III.PROTEİNLER Karbon,hidrojen,oksijen ve azot elementlerinden oluşmuş organik bileşiklerdir.yapısında bazen sülfür,fosfor veya demir de bulunabilir. Proteinler canlılarda en fazla bulunan organik madde grubudur. Ortalama bir insanın kuru ağırlığının % 50 si proteindir. Protein in kelime anlamı pro(temel,ilk) ve tein(madde) kelimelerinden türetilen temel madde anlamındadır. Amino Asitler:Proteinlerin yapı birimi(monomeri) amino asitlerdir. Canlılarda 20 çeşit aminoasit bulunur. o Glisin o Alanin o Valin o Lösin o İzolösin o Prolin o Glutamik Asit o Asparjin o Glutamin o Fenil Alanin o Trozin o Triptofan o Lisin o Aspartik Asit o Serin o Triyonin o Sistein o Metiyonin o Arjinin o Histidin Amino Asitler: Merkezde bulunan bir karbon atomuna bağlı bir hidrojen atomu,bir karboksil grubu ve onun karşısında bulunan amin grubundan oluşur.karbona bağlanan 4. madde ise amino asitden amino asite değişen R(değişken) gruptur. Amino asitlerin birbirleri arasındaki fark R grubundan kaynaklanır. Bir amino asitin genel yapısı Yukarıda R(değişken) grup olarak bulunan molekülleri görüyoruz.değişken grup; hidrojen olursa glisin, CH 3 olursa alanin, CH 3 O olursa serin olur. Amino Asitler Amfoter özellik taşır.yani amino asitler, asite karşı baz, baza karşı asit gibi davranır.hücre içindeki sıvılı ortamlarda asit-baz dengesinin korunmasında etkilidirler. 1
Amino asitler proteinleri nasıl oluşturur? Yukarıda gördüğünüz gibi bir amino asit in karboksil grubu ile diğer amino asit in amin grubu tepkimeye girer.sonuçta amino asitler karboksil ve amin gruplarından bir molekül su açığa çıkar ve karbon(c) ile azot(n) arasında kimyasal bir bağ meydana gelir.bu bağa peptit bağı, meydana gelen sentez tepkimesine de dehidrasyon sentezi diyoruz. N.Aminoasit Polipeptit + (N-1) H 2 O Oluşan bağ sayısı kadar(kullanılan amino asit sayısının 1 eksiği) su açığa çıkar. Aminoasitler aralarında peptit bağı oluşturarak bir araya gelirler.proteinler, amino asit zincirlerinden oluşur. Yandaki şekilde gördüğünüz gibi her protein in bir amin, bir de karboksil ucu vardır. DİPEPTİT,TRİPEPTİT VE POLİPEPTİT İki amino asit in dehidrasyon sentezi ile birleşmesi sonucu dipeptit ; 3 amino asit in dehidrasyon sentezi ile birleşmesi sonucu tripeptit; Birçok amino asit in dehidrasyon sentezi ile birleşmesi sonucu Polipeptit; moleküller oluşur. 2
Karbonhidrat ve trigliseritlerde olduğu gibi proteinler de hidrolize uğrar. Hidrolizde kırılan peptit bağı kadar su açığa çıkar.bu durumu aşağıdaki gibi formül şeklinde ifade edebiliriz. Polipeptit + (N-1)H 2 O N.Aminoasit PROTEİNLER DE 4 TİP YAPI GÖRÜLÜR. 1. Birincil yapı (primer yapı) 2. İkincil yapı (sekonder yapı) 3. Üçüncül yapı (tersiyer yapı) 4. Dördüncül yapı (kuarterner yapı) BİRİNCİL YAPI: Bir proteindeki amino asit dizisidir. Yukarıdaki proteinin birincil yapısı şudur. Amin ucundan karboksil ucuna doğru; lösin,alanin,glisin..glisin,triptofan. İKİNCİL YAPI: Bir proteindeki amino asit zincirinde, zincirdeki amino asitler arasında oluşan hidrojen bağları ile oluşan kıvrım ve katlantılardır. Yandaki şekilde görüldüğü gibi birbirine kimyasal olarak bağlı olmayan amino asitler arasında zayıf hidrojen bağları var.bu bağlar yüzünden polipeptit durumundaki protein düz değil kıvrımlı veya katlantılı durumda bulunuyor. İkincil yapı işte bu kıvrımlı veya katlantılı zincir yapısıdır. 3
ÜÇÜNCÜL YAPI: Eğer ikincil yapıda oluşan şeklin üzerine tekrar katlantılar oluşursa, yani katlantılar da kendi üzerlerinde katlantılar oluşturup 3 boyutlu bir yapı oluşturursa; bu 3 boyutlu yapıya üçüncül yapı diyoruz. DÖRDÜNCÜL YAPI: Eğer birden fazla polipeptit bir araya gelerek 3 boyutlu bir yapı oluşturuyorsa, bu yapıya da dördüncül yapı denir. Yandaki şekilde dört adet polipeptit in oluşturduğu tek bir protein görüyoruz.bu dört polipeptit, bir araya gelerek 3 boyutlu tek bir protein meydana getirmektedir. Bütün proteinler birincil yapıya sahiptir.ama bir protein ikincil,üçüncül veya dördüncül yapıya sahip olmayabilir. DENATÜRASYON: Yüksek sıcaklık,düşük ph gibi olumsuz koşullar altında protein in yapısının bozulmasıdır. Bu bozulma geriye düzeltilemez.bu yapısal bozulmaya DENATÜRASYON denir. Denatürasyon sonucu proteinlerin birincil yapısı bozulmaz. Denatürasyon 4
ESANSİYEL(TEMEL) Amino asitler: Eğer tükettiğimiz gıdalarda belirli çeşitten 8 aminoasit bulunuyorsa, kalan 12 çeşit amino asit i almamıza gerek yoktur.çünkü bu 8 çeşit amino asit ile diğer 12 çeşit amino asit i üretebiliriz. Mutlaka dışarıdan hazır olarak almamız gereken bu amino asitlere esansiyel(temel) amino asit denir. İZOLÖSİN, LÖSİN, LİSİN, METİYONİN, FENİLALANİN, TRİYONİN, TRİPTOFAN, VALİN. Bu 8 aminoasit bizim için esansiyeldir. PROTEİNLER NE İŞE YARAR? Proteinler canlılar için YAPI ve İŞLEV maddeleridir. Örneğin; Keratin,kollajen,elastin gibi proteinler bizim yapımızı oluştururlar. Proteinlerin işlevsel olarak da çok önemli görevleri vardır.bedenimizce bir çok iş proteinler sayesinde gerçekleştirilir. ÖRNEKLER: Kanda oksijen taşıma Zararlı mikroorganizmalar ile mücadele Kanın pıhtılaşmasını düzenleme Hücre zarında madde taşınması Kanda madde taşınmasını sağlama Kas kasılmalarını sağlama Sinirsel iletimi oluşturma Hormon olarak düzenleyici olarak kullanılma Enzimlerin yapısına katılma Kanın ozmotik basıncını ayarlama Hücre içi madde taşıma Proteinler enerji kaynağı olarak da kullanılabilir. Karbonhidratlardan biraz fazla, yağlardan ise az enerji verirler. Hiçbir canlı çok zor duruma düşmedikçe proteinleri enerji kaynağı olarak kullanmaz. Proteinlerin canlılarda 4 temel görev için kullanılır. Canlı bünyesinde işlevsel olarak kullanılırlar. Canlı yapısına katılırlar. Enerji kaynağı olarak kullanılırlar. Düzenleyici olarak kullanılma(hormonlar) Sağlık Açısından Proteinler Proteinler, karbonhidrat ve yağ gibi çeşitli organlarda özel olarak depolanmaz.açlık durumunda ancak kas,kemik,kan gibi çeşitli dokular yıkılırsa beden protein ihtiyacını giderebilir. Bu yüzden günlük olarak belirli miktarda protein alınmalıdır. Hayvansal gıdalar proteince zengindir.bitkisel gıdalar proteince fazla zengin değildir. Yalnızca baklagiller ve kuruyemişler(ceviz,fındık,badem vs) protein yönünden zengin sayılabilir. 5
Uyarı: Proteinlerin hücresel solunumda yıkımı sonucu karbondioksit ve suyun yanında, amonyak gibi çok zehirli bir madde ortaya çıkar. ENERJİ KAYNAĞI OLARAK KULLANILAN MADDELER 3 ÇEŞİTTİR. Karbonhidratlar Trigliseritler Proteinler Kullanım sırasında göre 1. Karbonhidratlar 2. Trigliseritler 3. Proteinler Birim miktarda verdiği enerjiye göre 1. Trigliseritler 2. Proteinler 3. Karbonhidratlar Uyarı: Organik yapı birimlerinden makromolekül sentezi(yani dehidrasyon sentezi), enerji alan kimyasal tepkimelerdir. (ATP enerjisi kullanılır) Aksine Makromoleküllerin, yapı birimlerine ayrılması(yani hidroliz) enerji veren bir tepkimelerdir. (ısı enerjisi açığa çıkar.) www.biyolojikutusu.com 6