Amino asit ve Protein Amino asit ve Protein Yapısı Yapısı

(1)

Amino asit ve Protein Amino asit ve Protein

Yapısı Yapısı

Prof. Dr. Serenay ElgProf. Dr. Serenay Elgüün Ülkarn Ülkar

Kaynak kitap:

Tıbbi Biyokimya, Hipokrat Kitabevi, 2017 Tıbbi Biyokimya, Hipokrat Kitabevi, 2017

Yazar: Prof.Dr.S. Elgün Ülkar Yazar: Prof.Dr.S. Elgün Ülkar

(2)

Amino asitler Amino asitler

 Proteinler, DNA tarafından kodlanan 20 amino Proteinler, DNA tarafından kodlanan 20 amino asitten meydana gelen düz zincirli, dallanmamış asitten meydana gelen düz zincirli, dallanmamış moleküllerdir. Birbirlerine peptid bağlarıyla moleküllerdir. Birbirlerine peptid bağlarıyla

bağlanırlar.

(3)

 Karboksil grubunun (-COOH) ve amino grubu Karboksil grubunun (-COOH) ve amino grubu (-NH

(-NH₃₃) yüklü olduğundan tüm amino asitler ) yüklü olduğundan tüm amino asitler suda çözünür.

suda çözünür.

 Fizyolojik pH’da (7.4) karboksil grubu (-), Fizyolojik pH’da (7.4) karboksil grubu (-), amino grubu (+) yüklüdür.

amino grubu (+) yüklüdür.

 Amino asitler yan zincirin (R grubunun) Amino asitler yan zincirin (R grubunun) kimyasal özelliklerine göre sınıflandırılırlar.

kimyasal özelliklerine göre sınıflandırılırlar.

Buna göre 4 grup vardır:

Yan zincir

Karboksil grubu Amino

grubu -karbon

(4)

Nonpolar (Hidrofobik) Yan Nonpolar (Hidrofobik) Yan

Zincirliler Zincirliler

Proteinlerin iç kısmında yerleşerek Proteinlerin iç kısmında yerleşerek

birbirleriyle hidrofobik etkileşim kurarlar.

Glisin

Glisin (Gly-G);(Gly-G); en küçük amino asit en küçük amino asit

 Kollajen, hem (hemoglobin, miyoglobin), Kollajen, hem (hemoglobin, miyoglobin), kreatin

kreatin

(5)

Alanin (Ala-A);

 Amonyak taşınmasıAmonyak taşınması

 Amino asit ve karbonhidrat metabolizması Amino asit ve karbonhidrat metabolizması arasında bağlantı (glukoz sentezi)

arasında bağlantı (glukoz sentezi)

Valin (Val-V), l

Valin (Val-V), löösin (Leu-L), izolsin (Leu-L), izolöösin (Ile-I);sin (Ile-I); dallı dallı zincirliler

zincirliler

 EsansiyelEsansiyel

 Dallı zincirli ketoasitüri (Akçaağaç şurubu idrar Dallı zincirli ketoasitüri (Akçaağaç şurubu idrar hastalığı)

hastalığı)

S.Elgün Ülkar

(6)

Fenilalanin (Phe-F);

 AromatikAromatik

 Tirozin sentezi Tirozin sentezi Triptofan (Trp-W);

Triptofan (Trp-W);

 AromatikAromatik

 Nikotinamid (NAD), serotoninNikotinamid (NAD), serotonin

(7)

Metiyonin (Met-M);

Metiyonin (Met-M); kükürtlü kükürtlü

 Metil grubu transferi (adrenalin sentezi)Metil grubu transferi (adrenalin sentezi)

 Sistein sentezi Sistein sentezi

Prolin (Pro-P);

Prolin (Pro-P); Halka yapısında Halka yapısında

 Protein yapısında esnekliği Protein yapısında esnekliği sınırlar

sınırlar

 Kollajen ve elastinKollajen ve elastin

(8)

Polar Asidik Yan Zincirliler Polar Asidik Yan Zincirliler

 İki karboksil grubu (dikarboksilik asitler) İki karboksil grubu (dikarboksilik asitler) vardır.

vardır.

 Proton verirler.Proton verirler.

 Fizyolojik pHFizyolojik pH’’da (-) yüklüdda (-) yüklüdürler.ürler.

 Proteinin yüzeyinde bulunur, bazik amino Proteinin yüzeyinde bulunur, bazik amino asitlerle iyonik (elektrostatik) etkileşim

asitlerle iyonik (elektrostatik) etkileşim yaparlar.

yaparlar.

(9)

Aspartik asit (Asp-D);

Aspartik asit (Asp-D); (-) y (-) yüüklklüü şekline şekline aspartat

aspartat denir. denir.

 Pürin-primidin Pürin-primidin

 ÜreÜre

Glutamik asit (Glu-E);

Glutamik asit (Glu-E); (-) y (-) yüüklklüü şekline şekline glutamat

glutamat denir.denir.

 Pıhtılaşma faktörleriPıhtılaşma faktörleri

(10)

Polar Bazik Yan Zincirliler Polar Bazik Yan Zincirliler

Fizyolojik pH

Fizyolojik pH’’da (+) yda (+) yüüklklüüddüürler, yan rler, yan

zincirleri proton alır. Asidik yan zincirli zincirleri proton alır. Asidik yan zincirli

amino asitlerle iyonik (elektrostatik) amino asitlerle iyonik (elektrostatik)

etkileşim yaparlar.

Lizin (Lys);

 Kollajen ve elastin Kollajen ve elastin

(11)

Histidin (His);

 Yarı esansiyelYarı esansiyel

 Aromatik halkaAromatik halka

 Hb ve MbHb ve Mb

 Histamin (Allerjik olaylar, midede HCl salgısı)Histamin (Allerjik olaylar, midede HCl salgısı)

 Arginin (Arg);Arginin (Arg);

 Yarı esansiyelYarı esansiyel

 KreatinKreatin

 Bazik proteinler (histonlar)Bazik proteinler (histonlar)

(12)

Polar Nötral (Yüksüz) Yan Polar Nötral (Yüksüz) Yan

Zincirliler Zincirliler

 Fizyolojik pHFizyolojik pH’’da yan zincirlerindeki net da yan zincirlerindeki net yyüük 0k 0’’dır. Ancak bazıları uygun pH’ta dır. Ancak bazıları uygun pH’ta proton verebilir, bazıları da hidrojen proton verebilir, bazıları da hidrojen

bağına katılabilir.

(13)

Serin (Ser);

Serin (Ser); Yan zincirinde Yan zincirinde ––OH grubuOH grubu

 Enzimlerin aktif bölgesiEnzimlerin aktif bölgesi

 Hidrojen bağı yapar (karbonhidratlarla-Hidrojen bağı yapar (karbonhidratlarla- glikoprotein/O-glikozid bağı)

glikoprotein/O-glikozid bağı) Treonin (Thr);

Treonin (Thr); Yan zincirinde Yan zincirinde ––OH grubuOH grubu

 Hidrojen bağı yapar (karbonhidratlarla-Hidrojen bağı yapar (karbonhidratlarla- glikoprotein/O-glikozid bağı)

glikoprotein/O-glikozid bağı)

S.Elgün Ülkar

(14)

Sistein (Cys);

Sistein (Cys); Kükürtlü Kükürtlü

 Yan zincirde -SH grubuYan zincirde -SH grubu

 Metiyoninden sentez edilir.Metiyoninden sentez edilir.

 Şartlı esansiyelŞartlı esansiyel

 Sistin (sisteinden sentezlenen türev Sistin (sisteinden sentezlenen türev türev amino asit)

türev amino asit)

(15)

Tirozin (Tyr);

 Fenilalaninden sentez edilir. Fenilalaninden sentez edilir.

 Şartlı esansiyelŞartlı esansiyel

 Aromatik halkaAromatik halka

 Enzimlerin aktif bölgesi Enzimlerin aktif bölgesi

 Tiroid hormonları, melanin ve adrenalinTiroid hormonları, melanin ve adrenalin

(16)

Asparagin (Asn);

Asparagin (Asn); aspartatın türevi aspartatın türevi

 Hidrojen bağı yapar Hidrojen bağı yapar

(karbonhidratlarla-glikoprotein/N-glikozid bağı (karbonhidratlarla-glikoprotein/N-glikozid bağı))

 Glutamin (Gln);Glutamin (Gln); glutamatın türevi glutamatın türevi

 Hidrojen bağı yapar Hidrojen bağı yapar

(karbonhidratlarla-glikoprotein/N-glikozid bağı) (karbonhidratlarla-glikoprotein/N-glikozid bağı)

 Pürin-primidin senteziPürin-primidin sentezi

(17)

Peptid Bağının Özellikleri: Peptid Bağının Özellikleri:

1- 1- KovalKovalent bir bağdırent bir bağdır.. 2- B

2- Bir amino asitin ir amino asitin --karboksil grubu ile karboksil grubu ile didiğğerinin erinin -amino grubu arasında bir -amino grubu arasında bir

molek

moleküül su l su ççıkıkışıışıyylala kurulur. kurulur.

3- 3- Proteinler denatProteinler denatüüre re olduğunda açılmaz, olduğunda açılmaz, aancak ncak ççok yok yüüksek sksek sıcaklıktaıcaklıkta, uzun s, uzun süüre re ggüçlüüçlü asit asit//bazlarla muamele edildibazlarla muamele edildiğğinde inde

veya enzimatik olarak açılabilir veya enzimatik olarak açılabilir..

S.Elgün Ülkar

(18)

 Bu şekilde oluşan dallanmamış zincire Bu şekilde oluşan dallanmamış zincire polipeptid

polipeptid denir.denir.

 Her polipeptidin bir N-ucu (sola yazılır) Her polipeptidin bir N-ucu (sola yazılır) ile bir C-ucu vardır.

ile bir C-ucu vardır.

(19)

Proteinlerin Primer Yapısı Proteinlerin Primer Yapısı

 Amino asitlerin peptid bağlarıyla bağlanarak Amino asitlerin peptid bağlarıyla bağlanarak oluşturdukları düz zincirli diziye

oluşturdukları düz zincirli diziye primer yapıprimer yapı denir.

denir.

 Bu yapıda Bu yapıda peptid bağlarıpeptid bağları bulunur.bulunur.

S.Elgün Ülkar

(20)

Sekonder Yapı Sekonder Yapı

 Polipeptid zincirlerinin Polipeptid zincirlerinin çok sayıda

çok sayıda hidrojen hidrojen bağları

bağları ile bağlanarak ile bağlanarak düzenli yapılar şeklinde düzenli yapılar şeklinde

katlanmasına denir.

 Hidrojen bağlarıHidrojen bağları, bir peptid bağının –CO grubu , bir peptid bağının –CO grubu

(21)

 En sık görülen tipleri En sık görülen tipleri

 -heliks_-heliks, ,

 -tabakalı yapı-tabakalı yapı, ,

 -kıvrım-kıvrım

 ve ve rastgelerastgele kıvrımkıvrımlardır. lardır.

S.Elgün Ülkar

(22)

  -heliks yapısı; -heliks yapısı;

•• Çok sayıdaki hidrojen bağları ile Çok sayıdaki hidrojen bağları ile kurulur, spiral (halkalardan oluşur) kurulur, spiral (halkalardan oluşur)

şeklindedir.

(23)

  -tabakalı (pileli) yapı; -tabakalı (pileli) yapı;

 Spiral/halka yoktur, düz polipeptid zincirleri arasında Spiral/halka yoktur, düz polipeptid zincirleri arasında hidrojen bağları kurulmasıyla oluşur.

hidrojen bağları kurulmasıyla oluşur.

S.Elgün Ülkar

(24)

-kıvrım:-kıvrım:

•• - tabakaları birbirine - tabakaları birbirine bağlayan yarım ay bağlayan yarım ay şeklinde yapılardır.

şeklinde yapılardır.

Rastgele kıvrımlar:

•• Daha az düzenli Daha az düzenli rastgele

rastgele

kıvrılmalardır.

(25)

Tersiyer Yapı;

 Birbirinden uzakta olan amino Birbirinden uzakta olan amino asitler arasında farklı ve çok asitler arasında farklı ve çok

sayıda bağ kurulur.

 Hem kovalent hem de Hem kovalent hem de

nonkovalent bağlar/etkileşimler nonkovalent bağlar/etkileşimler vardır.

vardır.

S.Elgün Ülkar

(26)

Nonkovalent bağlar:

 Hidrojen bağları:Hidrojen bağları: iki elektronegatif grubun bir iki elektronegatif grubun bir HH⁺⁺ atomunu paylaşmasıyla kurulur, ör:OH atomunu paylaşmasıyla kurulur, ör:OH

veya NH ile COO- veya CO veya NH ile COO- veya CO

 Hidrofobik etkileşimler: Hidrofobik etkileşimler: nonpolar amino nonpolar amino asitlerin yan zincirleri arasında kurulur.

asitlerin yan zincirleri arasında kurulur.

 Elektrostatik (iyonik) etkileşimler: Elektrostatik (iyonik) etkileşimler: Asidik ve Asidik ve bazik amino asitlerin negatif (-COO

bazik amino asitlerin negatif (-COO^-^-) ve ) ve pozitif (NH

pozitif (NH⁺³⁺³) yüklü yan zincirleri arasında ) yüklü yan zincirleri arasında kurulur.

kurulur.

(27)

Kovalent bağlar:

 Disülfid bağı (köprüsü): Disülfid bağı (köprüsü): İki sisteinin İki sisteinin ––SH grupları okside olarak aralarında SH grupları okside olarak aralarında ––S-S- köprüleri kurulur. S-S- köprüleri kurulur.

S.Elgün Ülkar

Cys - S - S - Cys

(28)

Kuarterner Yapı:

 Çok sayıda polipeptid zincirinden oluşan Çok sayıda polipeptid zincirinden oluşan bir proteinde, bu zincirlerin her biri önce bir proteinde, bu zincirlerin her biri önce

tersiyer yapı oluşturur, ardından tersiyer yapı oluşturur, ardından nonkovalent bağlarla birbirlerine nonkovalent bağlarla birbirlerine

bağlanırlar.

 Allosterik enzimler ve hemoglobin Allosterik enzimler ve hemoglobin kuarterner yapıya sahiptir.

kuarterner yapıya sahiptir.

(29)

Denatürasyon Denatürasyon

 Proteinin düzenli katlanmalarının (sekonder Proteinin düzenli katlanmalarının (sekonder ve tersiyer yapı) açılması ve bozulmasıyla ve tersiyer yapı) açılması ve bozulmasıyla fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin

değişmesidir.

 Yüksek sıcaklık, güçlü asit-baz, deterjan, ağır Yüksek sıcaklık, güçlü asit-baz, deterjan, ağır metal, mekanik karıştırma vb. etkisiyle

metal, mekanik karıştırma vb. etkisiyle gerçekleşir.

gerçekleşir.

 Peptid bağları korunur, diğer tüm bağlar Peptid bağları korunur, diğer tüm bağlar açılır.

açılır.

S.Elgün Ülkar

(30)

Proteinlerin Sınıflandırılması Proteinlerin Sınıflandırılması

 Şekillerine göre:Şekillerine göre:

Globüler (Küresel):

Hemoglobin ve Hemoglobin ve

miyoglobin miyoglobin

Fibröz (Lifli):

Fibröz (Lifli): Kollajen, Kollajen, elastin

elastin

 İşlevlerine göre:İşlevlerine göre:

Enzimler Enzimler

Depolama proteinleri Depolama proteinleri

Düzenleyici proteinler Düzenleyici proteinler

Yapısal proteinler Yapısal proteinler

Koruyucu proteinler Koruyucu proteinler

Taşıyıcı proteinler Taşıyıcı proteinler

Kasılma proteinleri Kasılma proteinleri