Mısırdan

Mısırdan
PROTEİN
İzolasyon Kiti
Öğretmen Kılavuzu
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
Konu
Kullanıcı Kitlesi
Deney Süresi
Materyaller
Güvenlik
Genel Bilgi
Deney Öncesi Hazırlık
Ön Bilgi
Deneyin Yapılışı
Deney Sonuçları
Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları
Kaynaklar
Öğrenci Kılavuzu
a.
b.
c.
d.
Genel Bilgi
Deney süresince uyulması gereken kurallar
Deneyin Yapılışı
Sorular
Canlı hücrede en çok bulunan makromoleküller olan proteinler, 20 standart amino asitin farklı sayı ve
konfigürasyonda bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. Proteinler sahip oldukları 3 boyutlu yapıları
sayesinde canlı organizmaların farklı bölgelerinde çeşitli görevlerde yer alabilirler. Hücre kütlesinin
%10-20’sini proteinler oluşturmaktadır. Yapılacak olan deneyde hücre içerisindeki protein varlığını
tespit edebilmek için nitel bir yöntem olan biüret ayıracı kullanılacaktır. Kit içeriği 10 öğrencinin deneyi
yapabileceği şekilde dizayn edilmiştir.
a) Konu
Öğrenciler;
 Bitki hücrelerinin fiziksel ve kimyasal yöntemlerle parçalanmasıyla hücre içerisinde
açığa çıkmış olan proteinleri, biüret ayıracı kullanılarak belirleyecektir.
b) Kullanıcı Kitlesi
Kit, 9 yaş ve üstü çocukların kullanımına uygundur.
c) Deney Süresi
Deney: 60 dakika
d) Materyaller

Falkon tüpü içerisine konulmuş 5 gr mısır örneği: 10 tane

Liziz solüsyonu 1: 75 ml (distile su ile hazırlanacak)

Liziz solüsyonu 2: 75 ml (distile su ile hazırlanacak)

Biüret ayıracı: 150 ml

Pastör pipeti: 40 tane

Küçük plastik kap: 10 tane

Sargı bezi

Deney tüpü 40 tane

Eldiven: 20 tane

Distile su
e) Güvenlik
Laboratuvarda uyulması gereken genel kurallara dikkat edilmelidir. Deney süresince öğrenciler
eldiven kullanmalıdır. Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir temas olması
durumunda bulaşan bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır.
Kullanılan kimyasalların
solunmamasına özen gösterilmeli, deneyin yapıldığı laboratuvar havalandırılmalıdır. Laboratuvar
sorumlusu olmadan kit kullanılmamalıdır.
f) Genel Bilgi
1. Amino Asitler
Amino asitler proteinlerin temel yapısal alt üniteleridir.
Protein yapısında bulunan 20 amino asitin hepsi ortak bir
yapıya sahiptir (aynı karbona bağlı bir karboksil (-COOH) ve
amino (NH2) grubu) (Şekil 1). R gruplarındaki farklılıklar, ortak
yapısal iskeleti paylaşan amino asitlerin değişik yapıya, farklı
elektrik yüküne ve suda değişik oranlarda çözünürlüğe sahip
olmasını sağlar.
Proteinlerin yapısında yer alan 20 temel (standart) amino asit, R gruplarının yapı ve özelliğine göre
sınıflandırılmaktadır(Şekil2).
Şekil 2. Standart amino asit çeşitleri
Amino asitlerin bazıları vücutta sentezlenebildiği halde bir kısmı doğal olarak sentezlenemez. Vücudun
sentezleyemediği ve besin yoluyla dışardan alınması zorunlu olan amino asitlere “esansiyel amino
asitler” veya “eksojen amino asitler” denir. Vücutta sentezlenebilen ve dışarıdan besinlerle alınması
zorunlu olmayanlara ise “esansiyel olmayan amino asitler” veya “endojen amino asitler” denir.
2. Proteinler
Proteinler canlı hücrede en çok bulunan makromoleküllerdir. Hücrenin tüm kısımlarında ve çeşitli
görevlerde binlerce farklı protein bulunabilir. Fonksiyonu ve biyolojik aktivitesi ne olursa olsun bütün
proteinler 20 standart amino asitten meydana gelmiştir. Protein yapısında bu amino asitlerin farklı sayı
ve dizilimde bulunmaları, bir protein zincirinin sayısız kombinasyonuna olanak tanımakta ve protein
çeşitliliğini sağlanmaktadır.
a) Proteinlerin Yapısı
Her proteinin karakteristik üç boyutlu doğal bir yapısı vardır. Üç boyutlu yapısı bozulmuş (denatüre
olmuş) bir protein biyolojik etkinliğini de kaybeder. Proteinlerin karakteristik üç boyutlu yapılarını
oluşumundan primer, sekonder, tersiyer ve kuarterner olarak adlandırılan yapılar sorumludur.
Primer Yapı
Amino asitlerin birbirine kovalent bağla (peptid) bağlandığı düz zincir yapısıdır. 2 amino asitin peptit
bağı ile bağlanması iledipeptit, 3 amino asitin birbiriyle bağlanmasıyla tripeptit, birkaç amino asitin
bağlanmasıyla oligopepetit, çok sayıda amino asitin bu şekilde bağlanmasıyla da polipeptitler oluşur
(Şekil 3).
Şekil 3. Dipeptit yapısı ve peptit bağı
Sekonder Yapı
Bir proteinin sekonder yapısı, polipeptit zincirlerinin bükülmeler ve katlanmalarla oluşturdukları özgün
yapısıdır. Bu bükülme ve katlanmalar, polipeptit zincirindeki amino asitlerin belirli bir düzende hidrojen
bağlarıyla bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. Zayıf hidrojen bağları bir polipeptit zincirinin içinde
oluştuğu gibi komşu polipeptit zincirleri arasında da oluşabilir. -heliks ve -pilili formları sekonder
yapılara örnektir.
Üçüncül Yapı
İkinci yapıyı oluşturan alfa ve beta konfigürasyonlar üst üste katlanıp yumak şeklinde sarılarak elipsoid
bir yapı gösterirler. Oluşan bu yapı proteinlerin tersiyer yapısıdır. Bu durum ise ancak yan zincirlerin
reaksiyona girmesi ile mümkündür. Bu etkileşimler zayıf hidrojen bağları, kovalent bağlar, tuz bağları,
iyonik bağları ve Van der Waals etkileşimleridir (Şekil 4).
Kuarterner Yapı
Primer, sekonder ve tersiyer yapıya sahip polipeptit zincirlerinin daha büyük yapılı agregatlar halinde
bir araya gelmesiyle oluşan yapıdır. Her proteinin kuarterner yapısı olmayabilir, fakat molekül ağırlığı
100.000 Da’un üzerinde olan bir protein genellikle kuarterner yapıya sahiptir. Bir proteinin kuarterner
yapısını oluşturan polipeptit zincirlerinin her birine alt birim veya monomer denir; bu monomerler,
hidrojen bağları, Van der Waals etkileşimleri ve iyon bağları etkisiyle polimerize olmuşlardır (Şekil 4).
Şekil 4. Proteinlerin 3 boyutlu yapısı
b) Proteinlerin Sınıflandırılması
Proteinler sahip oldukları 3 boyutları yapıları sayesinde vücudun farklı bölgelerinde çeşitli görevlerde
yer alabilirler. Proteinler yapılarına, kimyasal komposizyonlarına ve işlevsel özelliklerine göre 3 gruba
ayrılırlar (Şekil 5).
Şekil 5. Proteinlerin sınıflandırılması
g) Deney Öncesi Hazırlık
1. Kit kitapçığı öğretmen ve öğrenci kılavuzu olmak üzere 2 kısımdan oluşmaktadır. Uygulama
öncesi öğrenci kılavuz bölümü öğrencilere çoğaltılıp verilecektir.
2. Deneyde kullanılan ayırma yöntemlerinde gerçekleşen reaksiyonların bilgisi sadece öğretmen
kılavuzuna koyulmuştur. Öğrenci kılavuzunda deney sonunda reaksiyonlar ile ilgili sorular
verilerek, öğrencilerin akıl yürütmeleri ve araştırma yapmaları hedeflenmiştir.
3. Deneyde kullanılan liziz solüsyonu 1 ve liziz solüsyonu 2 çözeltileri hücrelerin kimyasal
parçalanmasına yönelik hazırlanan kimyasallardır. Çözeltileri oluşturabilmek için liziz
solüsyonu 1 ve liziz solüsyonu 2’ nin bulunduğu şişeler 75 ml’ ye distile su ile tamamlanmalıdır.
Liziz solüsyonu 1 ve liziz solüsyonu 2 çözeltilerinin bu şekilde kullanıma sunulmasının sebebi
raf ömrünü uzatmak ve çözeltilerden maksimum verim alabilmektir.
h) Ön Bilgi
Proteinleri biüret tepkimesi ile tanımlama
Proteinlerin, biüret reaktifi ile mor renkli
kompleks
oluşturmaları
prensibine
2+
dayanır. Biüret reaktifindeki Cu iyonları,
alkali ortamda, en az iki peptit bağı içeren
maddelerle mor renkli kompleksler oluştururlar. Proteinlerin yapısında en az iki peptit bağı
bulunduğundan proteinler, biüret reaktifindeki Cu
2+
iyonları ile alkali ortamda, mor renkli
kompleksler oluşturmaktadır.
i) Deneyin Yapılışı

Falkon tüpü içerisine konulmuş toz halindeki 5 g mısır örneği üzerine 6 ml liziz solüsyonu 1
çözeltisi ve 6 ml liziz solüsyonu 2 çözeltilerinden pastör pipeti yardımıyla eklenerek iyice
karıştırılır (15 dakika).

Bu karışım sargı bezi kullanılarak küçük plastik kap içine süzülür.

Süzüntü deney tüpünün içerisine alınır.

Üzerine pastör pipeti yardımıyla 2 ml biüret ayıracı eklenir ve iyice çalkalanır.

Tüp sabit bir yere konularak, 30 dakika çökmesi beklenir.

Çökme işlemi sonrası üst taraftaki sıvı kısım pastör pipeti yardımıyla başka bir tüpe alınır.

Bu sıvı kısım üzerine 4 ml biüret ayıracı pastör pipeti yardımıyla eklenir ve çalkalanır.

Tüp sabit bir yerde hareket ettirilmeden 15 dakika bekletilir.

Renk değişimi gözlenir.

Kontrol amacıyla boş tüp içerisine bir miktar su koyulur.

Üzerine pastör pipeti yardımıyla 4 ml biüret ayıracı ilave edilir ve hareket ettirilmeden 15
dakika bekletilir.

Renk değişimi gözlenir.
j) Deney Sonuçları
Renk
Mısır örneği
Açık mor
Su
Renk değişimi yok
Mısır bitkisinin fiziksel ve kimyasal parçalanması sonrası açığa çıkan proteinler sebebiyle renk
değişimi gözlenirken, su içerisinde protein bulunmamasından dolayı renk değişimi
gözlenmemiştir.
k) Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları
1. Proteinlerin karakteristik üç boyutlu yapılarının oluşumundan; primer, sekonder, tersiyer ve
kuarterner olarak adlandırılan yapılar sorumludur. Bir proteinin temel işlevini belirleyen esas
yapı ise, amino asitlerin peptit bağlarıyla biraraya gelmesiyle karakterize olan primer yapıdır.
2. Üçüncül yapıda hakim olan etkileşimler; zayıf hidrojen bağları, kovalent bağlar, tuz bağları,
iyonik bağları, Van der Walls etkileşimleridir.
l) Kaynaklar
 Biochemistry ;Fifth Edition; Jeremy M.Berg, John L.Tymoczko, Lubert Stryer.
 Biyokimya II; Prof. Hikmet Geçkil; Şubat 2012.
 Harper’ s Illustrated Biochemistry; Twenty-sixth edition; Robert K. Murray, Daryl K. Granner,
Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell.
 Lehninger Principles of Biochemistry; Fifth edition; David L. Nelson, Michael M. Cox.
Ad-Soyad:
Öğrenci Kılavuzu
Tarih:
Canlı hücrede en çok bulunan makromoleküller olan proteinler, 20 standart amino asitin farklı sayı ve
konfigürasyonda bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. Proteinler sahip oldukları 3 boyutlu yapıları
sayesinde canlı organizmaların farklı bölgelerinde çeşitli görevlerde yer alabilirler. Hücre kütlesinin
%10-20’sini proteinler oluşturmaktadır. Yapılacak olan deneyde hücre içerisindeki protein varlığını
tespit edebilmek için nitel bir yöntem olan biüret ayıracı kullanılacaktır.
a) Genel Bilgi
1. Amino Asitler
Amino asitler proteinlerin temel yapısal alt üniteleridir.
Protein yapısında bulunan 20 amino asitin hepsi ortak bir
yapıya sahiptir (aynı karbona bağlı bir karboksil (-COOH) ve
amino (NH2) grubu) (Şekil 1). R gruplarındaki farklılıklar, ortak
yapısal iskeleti paylaşan amino asitlerin değişik yapıya, farklı
elektrik yüküne ve suda değişik oranlarda çözünürlüğe sahip
olmasını sağlar.
Proteinlerin yapısında yer alan 20 temel (standart) amino asit, R gruplarının yapı ve özelliğine göre
sınıflandırılmaktadır(Şekil2).
Şekil 2. Standart amino asit çeşitleri
Amino asitlerin bazıları vücutta sentezlenebildiği halde bir kısmı doğal olarak sentezlenemez. Vücudun
sentezleyemediği ve besin yoluyla dışardan alınması zorunlu olan amino asitlere “esansiyel amino
asitler” veya “eksojen amino asitler” denir. Vücutta sentezlenebilen ve dışarıdan besinlerle alınması
zorunlu olmayanlara ise “esansiyel olmayan amino asitler” veya “endojen amino asitler” denir.
3. Proteinler
Proteinler canlı hücrede en çok bulunan makromoleküllerdir. Hücrenin tüm kısımlarında ve çeşitli
görevlerde binlerce farklı protein bulunabilir. Fonksiyonu ve biyolojik aktivitesi ne olursa olsun bütün
proteinler 20 standart amino asitten meydana gelmiştir. Protein yapısında bu amino asitlerin farklı sayı
ve dizilimde bulunmaları, bir protein zincirinin sayısız kombinasyonuna olanak tanımakta ve protein
çeşitliliğini sağlanmaktadır.
c) Proteinlerin Yapısı
Her proteinin karakteristik üç boyutlu doğal bir yapısı vardır. Üç boyutlu yapısı bozulmuş (denatüre
olmuş) bir protein biyolojik etkinliğini de kaybeder. Proteinlerin karakteristik üç boyutlu yapılarını
oluşumundan primer, sekonder, tersiyer ve kuarterner olarak adlandırılan yapılar sorumludur.
Primer Yapı
Amino asitlerin birbirine kovalent bağla (peptid) bağlandığı düz zincir yapısıdır. 2 amino asitin peptit
bağı ile bağlanması iledipeptit, 3 amino asitin birbiriyle bağlanmasıyla tripeptit, birkaç amino asitin
bağlanmasıyla oligopepetit, çok sayıda amino asitin bu şekilde bağlanmasıyla da polipeptitler oluşur
(Şekil 3).
Şekil 3. Dipeptit yapısı ve peptit bağı
Sekonder Yapı
Bir proteinin sekonder yapısı, polipeptit zincirlerinin bükülmeler ve katlanmalarla oluşturdukları özgün
yapısıdır. Bu bükülme ve katlanmalar, polipeptit zincirindeki amino asitlerin belirli bir düzende hidrojen
bağlarıyla bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. Zayıf hidrojen bağları bir polipeptit zincirinin içinde
oluştuğu gibi komşu polipeptit zincirleri arasında da oluşabilir. -heliks ve -pilili olmak üzere 2
sekonder yapı bulunmaktadır.
Üçüncül Yapı
İkinci yapıyı oluşturan alfa ve beta konfigürasyonlar üst üste katlanıp yumak şeklinde sarılarak elipsoid
bir yapı gösterirler. Oluşan bu yapı proteinlerin tersiyer yapısıdır. Bu durum ise ancak yan zincirlerin
reaksiyona girmesi ile mümkündür. Bu etkileşimler zayıf hidrojen bağları, kovalent bağlar, tuz bağları,
iyonik bağları, Van der Waals etkileşimleridir (Şekil 4).
Kuarterner Yapı
Primer, sekonder ve tersiyer yapıya sahip polipeptit zincirlerinin daha büyük yapılı agregatlar halinde
bir araya gelmesiyle oluşan yapıdır. Her proteinin kuarterner yapısı olmayabilir, fakat molekül ağırlığı
100.000 Da’un üzerinde olan bir protein genellikle kuarterner yapıya sahiptir. Bir proteinin kuarterner
yapısını oluşturan polipeptit zincirlerinin her birine alt birim veya monomer denir; bu monomerler,
hidrojen bağları, Van der Waals etkileşimleri ve iyon bağları etkisiyle polimerize olmuşlardır (Şekil 4).
Şekil 4. Proteinlerin 3 boyutlu yapısı
Öğrenci Kılavuzu
d) Proteinlerin Sınıflandırılması
Proteinler sahip oldukları 3 boyutları yapıları sayesinde vücudun farklı bölgelerinde çeşitli görevlerde
yer alabilirler. Proteinler yapılarına, kimyasal komposizyonlarına ve işlevsel özelliklerine göre 3 gruba
ayrılırlar (Şekil 5).
Şekil 5. Proteinlerin sınıflandırılması
b) Deney Süresince Uyulması Gereken Kurallar

Laboratuvar dersinde uyulması gereken genel kurallar dışında kit içerisinde bulunan kimyasal
malzemeler eldivensiz kullanılmamalıdır.

Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir müdahale olması durumunda
bulaşan bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır.

Kullanılan kimyasalların solunmamasına özen gösterilmeli, deneyin yapıldığı laboratuvar
havalandırılmalıdır.

Deneyler tamamlandıktan sonra verilen tablolara sonuçları yazılmalı ve üzerinde
tartışılmalıdır.

Deney sonu verilen sorular işlenen konuyu ve yapılan deneyi pekiştirici niteliktedir. Deney
tamamlandıktan sonra soruların çözülmesi ve cevaplarının tartışılması önerilmektedir.

Laboratuvar sorumlusu olmadan kit kullanılmamalıdır.
Öğrenci Kılavuzu
c) Deneyin Yapılışı

Falkon tüpü içerisine konulmuş toz halindeki 5 g mısır örneği üzerine 6 ml liziz solüsyonu 1
çözeltisi ve 6 ml liziz solüsyonu 2 çözeltilerinden pastör pipeti yardımıyla eklenerek iyice
karıştırılır (15 dakika).

Bu karışım sargı bezi kullanılarak küçük plastik kap içine süzülür.

Süzüntü deney tüpünün içerisine alınır.

Üzerine pastör pipeti yardımıyla 2 ml biüret ayıracı eklenir ve iyice çalkalanır.

Tüp sabit bir yere konularak ˷30 dakika çökmesi beklenir.

Çökme işlemi sonrası üst taraftaki sıvı kısım pastör pipeti yardımıyla başka bir tüpe alınır.

Bu sıvı kısım üzerine 4 ml biüret ayıracı pastör pipeti yardımıyla eklenir ve çalkalanır.

Tüp sabit bir yerde hareket ettirilmeden 15 dakika bekletilir.

Renk değişimi gözlenir.

Kontrol amacıyla boş tüp içerisine bir miktar su koyulur.

Üzerine pastör pipeti yardımıyla 4 ml biüret ayıracı ilave edilir ve hareket ettirilmeden 15
dakika bekletilir.

Renk değişimi gözlenir.
Mısır örneği
Su
Renk
d) Sorular
1. Proteinlerin karakteristik üç boyutlu yapılarını oluşumundan sorumlu olan yapılar nelerdir?
Proteinin temel işlevinin belirlendiği yapı hangisidir?
2. Üçüncül yapıda hakim olan bağ etkileşimleri nelerdir?