIIK ADTF Biyokimya

PROTEİNLER I Doç. Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2009

Proteinler, amino asitlerin polimerleridirler

Amino asitler, yapılarında hem amino grubu ( NH 2) hem de karboksil grubu ( COOH) içeren bileşiklerdir Doğada 300 kadar farklı amino asit bulunmaktadır. Amino asitlerin standart amino asitler diye bilinen 20 tanesi, DNA tarafından kodlanan ve proteinleri oluşturan birimlerdir

Bir standart amino asit polipeptit zinciri yapısına girdikten sonra bir modifikasyona uğrarsa Nonstandart amino asitler diye bilinen bazı amino asitler oluşabilir Proteinlerin yapısında bulunmayan fakat hücrede çok değişik biyolojik fonksiyonlara sahip amino asitler de vardır GABA

Standart amino asitler, aynı karbon atomuna bağlanmış bir amino grubu ve bir karboksil grubu içerirler Fizyolojik p. H’da, amino asitlerin amino grubu proton taşır ve pozitif yüklüdür; karboksil grubundan ise proton ayrılmıştır ve negatif yüklüdür Standart amino asitler, üç harfli kısaltmalar ve tek harfli sembollerle gösterilirler

Standart amino asitler, R yan gruplarının özellikle polarite veya biyolojik p. H’da su ile etkileşmeye eğilim özelliklerine göre dört sınıfa ayrılırlar. • Nonpolar R gruplu amino asitler: Glisin, alanin, valin, lösin, izolösin, alifatik yan zincirli; metionin, kükürt içeren; prolin, siklik; fenilalanin ve triptofan aromatik yan zincirlidir • Polar R gruplu amino asitler: Asparajin ve glutamin, sırasıyla aspartik asit ve glutamik asidin amidi; serin, treonin ve tirozin hidroksil gruplu; sistein kükürt içeren amino asittir • Asidik R gruplu amino asitler: Aspartik asit ve glutamik asittir • Bazik R gruplu amino asitler: Lizin, arjinin ve histidindir

Glisin (Gly, G), R grubu H olan amino asittir; amino asitlerin en basit yapılısı ve en az interaktif olanıdır Alanin (Ala, A), R grubu metil olan amino asittir Valin (Val, V), Lösin (Leu, L), İzolösin (Ile, I), dallı yan zincirli amino asitlerdir Prolin (Pro, P), yapısındaki amino grubu imino grubu (-NH) halinde ve bir halkalı yapı içinde olan amino asittir

Fenilalanin (Phe, F), metil grubuna fenil grubu bağlanmış alanin yapısında amino asittir Tirozin (Tyr, Y), fenil grubuna hidroksil grubu bağlanmış fenilalanin yapısında amino asittir Triptofan (Trp, W), indol halkası içeren amino asittir

Serin (Ser, S), metil grubuna hidroksil grubu bağlanmış alanin yapısında amino asittir Treonin (Thr, T), serin gibi hidroksil grubu içeren amino asittir Sistein (Cys, C), sülfhidril (tiyol) grubu içeren amino asittir Metiyonin (Met, M), kükürt ve aynı zamanda metil grubu içeren amino asittir Asparajin (Asn, N), Aspartatın amididir Glutamin (Gln, Q), Glutamatın amididir

Aspartat (Asp, D), -pozisyonunda ikinci bir karboksil grubu içeren amino asittir Glutamat (Glu, E), - pozisyonunda ikinci bir karboksil grubu içeren amino asittir

Lizin (Lys, K), alifatik zincirde -pozisyonunda ikinci bir amino grubu içeren amino asittir Arjinin (Arg, R), pozitif olarak yüklü guanidino grubu içeren amino asittir Histidin (His, H), imidazol grubu içeren amino asittir

Standart amino asitlerin özellikleri Glisinden (Gly, G) başka bütün standart amino asitlerde -karbon atomu asimetriktir. Glisinden (Gly, G) başka bütün standart amino asitler optikçe aktif iki stereoizomere veya enantiyomere sahiptirler Protein moleküllerindeki amino asitler, L-stereoizomerlerdir. Damino asitler, yalnızca bakteriyel hücre duvarlarının küçük peptitlerinde ve bazı peptit antibiyotiklerde bulunurlar

Bir tek amino grubuna ve bir tek karboksil grubuna sahip standart amino asitler, nötral sulu çözeltilerden zwitterion olarak bilinen, tam olarak iyonlaşmış şekillerde kristalize edilebilirler Bir standart amino asit, kendisi için karakteristik olan izoelektrik nokta değerine eşit p. H ortamında net elektrik yükü taşımaz; izoelektrik nokta değerinden yüksek p. H ortamında bazik anyon şeklinde; izoelektrik nokta değerinden düşük p. H ortamında asit katyon şeklinde bulunur

Bir standart amino asit, bir elektrik alanında, kendisi için karakteristik olan izoelektrik nokta değerine eşit p. H ortamında net elektrik yükü taşımadığından hareketsiz kalır; izoelektrik nokta değerinden yüksek p. H ortamında bazik anyon şeklinde bulunduğundan anoda göçer; izoelektrik nokta değerinden düşük p. H ortamında asit katyon şeklinde bulunduğundan katoda göçer (-) (+) Katot Anot

Bir standart amino asit, hem proton donörü (asit) hem proton akseptörü (baz) olarak davranabilir. Standart amino asitler, amfoterik maddeler (amfoterik elektrolit veya amfolit)’tirler

İyonize olabilen bir yan zincir içermeyen bir amino asit titre edilirse iki adet p. Ka değeri gözlenir. Birinci değer (p. Ka 1) -karboksil grubuna, ikinci değer (p. Ka 2) -amino grubuna aittir. Amino asitler, hem karboksil grubu hem amino grubunun proton vermek üzere iyonlaşması nedeniyle, karakteristik titrasyon eğrileri verirler İyonize olabilen R gruplu amino asitlerin titrasyon eğrileri daha komplekstir

Bütün amino asitler infrared bölgedeki ışığı absorbe ederler. Tirozin ve triptofan, daha az derecede de fenilalanin, ultraviyole ışığı absorbe ederler

Standart amino asitlerin kimyasal tepkimeleri • Amino asitlerin amino grupları ile verdikleri tepkimeler: Asitamid (peptit) oluşumu, Sanger tepkimesi, Van Slyke reaksiyonu, Sörensen titrasyonu, Deaminasyon • Amino asitlerin karboksil grupları ile verdikleri tepkimeler: Asitamid (peptit) oluşturma, Tuz oluşturma, Ester oluşturma, Dekarboksilasyon • Amino asitlerin amino ve karboksil gruplarının birlikte verdikleri tepkimeler: Ninhidrin tepkimesi • Amino asitlerin R grupları ile verdikleri tepkimeler (renk tepkimeleri): Ksantoprotein tepkimesi, Millon tepkimesi, Pauly tepkimesi, Nitroprussiyat tepkimesi, Ehrlich tepkimesi, Kurşun sülfür oluşumu • Amino asitlerin tüm gruplarının katılımı ile verdikleri tepkime: Ağır metal iyonlarıyla kompleks kelatlar (şelatlar) oluşturma

Amino asitleri tanımlama deneyleri Amino asitrlerin kimyasal özelliklerini göstermek veya doğrulamak için yapılan deneylerdir • Amino asitlerin amino grupları ile verdikleri reaksiyonlara dayanan tanımlama deneyleri Van Slyke deneyi: Nitröz asitle azot gazı çıkışı • Amino asitlerin amino ve karboksil gruplarının birlikte verdikleri reaksiyonlara dayanan tanımlama deneyleri Ninhidrin deneyi: Ninhidrin ile mavi-menekşe renk • Amino asitlerin renk reaksiyonlarına dayanan tanımlama deneyleri Ksantoprotein deneyi: Konsantre nitrik asit ile ısıtma sonucu fenil halkasıyla sarı renk Kurşun asetat deneyi: Kurşun asetat ile siyah renk Nitroprussiyat deneyi: Nitroprussiyatla koyu renk Millon deneyi: Millon reaktifi ile kırmızı renk

Nonstandart amino asitler, bir standart amino asit bir protein yapısına girdikten sonra bir değişim reaksiyonu sonucu türemiş amino asitlerdir • 4 -Hidroksiprolin • 5 -Hidroksilizin • 6 -N-metillizin • -karboksi glutamat • Desmozin • Selenosistein

Proteinlerin yapısında bulunmayan amino asitler -amino asitler • Ornitin • Sitrülin • Arjinino süksinik asit • Homosistein • Homoserin • Sistein sülfinik asit • Dihidroksifenilalanin (DOPA) • 5 -Hidroksi triptofan Amino grubu -karbonda olmayan amino asitler • -alanin • -aminobutirik asit (GABA) • Taurin • -aminoizobutirik asit

Peptitler, amino asitlerin polimerleridirler. Kuramsal olarak, bir amino asidin -karboksil grubunun OH’i ile diğer amino asidin -amino grubu arasından su ayrılarak peptit bağı oluşur İki amino asitten dipeptit, Üç amino asitten tripeptit, … oluşur ki 10’a kadar olan amino asitten oligopeptit, daha çok amino asitten ise polipeptit meydana gelir

Bir peptitteki amino asit üniteleri, sıklıkla amino asit kalıntıları olarak adlandırılırlar Peptidin bir ucunda serbest -amino grubuna sahip amino asit kalıntısı bulunur ki bu uca amino-terminal uç veya N-terminal uç denir. Peptidin diğer ucunda ise serbest -karboksil grubuna sahip amino asit kalıntısı bulunur ki bu uca da karboksil-terminal uç veya C-terminal uç denir

Fizyolojik etkiye sahip peptitler Dipeptitler: Karnozin (alanil histidin), anserin (metil karnozin), aspartam (nutrasweet) Tripeptitler: Glutatyon (GSH; GSSG, -glutamil sisteinil glisin) Pentapeptitler: Metiyonin enkefalin, (Tyr-Gly-Phe-Met), Lösin enkefalin, (Tyr-Gly-Phe-Leu) Nonapeptitler: Oksitosin ve vazopressin (antidiüretik hormon, ADH)