Canlı hücrelerin bilinen kimyasal yapı taşları

Transkript

1 anlı hücrelerin bilinen kimyasal yapı taşları rganik maddeler a) Karbonhidratlar b) Proteinler, amino asitler ve peptitler c) Enzimler d) Lipidler e) Nükleotidler ve nükleik asitler f) Vitaminler İnorganik maddeler a) Mineraller b) Su

2 Karbohidratlar, insan diyetinin en önemli kısmını oluştururlar. Karbonhidratların genel formülü: ( 2 ) n n sayısı 3 ile 10 arasında değişmektedir.

3 Primer alkol grubu ALDZ KETZ Aldehid grubu Keton grubu Sekonder alkol grubu D-glukoz D-fruktoz

4 MNSAKKARİTLER Karbon sayılarına göre Fonksiyonel gruplarına göre Trioz (gliseraldehid 3-fosfat) Tetroz (eritroz 4-fosfat) Pentoz (riboz, ksiloz, ribüloz) eksoz (glukoz, fruktoz, galaktoz) eptoz (sedoheptüloz 7-fosfat) Aldozlar Glukoz Galaktoz Riboz Ketozlar Fruktoz Ribüloz Ksilüloz

5 Kimyasal formülleri aynı olan monosakkaridler (glukoz,, galaktoz, mannoz fruktoz) izomerleri olarak tanımlanmaktadır D-glukoz D-galaktoz D-mannoz D-fruktoz

6 Ø Karbon atomuna dört farklı grup veya atomun bağlanması ile asimetrik karbon atomu ortaya çıkmaktadır. Ø En basit monosakkarid olan üç karbonlu gliseraldehidde bir asimetrik karbon bulunmaktadır. 2 2 L-gliseraldehid D-gliseraldehid Ø idroksil grubu (-) sağda ise bileşik D-şeker, solda ise L-şekerdir. Ø D-şekerler doğada yaygın olarak bulunmaktadır.

7 Ø Birbirinin ayna görüntüsüne sahip spesifik izomerler, enantiomerler olarak isimlendirilir. Bir D-şekerin enantiomeri daima bir L-şekerdir.

8

9 Ø Spesifik bir karbon atomu çevresinde yapısal farklılık gösteren iki monosakkarid, birbirlerinin epimerleridir epimerler epimerler D-mannoz D-glukoz D-galaktoz

10 D-glukoz, ikisi halka yapısında olmak üzere üç şekilde bulunmaktadır. alka yapısında oluşan yeni asimetrik karbon atomuna bağlı - grubu sağda ise α-d-glukoz, solda ise β-d-glukoz meydana gelmektedir α-d-glukoz (% 36) D-glukoz (% 0.02) β-d-glukoz (% 64)

11 Monosakkaritlerde halkalı yapı oluşmakla fazladan bir asimetrik karbon atomu ortaya çıkmış olmaktadır. Bu asimetrik karbon atomları, anomerik karbon diye adlandırılırlar. Anomeric carbon

12

13 Genel olarak, n sayıda asimetrik karbon atomu içeren bir molekülün 2 n sayıda stereoizomeri vardır. alkalı yapıda 1. karbon atomlarının da asimetrik olması sonucu bir aldoheksozun toplam 5 asimetrik karbon atomu ve dolayısıyla 2 n = 2 5 = 32 stereoizomeri vardır. 13

14

15 Maltoz (Malt şekeri ) Nişastanın hidrolizi sonucu oluşan maltoz, iki D- glukozun α-glikozidik bağ ile bağlanması sonucu meydana gelmektedir * 1 * Maltoz Glukoz Glukoz α(1,4) glukozidik bağ

16 Maltoz, doğada serbest halde bulunmaz; bir polisakkarit olan nişastanın yapısında yer alır. Nişastanın enzimatik hidrolizinin başlıca ürünüdür. Maltoz, oldukça tatlıdır ve suda kolaylıkla çözünür.

17 Laktoz (Süt şekeri ) Laktoz, bir galaktoz molekülü ile bir glukoz molekülünün Gal(β1 4)Glc biçiminde kondensasyonu ile oluşmuş molekül yapısına sahip disakkarittir.

18 Laktoz, önemli miktarda yalnızca sütte bulunur. Sütte bulunan çeşitli mikroorganizmalar, laktozu laktik asite çevirebilirler. Bu da sütün ekşimesine ve kaynatıldığında kesilmesine neden olur. Laktoz, ancak ağız yoluyla verildiği zaman vücut tarafından kullanılabilir. Ağızdan alınan laktoz, sindirim kanalında laktaz enzimi etkisiyle parçalanır. Laktaz noksanlığında, bağırsaklarda sindirilip emilemeyen laktoz, bakteriyel fermantasyon ile, asetik asit, laktik asit, propiyonik asit gibi kısa zincirli metabolitlere ve 2, 2, 4 gibi gazlara çevrilir; ayrıca laktoz ve laktik asidin oluşturduğu ozmotik etki ile diyare (ishal) ortaya çıkar.

19 Sakkaroz (Sukroz) Doğada en yaygın disakkarid olan sakkarozun monosakkaridleri D-glukoz ve D-fruktozdur * Glukoz Fruktoz α(1,2) glukozidik bağ

20 Sakkaroz, doğada başlıca şeker kamışı ve şeker pancarından elde edilir; meyve ve sebzelerin çoğunda da serbest olarak bulunur; oldukça tatlı bir maddedir. 20

21 Sakkaroz hidrolizi sonucunda çoğu kez eşit miktarlarda glukoz ve fruktoz karışımı oluşur. Bu karışım invert şeker olarak adlandırılır. Disakkaritler sulu asit ile kaynatma suretiyle ve enzimatik olarak hidroliz edildiklerinde kendilerini oluşturan monosakkaritler ortaya çıkar.

22 Sakkaroz 200 o ye kadar ısıtılırsa su kaybeder ve kahverengi amorf bir kütle halini alır. Buna karamel denir. Sakkaroz, ancak ağız yoluyla verildiği zaman vücut tarafından kullanılabilir. Sakkaroz ve glukoz, besinlerimizdeki en önemli şekerlerdir.

23 PLİSAKKARİDLER Aynı monosakkaridler homopolisakkaridleri, farklı monosakkaridler ise heteropolisakkaridleri oluşturmaktadır.. Bitki ve mantarlarda bulunan nişasta ve seluloz ile hayvanlardaki glikojen, glukoz homopolisakkarididir. Böceklerin kabuklarında yer alan kitin, N-asetil-Dglukozamin homopolisakkarididir.

24 Polisakkaritler, birbirlerinden zincirleri boyunca tekrarlayan monosakkarit ünitelerinin benzerliği, bu üniteleri bağlayan bağların tipi ve dallanma derecesi bakımından farklıdırlar.

25 Depo homopolisakkaritler, organizmada yakıt olarak kullanılan monosakkaritlerin depo formları olarak işlev gören polisakkaritlerdir. Doğadaki en önemli depo homopolisakkaritler, bitki hücrelerinde nişasta, hayvan hücrelerinde glikojendir.

26 omopolisakkaritler, tek tip monomerik ünite içeren polisakkaritlerdir. Bunların bazıları, yakıt olarak kullanılan monosakkaritlerin depo formları olarak işlev görürler ve depo homopolisakkaritler olarak adlandırılırlar. Bazıları ise bitki hücre duvarlarında ve hayvan dış kabuklarında yapısal elemanlar olarak işlev görürler ve yapısal homopolisakkaritler olarak adlandırılırlar.

27 Nişasta, bitki hücrelerindeki depo homopolisakkarittir; amiloz ve amilopektin olmak üzere iki tip glukoz polimeri içerir.

28 Amiloz, (α1 4) bağları vasıtasıyla birbirine bağlanmış glukoz ünitelerinin dallanmamış uzun zincirlerinden oluşmuş bir glukoz polimeridir; zincirde birkaç bin glukoz kalıntısı bulunabilir ve bir ucu indirgeyicidir.

29 Glikojen v Doğal organik bir polisakkarittir. v er glikojen molekülü, birbirine bağlı yüzlerce glikoz molekülünden oluşan karmaşık bir yapıdadır. v Enzimler tarafından çok hızlı yapılıp parçalanan glikojen, bakteriler, mantarlar ve birçok hayvanda enerji depolanmasına yarar. v murgalılarda insülin hormonu karaciğerde ve kaslarda glikojen oluşumunu hızlandırır, glükagon ve adrenalin (epinefrin) hormonlarıysa, glikojenin yıkımına ve glikoz açığa çıkmasına neden olur. v ayvanlardaki glikozun fazlasının depo şeklidir. v Suda çok az çözünür ve iyotla kahverengini alır. v Glikojen genellikler karaciğer ve kas hücrelerinde depolanır. v Bakteriler ve mantarlarda da glikoz glikojen şeklinde depo edilmektedir.

30 Yapısal homopolisakkaritler, bitki hücre duvarlarında ve hayvan dış kabuklarında yapısal elemanlar olarak işlev gören polisakkaritlerdir. Bitkilerin hücre duvarlarında sellüloz, eklem bacaklıların sert dış iskeletlerinde kitin önemlidir.

31 Selüloz Bitki hücre duvarı polisakkaridi olan selüloz yapısında < glukoz bulunmaktadır SELÜLZ

32 Sellüloz, fibröz, çok sert, suda çözünmeyen bir maddedir; bitkilerin hücre duvarlarında, özellikle yaprak sapları, ağaç gövdeleri ve bitki dokularının odun kısımlarında bulunur. Sellüloz, odun kütlesinin çoğunu oluşturur; pamuk, hemen hemen saf sellülozdur. Sellülozun insanlar için besinsel değeri yoktur.

33 v Selülozdan tek farkı 2 de asetil bağlı amino grubunun yer alması. v Lifsi yapıdadır. v murgalılar sindiremez. KİTİN v Böceklerin katı dış iskeletinin temelidir. v Selülozdan sonra ikinci en yaygın polisakkarittir.

34 İnülin, birbirine bağlanmış fruktoz ünitelerinin dallanmamış uzun zincirlerinden oluşmuş bir fruktoz polimeridir. İnulin, doğada çeşitli bitkilerin köklerinde, enginar, soğan, sarımsak gibi bitkilerin yumrularında bol miktarda bulunur; besinsel değeri yoktur.

35 Glikoproteinler, %50 den daha fazla karbohidrat içerebilen, fakat genelde protein içeriği baskın olan bileşiklerdir. Glikoproteinlerde karbohidrat kısmı proteindeki serin veya treonin amino asidine - glikozit bağ ile veya asparajine N-glikozit bağ ile bağlanmıştır.

36 Amino asitler Proteinlerin temel yapıtasıdır. Proteinlerin üç boyutlu yapısını belirler. Proteinlerin içerisinde farklı sayıda ve dizide bulunan amino asitler farklı yapıda ve fonksiyonda binlerce çesit protein olusumunu sağlarlar. Proteinler 20 farklı a.a. ten meydana gelir. v Amino asitler, yapılarında amino -N 2 ve karboksilik asit - gruplarını içeren moleküllerdir. v anlılarda çok değişik fonksiyonlara sahiptirler. v Genelde biz onları sadece proteinlerin monomerleri olarak biliriz ama doğada bulunan 300 amino asidin yalnızca 20'si proteinlerde bulunur.

37 Amino Asitler, sulu çözeltilerinde iyonize olurlar

38 İyonize AAler, ortam p sına göre Asidik Bazik Nötral özellik kazanırlar.

39 Aminoasitlerin kovalent bağlarla uç uca eklenmesiyle oluşturdukları kısa polimer zincirler "peptid adı verilir. Uzun polimer zincirler ise "polipeptid" veya "protein" olarak adlandırılırlar. ücre içerisinde ribozomlar, RNA moleküllerini kalıp olarak kullanarak aminositleri uç uca ekleyerek proteinleri sentezlerler.

40 Standart amino asitlerin sınıflandırılması Apolar, alifatik R gruplu amino asitler Genellikle apolar, aromatik R gruplu amino asitler Polar, fakat yüksüz R gruplu amino asitler Negatif yüklü R gruplu amino asitler Pozitif yüklü R gruplu amino asitler

41 Apolar, alifatik R gruplu amino asitler Apolar aminoasitler, yan zincirlerinde hidrofobik özellik gösteren radikal grup bulundururlar. Elektrostatik bağlar yapamayan amino asitlerdir. Yan zincirlerinde, genellikle oksijen veya azot yoktur. Van der Waals kuvvetleri ve hidrofobik etkileşimler sayesinde bir arada tutunurlar. R grubu gittikçe büyüdüğünden, AAler daha çok hidrofobik özellik kazanır idrofobik A.A. ler protein yapısı içerisinde, su ile temas etmeyecekleri bir ortamda bulunurlar

42 Genellikle apolar, aromatik R gruplu amino asitler

43 Polar, fakat yüksüz R gruplu amino asitler Polar yüksüz aminoasitler, nötral p'da yüksüzdürler. Bu gruptaki amino asitlerin yan zincirleri zayıf asit ve bazlardır. Fizyolojik p da tamamen yüklü değildirler, ancak kısmi artı (+) ve eksi (-) yükler içerirler. Bu sebeple, su da dahil olmak üzere, diğer moleküllerle -bağı yapabilirler. Genelde oldukça reaktif amino asitlerdir.

44 Negatif yüklü R gruplu amino asitler negatif yüklüdürler ve asidik özellik gösterirler

45 Pozitif yüklü R gruplu amino asitler Polar bazik aminoasitler, yan zincirlerinde proton alıcı moleküller taşırlar.

46 Standart 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 ka>lımı ile verdikleri tepkime

47 Proteinler, amino asidlerin lineer polimerleridir Protoplazmanın yapısal bilesenidirler. Enzim olarak görev yaparlar. Besin maddelerinde bulunan proteinler, hücresel proteinlerin sentezi için gerekli yapıtasları olan a. asitlerin kaynagını olustururlar. rganik ve inorganik bir çok maddenin tasınmasında rol oynarlar. Bazı proteinler veya peptitler hormon olarak iş görmektedir Karmasık proteinler seklinde düzenlenerek antikorları olustururlar. Nükleik asitlerle birlikte virüsleri olustururlar.

48 Bir yada daha fazla amino asitin kendi aralarında asit-amid bağı (peptid bağı) ile birleşmesinden meydana gelmiş yapılara pepdit adı verilir. Pepdit bağları ile birleşen aminoasitler proteinleri oluşturur.