Organizmada en fazla bulunan makro molekül

Proteinler-1

Proteinler



Organizmada en fazla bulunan makro molekül



Proteinler, yaşayan varlıklar için

elzem azotlu öğelerdir.,

Aminoasit



Proteinlerin yapı taşıdırlar



Doğada 300 AA vardır.



Fonksiyon ve biyolojik

aktivitelerine bakılmaksızın protein yapısında 20 değişik (aa) bulunur.



Bakteri ve bitkilerden en gelişmiş

canlılara kadar proteinlerde aynı

aa yer alır.

Aminoasitlerin Genel Yapısı

Tüm 20 aminoasitte ortak olan yapı:

 Bir C atomuna bağlı olarak

 Bir hidrojen atomu (–H)

 Karboksil grup (-COOH)

 Amino grup (-NH₂)

 Değişken yan zincirler (R1…20) bulunmaktadır.

 Proteinlerin içerisinde farklı sayıda ve

dizide bulunan amino asitler farklı yapıda ve fonksiyonda binlerce çeşit protein

oluşumuna neden olur.

 R= H ise...GLİSİN

R= CH₃ (Metil) ise...ALANİN R= CH₃OH ise...SERİN oluşur

Karboksil grubuna en yakın;



1. C atomuna α-C



2. C atomuna β-C



3. C atomuna γ-C



4. C atomuna δ-C



5. C atomuna ε-C denilmektedir.

Aminoasit

Aminoasit



Biyolojik sistemde en yaygın olan aminoasitler α-aminoasitlerdir.



R grubunun YAPISI, BÜYÜKLÜĞÜ, ELEKTRİK YÜKÜ



AA’lerin

◦ Hidrofilik (polar)

◦ Hidrofobik (nonpolar)

Aminoasit



Standart aminoasitler



Nonstandart aminoasitler



Proteinlerin yapısında

bulunmayan aminoasitler

Proteinlerin Yapısına Giren Standart Aminoasitler Aminoasit Üç Harfli

kısaltma Tek Harfli

Kısaltma Aminoasit Üç Harfli

kısaltma Tek Harfli Kısaltma

Alanin Ala A Lösin Leu L

Arjinin Arg R Lizin Lys K

Asparajin Asn N Metionin Met M

Aspartik asit

(Aspartat) Asp D Fenilalanin Phe F

Sistein Cys C Prolin Pro P

Glutamin Gln Q Serin Ser S

Glutamik asit

(Glutamat) Glu E Treonin Thr T

Glisin Gly G Triptofan Trp W

Histidin His H Tirozin Tyr V

İzolösin İle I Valin Val Y

Standart Amino Asitlerin Sınıflandırılması

Göre

sınıflandırılırlar !

1- Yan Gruplarına Göre Sınıflama

 Alifatik yan zincir taşıyan aa’ler

Düz zincirli aa’ler

• Glisin

◦ Alanin

Dallı zincirli aa’ler

• Valin

◦ Lösin

◦ İzolösin

1- Yan Gruplarına Göre Sınıflama

 Aromatik yan zincir taşıyan aa’ler

◦ Fenilalanin

◦ Tirozin

◦ Triptofan

1- Yan Gruplarına Göre Sınıflama

 Sülfür içeren yan zincirli aa’ler

◦ Metionin

◦ Sistein

1- Yan Gruplarına Göre Sınıflama

 Hidroksil grubu içeren yan zincirli aa’ler

◦ Serin

◦ Teronin

II- pH’larına Göre Sınıflama

 Nötral aa’ler:

Alifatik yan zincir taşıyan aa’ler

◦ Düz zincirli aa’ler: Glisin, Alanin

◦ Dallı zincirli aa’ler: Valin, Lösin, İzolösin Aromatik yan zincir taşıyan aa’ler

◦ Fenilalanin, Tirozin, Triptofan

Sülfür içeren yan zincirli aa’ler

◦ Metionin

◦ Sistein

Hidroksilli aa’ler

◦ Serin

◦ Teronin

II- pH’larına Göre Sınıflama

 Bazik aa’ler: Yan zincirleri pH 7’de pozitif yüklüdür ve hepsi 6 C’lu

◦ Lizin

◦ Arginin

◦ Histidin

 Asidik aa’ler: Yapısında iki karboksilik asit bulunduran amino asitlerdir.

◦ Aspartik asit

◦ Glutamik asit

 İmino Asitler: Proteinin yapısına girerler.

Amino grubu yerine imino grubu taşırlar bu nedenle aminoasit değil imino asittirler.

◦ Prolin

◦ Hidroksiprolin

II- pH’larına Göre Sınıflama

Biyolojik Durumlarına Göre Sınıflama

Esansiyel (Eksojen) aa’ler

Vücutta

sentezlenemezler, dışarıdan alınmaları

zorunludur

Yarı esansiyel aa’ler

Çocuklar için elzemdir

Esansiyel Olmayan (Endojen) aa’ler

Vücutta glikoliz ve sitrat döngüsündeki ara

ürünlerden sentezlenebilirler

Valin Arginin Glisin

Lösin Histidin Alanin

İzolösin Serin

Treonin Sistein (sistin)

Metiyonin Aspartat, asparagin

Lizin Glutamat, glutamin

Fenilalanin Prolin , hidroksiprolin

Triptofan Tirozin

Arginin (yetişkinlerde) Histidin (yetişkinlerde)

Hidroksilizin

Nonstandart amino asitlerin sınıflandırılması

Modifiye AA



Bir standart AA polipeptid zinciri yapısına girdikten sonra bir modifikasyona uğrarsa nonstandart AA diye bilinen bazı AA oluşabilir.



Ortak 20 aa’in dışında bazı protein

hidrolizatlarından bazı aa’ler elde

edilmiştir.

Standart

AA Modifiye AA Bulunduğu

protein

Prolin 4-OH-prolin Kollagen ve bazı bitkisel

proteinler

Lizin 5-OH-Lizin Kollagen

4 Lizin Desmozin Kollagen ve

elastin Lizin 6-N-metil lizin Miyozin

Arginin N-metilarginin Nükleoprotein Histidin 3-metilhistidin Çeşitli

enzimlerde

Glutamat ϒ-

karboksiglutamat Protrombin Serin Asetilserin Çeşitli enzimler Serin Selenosistein ^Glutatyon

peroksidaz

Serin O-fosfoserin Kazein, çeşitli enzimler

Proteinlerde Bulunmayan Ancak Biyolojik Olarak Önemli Bazı Amino Asitler (Biyolojik

aminler)

Aminoasit Biyokimyasal kaynağı

Görevi gama-amino butirik asit

(GABA) Beyin, diğer

dokular Nörotransmitter

Ornitin Bazı dokular Metabolik ara ürün

Arginin sentezi

Sitrulin Bazı dokular Metabolik ara ürün

Arginin sentezi

β-alanin Koenzim-A,

pantotenik asit

Yağ asidi oksidasyonu α-amino butirik asit Fazla metionin

alan insan idrarı Pirimidinlerin yıkılışı sırasında oluşur Dihidroksifenilalanin

(DOPA)

Hücre Katekolaminler ve Melanin sentezi

Doğa da proteinler içinde bulunmayan ancak doğal olarak meydana gelen aa de bulunmaktadır.

 Tiroksin…..trioglobulinde (tiroid proteini) di iyot tirozinle bulunur.

 AIIiI..soğan da bulunur.

 L (+) ornitin…lizin ve histidin ile birlikte balık

proteinlerinde bulunur; Üre döngüsü ara maddesi

 L (-) sitrülin..karpuzda bulunmuş; üre döngüsü ara maddesi

 β-alanin…vit olarak pantotenik asit yapısında bulunur

 Ornitin-sitrulin…olgunlaşmış peynirlerde arjinin yıkılmasıyla oluşur.

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

1.

Beyaz renkte, kristal halde elde edilir.

2.

Kristal formda bulundukları

zaman erime noktaları yüksektir.

3.

Farklı tatlara sahiptirler;

Tatlı: Glisin, Alanin, Serin, Prolin Acı: Arginin

Tatsız: Triptofan, Lösin

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

4. Suda çözünürlükleri fazladır.

Sistein ve tirozin dışındaki bütün amino asitler suda kolaylıkla

çözünür. Sistin ve tirozin sıcak

suda yüksek çözünürlüğe sahiptir.

5. Prolin hariç eter ve alkolde çözünmezler.

6. Kuvvetli asit ve alkalilerde hepsi

çözünür.

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

7.

Glisin hariç tüm a.aler en az bir asimetrik karbon atomuna sahiptir.

Optik olarak aktif L ve D serileri var

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

8. Elektriksel bakımdan yüklü ve polar yapı

İyonlaşma: AA’lerin –NH₂ ve –COOH grupları ile bazı aa’lerin –R grupları sulu solüsyonlarda iyonlaşabilirler. İyonik denge reaksiyonu;

R-COOH <---> R-COO^- + H⁺ R-NH₃⁺ <---> R-NH₂ + H⁺

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

8. Elektriksel bakımdan yüklü ve polar yapı

«zwitterion» hem asit hem de bazlarla birleşebilme yetenekleri ile pH’nın bir tarafa doğru değişmesini önlerler. Bu özellikleri sayesinde etkili ve iyi tamponlardır.

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

 İzoelektrik Nokta: Bir amino asidin net yükünün sıfır olduğu pH’ya izoelektrik nokta pH denir ve pI ile gösterilir.

AA İzoelektrik Noktası

İyonize olabilen bir yan zincir içermeyen

bir amino asit titre edilirse iki adet pKa değeri gözlenir. Birinci

değer (pKa1) α- karboksil grubuna, ikinci değer (pKa2) α-

amino grubuna aittir.

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

9. Elektriksel alanda göçerler.

Bir amino asit, izoelektrik nokta değerinden yüksek pH ortamında bazik anyon şeklinde;

izoelektrik nokta değerinden düşük pH ortamında asit katyon şeklinde bulunur

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

10. Amfolit yapıya (tampon etki) sahiptirler.

 Amfoter özellik: Amino asitler amfoter özellik gösteren maddelerdir.

◦ Yani asidik ortamda baz, bazik ortamda asit gibi davranırlar.

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

12. Peptidleri oluştururlar. Asitamid

oluşumu

Aminoasitlerin Genel Özellikleri

13. Metillenme ile betainlerin oluşumu

Amino asitler zwitterion durumunda iken,



NH

₃⁺

grubundaki 3 hidrojen

yerine –CH

₃

grupları geçerek

betainler oluşur.

Aminoasitlerin Kimyasal Reaksiyonları



Karboksil grubuna ait



Amino grubuna ait



R grubuna ait

Kimyasal Reaksiyonlar Karboksil Grubu

1.

Alkollerle esterleşirler: AA’lerin

karboksil grupları, asit varlığında

alkollerle ester oluşturabilirler.

Kimyasal Reaksiyonlar Karboksil Grubu

2. Amonyak varlığında amidleri

oluşturur:

AA’in -COOH grubu –NH₂ grubuna sahip komşu bir –NH2 vericisi ile reaksiyona

girerek amid bağı oluşturabilir.



3. Karboksil gruplarının

dekarboksilasyonu ile aminler (biyolojik amin) oluşur.

R-CHNH

₂

- COOH → R - CH

₂

- NH

₂

+ CO

₂

3. Karboksil gruplarının

dekarboksilasyonu ile aminler (biyolojik amin) oluşur.

R-CHNH

₂

- COOH → R - CH

₂

- NH

₂

+ CO

₂

Kimyasal Reaksiyonlar Amino Grubu

1.

Van Slyke tepkimesi: Amino

asitlerin amino grupları, nitröz

asitle reaksiyona girerek azot

gazı açığa çıkmasına neden

olurlar.

Kimyasal Reaksiyonlar Amino Grubu

2. Sanger Tepkimesi

Amino asitlerin amino grupları, 1-fluoro-2, 4- dinitrobenzen ile açık sarı bir bileşik olan 2,4- dinitrofenilamino asit oluşturur. Terminal AA tayininde kullanılır.

Kimyasal Reaksiyonlar Amino Grubu

3. Oksidatif Deaminasyon: Amino asitlerin deaminasyonu ile α- keto asitler oluşur

A.A. + (O) → İmino Asit + H2O → α-Keto Asit + NH3

NH2 NH I II

R-C-COOH + (O) → R-C-COOH + H2O

I H İmino Asit

O + H20 II

R- C -COOH + NH3

α-Keto Asit

Kimyasal Reaksiyonlar Amino Grubu

4. Ninhidrin Rxn: A.A. + 2 Mol Ninhydrin →

İndirgenmiş Ninhydrin

↓NH3

Mavi-Menekşe Renk

(hydrindantine)

5. Sörensen titrasyonu;

 Aminoasitler, nötral veya hafif alkali çözeltilerde formaldehit ile reaksiyona girerek mono- veya dimetilol türevleri veya Schiff bazı (N=CH) meydana getirirler.

Kimyasal Reaksiyonlar

Amino Grubu

Kimyasal Reaksiyonlar R Grubu

Aspartik/glutamik asit

Histidin (imidazol halkası) Sistein (Tio grubu)

Tirozin (Fenol grubu)

Lizin (Epsilon amino grubu)

Arjinin (Guanido grubu)

Kimyasal Reaksiyonlar R Grubu

1.

MİLLON TESTİ:

Yapısında fenil grubu bulunan fenilalanin ve tirozin gibi amino asitler, eser miktarda nitröz asit içeren nitrik asitte çözülmüş civa nitrat ile ısıtmakla kırmızı renk verirler.

Fenol grubu (Tirozin) +

Eser HNO

₂

İçeren HNO

₃

Çözünmüş Hg(NO

₃

)

₂

↓Isıt

Kırmızı Renk

Kimyasal Reaksiyonlar R Grubu

2. KSANTOPROTEİN OLUŞUMU: Yapısında aromatik halka bulunan fenilalanin ve triptofan gibi amino asitler için karakteristiktir.

 konsantre nitrik asit ilave edildiğinde önce beyaz bir tortu, ısıtılırsa sarı bir renk meydana gelir.

Aromarik Halka (Tirozin, Fenilalanin, Triptofan) +

Kon. HNO₃ ↓Isıt

Sarı renkli nitro türevleri

Kimyasal Reaksiyonlar R Grubu

3. SAKAGUCHİ TESTİ:

Arginin, metal guanidine gibi guanidine türevleri α-Naftol ve sodyum hipobromit varlığında renkli bir maddeye oksitlenirler.

Guanidin (Arginin)

+ Alkali ortam α-Naftol

+ NaOBr ↓

KIRMIZI RENK

Kimyasal Reaksiyonlar R Grubu

4. EHRLİCH TESTİ:

Yapısında indol grubu bulunan triptofan gibi amino asitler, sülfürik asitte çözülmüş p-dimetilaminobenzaldehit ile reaksiyona sokulursa kırmızımsı pembe bir renk oluşur.

İndol türevleri (Triptofan) +

p-Dimetilaminobenzaldehit ↓ Asit Ortam

KIRMIZI MENEKŞE

Kimyasal Reaksiyonlar R Grubu

5. KURŞUN SÜLFÜR OLUŞUMU:

^Yapısında

tiyol (−SH) veya disülfit (−S−S−) grubu bulunan amino asitler NaOH ile kaynatıldığında H2S veya Na2S oluşur; ortama kurşun asetat çözeltisi ilave edildiğinde siyah renkli PbS çöker.

Sistin, Sistein

Kuvvetli alkali

Kurşun asetat çözeltisi Isıt

PbS (siyah renk)

Kimyasal Reaksiyonlar R Grubu

6. PAULY TEPKİMESİ

Yapısında fenil ya da imidazol

grubu bulunan fenilalanin, tirozin,

histidin gibi aminoasitler, alkali

ortamlarda sulfanilik asit ve

sodyum nitrit karışımı ile

tepkimeye girerlerse kırmızı renk

verirler.

Kimyasal Reaksiyonlar R Grubu

7. NİTROPRUSSİYAT TEPKİMESİ

Yapısında serbest sülfhidril grubu bulunan sistein gibi amino asitler, seyreltik amonyum hidroksitte

çözülmüş sodyum nitroprussiyat

ile kırmızı renk verirler.

Amino Asitlerin Tüm Gruplarının Katılımı ile Verdikleri Tepkime



Amino asitlerin amino grupları,

karboksil grupları ve varsa −SH

grupları, Cu

²⁺

, Co

²⁺

, Mn

²⁺

, Fe

²⁺

gibi

birçok ağır metal iyonlarıyla kompleks

kelatlar (şelatlar) oluştururlar.

Bazı AA Temel Özellikleri ve İşlevleri

Lösin;



Proteinlerin ≈%6-15 bulunmaktadır.



Jelatinde çok az, tahıl proteinlerin çok miktarda bulunur.

İsolösin;



Et, süt ve yumurta proteininde %5-6.5 oranında bulunur.



Tahıl ve bitki proteinlerinin çoğu

yetersizdir.

Bazı AA Temel Özellikleri ve İşlevleri

Glutamik asit;



Proteinlerin tümünün ana yapı taşıdır.



Buğday gluteninde, mısır

prolaminlerinde, soyada bulunur.

Arjinin;



Protein türevlerinde bulunur



Gıda proteinlerindeki oranı %3-9 dolaylarındadır.



Proteinlerin %87’sini oluşturur.

Bazı AA Temel Özellikleri ve İşlevleri

Lizin;

 Kas, süt ve yumurta proteinlerinde çok bulunur.

 Tahıl ve diğer bazı bitki proteinlerinde eksiktir.

 Patates, muzda hemen hemen hiç bulunmaz;

pirinçte yoktur.

Metiyonin;

 Organizmada metil donörü olmasından dolayı önemlidir.

 Hemen hemen tüm proteinlerin yapısında bulunur (Et %3, yumurta %1-4)

 Baklagil ve yağlı tohumlarda eksiktir.

Bazı AA Temel Özellikleri ve İşlevleri

Fenilalanin

 Proteinlerin tümünde %4-5 oranında bulunur.,Jelatinde %2, yumurtada %6 oranında bulunur.

 Fenilalanin, tirozin dönüşümünü sağlayan enzim sorunu sonucu PKU görülmektedir.

Tirozin

 Proteinlerin tümünde %2-6 oranında bulunur.

 Süt proteinlerinde çok, jelatinde ise az bulunur.

Bazı AA Temel Özellikleri ve İşlevleri

Histidin



Proteinlerde %1-3 oranın bulunur.



Kan renk maddesi olan globinde arjinin ve lizin ile beraber bulunur.

Triptofan;



Tahıl ve ürünlerinde yetersizdir.



Zein, elastin, jelatin ve kollojen gibi

proteinler triptofandan zengindir.