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
Proteinlerin Sınıflandırılması 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...
PEPTİDLER Lineer amino asit polimerleri Amino asitlerin (20 aa) -amino ve -karboksil gruplarının peptid bağları ile birbirlerine bağlanmasıyla oluşurlar Peptid Bağı O - C N - H Amid Bağı (kovalent bağ)
Peptid Bağı Oluşumu R 1 Amino grup R 1 Peptid Bağı Karboksil grup R 2 R 2
Peptid Bağı Oluşumu H CH 3 H 3 N + CH COO - GLİSİN (Gly) kondenzasyon reaksiyonu H 3 N + CH COO - H 2 O ALANİN (Ala) H H 3 N + CH O C _ N Peptid Bağı H CH 3 CH COO - Glisilalanin (Gly-Ala)
DİPEPTİD: GLİSİLALANİN Glisin Alanin N-terminal Peptid bağı C- terminal Amid grubu düzlemi Glisilalanin su
Peptid bağı Kısmi çift bağ özelliği Fizyolojik ph da polar fakat yüksüz Bağ etrafında rotastyon kısıtlı Trans konfigurasyonunda
lineer polimerler:. H 2 N ( Amino asitler ) n COOH 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)
Amino-terminal N-terminal (sol) Peptidlerin Özellikleri (CH3) 2 CH Karboksi-terminal C-terminal (sağ) CH3 CH2 2 O CH2 H 3 N + CH C NH CH - O HCOH C NH - CH -COO - Tripeptid: Fenilalanil lösil - treonin (Phe-Leu-Thr) Rezidü (amino asit artığı): Peptid/protein yapısına katılan amino asit Adlandırma: N-terminal(1) C-terminal(n)
H 2 N ( ) n COOH (lineer polimer) (polipeptid zincir) Her proteinin spesifik bir fonksiyonu vardır Biyolojik fonksiyonlar, 3 boyutlu yapıya bağlıdır 3 boyutlu yapı, lineer polimerlerin çok farklı şekillerde katlanması ve kıvrılmasıyla oluşur
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
Bazı Protein Yapıları 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
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
Fibröz Proteinler 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
Kollajen: Birbirine sarılmış 3 polipeptid zinciri (üçlü heliks) nden oluşur Memelilerde total proteinin %30 unu teşkil eder Gly,Ala,Pro,Lys den zengindir, OHPro, OHLys B A Proteolitik enzimlere karşı dirençlidir 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
Globüler proteinler Sıkıca katlanmış helezon şeklinde polipeptid zincirlerden oluşur Elips, küre Örnek: Albumin, Miyoglobin, Hemoglobin
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 α 2 β 2 (2 alfa, 2 beta) % 95-98 % 20-30 Hb A2 α 2 δ 2 (2 alfa, 2 delta) % 2-3 % 0.2 Fetal Hb F α 2 γ2 (2 alfa, 2 gama) <% 1 % 80 Embriyonik Gower 1 δ 2 ξ 2 (2 zeta, 2 epsilon) 0 0 Gower 2 α 2 ξ 2 (2 alfa, 2 epsilon) 0 0 Hb Portland δ 2 γ2 (2 zeta, 2 epsilon) 0 0
Hemoglobinopati Hemoglobinopati, hemoglobin molekülündeki globin zincirlerinden birinin yapısında bozukluğa yol açan bir genetik bozukluktur Hemoglobinin biyolojik fonksiyonu değişmiştir