PROTEİNLER Öğr.Gör.Sibel Bayıl

Proteinler Büyük molekül ağırlıklı polipeptidlerdir. Basit proteinler sadece aminoasidleri içerirler Kompleks proteinler içinde, “hem”, vitamin türevleri, lipid veya karbohidrat gibi aminoasid olmayan ek maddeler bulunur.

Yüzlerce aminoasidin oluşturduğu proteinler sulu çözeltilerde tek bir zincir halinde kalmazlar Protein omurgasındaki atomlar ve bağlar aminoasid dizilişinden bağımsız olarak, düzenli değişim gösterirler. Değişik katlanmalar ve farklı etkileşimlerle protein yapıları farklılaşır.

Bir amino asidin NH2 grubu ile bir başka amino asidin COOH grubu arasından su çıkışıyla iki amino asit arasında peptit bağı oluşur ve böylece peptitler meydana gelir.

Peptitler Peptitler, amino asitlerin polimerleridirler. Kuramsal olarak, bir amino asidin -karboksil grubunun OH’i ile diğer amino asidin -amino grubu arasından su ayrılarak peptit bağı oluşur.

Peptit bağlarındaki rezonans veya mezomeri nedeniyle OC N bağı %50 çift bağ niteliği kazanmıştır. Çift bağların eksen etrafında dönmeleri sınırlı olduğundan, peptit bağı oluşumuna katılan grupların atomları (3C, O, N ve H atomları) bir düzlemde bulunurlar. Peptit bağı, rijit ve düzlemseldir.

İki amino asitten dipeptit, Üç amino asitten tripeptit,… 10’a kadar olan amino asitten oligopeptit, daha çok amino asitten ise polipeptit meydana gelir. Proteinler, yüzlerce amino asitten oluşan polipeptitlerdir.

Bir peptitteki amino asit üniteleri, sıklıkla amino asit kalıntıları olarak adlandırılırlar.

Peptidin bir ucunda serbest -amino grubuna sahip amino asit kalıntısı bulunur ki bu uca amino-terminal uç veya N-terminal uç denir. Peptidin diğer ucunda ise serbest -karboksil grubuna sahip amino asit kalıntısı bulunur ki bu uca da karboksil-terminal uç veya C-terminal uç denir.

Alışkanlık olarak kısa peptitler, N-terminal kalıntı solda ve C-terminal kalıntı sağda olmak üzere, dizideki amino asitler soldan sağa doğru belirtilerek isimlendirilirler. Ancak, en sağdakinden önceki amino asitlerin ismindeki “en” soneki, “il” soneki ile değiştirilir.

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 pentapeptitler: Ağrı sezilmesinde etkili beyin peptitleridirler. Metiyonin enkefalin, (Tyr-Gly-Gly-Phe-Met) yapısındadır Lösin enkefalin, (Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu) yapısındadır

Proteinlerin yapısı α – sarmalı : Çubuğumsu bir yapdır. Bu sarmalda zincir üzerindeki NH ve CO grupları arasında oluşan hidrojen bağları ile stabilize edilirler. Miyoglobin, hemoglobin ve saç keratini gibi yapılar

Structure of Alpha-Helix

2) β- kırmalı : Tabaka halindedir. Bu yapı farklı polipeptid zincirlerindeki NH ve CO grupları arasındaki hidrojen bağları ile stabilize edilir. Yapıdaki bitişik zincirler aynı veya zıt yönde olabilir. Antiparalel yöndekiler daha kararlıdır.

Parallel & Anti-parallel Sheets

3) Kollagen sarmalı : Deri, kemik ve eklemlerde Proteine yüksek gerilme gücü sağlıyor Fazla miktarda prolin içeriyor Bu yapıyı stabilize eden hidrojen bağları zincirlerin birisinin üzerindeki glisinin NH grupları ile bir diğer zincir üzerindeki CO grupları arasındadır.

Proteinlerin aktif konformasyonları… Proteinler, biyolojik fonksiyonlarını yerine getirebilmek için 3 boyutlu şekillerini, dört basamakta kazanırlar. Primer Seconder Tersiyer Kuarterner

Primer yapı: Basitçe bir proteindeki aminoasidlerin sıralanışıdır. DNA’daki baz dizilişi tarafından şifrelenir ve proteinin üç boyulu aktif konformasyonunu belirleyen temel unsurdur.

Sekonder yapı: Lineer dizilişte birbirine yakın a.a rezidülerinin arasındaki etkileşimlerdir sonucu ortaya çıkar

Tersiyer yapı: Lineer dizilişte birbirinden uzak noktalar arasındaki sterik etkileşimlerle ortaya çıkar Bu yapıda belirli bir düzenlilik ve periyodik şekil yoktur. Disülfid bağı bu yapıyı daha kararlı bir hale getirir

Kuarterner yapı: Bu yapıya birden fazla polipeptid zincirine sahip oligometrik proteinlerde rastlanır.

Proteinlerin Sınıflandırılması 1- Konformasyonlarına göre 2- Bileşimlerine göre

1- Konformasyonlarına göre: Fibröz ve globüler yapıda olmak üzere ikiye ayrılır Fibröz Proteinler : Suda ve seyreltik tuz çözeltilerinde çözünmeyen sert yapı da moleküllerdir. Deri, tırnak, boynuz, tüy saç ve keratin gibi

b) Globüler proteinler: Polipeptid zincirinin birbiri üzerinde katlanıp sıkı bir yumak halini alması ile ortaya çıkar. Sulu çözeltilerde çözünürler Kolayca difüze olurlar Hücre içinde dinamik fonksiyonları yerine getirirler. Antikorlar , hemoglobin…

Bileşimlerine göre proteinler 2’ ye ayrılır 1- Basit proteinler 2- Bileşik proteinler

1-Basit proteinler: Yapılarında yalnız α- amino asitleri bulunduran proteinlerdir. Albuminler Globulinler Glutelinler Prolaminler Sklereoproteinler Histonlar Protaminler

2- Bileşik Proteinler: Biyolojik fonksiyonları yerine getirirken protein olmayan yapılara ihtiyaç duyan ve bunlara bağlı proteinlerdir. Nükleoproteinler : Virüsler Glikoproteinler Fosfoproteinler: Kazein, Glikojen sentetaz Kromoproteinler Lipoproteinler Metaloproteinler

Proteinlerin Denatürasyonu Çok asidik ve bazik ortamlarda, yüksek sıcaklık ve kimyasal maddeler karşısında proteinlerin üç boyutlu yapısında meydana gelen değişimlere protein denatürasyonu denilir.

UV ışınları, iyonik şiddet, pH’ da denatürasyona sebeb olur. Denatürasyonda peptid bağı bozulmaz, a.a kaybı olmaz, sadece üç boyutlu yapı değişir Kuarterner, seconder ve tersiyer yapı bozulur ama primer yapı da bir bozulma olmaz

Proteinlerin Saflaştırılması Çözelti içindeki davranışlarından faydalanılarak saflaştırılmaları yapılmaktadır. Molekül büyüklüğü Çözünürlük Elektriksek Yük Adsorbsiyon davranışlarındaki farklılık Diğer moleküllere karşı biyolojik afinite

Elektroforez, genellikle poliakrilamid jel üzerinde yapılır Ortam pH’sına göre, (+) ya da (-) olarak yüklenen kolloid taneciklerin, bir elektrik alanında, kendi net yüklerine zıt yük taşıyan anot veya katoda doğru farklı hızlarda sürüklenmeleri ELEKTROFORETİK YÖNTEMLER Proteinler, elektrik yükü, büyüklük (yük/kütle oranı), şekil gibi özelliklerine göre ayrılırlar Elektroforez, genellikle poliakrilamid jel üzerinde yapılır

Belirli bir pH’da ve belirli bir elektrik alanında yüklü taneciklerin farklı hızlarda yürüyerek ayrılmaları tekniğine elektroforez denir.  Elektrik akımı  Ayrılacak moleküllerin yüklü olmasıdır. Elektroforez yönteminde ortamın pH’ı; tampon çözelti ile, elektrik alanı ise doğru akım veren bir güç kaynağından sağlanır. Her bir taneciğin elektriksel hareketi farklı olduğundan birbirinden ayrılabilirler.

Proteinlerin Sindirimi Diyetteki proteinler, insan vücudu tarafından, alındığı protein molekülü şeklinde kullanılamayacağından, önce enzimatik reaksiyonlarla tamamen amino asitlerine kadar hidrolizlenirler. Hücre içinde oluşan proteinleri parçalayan enzimlere proteolitik enzimler, proteazlar, peptidazlar ismi verilir.

Proteinler ağızda sindirime uğramazlar Memelilerde proteinlerin hidrolizi midede başlar. Midede pH=2’ de aktif hale geçen pepsin enzimi aromatik ve lösin a.a leri karboksil ucundan parçalar.

İnce bağırsaklarda, sekretin ve kolesistokin hormonlarının etkisi ile tripsonejen, kimotripsonejen, proestalaz enzimleri salgılanır. İnce bağırsakta tüm peptidazlar a.a lere kadar parçalanır.