PROTEİNLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ VE İŞLEVLERİbaskent-adn.edu.tr/dokumanlar/PROTEINLERIN GENEL...
Transcript of PROTEİNLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ VE İŞLEVLERİbaskent-adn.edu.tr/dokumanlar/PROTEINLERIN GENEL...
PROTEİNLERİN GENEL
ÖZELLİKLERİ VE
İŞLEVLERİ
Doç. Dr. Nurzen SEZGİN
PROTEİNLER
Organizmada en yüksek oranda bulunan
makromoleküller
% 70 su% 15 protein% 15 diğer
Total hücre ağırlığı
Amino asitlerin lineer polimerleri
C, O, H, N, S
N içeriği % 16
Proteinlerin fonksiyonları
Enzimler
Transport (Hb, HDL,transferrin, seruloplazmin,
albumin)
Sinir impuls iletimi (nörotransmitter, glutamat...)
Kasılma (miyozin, aktin, kas prot.)
Koruyucu (keratin, pıhtılaşma prot, fibrinojen, Ig’ler)
Hormon (insulin, glukagon...)
Depo protein (ferritin, myoglobin...)
Yapısal protein (kollajen, elastin...)
Proteinlerin Sınıflandırılması
I. Şekilsel
Fibröz Proteinler Suda erimez
şekilsel olarak dayanıklı
uzun lifli
yapısal destek görevi
Globuler Proteinler Suda eriyebilen
küresel
önemli dinamik fonksiyonlar
II. Bileşimlerine Göre
Basit Proteinler
Albumin, keratin (yalnızca aa içerirler)
Bileşik (konjuge) Proteinler
Protein olmayan (prostetik) grup içerirler
Kh içerenler – glikoprotein
Lipid içerenler – lipoprotein
Metal içerenler – metalloprotein
Fosfoprotein., hemoprotein ....
Proteinlerin Sınıflandırılması
PEPTİDLER
• Amino asitlerin (20 aa) -amino ve -karboksil gruplarının peptid bağları ile birbirlerine
bağlanmasıyla oluşurlar
Peptid Bağı
O‖
- C – N -H
Amid Bağı
(kovalent bağ)
• Lineer amino asit polimerleri
R1
R2
R1
R2Karboksil
grup
Aminogrup
Peptid
Bağı
Peptid Bağı Oluşumu
H3N+ – CH – COO-
H
GLİSİN (Gly) ALANİN (Ala)
H3N+ – CH – COO-
CH3
H3N+ – CH –
H
– CH – COO-
CH3O‖C
_N
H
H2Okondenzasyon
reaksiyonu
Peptid Bağı
Peptid Bağı Oluşumu
Glisilalanin (Gly-Ala)
DİPEPTİD: GLİSİLALANİN
Glisin Alanin
N-terminal
C-
terminal
Peptidbağı
su
Amid grubu düzlemi
Glisilalanin
Peptid bağı
Kısmi çift bağ özelliği
Fizyolojik pH’da polar fakat yüksüz
Bağ etrafında rotastyon kısıtlı
Trans konfigurasyonunda
. H2N ( )nCOOHAmino asitler
lineer polimerler:
Dipeptid, tripeptid
Oligopeptid
Polipeptid (10-100 aa)
protein
Proteinlerin yapılarındaki bağlar
Kovalent bağlar
Peptit bağları
Disülfit bağları
Kovalent olmayan bağlar
Hidrojen bağları
Ġyon bağları
Hidrofob bağlar (apolar bağlar)
Peptidlerin ÖzellikleriAmino-terminalN-terminal (sol)
O
C – NH - CH -COO-
CH3
HCOHCH2 CH2 O
H3N+CH – C – NH – CH -
(CH3)2
CH
CH2
Karboksi-terminal C-terminal (sağ)
Tripeptid: Fenilalanil – lösil - treonin (Phe-Leu-Thr)
Rezidü (amino asit artığı): Peptid/protein yapısına katılan amino asit
Adlandırma: N-terminal(1) C-terminal(n)
3 boyutlu yapı, lineer polimerlerin çok farklı şekillerde
katlanması ve kıvrılmasıyla oluşur
Her proteinin spesifik birfonksiyonu vardır
Biyolojik fonksiyonlar,3 boyutlu yapıya bağlıdır
H2N ( )nCOOH (lineer polimer)
(polipeptid zincir)
Protein yapı çeşitleri
1. Primer yapı
2. Sekonder yapı
3. Tersiyer yapı
4. Kuaterner yapı
1. Primer Yapı
Aa’ler peptid bağlarıyla
kovalent bağlıdır
Peptid bağları
yüksek ısıda uzun süre
kuvvetli asit veya bazlarla
Enzim (tripsin vb)
Kimyasal (siyonejen bromür)
2. Sekonder Yapı
Polipeptid omurgasındaki genellikle doğrusal
dizilişte birbirine yakın aa.lerin boşluktaki
düzenlenimine sekonder yapı denir
Polipeptid zinciri tekrarlayan hidrojen
bağlarıyla korunan düzenli bir yapıda bükülür
2. Sekonder Yapı
a) α – helix
b) β – kırmalı tabaka
c) β – dönüş
d) Gelişigüzel kıvrımlar
Süpersekonder yapılar
a) α - helix
Prolin yapıyı bozar
b- Beta kırmalı tabaka
Polipeptid zinciri zig zag yaparak uzun ekseni boyunca gerilir
c -Beta dönüş
Polipeptid zincirlerinin sıkışık moleküller haline gelmesine yardımcı
olur. H bağları ve iyonik bağlarla stabilize olur, sıklıkla protein
yüzeyine yakın bulunur
3. Tersiyer Yapı
Peptid zincirinin uzayda kendi üzerine daha ileri
derecede katlanıp bükülerek sıkışık bir biçim almasını
ve böylelikle yoğunlaşmasını sağlar
Globüler proteinlerde görülür
Primer yapıda birbirinden uzak yapılar bir araya gelir
4. Kuaterner (Dördüncül) Yapı
Monomerik protein
Multimerik protein
Ġki veya daha fazla polipeptid alt birimleri
Alt birimler
Benzer/farklı
Bağımlı/bağımsız
Protein Molekül Ağ
AA
sayısı
Zincir
sayısı
İnsülin 5700 51 2
Miyoglobin 16 890 153 1
Albümin 66 000 550 1
glutamat dehidrojenaz
(GDH) 1 000 000 8300 40
Bazı Protein Yapıları
Protein Denatürasyonu
Peptid bağları hidroliz olmadan protein yapısının çözülüp disorganize
olması
Isı
Organik çözücüler
Mekanik karıştırma
Kuvvetli asit/bazlar
Deterjanlar
Kurşun ve civa gibi ağır metaller
Denatüre protein – çökelir
Renatürasyon
•Spiral veya heliks şeklinde kıvrılmış,(kovalent ve H
bağlarıyla çapraz bağlanmış) zincirlerden oluşurlar
• Suda erimez
• Kendine özgü fakat basit yapıları sayesinde mekanik
özellik gösterir
Kollajen, Elastin, Keratin
Fibröz Proteinler
Proteolitik
enzimlere
karşı dirençlidir
Kollajen: Birbirine sarılmış 3 polipeptidzinciri (üçlü heliks)’nden oluşur
Memelilerde total proteinin %30’unu teşkil eder
Gly,Ala,Pro,Lys’denzengindir, OHPro, OHLys A
B
C
Kollajen
Tropokollajen, üçüz helezon
Birçok farklı genetik tip
Karbonhidrat içerir
Gly-X-Y
Yüksek çekme gücü
Lifler arasına yerleşmiş hidroksiapatit kristalleri sertliği verir
Kollejenaz
Scorbüt
Ehler Danlos
Osteogenez Imperfekta
Elastin
Lastik benzeri özellik
Kan damarları duvarları, akciğer
Glisin ve alaninden zengin
Lizin ↑, prolin↓, Hyp çok ↓, OHLys yok
Karbonhidrat içermez
Farklı genetik tipleri yok
α1 antitripsin – nötrofil elastaz inh
eksikliği - amfizem
Keratin
Dayanıklılık ve esneklik kazandırır
Hidrofobik kalıntılar ve disülfid çapraz
bağlarından zengindir
Saç, tırnak
α helix
Sıkıca katlanmış helezon şeklinde polipeptid
zincirlerden oluşur
Elips, küre
Örnek: Albumin, Miyoglobin, Hemoglobin
Globüler proteinler
Globüler proteinler
Sentez, transport, metabolizma, savunma gibi
kimyasal fonksiyonların çoğu enzimler, transport
proteinleri, bazı peptid hormonlar ve Ig’ler gibi
globuler proteinler ile olur
Katlanmış polipeptidler
Helix, Beta tabaka, gelişigüzel kıvrım
Çoğul domenler
OKSĠJEN BAĞLAYAN PROTEĠNLER(HEMOGLOBĠN ve MYOGLOBĠN)
Normal insan hemoglobinleri
Hb tipi Tetramerik yapı Adult (Yetişkin) Yenidoğan
Adult
Hb A
Hb A2
α2 β2 (2 alfa, 2 beta)
α2δ2 (2 alfa, 2 delta)
% 95-98
% 2-3
% 20-30
% 0.2
Fetal
Hb F α2γ2 (2 alfa, 2 gama) <% 1 % 80
Embriyonik
Gower 1
Gower 2
Hb Portland
δ2ξ2 (2 zeta, 2 epsilon)
α2ξ2 (2 alfa, 2 epsilon)
δ2γ2 (2 zeta, 2 epsilon)
0
0
0
0
0
0
Hemoglobinopati
Hemoglobinopati, hemoglobin molekülündeki
globin zincirlerinden birinin yapısında
bozukluğa yol açan bir genetik bozukluktur
Hemoglobinin biyolojik fonksiyonu değişmiştir