Proteinlerin yapısında bulunmayan aminoasidler
advertisement
AMİNO ASİDLER ve PROTEİNLERİN YAPILARI Prof.Dr. Ayşe CAN Proteinler • Prot(o): Ben bir numarayım • %50-55 C, • %20-25 O, • %15-17 N, (N oranı hemen hemen daima sabit, ortalama %16) • % 5-7 H, • %0.4-2.5 S içerirler. • Proteinler büyük moleküllü, • Dayanıksız maddeler • Isı, ışık, asid ve bazla bozunurlar • DENATÜRASYON • Amino asidler peptid bağları PROTEİN • Doğada 22 farklı amino asid var NH2 R CH COOH 2( 1 Amino asid genel formülü (R: alkil kökü) Amino asidlerde numaralandırma 1. Karboksil grubunun karbon atomuna “1”, ona karşı karbon atomuna “2” numara verilerek numaralandırma yapılabilir. 2. Karboksil grubuna komşu olan karbon atomuna “”, ondan sonrakine “” denilerek numaralandırma yapılır. • Doğada bulunan amino asidler, -amino asidlerdir, yani amino grubu -karbon atomunda bulunur. Prolin ve hidroksiprolin ise imino grubu içerirler. • -Ornitin, GABA, -alanin, sırasıyla , veya amino grupları içerirler. • -Bütün canlıların proteinlerinin yapısında bulunan amino asidler “L” konfigurasyonu gösterir. • -Glisin dışındaki bütün amino asidler asimetrik C atomu içerirler, bu nedenle de optikçe aktiftirler. İzoelektrik nokta (İ.P.) • Amino asidlerin iç tuz halinde bulundukları yani elektrikçe nötral oldukları pH’a izoelektrik nokta denir. • Her amino asidin kendine özgü bir İ.P.’sı vardır. PANK=PozitifAnodNegatifKatod Proteinlerin yapısında bulunmayan amino asidler • • • • • β-alanin: Homoserin: CoA yapısında bulunur Aspartik asid , serin ve sistein biosentezi Homosistein: Metionin biosentezi Ornitin Üre biosentezi • Sitrulin • Kreatin: Kaslarda bulunur Hormon yapısı olan amino asidler • • • • Monoiodotirozin (MIT) Diiodotirozin (DIT) Triiodotironin (T3) Tetraiodotironin (T4) Glisin Endojen • Asimetrik karbon atomu yok. • Kollajen ve elastinin yapısında bulunur. • Safra asidleri ile glikokolik asid oluşturur. • Glutation’un yapısında yer alır. • Zehirsizleştirme reaksiyonlarında rolü var (benzoil glisin:hipurik asid) • Glisinüri: glisinin geri emiliminde bozukluk Alanin (2-amino propiyonik asid) (3-amino propiyonik asid) H2C NH2 CH3 HC NH2 CH2 COOH - Alanin COOH - Alanin Endojen • Anserin: β- alanin + 3 metil histidin • Karnosin: β- alanin + histidin • Pantotenik asid: Yapısında β- alanin var CH3 CH3 CHNH2 COOH Alanin Transaminasyon C=O COOH Piruvik asid Eksojen Eksojen Transaminasyon Valin 2-Okso-3-metilbutirik asid Metilmalonil-CoA Suksinil-CoA TCA Transaminasyon Lösin 2-Okso-4-metilvalerik asid 3-Hidroksi-3-metilglutaril-CoA Asetil-CoA Asetoasetik asid CoA Asetoasetil-CoA 2 mol Asetil-CoA Hidroksi amino asidler Serin (2-amino-3-hidroksipropiyonik asid) CH2OH CH-NH2 COOH Endojen CH2OPO3H2 CH2OPO3H2 CHOH Dehidrojenasyon COOH 3-Fosfogliserik asid CH2 OH C=O Transaminasyon CHNH2 COOH COOH Serin fosfataz CH2OH CHNH2 COOH Pi 3-Fosfohidroksi piruvik asid -H2O CH-NH2 COOH CH2OPO3H2 O3- Fosfoserin Serin CH3 C=O serin dehidrataz PLP COOH Piruvik asid CH2 OH CH-NH2 COOH Serin - CO 2 CH2 OH CH2 NH2 Etanolamin (Kolamin) + CH3 CH2 OH + CH2 N(CH3 )3 Kolin Treonin (2-amino-3-hidroksibutirik asid) CH3 CHOH CH-NH2 COOH Eksojen Monoamino dikarboksilli asidler Aspartik asid (Amino süksinik asid) COOH CH2 CH-NH2 COOH Endojen Asparagin CO-NH2 CH2 CH-NH2 COOH Bitkilerde azot yedeği İnsanda bulunmaz Glutamik asid (2-aminoglutarik asid) COOH CH2 CH2 CH-NH2 COOH Endojen Transaminasyon COOH Alanin Piruvik asid CH2 CH2 C=O COOH CH2 alanin aminotransferaz COOH 2-Oksoglutarik asid -Ketoglutarik asid) CH2 CH2-NH2 COOH Glutamik asid Transaminasyon COOH COOH CH2 + Piridoksal fosfat Piridoksamin fosfat COOH CH2 COOH CH2 CH2 CH-NH2 C=O COOH COOH glutamat okzalasetat transaminaz (GOT) = aspartat transaminaz (AST) Aspartik asid 2-Oksoglutarik asid CH2 + CH2 C=O CH-NH2 COOH COOH Okzalasetik asid Glutamik asid Oksidatif dezaminasyon COOH COOH H2 N NAD+ veya NADP+ CH NADH+H+ veya NADPH+H+ CH2 CH2 C O CH2 L-glutamat dehidrojenaz COOH L-Glutamik asid CH2 COOH 2-Oksoglutarik asid Glutamin: Zehirsizleştirme reaksiyonlarında rol oynar. • Fenilasetik asidin zehirsizleştirilmesi Amino grupları (KC dışı dokularda) Glutamik asid + NH3 NH3 (zehirli) Glutamin Karaciğer Diamino monokarboksilli asidler Eksojen Endojen Kükürtlü amino asidler Endojen Eksojen CH2SH H2O H2S, SO32- veya SCN CH3 CH-NH2 C=O COOH COOH Sistein Piruvik asid + NH3 sülfit oksidaz SO32- + O2 + H2O SO42- + H2O2 İdrarda SO42- iyonu halinde atılır Zehirsizleştirmede rol oynar Sistinüri • Sistin yanında, lizin, arginin, ornitin’in böbrek tubuluslarından geri emilmesinde doğuştan bozukluk • İdrarda artmış sistin miktarı • Sistin taşları İdrarda sistin kristalleri Sistin taşı NH2 N N CH3 + S CH2 CH2 CH2 H C-NH2 N N O H H H OH H OH COOH S-Adenozilmetionin (SAM) • Kolamin • Guanido asetik asid • Glisin Betain • Norepinefrin • Nikotinik asid Kolin Kreatin Sarkosin, (N-metil glisin) (N- trimetil glisin) Epinefrin Trigonellin (N-metil nikotinik asid) Guanido gruplu amino asidler Arginin (2-amino-5-guanidovalerik asid) H2N-C-NH-CH2-CH2-CH2-CH-COOH NH2 NH Erişkinler için endojen Bebek ve çocuklar için eksojen Siklik (halkalı) amino asidler Karbosiklik amino asidler Fenilalanin (2-amino-3-fenilpropiyonik asid) CH2CH-COOH NH2 Eksojen Fenilketonüri (PKU) Hastalığı • Kalıtsal fenilalanin-4-monooksijenaz yokluğu. • Fenilpiruvik ve fenil laktik asid kanda birikir. • Fenilpiruvik asid % 15 mg’ın üstünde (normali % 2 mg) • Fenilalanin dokularda ve beyinde birikir. (Zeka geriliği) • Yenidoğanda PKU testleri yapılıyor. • Hastalığın insidansı 1/20.000 • (Türkiye’de 1/4.500) • Tirozin oluşmadığı için, tirozinden oluşan melanin de oluşamaz (sarı saç, açık ten) • Kusma (bebeklerde en erken belirti) • Spastisite (istemsiz kol ve bacak hareketleri) • Hiperaktivite • İdrar, nefes ve terde karakteristik “fare sidiği” (küf) kokusu • Çevreye karşı ilgisizlik • Hastalık ilk defa Norveçli Doktor Ivar Asbjørn Følling (1888-1973) tarafından 1934 yılında tanımlanmıştır. • Yeni doğan bebeklerden topuktan alınan birkaç damla kan ile yapılan Guthrie testi ile tanı koyulur Følling’s disease=Phenylketonuria • In 1934 at Rikshospitalet, Dr. Følling saw a young woman named Borgny Egeland. She had two children, Liv and Dag, who had been normal at birth but subsequently developed mental retardation. When Dag was about a year old, the mother noticed a strong smell to his urine. Dr. Følling obtained urine samples from the children and, after many tests, he found that the substance causing the odor in the urine was phenylpyruvic acid. The children, he concluded, had excess phenylpyruvic acid in the urine, the condition which came to be called phenylketonuria (PKU). Dr. Ivar Asbjørn Følling 1934 2009 yılında ödül verilmiş Dr. Robert Guthrie 1963 PKU için mama çeşitleri • • • • • Comida PKU-1,2,3, POENSGEN Ketonil Lofenalac • Fenilalaninsiz özel diyet yıllarca (en az ergenliğe kadar) • Aspartam yasak (ömür boyu) • Doğum sonrası tarama • Prenatal tanı (Aile hikayesi olanlarda bilhassa) DNA analizi ile COOH H2C O CH2 O H3N--C--C--NH--CH--C--OCH3 L-Aspartil-L-fenilalanin metil esteri ASPARTAM • Hürriyet Cumartesi 14.6.2009 • 12 yaşındaki Sevde Kılınç, kısa adı PKU olan fenilketonüri hastası. Ancak bu sorunla dünyaya gelen pek çok çocuktan daha şanslı. Çünkü doğduğu hastanede topuğundan alınan bir damla kandan hastalığı erken yakalanmış, ailesi önlem alabilmişti. Sevde’de bu hastalığa bağlı zihinsel ve bedensel herhangi bir sorun gelişmedi. • Sevde, sadece meyve sebze yiyor etin, sütün çikletin dahi tadını bilmiyor Tirozin (-amino--(4-hidroksifenilalanin) HO CH2CH-COOH NH2 Endojen Tirozin metabolizması bozuklukları • Alkaptonüri: Homojentizat dioksijenaz eksikliği, Slovakya ve Dominik Cumhuriyetinde yaygındır. • Homojentizik asid: Alkapton adı da verilir. • Albinizm: Tirozinaz eksikliği Alkaptonüri Alkaptonüri hastalığı 1990’lü yılların başlarında Archibald Garrod tarafından bulunan ve enzim eksikliğine bağlı olduğu saptanan ilk kalıtsal hastalıktır. Enzim eksikliği sonucu homojentizik asid vücutta birikir, idrarla fazla miktarda atılmaya başlar. Doku ve idrardaki homojentizik asid oksijenle karşılaşınca benzokinona dönüşür. Benzokinonlar ise melanin benzeri polimerler oluşturur ve bağ dokusuna yerleşerek okronozis denilen, dokuda kahverengisiyah renkte koyulaşmaya yol açar. • Homojentizik asid ve ürünlerinin birikmesi, doku renginde siyahlaşma dışında kemik, eklem, omurga ve kalp kapaklarında bozulma yapar . • İdrarda siyahlık, İç çamaşırında ve çarşaflarda siyah beneklenme • Sklerada ilerleyici beneklenme • Okronotik eklem bozukluğu karakteristik bulgular • Son zamanlarda kullanılmaya başlanan nitisinon başlıca ilacı gibi görünmektedir . Albinizm Albinizm, insanda bilinen en eski metabolik hastalıktır. İncil'de bile tanımlanmıştır. Bütün ırklarda görülebilen bir hastalıktır. Kalıtsaldır ve tedavisi bulunmamaktadır. Bir albinonun derisi ve saçları süt beyazı, göz irisleri pembedir; gözbebekleri ise, ışığın pigmentsiz damar tabakadaki kanda yansıması nedeniyle kırmızı gözükür. Tirozinaz enzimi kromozom 11 üzerindeki tirozinaz geni tarafından üretilir ve bu genin mutasyonu bir çeşit albinizme neden olur; çünkü değişmiş gen tarafından üretilen enzim doğru olarak çalışmaz. • Deri çok ince ve beyazımsı (ya da hafifçe pembe), kıllar (ya da tüyler) beyazdır. • Gözlerin gözbebekleri pembe, ağ tabakadan yansıyan ışık kırmızıdır. • Gözler ışığa duyarlıdır ve genellikle astigmattır. • Derilerinde renk pigmentleri bulunmadığı ya da az bulunduğu için güneşten gelen zararlı ışınlar vücuda girer ve fazla güneş altında bulunmaları ölümlerine bile yol açabilir. Albinizmi olan insanlarda bazı sorunlar vardır Albino kişilerde göz bozuklukları vardır. Miyop, hipermetrop veya astigmat olabilirler. Albino kişilerde fotofobi denilen ışığa duyarlılık vardır. İriste melanin bulunmaması nedeniyle iris gözü gelen ışıktan koruyamaz ve kişi ışığa karşı gözünü kısarak bakar. Albino kişiler güneş ışığından kaçmaz, evlerinden dışarı çıkarak normal hayatlarını devam ettirirler. Albinizmli çocuklar genelde başlarını eğerek ya da kağıdı göze yaklaştırarak okurlar. Albino kişilerde gözün istem dışı ileri geri hareketi (Nystagmus) vardır. Albino insanlar, normal insan ömrü süresine sahiptir ve normal insanlarla aynı zekaya sahiptirler. Bu nedenle toplumdan dışlanmamaları gerekir. Doğanın Renkli Dünyasında Albino Olmak Triptofan (-3-indolil alanin) CH2-CH-COOH NH2 N H Eksojen Serotonin • Serotonin önemli bir nörotransmiterdir. Merkezi sinir sisteminde, enterokromaffin hücrelerde (potasyum bikromat ile boyanan karsinoid tümör hücreleri), trombositlerde ve birçok dokuda bulunur. • Arteryal ve bronşlardaki düz kasların kasılmasını, gastrointestinal kanalda peptid hormonların salgılanmasını uyarır. • Bağırsak tümörleri ve Hartnup hastalığında idrarla 5-HIAA atımı artar. Mutluluk yiyecekleri Bitter çikolata Hindi Muz Kakaolu süt • Serotonin, asetiltransferaz enzimi ile melatonin’e dönüşür. • Melatonin, pineal bez (epifiz) ve retinada bulunur ve sentezi sirkadiyen ritm gösterir. • Melatonin sentezi karanlıkta arttığından uykuyla uyarılan molekül olarak tanımlanır. • Melatonin, dopamin ve GABA gibi nörotransmiterlerin salgılanmasını ve sentezini baskılar. Histidin (β-4-imidazolilalanin) CH2CH-COOH N N H NH2 Çocuklar ve gençler için esansiyel amino asiddir. En çok hemoglobinde (%10) bulunur. Histamin • Histamin mide salgısını arttırır. H2 reseptör blokerleri olan antihistaminikler mide asidi salgısını azaltarak antiasid etki gösterirler. • Histaminin aşırı miktarda salıverilmesi allerjik olaylar üzerinde uyarıcı etki yapmaktadır. Bu durumda da antihistaminik ilaçlar verilir. • Prolamin grubu proteinlerde bulunurlar. • 4-hidroksiprolin kollajende bulunur.
