amino asitler
advertisement
AMİNO ASİTLER Aminoasitler proteinleri oluşturan temel yapı taşlarıdır. Aminoasitlerin kovalent bağlarla uç uca eklenmesiyle oluşturdukları kısa polimer zincirlere "peptid", uzun polimer zincirlere ise "polipeptid" veya “protein" ler denilir. Farklı amino asitler, 20 temel amino asitle oluşturulmuş polipeptidlerin daha sonra “farklılaşmaları” ile oluşur. Aminoasitlerin oluşturduğu bir polipeptid zinciri görülmektedir. •Amino Asitlerin Yapısı •Her amino asitin, bir karboksil ve bir de amino grubu vardır. Bu gruplar birbirlerinden αkarbon adı verilen tek bir C atomuyla ayrılırlar. •Amino asitlerin asimetrik merkezleri (asimetrik C atomları) vardır. COOH H2N – Cα – H R Amino asitlerin Genel Yapısı AMİNO ASİTLER COOH3N+ – Ca – H R Yapılarında: • Amino (-NH3+) grubu • Karboksil (-COO-) grubu ve • Yan zincir ( R ) taşıyan organik bileşiklerdir. a-Amino Asit (AA) (a-Amino karboksilik asitler) KİRAL - KARBON Kiral Karbon Atomu (kiralite merkezi) Birbirinden farklı 4 atom, atom grubu veya fonksiyonel grup bağlı karbon atomu Asimetrik karbon atomu (C) Besin maddesi olarak aminoasitler: •Proteinlerin yapısını oluşturan 20 amino asit arasında 10 tanesi temel amino asitler olarak adlandırılır. •Bu amino asitlerin insan vücudu tarafından ihtiyacı karşılayacak düzeyde sentezlenemedikleri için dışarıdan beslenme yoluyla alınmaları gereklidir. AMİNO ASİTLER • Proteinlerin temel yapısını oluştururlar. • Doğada : ~ 300 AA • Protein yapısında : Sadece 20 AA •Protein yapısına katılan tüm AA’ler : “a-AMİNO ASİTLER”dir. COOH H2N – Ca – H R a-Amino Asit (AA) a a-karbon atomu a-Karbon atomu taşıyan tüm AA lerde (Glisin dışında), en az bir tane C* vardır •Protein yapısındaki 19 standart AAKİRAL Glisin Kiral değil Yan zincir: H atomu • Glisin hariç (R=-H) tüm amino asitlerin α-C’nu asimetrik C’dur. • Çünkü her bir a.a. de α-C atomuna bağlı -H, -COOH, -NH2 olmak üzere dört farklı grup bağlıdır. COO- H3N+ – Cα – H H Glisin Örnek: ALANİN COO- COO- H– C –+NH3 H3N+– C – H CH3 CH3 AYNA Kiral karbon içeren organik bileşiğin ayna hayali kendisi ile üst üste ÇAKIŞMAZ. Amino asitlerin bazı Özellikleri •Tüm amino asitler optik bakımından aktiftir. •Amino asitler polarimetre cihazında ışığı sağa (+; dekstrorotator) ya da sola (-; levoratotor) çevirebilir. •Proteinlerden izole edilen amino asitler “+” ya da “–” olabilir. •Proteinlerde bunan tüm amino asitler L konfigürasyonu gösterirler. Temel aminoasitler Diğerleri İzolösin Alanin Lösin Asparagin Lisin Aspartatik asit Metiyonin Sistein Fenilalanin Glutamik asit Treonin Glutamin Triptofan Glisin Valin Prolin Arginin Serin Histidin Tirozin Optik Aktivite: Polarize ışık düzleminin sağa veya sola yönlendirilmesi (+) D - Sağ – saat yönü (-) L – Sol - saat yönünün tersi Optik Aktivite Optikçe aktiflik D ve L izomerler polarize ışık düzlemini, birbirine eşit fakat zıt yönde çevirirler C içermeyen bileşikler: Optikçe aktif değillerdir. GLİSERALDEHİT( Referans birleşik ) (C içeren en küçük yapılı monosakkariddir.) L-Gliseraldehit D-Gliseraldehit D ve L Asimetrik karbon etrafındaki 4 Grubun konformasyonunu gösterir. Amino asitler, hem bir asidik (-COOH) hem de bir bazik gruba (NH2) sahip olduklarından, amfoter bileşiklerdir. Bunlar çözeltilerinde elektriksel yüklü moleküller halindedirler. Amino asitler, moleküllerinin net elektriksel yüklerinin sıfır olduğu pH’da (nötral pH’da) yani izoelektrik nokta pH’sında Zwitter iyon şeklinde veya diğer bir ifade ile iki kutuplu şekilde bulunurlar. Amino grubu karboksilik asitin asidik hidrojeni alıp, artı yüklü halde iken (-NH3+), karboksilik asit grubu da hidrojenini verdiği için eksi halde bulunur (-COO-). Dipolar AA Hem asit hem baz gibi davranabilen bileşikler } Hem pozitif hem negatif yük taşıyan amino asitler } } Zwitteriyon } } Amfoterik Asit ortamda Bazik ortamda Dipolar AA } BAZ ASİT AMİNO ASİTLER R:Yan zincirleri (a, , …): a-C’a bağlanma sırasına göre adlandırılırlar. AA ler, R’ye göre birbirlerinden farklılaşırlar. R grubunun -yapısı -büyüklüğü -elektrik yükü özellikleri AA lerin hidrofilik/hidrofobik (polar / nonpolar) özellik kazanmalarına neden olur. Sudaki çözünürlüklerini etkiler. AMİNO ASİTLERİN SINIFLANDIRILMASI •Protein yapısına giren amino asitler: Standart (primer, normal AA-20 tane) •Standart olmayan amino asitler: Modifiye amino asitler Protein yapısına girmeyenler Yapılarına göre de: Genelde R gruplarına göre; • Pozitif • Negatif • nötral polar • polar-olmayan STANDART AMİNO ASİTLER Besin değerlerine göre a.a ler (20 tane): •Esansiyel amino asitler: Vücudun sentezleyemediği ve besinlerle dışardan alınmaları zorunlu olan amino asitlerdir. (Temel AA ler) İzolösin, Lösin, Lisin, Metiyonin, Fenilalanin, Treonin, Triptofan, Valin, Histidin •Esansiyel olmayan amino asitler: Vücutta sentezlenebilen ve dışarıdan besinlerle alınması zorunlu olmayanlara denir. Alanin, Aspartik asit, Glutamik asit, Pirolin • Yarı Esansiyel amino asitler: Sistein, Glisin, Serin, Tirozin STANDART OLMAYAN AMİNO ASİTLER 1-Modifiye amino asitler •Protein yapısına girdikten sonra yapıları değişen standart AA lerdir. • Doğal olarak serbest halde bulunmazlar. 2-Protein yapısına girmeyenler • Organizmada çeşitli biyolojik Fonksiyonlara sahip olan AA’lerdir. Doğal D-amino asitler: • Protein yapısında bulunmazlar. • Bazı peptid yapılarında bulunurlar. - antibiyotikler - bakteri hücre duvarı Sentetik AAler } D – konfigürasyon STANDART AMİNO ASİTLERİN SINIFLANDIRILMASI Standart 20 amino asit Yan zincir (R) in özelliğine göre, farklı şekillerde sınıflandırılabilirler: • Polarite: hidrofobik / hidrofilik veya yüklü • Yük: pozitif veya negatif • Kimyasal özellik: fonksiyonel gruplar • Yapı: alifatik, aromatik veya heterohalkalı ALİFATİK ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER 1- Glisin 2-Alanin 3- Valin 4- Lösin 5- İzolösin 6-Prolin Düz zincirli Dallanmış zincirli Halkalı ALİFATİK ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER COOH H2N – C – H H GLİSİN ( a-Amino asetik asit) Tüm AA ler içinde en küçük ve çok yönlü olan Glisin, Protein yapısı içinde, nötr, alifatik, hidrofobik, polar olmayan, mono karboksilli veya mono amino grubu içeren bir AA dir. Protein yapılarının oluşmasında önemi büyüktür. COOH H2N – Ca – H CH3 ALANİN (a-Amino propiyonik asit) Protein yapısı içinde, Nötr, alifatik, hidrofobik, polar olmayan, mono karboksilli veya mono amino grubu içeren bir AA dir. ALİFATİK ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER COOH COOH H2N – Ca – H H2N – Ca – H COOH H – C – CH3 H2N – Ca – H CH CH3 CH3 VALİN (a-Amino izovalerik asit) CH2 CH2 CH CH3 CH3 CH3 İZOLÖSİN (a-Amino, -met LÖSİN (a-Amino izokaproik asit) valerik asit) Dallanmış zincirli amino asitler Valin, Lösin ve İzolösin: Protein yapısı içinde, Nötr, dallanmış zincirli, hidrofobik, polar olmayan, mono karboksilli veya mono amino grubu içeren AA lerdir. ALİFATİK ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER Glisin GlisinAlanin ValinLösinİzolösin sıralamasına göre Alanin Valin R grubu gittikçe büyüdüğünden, AAler daha çok hidrofobik özellik kazanır. Hidrofobik A.A. ler protein yapısı içerisinde, su ile Lösin temas etmeyecekleri bir ortamda Bulunurlar. İzolösin HALKALI AMİNO ASİTLER Prolin COOH Ca – H H2N CH2 H2C CH2 Yan zincirin N atomuyla kovalent bağ yaptığı halkalı yapıda bir amino asittir. Halkalı olmasına rağmen, alifatik özelliktedir. Nötr, hidrofobik, nonpolar, mono karboksilli veya mono amino grubu içeren AA dir. AROMATİK ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER COOH H2N – Ca – H CH 2 COOH H2N – Ca – H CH 2 COOH H2N – Ca – H CH 2 NH FENİLALANİN Aromatik OH TİROZİN Aromatik, -OH grubu içeren TRİPTOFAN Aromatik YAN ZİNCİRİNDE HİDROKSİL GRUBU TAŞIYAN AMİNO ASİTLER COOH COOH H2N – Ca – H H2N – Ca – H CH 2 OH SERİN -OH’lı, polar CH 2 - OH CH3 TREONİN -OH’lı, polar YAN ZİNCİRİNDE HİDROKSİL GRUBU TAŞIYAN AMİNO ASİTLER Serin ve Treonin • Zayıf polar özellik gösteren yan zincirleri nedeniyle, daha hidrofilik özelliktedirler. • Hidrojen bağı yaparlar. YAN ZİNCİRİNDE TİYOL GRUBU TAŞIYAN AMİNO ASİTLER COOH H2N – Ca – H CH 2 COOH H2N – Ca – H CH 2 CH 2 SH S – CH3 SİSTEİN METİYONİN S’lü, zayıf polar özellik, hidrofilik S’lü, nonpolar, alifatik tamamen hidrofobik özelliktedir. ASİDİK (NEGATİF YÜKLÜ) YAN ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER VE AMİDLERİ COOH H2N – Ca – H CH 2 COOH ASPARTİK ASİT Asidik, birden fazla –COOH içeren COOH H2N – Ca – H CH 2 H2N – C =O ASPARAGİN Polar, asidik, birden fazla –COOH içeren ASİDİK (NEGATİF YÜKLÜ) YAN ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER VE AMİDLERİ COOH H2N – Ca – H CH COOH H 2N – C a – H CH 2 CH2 COOH GLUTAMİK ASİT Asidik, birden fazla –COOH içeren 2 CH2 H2N – C=O GLUTAMİN polar ASİDİK YAN ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLERİN AMİDLERİ Asparagin ve Glutamin • Yan zincirlerinde yük taşımazlar. • Fakat amid grupları nedeniyle polar özellik gösterirler. ASİDİK YAN ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER Aspartik asit ve Glutamik asit • Sahip oldukları 2 -COOH grubu nedeniyle, pH 7.0’de net negatif yüke sahiptirler (Asidik amino asitler) Hidrofilik • Protein yapısında da negatif yüklü olarak bulunurlar. BAZİK ( POZİTİF YÜKLÜ ) YAN ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER COOH COOH H2N– Ca – H CH 2 H2N – Ca – H CH 2 CH N 2 CH N H 2 NH HİSTİDİN C = NH bazik, birden fazla –NH grubu içeren NH2 ARGİNİN bazik, birden fazla –NH grubu içeren COOH H 2N – C a – H CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH2 LİSİN bazik, birden fazla –NH grubu içeren BAZİK YAN ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER Histidin, Arginin ve Lisin: bazik Sahip oldukları 2.amino grubu nedeniyle pH 7.0’de net pozitif yüke sahiptirler (Bazik amino asitler) Hidrofilik • Protein yapısında da pozitif yüklü olarak bulunurlar Amino Asitlerin İyonizasyonu Amino Asitler, sulu çözeltilerinde iyonize olurlar. İyonize AAler, ortam pH’sına göre • Asidik • Bazik • Nötral özellik kazanırlar. • Nötral sulu ortamlarda COO COOH H2N – C – H R H3 R Non- iyonik form Net yük: 0 } Dipolar AA + N – C– H Asit ortamda Bazik ortamda Zwitteriyon form (dipolar iyon) Net yük: 0 } BAZ ASİT Dipolar Amino asit (zwitteriyon) • Asidik ortamda COOH3N+ – C – H COOH + R dipolar iyon net yük: 0 H+ H3N+ – C – H R diprotik iyon net yük: +1 Dipolar AA, asidik ortamda BAZ gibi davranır (proton alır) Dipolar Amino asit (zwitteriyon) • Bazik ortamda COO- H3N+– C – H COO- + OH - R dipolar iyon net yük: 0 H2N – C – H + H2O R anyonik iyon net yük: -1 Dipolar AA, bazik ortamda ASİT gibi davranır (proton verir) Amino Asitlerin Fiziksel Özellikleri Amino asitlerin, • Ortalama molekül ağırlığı: 110 g/mol • Oda sıcaklığında: Katı-kristal formda • Erime ve bozunma: 200 º C
