Amino Asit, Peptid Amino Asit, Peptid ve Proteinlerve Proteinler
Yrd.Doç.Dr. Funda GÜLCÜ BULMUŞFırat Üniversitesi SHMYO
Aminoasitler
standart amino asitler
nonstandart amino asitler
proteinlerin yapısında bulunmayan amino asitler
Proteinlerin yapıtaşlarıdır.
Amino asit Kısaltma Amino asit Kısaltma Glisin Gly G Treonin Thr T Alanin Ala A Sistein Cys C Valin Val V Metiyonin Met M Lösin Leu L Asparajin Asn N İzolösin Ile I Glutamin Gln Q Prolin Pro P Aspartat Asp D Fenilalanin Phe F Glutamat Glu E Tirozin Tyr Y Lizin Lys K Triptofan Trp W Arjinin Arg R Serin Ser S Histidin His H
Standart amino asitler
Standart amino asitlerin sınıflandırılması
• Nonpolar, alifatik R gruplu amino asitler
• Genellikle nonpolar, aromatik R gruplu amino asitler
• Polar, fakat yüksüz R gruplu amino asitler
• Negatif yüklü R gruplu amino asitler
• Pozitif yüklü R gruplu amino asitler
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
Nonpolar, alifatik R gruplu amino asitler
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
Genellikle nonpolar, aromatik R gruplu amino asitler
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
Polar, fakat yüksüz R gruplu amino asitler
Aspartat (Asp, D), -pozisyonunda ikinci bir karboksil grubu içeren amino asittir
Glutamat (Glu, E), - pozisyonunda ikinci bir karboksil grubu içeren amino asittir
Negatif yüklü R gruplu amino asitler
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
Pozitif yüklü R gruplu amino asitler
Standart amino asitlerin özellikleri
Glisinden (Gly, G) başka bütün standart amino asitler optikçe aktif iki stereoizomere veya enantiyomere sahiptirler. Protein moleküllerindeki amino asitler L-stereoizomerler
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
Amino asitlerin kimyasal tepkimeleri
• Amino asitlerin amino grupları ile verdikleri tepkimeler
• Amino asitlerin karboksil grupları ile verdikleri tepkimeler
• Amino asitlerin amino ve karboksil gruplarının birlikte verdikleri tepkimeler
• Amino asitlerin R grupları ile verdikleri tepkimeler (renk tepkimeleri)
• Amino asitlerin tüm gruplarının katılımı ile verdikleri tepkime
Amino asitleri tanımlama deneyleri
• 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 tüm aminoasitler mavi-menekşe renk verirken, prolin ve hidroksiprolin ise sarı renk verir.
• Amino asitlerin renk reaksiyonlarına dayanan tanımlama deneyleri: Fenil halkası için Ksantoprotein deneyi: Konsantre nitrik asit ile ısıtma sonucu sarı renk
Nonstandart amino asitler
• 4-Hidroksiprolin
• 5-Hidroksilizin
• 6-N-metillizin
-karboksi glutamat
• Desmozin
• Selenosistein
Peptitler
İki amino asitten dipeptit,
üç amino asitten tripeptit,…
10’a kadar olan amino asitten oligopeptit,
daha çok amino asitten ise polipeptit meydana gelir;
yüzlerce amino asitten oluşan polipeptitler proteinlerdir
Fizyolojik etkiye sahip dipeptitler
• Karnozin, -alanil histidin yapısındadır
• Anserin (metil karnozin), -alanil-N'-metil histidin yapısındadır
• Aspartam (Nutrasweet), L-aspartil-L-fenilalanil metil ester yapısındadır. Yapay tatlandırıcı olarak kullanılır.
Fizyolojik etkiye sahip tripeptitler
• Glutatyon (GSH; GSSG), -glutamil sisteinil glisin yapısındadır
• Tirotropin salıverici faktör, piroglutamil histidil prolinamid yapısındadır
Fizyolojik etkiye sahip pentapeptitler
• Metiyonin enkefalin, (Tyr-Gly-Gly-Phe-Met) yapısındadır
• Lösin enkefalin, (Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu) yapısındadır
Fizyolojik etkiye sahip oktapeptitler
• Dinorfinler, hipotalamusta oluşturulurlar; morfin benzeri aktiviteleri vardır ve iştahın düzenlenmesinde rol oynarlar
Proteinleramino asitlerin belirli türde, belirli sayıda ve belirli diziliş sırasında karakteristik düz zincirde birbirlerine kovalent bağlanmasıyla oluşmuş polipeptitlerdir.
amino asitlerin polimerleridirler.
Proteinlerin yapılarındaki bağlar
• Kovalent bağlar
Peptit bağları
Disülfit bağları
• Kovalent olmayan bağlar
Hidrojen bağları
İyon bağları
Hidrofob bağlar (apolar bağlar)
Protein moleküllerinin yapısı ve konformasyonu
Peptit bağlarıyla
Polipeptit omurganın özelliği ve özellikle hidrojen bağlarıyla
Tüm bağlarla
Molekül ağırlığı 100000’in üzerinde olan proteinlerde
Proteinlerin özellikleri
• Proteinler, çeşitli etkilerle denatüre olurlar
• Proteinler, amfoter maddeler yani amfoter elektrolit veya amfolittirler
• Proteinler, polipeptit zincirindeki peptit bağlarının su girişi ile yıkılması sonucu hidroliz olurlar
Proteinlerin yapılarına göre sınıflandırılmaları
• Basit proteinler • Bileşik proteinler• Türev proteinler
Basit proteinler• Globüler proteinler:
Albüminler,Globülinler, Globinler, Glutelinler, Prolaminler, Protaminler, Histonlar.
• Fibriler proteinler: Keratin, elastin, fibrinojen, miyozin.
Bileşik proteinler
• Glikoproteinler: Kollajen • Proteoglikanlar • Lipoproteinler • Fosfoproteinler: Kazein• Nükleoproteinler • Metalloproteinler: Ferritin, transferrin,
seruloplazmin• Kromoproteinler: Hemoglobin, miyoglobin,
sitokromlar, peroksidaz
Türev proteinler
• Primer türev proteinler (denatüre tip proteinler):
proteanmetaproteinkoagule proteinler
• Sekonder türev proteinler: Proteozlar (albüminozlar)PeptonlarOligopeptitler Peptitler
Proteinlerin biyolojik rollerine göre veya fonksiyonel olarak
sınıflandırılmaları
• Katalitik proteinler: Amilaz, pepsin, lipaz • Taşıyıcı proteinler (transport proteinleri): Serum albümin,
hemoglobin, lipoproteinler, transferrin• Besleyici ve depo proteinler: Ovalbümin, kazein ferritin• Kontraktil proteinler: Miyozin, aktin• Yapısal proteinler: Kollajen, elastin • Savunma (defans) proteinleri: İmmünoglobülinler, kan
pıhtılaşma proteinleri• Düzenleyici proteinler: İnsülin, büyüme hormonu • Diğer proteinler: Fonksiyonları henüz daha fazla
bilinmeyen ve kolayca sınıflandırılmayan çok sayıda protein
Proteinleri tanımlama deneyleri
• Denatürasyon ve çökme tepkimeleri ile tanımlanma deneyleri
Sülfosalisilik asit ile çöktürmeKonsantre nitrik asit ile çöktürmeTriklorasetik asit (TCA) ile çöktürmeIsıtma ile çöktürme
• Renk tepkimeleri ile tanımlanma deneyleri Biüret tepkimesi ile mor renkli kompleks
oluşması
Protein ve amino asitlerin
vücuda alınması
Besinlerden kaynaklanan amino asitlere ek olarak önemli miktarda amino asit doku metabolizması sırasında sentezlenmektedir, ayrıca hücreler içindeki proteinler devamlı olarak yıkılmakta ve yeniden sentezlenmektedir.
Amino asit havuzu ve azot dengesi
Total azot alınımı ile azot kaybı arasındaki fark, azot dengesi olarak tanımlanır.
Azot için;
alınım>atılım olduğunda pozitif azot dengesi,
atılım>alınım olduğunda negatif azot dengesi söz konusudur.
Esansiyel ve esansiyel olmayan amino asitler
Esansiyel amino asitler: Vücutta sentezlenemezler, dışarıdan alınmaları zorunludur.
valin, lösin, izolösin, treonin, metionin, fenilalanin, triptofan, lizin ve gelişmekte olanlarda arjinin ile histidin
Esansiyel olmayan amino asitler: Vücutta glikoliz ve sitrat döngüsündeki ara ürünlerden sentezlenebilirler.
glisin, alanin, serin, sistein, prolin, tirozin, glutamat, glutamin, aspartat, asparajin ve erişkinlerde arjinin ile histidin
Amino asitlerin hücre içindeki reaksiyonları
• Transaminasyon: Bir amino asidin amino grubunun bir keto aside taşınması (yeni amino asitler oluşur)
• Deaminasyon: Amino asitlerdeki amino grubunun amonyak şeklinde ayrılması (keto asitler oluşur)
• Amino asitlerden metil ve diğer 1 karbonlu birimlerin sağlanması (çeşitli bileşikler oluşur)
• Dekarboksilasyon: Amino asidin yapısındaki karboksil grubunun CO2 halinde ayrılması (biyojen aminler oluşur)
Protein metabolizması bozuklukları
• Serum proteinlerinde değişiklikler (Disproteinemiler):
Hiperproteinemi Hipoproteinemi
• Dokularda normalde bulunmayan proteinlerin ortaya çıkışı
Amiloidoz• Beslenim eksikliği (malnutrisyon) ile ilgili
durumlar Kwashiorkor Marasmus
Amino asit metabolizması bozuklukları
• Mental gerilikle birlikte olan amino asit metabolizması bozuklukları
• Membran transportu bozukluğu ile ilgili amino asit metabolizma bozuklukları
• Amino asit ve metabolitlerinin depolanması ile ilgili bozukluklar
Mental gerilikle birlikte olan amino asit metabolizması
bozuklukları
• Fenilketonüri: Fenil alanin metabolizması bozukluğu
• Homosistinüri: Metiyonin metabolizması bozukluğu• Akça ağaç şurubu idrar hastalığı: Dallı zincirli
amino asitlerin metabolizması bozukluğu• Hiperglisinemi: Glisin metabolizması bozukluğu• Histidinemi: Histidin metabolizması bozukluğu• Hiperprolinemi: Prolin metabolizması bozukluğu • Hiperammonemiler: Üre sentezi bozukluğu
Membran transportu bozukluğu ile ilgili amino asit metabolizma
bozuklukları
• Hartnup hastalığı: Triptofan metabolizması bozukluğu
• Glisinüri: Böbreklerde glisin geri emilimi bozukluğu
• Sistinüri: İdrarda fazla miktarda sistin atılması