AMİNO ASİTLERİN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ I Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2006

Amino asitler Amino asitler, yapılarında hem amino grubu (NH2) hem de karboksil grubu (COOH) içeren bileşiklerdir.

Doğada 300 kadar farklı amino asit bulunmaktadır.

Amino asitlerin standart amino asitler diye bilinen 20 tanesi, DNA tarafından kodlanan ve proteinleri oluşturan birimlerdir.

Bir standart amino asit polipeptit zinciri yapısına girdikten sonra bir modifikasyona uğrarsa Nonstandart amino asitler diye bilinen bazı amino asitler oluşabilir.

Proteinlerin yapısında bulunmayan fakat hücrede çok değişik biyolojik fonksiyonlara sahip amino asitler de vardır. GABA

Standart amino asitler Standart amino asitler, aynı karbon atomuna bağlanmış bir amino grubu ve bir karboksil grubu içerirler.

Fizyolojik pH’da, amino asitlerin amino grubu proton taşır ve pozitif yüklüdür; karboksil grubundan ise proton ayrılmıştır ve negatif yüklüdür.

Standart amino asitler, üç harfli kısaltmalar ve tek harfli sembollerle gösterilirler.

Nonpolar R gruplu amino asitler Polar R gruplu amino asitler Standart amino asitler, R yan gruplarının özellikle polarite veya biyolojik pH’da su ile etkileşmeye eğilim özelliklerine göre dört sınıfa ayrılırlar. Nonpolar R gruplu amino asitler Polar R gruplu amino asitler Asidik R gruplu amino asitler Bazik R gruplu amino asitler

Nonpolar R gruplu amino asitler: Glisin, alanin, valin, lösin, izolösin, alifatik yan zincirli; Metionin, kükürt içeren; Prolin, siklik; Fenilalanin ve triptofan aromatik yan zincirlidir.

Polar R gruplu amino asitler: Asparajin ve glutamin, sırasıyla aspartik asit ve glutamik asidin amidi; Serin, treonin ve tirozin hidroksil gruplu; Sistein kükürt içeren amino asittir.

Sistein, sistin diye adlandırılan bir kovalent bağlanmış dimerik amino asit şekline okside olabilir. Sistinde iki sistein molekülü bir disülfit köprüsü vasıtasıyla birbirine bağlanmıştır.

Sistindeki gibi disülfit köprüleri, birçok proteinde meydana gelir ve proteinin yapısını stabilize ederler.

Asidik R gruplu amino asitler

Bazik R gruplu amino asitler

Standart amino asitlerin özellikleri Glisinden (Gly, G) başka bütün standart amino asitlerde -karbon atomu asimetriktir.

Glisinden (Gly, G) başka bütün standart amino asitler optikçe aktif iki stereoizomere veya enantiyomere sahiptirler. Protein moleküllerindeki amino asitler, L-stereoizomerlerdir. D-amino asitler, yalnızca bakteriyel hücre duvarlarının küçük peptitlerinde ve bazı peptit antibiyotiklerde bulunurlar.

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.

Bir standart amino asit, kendisi için karakteristik olan izoelektrik nokta değerine eşit pH ortamında net elektrik yükü taşımaz. Bu nedenle bir elektrik alanında hareketsiz kalır. (-) Katot (+) Anot

Bir amino asit, izoelektrik nokta değerinden yüksek pH ortamında bazik anyon şeklinde; izoelektrik nokta değerinden düşük pH ortamında asit katyon şeklinde bulunur.

Bir amino asit, izoelektrik nokta değerinden yüksek pH ortamında bazik anyon şeklinde bulunduğundan elektrik alanında anoda göçer. (-) Katot (+) Anot

Bir amino asit, izoelektrik nokta değerinden düşük pH ortamında asit katyon şeklinde bulunduğundan elektrik alanında katoda göçer. (-) Katot (+) Anot

Bir standart amino asit, hem proton donörü (asit) hem proton akseptörü (baz) olarak davranabilir. Standart amino asitler, amfoterik maddeler (amfoterik elektrolit veya amfolit)’tirler.

İyonize olabilen bir yan zincir içermeyen bir amino asit titre edilirse iki adet pKa değeri gözlenir. Birinci değer (pKa1) -karboksil grubuna, ikinci değer (pKa2) -amino grubuna aittir.

Amino asitler, hem karboksil grubu hem amino grubunun proton vermek üzere iyonlaşması nedeniyle, karakteristik titrasyon eğrileri verirler.

Çözeltideki bir amino asit molekülü üzerinde net yükün sıfır olduğu pH değeri, izoelektrik nokta (pI) olarak adlandırılır. pI  (pKa1 + pKa2)/2

İyonize olabilen R gruplu amino asitlerin titrasyon eğrileri daha komplekstir.

Bütün amino asitler infrared bölgedeki ışığı absorbe ederler.

Tirozin ve triptofan, daha az derecede de fenilalanin, ultraviyole ışığı absorbe ederler.

Proteinlerdeki amino asit kalıntılarının karekteristik NMR spektrumları vardır.