04 Amino asitler, peptitler ve proteinler
advertisement
AMİNO ASİTLER, PEPTİTLER VE PROTEİNLER. PLAZMA VE DİĞER VÜCUT SIVILARINDAKİ PROTEİNLER Yrd.Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜ TIP FAKÜLTESİ Biyokimya AD Amino asitler standart amino asitler nonstandart amino asitler proteinlerin yapısında bulunmayan amino asitler Standart amino asitler Amino asit Glisin Alanin Valin Lösin İzolösin Prolin Fenilalanin Tirozin Triptofan Serin Kısaltma Gly Ala Val Leu Ile Pro Phe Tyr Trp Ser G A V L I P F Y W S Amino asit Treonin Sistein Metiyonin Asparajin Glutamin Aspartat Glutamat Lizin Arjinin Histidin Kısaltma Thr Cys Met Asn Gln Asp Glu Lys Arg His T C M N Q D E K R H 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 Nonpolar, alifatik 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 Genellikle nonpolar, aromatik 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 Polar, fakat yüksüz 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 Negatif yüklü 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 Pozitif 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 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 mavi-menekşe renk • 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-Lfenilalanil 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-PheMet) 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 Fizyolojik etkiye sahip nonapeptitler Bradikinin Proteinler amino 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 Tüm bağlarla Polipeptit omurganın özelliği ve özellikle hidrojen bağlarıyla 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): protean metaprotein koagule proteinler • Sekonder türev proteinler: Proteozlar (albüminozlar) Peptonlar Oligopeptitler 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 çöktürme Konsantre nitrik asit ile çöktürme Triklorasetik asit (TCA) ile çöktürme Isıtma 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) Amino asit azotunun atılımı Glukozalanin döngüsü Plazma veya serum proteinleri 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 Amino asit ve metabolitlerinin depolanması ile ilgili bozukluklar • Primer hiperoksalüri: Glisin metabolizması bozukluğu • Sistinozis: Özellikle retiküloendoteliyal sistemde olmak üzere sistin kristallerinin birçok doku ve organda birikmesi • Alkaptonüri: Tirozin metabolizması bozukluğu
