Protein metabolizması 2

(1)

Protein

metabolizması 2

(2)

Üre

1. Protein metabolizmasının son ürünüdür ve idrarla atılır.

2. Ürenin bir siklüsle oluştuğu, ön maddelerinin amonyak ve CO

2

olduğu, ornitinin de bu siklüsün temel maddesi olduğu bilinmektedir.

3. Karaciğer hem arginazı, hemde arginin sentezi için gerekli diğer enzimleri kapsadığından dolayı üre sentezi, en büyük miktarda bu organda yapılır.

4. Böbreklerde ve beyinde de metabolizma sonucu bir miktar üre oluşur.

5. Üre sentezinin ilk basamağı, CO

2

ile, NH

3

’ün berlişmesiyle karbamoil fosfatın oluşumudur.

(3)

Üre Döngüsü

Ornitin transkarbamoilaz enzimi, karbamoil fosfatın karbamoil grubunu ornitin’e aktararak sitrülin oluşumunu sağlar.

Sitrülin ise aspartik asit ile kondansasyona uğrayarak, arginino süksinik asit teşekkül eder.

Bu ara ürünün hidrolizi ile arginin ve fumarik asit oluşur.

Argininin’in hidrolizi ise ornitin ve üreyi verir.

Ornitin başlangıçta reaksiyona girmekte ve siklüs sonucunda yeniden oluşmaktadır. Bu nedenle de siklüsün temel

maddesidir.

(4)

Üre Döngüsü

Üre sentezinde rol alan 6 amino asitten dört tanesi olan ornitin, sitrülin, argininosüksinik asit ve arginin bu siklüse doğrudan doğruya katılmaktadır. N-Asetil glutamik asit ve aspartik asidin rolleri ile yan reaksiyonlarla ilgilidir. Karbamil fosfat halinde üre siklüsüne katılan amino grubu amino asitlerin dezaminasyonundan türediği halde, aspartik asidin verdiği amino grubunun

transaminasyon reaksiyonlarının ürünü olmasıdır.

(5)

Üre Döngüsü

Üre sentezi endotermik bir proçestir. Proteinlerden zengin besinlerle beslenme, uzun süren

açlıklar ve kortikosteroid ilgili enzimlerin aktivitesinde artmaya sebap olur. Sürrenal bezleri üre

sentezinde önemli bir rol oynar. Suda çok fazla çözünen bir madde oluşu ve hücresel zarların

çoğundan serbestçe diffüzyona uğrayabilmesi dolayısıyla vücut sıvılarının ve dokuların çoğu aynı

oranda üre kapsar. Ürenin organizmadan atılışında ter önemli bir rol oynar. Tükrüğün kapsadığı

üre ve amonyak miktarları, normal şartlarda kandakine yakındır. Kanda üre seviyesi diyet, protein

metabolizması ve böbrek fonksiyonu gibi üç faktörün etkisi altındadır.

(6)

Amino asitler 3 sınıfa ayrılır.

1. Glikojen amino asitler: Glisin, alanin, valin, aspartik asit, glutamik asit, serin, treonin, sistin, sistein, metionin, arginini, histidin ve triptofan.

2. Ketojen amino asit: Lösin.

3. Hem glikojen, hemde ketojen amino asitler: İzolösin, lizin, fenilalanin ve tirozin.

Bir amino asidin yıkılması sonucu pirüvik asit teşekkül etmesi onun glikojenik olduğunu gösterir.

Çünkü meydana gelen pirüvik asit, glikoliz olayının tersine işlemesiyle, glikoz-6-fosfata ve

dolayısıyla karaciğerde glikoza dönüşebilir. Bir amino asitten asetil KoA veya aseto asetik asit

teşekkül ediyorsa, bu ürünlerden keton cisimleri meydana geleceğinden, o amino asidin ketojen

olduğu sonucu ortaya çıkar.

(7)

Protein sentezinin

Protein sentezinin başlaması için, bu sentezle ilgili genetik bilgileri taşıyan ve nukleusta bulunan DNA molekülünün çift helezon yapısı açılarak nukleozid trifosfatlardan mRNA molekülünün

sentezi sağlanır.

mRNA’nın, DNA molekülünün bir zincirinde bulunan azotlu bazların diziliş sırasına göre ve

onların tamamlayıcısı olmak üzere sentez edilmesi olayına kopyasını çıkarma (transcription) adı verilir.

Sentezi tamamlanan mRNA sitoplazmaya geçer; orada birkaç ribozomu birbirine bağlayarak bir

polizom oluşturur. Böylece mRNA, kopyesi olduğu DNA molekülünün taşıdığı genetik bilgileri

protein sentez yeri olan ribozoma getirmiş, protein yapımı için hazır bir duruma gelmiştir.

(8)

Protein sentezinin

Protein sentezi ile ilgili reaksiyonları 4 bölümde incelemek mümkündür.

1. Amino asitlerin aktifleşmesi ve amino acil tRNA komplekslerinin oluşumu.

2. Polipeptid zinciri sentezinin başlaması.

3. Polipeptid zinciririr uzaması.

4. Polipeptid zinciririn sentezinin tamamlanması.

(9)

Protein sentezinin

Amino asitlerin ATP ile anhidrit oluşturarak aktifleşmiş amino asitler iki safhada oluşmaktadır.

Birinci safhada imino asitlerin akitf şekli olan amino acil asedinilat’lar oluşur. İkinci safhada,

akifleşmiş amino asit transfer RNA’ya aktarılır. Amino asidin karbiksili ester bağı ile tRNA’nın

terminal adenilik asidinin ribozundaki bir hidroksil grubuna bağlanır. Reaksiyon sonunda AMP

molekülü ayrılaraka, enzim serbestleşir.

(10)

Protein sentezinin

Proteinin peptid zinciri sentezinin başlaması: Prokaryotik hückelerde, sentezin başlaması için ribozomun 30S ünitesi ile birlikte N-formilmetionil tRNA (fmet-tRNA), m-RNA, GTP ve ayrıca üç faktör gereklidir. Protein yapılı olan bu faktörler IF

₁

, IF

₂

ve IF

₃

adlarını alırlar.

Önce ribozomun dissosiye olmuş 30S ünitesi IF

₂

ve IF

₃

faktörleri ile birleşip 30S. IF

₂

ve IF

₃

oluşur;

buna mRNA; N-fordmil metionil-tRNA, GTP ve IF

₁

eklenerek 30S. IF

₂

GTP.fmet-tRNA. IF

₃

–mRNA IF

₁

kompleksi teşekkül eder. Bundan IF

₃

ayrılır ve geriye 30S. IF

₂

.GTP. F met-tRNA.mRNA.IF

₁

kalır.

GTP’nin hidrolizi ve IF

₃

Protein metabolizması 2

Protein

metabolizması 2

Üre

1. Protein metabolizmasının son ürünüdür ve idrarla atılır.

2. Ürenin bir siklüsle oluştuğu, ön maddelerinin amonyak ve CO

olduğu, ornitinin de bu siklüsün temel maddesi olduğu bilinmektedir.

3. Karaciğer hem arginazı, hemde arginin sentezi için gerekli diğer enzimleri kapsadığından dolayı üre sentezi, en büyük miktarda bu organda yapılır.

4. Böbreklerde ve beyinde de metabolizma sonucu bir miktar üre oluşur.

5. Üre sentezinin ilk basamağı, CO

ile, NH

’ün berlişmesiyle karbamoil fosfatın oluşumudur.

Üre Döngüsü

Ornitin transkarbamoilaz enzimi, karbamoil fosfatın karbamoil grubunu ornitin’e aktararak sitrülin oluşumunu sağlar.

Sitrülin ise aspartik asit ile kondansasyona uğrayarak, arginino süksinik asit teşekkül eder.

Bu ara ürünün hidrolizi ile arginin ve fumarik asit oluşur.

Argininin’in hidrolizi ise ornitin ve üreyi verir.

Ornitin başlangıçta reaksiyona girmekte ve siklüs sonucunda yeniden oluşmaktadır. Bu nedenle de siklüsün temel

maddesidir.

Üre Döngüsü

transaminasyon reaksiyonlarının ürünü olmasıdır.

Üre Döngüsü

Üre sentezi endotermik bir proçestir. Proteinlerden zengin besinlerle beslenme, uzun süren

açlıklar ve kortikosteroid ilgili enzimlerin aktivitesinde artmaya sebap olur. Sürrenal bezleri üre

sentezinde önemli bir rol oynar. Suda çok fazla çözünen bir madde oluşu ve hücresel zarların

çoğundan serbestçe diffüzyona uğrayabilmesi dolayısıyla vücut sıvılarının ve dokuların çoğu aynı

oranda üre kapsar. Ürenin organizmadan atılışında ter önemli bir rol oynar. Tükrüğün kapsadığı

üre ve amonyak miktarları, normal şartlarda kandakine yakındır. Kanda üre seviyesi diyet, protein

metabolizması ve böbrek fonksiyonu gibi üç faktörün etkisi altındadır.

Amino asitler 3 sınıfa ayrılır.

1. Glikojen amino asitler: Glisin, alanin, valin, aspartik asit, glutamik asit, serin, treonin, sistin, sistein, metionin, arginini, histidin ve triptofan.

2. Ketojen amino asit: Lösin.

3. Hem glikojen, hemde ketojen amino asitler: İzolösin, lizin, fenilalanin ve tirozin.

Bir amino asidin yıkılması sonucu pirüvik asit teşekkül etmesi onun glikojenik olduğunu gösterir.

Çünkü meydana gelen pirüvik asit, glikoliz olayının tersine işlemesiyle, glikoz-6-fosfata ve

dolayısıyla karaciğerde glikoza dönüşebilir. Bir amino asitten asetil KoA veya aseto asetik asit

teşekkül ediyorsa, bu ürünlerden keton cisimleri meydana geleceğinden, o amino asidin ketojen

olduğu sonucu ortaya çıkar.

Protein sentezinin

Protein sentezinin başlaması için, bu sentezle ilgili genetik bilgileri taşıyan ve nukleusta bulunan DNA molekülünün çift helezon yapısı açılarak nukleozid trifosfatlardan mRNA molekülünün

sentezi sağlanır.

mRNA’nın, DNA molekülünün bir zincirinde bulunan azotlu bazların diziliş sırasına göre ve

onların tamamlayıcısı olmak üzere sentez edilmesi olayına kopyasını çıkarma (transcription) adı verilir.

Sentezi tamamlanan mRNA sitoplazmaya geçer; orada birkaç ribozomu birbirine bağlayarak bir

polizom oluşturur. Böylece mRNA, kopyesi olduğu DNA molekülünün taşıdığı genetik bilgileri

protein sentez yeri olan ribozoma getirmiş, protein yapımı için hazır bir duruma gelmiştir.

Protein sentezinin

Protein sentezi ile ilgili reaksiyonları 4 bölümde incelemek mümkündür.

1. Amino asitlerin aktifleşmesi ve amino acil tRNA komplekslerinin oluşumu.

2. Polipeptid zinciri sentezinin başlaması.

3. Polipeptid zinciririr uzaması.

4. Polipeptid zinciririn sentezinin tamamlanması.

Protein sentezinin

Amino asitlerin ATP ile anhidrit oluşturarak aktifleşmiş amino asitler iki safhada oluşmaktadır.

Birinci safhada imino asitlerin akitf şekli olan amino acil asedinilat’lar oluşur. İkinci safhada,

akifleşmiş amino asit transfer RNA’ya aktarılır. Amino asidin karbiksili ester bağı ile tRNA’nın

terminal adenilik asidinin ribozundaki bir hidroksil grubuna bağlanır. Reaksiyon sonunda AMP

molekülü ayrılaraka, enzim serbestleşir.

Protein sentezinin

Proteinin peptid zinciri sentezinin başlaması: Prokaryotik hückelerde, sentezin başlaması için ribozomun 30S ünitesi ile birlikte N-formilmetionil tRNA (fmet-tRNA), m-RNA, GTP ve ayrıca üç faktör gereklidir. Protein yapılı olan bu faktörler IF

, IF

ve IF

adlarını alırlar.

Önce ribozomun dissosiye olmuş 30S ünitesi IF

ve IF

faktörleri ile birleşip 30S. IF

ve IF

oluşur;

buna mRNA; N-fordmil metionil-tRNA, GTP ve IF

eklenerek 30S. IF

GTP.fmet-tRNA. IF

–mRNA IF

kompleksi teşekkül eder. Bundan IF

ayrılır ve geriye 30S. IF

.GTP. F met-tRNA.mRNA.IF

kalır.

GTP’nin hidrolizi ve IF

’in ayrılması ile kompleks, ribozomun 50S ünitesine bağlanır.