1. Proteinler
advertisement
Proteinler Proteinlerin Önemi • Enzimler, çok az istisna dışında, protein yapısındadır. • Hormonlardan bir kısmı protein yapısındadır. • Kaslarda hareketi sağlayan aktin ve miyozin protein yapısındadır. • Kollajen proteini, kemikte, inorganik kristallerin depolanabileceği yapısal bir zemin oluşturur. • Hemoglobin proteini, kanda oksijeni taşır. • Bağışıklık sisteminde işlev gören immunglobulinler de protein yapısındadır. Amino Asitler • Amino asitler proteinlerin yapı taşlarıdır ve bütün proteinler bir ya da daha fazla amino asit zincirinden oluşur. • Doğada 300’den fazla amino asit tanımlanmış olmasına rağmen, sadece 20 tanesi DNA tarafından kodlanmaktadır. – Bu derste yalnızca bu 20 amino asitten bahsedilecektir! DNA tarafından kodlanan amino asitler Amino Asitlerin Yapısı • Amino asitler başlıca 3 kısımdan oluşur: karboksil grubu, amino grubu, yan zincir. • Prolin dışındaki amino asitlerin amino grubu primer amino grubu iken; prolinin amino grubu sekonder amino grubudur. • Primer amino grubu: (Amonyaktaki (NH3) bir hidrojenin yerine başka bir atom ya da grup girmiş) • Sekonder amino grubu: (NH3’teki iki hidrojenin yerine başka atom ya da grup girmiş) • Organik moleküllerde, fonksiyonel gruba bağlanan ilk karbon atomuna alfa karbon atomu (Cα) denir. • Amino asitlerde de karbonil (C=O) karbonuna bağlı olan ilk karbon atomu, alfa karbon atomu olarak isimlendirilir. • Fizyolojik pH’da (˜7.4), amino asitlerin karboksil grubu negatif yüklü (karboksilat iyonu: COO¯), amino grubu + ise pozitif yüklüdür (NH3 ). • Alfa karbon atomuna bağlı karboksil ve amino grupları ile hidrojen atomu, tüm amino asitler için ortaktır. • Bu nedenle amino asitleri birbirinden farklı kılan özellikler; onların yan zincirlerinden kaynaklanır. • Amino asitler, nonpolar ve polar yan zincirli amino asitler olmak üzere başlıca 2 sınıfa ayrılabilir. Polar yan zincirli amino asitler ise, yüksüz (nötral), negatif yüklü (asidik) ve pozitif yüklü (bazik) yan zincirli olmak üzere 3 alt sınıfa ayrılabilir. • Aromatisite: Dayanıklı özel halkasal yapı • Alkil: CnH2n+1 • Prolinin yan zinciri, siklik sekonder amindir. Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler • Bu amino asitlerin yan zincirleri proton alıp-vermez ve hidrojen veya iyon bağlarına katılmaz. • Bu yan zincirler hidrofobik etkileşimler dolayısıyla, lipit-benzeri bir özellik gösterir ve sulu ortamda genellikle proteinlerin iç kısımlarında bulunma eğiliminde olur. Eğer protein hücre membranı gibi hidrofobik bir çevrede lokalize ise, hidrofobik yan zincirler proteinin yüzeyinde bulunma eğiliminde olur. Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler • Glisin, en küçük/en basit yapılı amino asittir. Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler • Metil grubu: CH3 Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler Pirolidin halkası: Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler • Fenil + Alanin Fenil grubu: Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler Nonpolar Yan Zincirli Amino Asitler Polar-Yüksüz Yan Zincirli Amino Asitler • Bu amino asitlerin, fizyolojik pH’da net yükleri sıfırdır. • Serin, treonin ve tirozin, hidrojen bağı oluşumuna katılabilen bir hidroksil grubu içerir. – Hidrojen bağı: Elektronegatif bir atoma bağlı hidrojen ile, başka bir molekülün elektronegatif atomu arasında meydana gelen bağdır. Polar-Yüksüz Yan Zincirli Amino Asitler Polar-Yüksüz Yan Zincirli Amino Asitler Polar-Yüksüz Yan Zincirli Amino Asitler • Hidroksi-fenil-alanin Polar-Yüksüz Yan Zincirli Amino Asitler • -SH: sulfhidril (tiol) grubu (birçok enzimin aktif bölgesinin önemli bir komponenti) Polar-Yüksüz Yan Zincirli Amino Asitler • Sistein ve tirozinin yan zincirleri, alkali pH’da proton kaybedebilir. Disülfür Bağı • İki sisteinin sulfhidril grupları, disülfür bağı oluşturabilir. • Disülfür bağı ile bağlı iki sistein, sistin olarak adlandırılır. • Pek çok ekstrasellüler protein disülfür bağlarıyla stabilize edilir. • İnsan serum albumini, 585 amino asitlik tek bir polipeptit zincirinden oluşur ve 17 adet disülfür bağı ihtiva eder. Disülfür bağı yapımına katılmayan 1 adet sistein (yarım sistin) molekülü ile birlikte, insan serum albuminindeki toplam sistein rezidüsü sayısı 35’tir. Polar-Yüksüz Yan Zincirli Amino Asitler • Aspartata amid grubu eklenmesiyle oluşur. Polar-Yüksüz Yan Zincirli Amino Asitler • Glutamata amid grubu eklenmesiyle oluşur. Polar-Yüksüz Yan Zincirli Amino Asitler • Asparajin ve glutaminin yan zincirleri karbonil ve amid grubu ihtiva eder. Bu grupların her ikisi de hidrojen bağlarına katılabilir. Polar-Asidik Yan Zincirli Amino Asitler • Bu amino asitler fizyolojik pH’da negatif yüklü olurlar. Polar-Asidik Yan Zincirli Amino Asitler • Aspartik asit, yan zincirindeki hidrojen atomunu kaybettiğinde aspartat olarak adlandırılır. Bu isimlendirme bütün asitlerde benzerdir (hidrojenini attığında, sonu at olur ). Polar-Asidik Yan Zincirli Amino Asitler Polar-Bazik Yan Zincirli Amino Asitler • Fizyolojik pH’da lizin ve arjinin pozitif yüklü halde bulunur. • Histidin ise zayıf baz özelliğindedir. Serbest halde, fizyolojik pH’da genellikle yüksüzdür. Protein yapısına katıldığında ortamın pH’sına göre nötral ya da pozitif yüklü olabilir. Bu sayede tamponlama yapabilir. Fizyolojik pH'da en güçlü tampon özelliği gösteren amino asit histidindir. Polar-Bazik Yan Zincirli Amino Asitler İmidazol halkası içerir: Polar-Bazik Yan Zincirli Amino Asitler Polar-Bazik Yan Zincirli Amino Asitler Amino Asitlerin İsimlendirilmesinde Kullanılan Kısaltma ve Semboller • Her amino asit 3 harflik bir kısaltmaya ve tek harflik bir sembole sahiptir. • 3 harflik kısaltma genellikle amino asitin isminin ilk üç harfinden oluşur. • Tek harflik sembollerde ise belli kurallar söz konusudur. Amino Asitlerde İzomerizm • Eğer bir molekül veya iyon, ayna görüntüsü ile tam olarak örtüşmüyorsa, şiral molekül/iyon olarak adlandırılır. • Glisin hariç bütün amino asitler şiral özelliktedir. Glisin aşiraldir. • Birbirlerinin ayna görüntüsü olan iki moleküle enantiyomer denir. • Eğer amino asitlerin amino grubu Fisher projeksiyonunda sağda yer alıyorsa, amino asit sağ elli (D); solda yer alıyorsa sol elli (L) olarak adlandırılır. • Proteinlerde bulunan amino asitlerin tümü (bazı bakterilerin hücre duvarında yer alanlar hariç), Lkonfigürasyonundadır. Amino Asitlerin Asit-Baz Özellikleri • pH: Aköz/sulu bir çözeltide hidrojen iyonlarının (proton) konsantrasyonunun negatif logaritması “Power of Hydrogen (pH)” olarak adlandırılır. • pH = -log [H+] Kimyasal Denge • Tamamen iyonlaşmayan asitlere ve bazlara zayıf asit veya baz denir. • Yukarıdaki reaksiyonda zayıf asit, proton kaybederek konjuge baza dönüşmeye başlar. Bu sırada oluşan konjuge bazlar da, proton alarak yeniden zayıf asidi oluşturacaktır (iki yönlü reaksiyon). • Bir süre sonra dengeye ulaşılır ve her iki reaksiyonun hızları eşit hale gelir. • İleri yönlü reaksiyonun hızı: k1[HA] • Geriye doğru reaksiyonun hızı: k2[H+][A-] • Denge durumunda hızlar eşit olacaktır: k1[HA] = k2[H+][A-] • Bu durumda, hız sabitlerinin oranı asitin denge sabitini (Ka) verir: Ka = k1/k2 = [H+][A-]/[HA] • Daha büyük Ka daha güçlü asit anlamına gelir. Henderson-Hasselbalch Eşitliği • Çözeltinin pH’sı ile zayıf asidin (HA) ve onun konjuge bazının (A-) konsantrasyonu arasındaki ilişki, HendersonHasselbalch denklemi ile ifade edilir. Tamponlar • Asit ya da baz ilavesinin ardından pH değişimlerine direnç gösteren çözeltilere tampon çözelti adı verilir. • Tampon çözeltiler, zayıf bir asit ile onun konjuge bazının karıştırılmasıyla elde edilebilir (veya tam tersi). • Tampon çözeltiye asit ilave edildiğinde, konjuge baz protonları alarak zayıf aside dönüşecektir. Baz ilave edildiği takdirde ise, zayıf asit protonlarını vererek bazı nötralize etmeye çalışacaktır. • Maksimum tamponlama kapasitesi, pKa’ya eşit bir pH’da gerçekleşir ([HA] = [A-]). • Tampon çözeltinin pH değeri pKa değerinin 1 birim altında ya da 1 birim üzerinde olduğu durumlarda da, etkili bir tamponlama söz konusu olacaktır. Amino Asitlerin Asit-Baz Özellikleri • Proton (H+) verebilen maddelere asit; proton alabilen maddelere baz denir. • Amino asitlerin karboksil grupları asidik, amino grupları ise bazik özelliktedir. • Ayrıca, bazı amino asitler asidik ve bazik özellikte yan zincirler içerir. • Negatif ve pozitif yüklerinin toplamı sıfır (0) olan, izoelektrik formdaki nötral moleküle “zwitter iyon” denir. • Molekülün pozitif ve negatif yükünün toplamının sıfır olduğu pH derecesi ise izoelektrik nokta olarak adlandırılır. • Alaninin izoelektrik noktası = (pK1+pK2)/2 • Bu noktada, Form II baskın (Form I ve Form III eşit konsantrasyonda) Amino Asit pK1 pK2 pK3 pI Histidin 1.78 5.97 (imidazol) 8.97 7.47 Lizin 2.20 8.90 10.28 9.59 Arjinin 2.18 9.09 13.2 11.15 Aspartik asit 1.88 3.65 9.60 2.77 Glutamik asit 2.19 4.25 9.67 3.22 ÖNEMLİ ÖZET (ÖNEMLİ) • Glisin: En küçük amino asittir. Tek aşiral amino asittir. • Dallı zincirli amino asitler: valin, lösin, izolösin. • Kükürt (S) içeren amino asitler: metiyonin ve sistein. • Sistein, yan zincirinde tiol/sülfidril grubu (-SH) içerir. İki tiol grubu arasında disülfür bağı (-S-S-) oluşabilir. • Aromatik amino asitler: fenilalanin, tirozin, triptofan. • Hidroksilli amino asitler: Serin, treonin, tirozin. ÖZET (ÖNEMLİ) • Triptofan: İndol halkası içerir. Yan zinciri iki halkasal yapıdan oluşur. • Prolin: Sekonder amino grubuna sahip tek amino asit. Pirolidin halkası içerir. İmino asit yapısındadır. • Histidin: İmidazol halkası içerir. Yan zincirinin pK değeri (5.97) fizyolojik pH’ya (7.4) yakın olduğu için, fizyolojik pH’da en güçlü tampon. ÖZET (ÖNEMLİ) • Asidik yan zincirli amino asitler: aspartik asit, glutamik asit • Bazik yan zincirli amino asitler: arjinin, lizin, histidin. Proteinlerin Yapısı • Amino asitler, protein moleküllerini oluşturmak üzere birbirlerine peptit bağlarıyla bağlanır. • Protein molekülleri 3-boyutlu, kompleks bir yapıya sahiptir. Bu yapının özelliklerini daha iyi kavrayabilmek için, proteinler başlıca 4 hiyerarşik organizasyon seviyesine göre değerlendirilir: primer, sekonder, tersiyer, kuaterner. Proteinlerin Primer Yapısı • Proteini oluşturan amino asit dizisi (sekans), proteinin primer yapısı olarak adlandırılır. • Primer yapının oluşmasını sağlayan bağ; amino asitler arasında kurulan peptit bağıdır. • Peptit bağı, bir amino asidin α-karboksil grubu ile başka bir amino asidin α-amino grubunun amid bağı ile kovalent olarak (elektron paylaşımına dayalı) bağlanması ve bir molekül su açığa çıkması sonucu kurulur. Amid bağı: Prolinin peptit bağı oluşturması Peptit Bağının Özellikleri (ÖNEMLİ) • Kovalent bağ. Amid bağı. • Kısmi çift bağ: Tek bağa göre daha kısa. Serbest rotasyonu önler. – Bir C−N tek bağının uzunluğu 1,49 Ao (149 pm) ve bir C=N çift bağının uzunluğu 1,27 Ao(127 pm) olduğu halde peptit bağının uzunluğu 1,32 Ao (132 pm) kadardır. • Kısmi çift bağ özelliğine yol açan rezonans (mezomeri): • Rijit ve düzlemsel. – 6 atom (3C, O, N ve H atomları) düzlemseldir. – İki komşu düzlem ise aynı düzlemde olmaz Peptit Bağının Özellikleri (ÖNEMLİ) • Trans konfigürasyondadır. • Yüksüz ve polar özelliktedir. – Yüksüzdür; proton alıp vermez. – Polar özellikte olmasından ötürü, hidrojen bağlarının yapısına katılır. • Sıcaklık ve yüksek konsantrasyonlardaki üreye karşı dayanıklıdır. • Yıkılabilmesi için; yüksek sıcaklıkta, kuvvetli asit ve bazlara uzun süreyle muamele edilmesi gerekir. Peptit Bağının Özellikleri (ÖNEMLİ) • Bir amino asit dizisi yazılırken, serbest amino ucu (N-terminal) sola; serbest karboksil ucu (C-terminal) ise sağa gelecek şekilde yazılır ve amino asit sekansı soldan sağa doğru okunur: • Yazma ve Okuma: N-terminal C-terminal • Okuma sırasında, C-terminal amino asit hariç, diğer bütün amino asitler sonlarına –il eki alır. ? Valilglisilalanin Amino asitleri yan zincirlerinden tanıyıp peptit zincirlerini okuyabilmek ÖNEMLİ • Peptit bağlarıyla bağlanmış amino asitlerin oluşturduğu dizide, her bir amino asit komponenti, su molekülünün çıkmasının ardından amino asitlerden kalan parça anlamında “rezidü (kalıntı)” olarak adlandırılır. Proteinlerin Sekonder Yapısı • Primer yapıyı oluşturan amino asit dizisinde, amino asitlerin belli kurallara göre düzenlenmesi sonucu proteinlerin sekonder yapıları ortaya çıkar. • Proteinlerde sıklıkla karşılaşılan sekonder yapılar: α-heliks, β-tabaka (β-krmalı, β-sheet) ve β-kıvrım (β-bend veya β-turn). (ÖNEMLİ) α-heliks • Bir peptit bağının karbonil oksijeni ile 4 kalıntı yukarıdaki peptit bağının amid grubu arasında kurulan hidrojen bağları sonucu şekillenen spiral yapıdır. • Hidrojen bağları tek başlarına zayıf bağlardır ama çok sayıda hidrojen bağı α-heliks yapıyı stabilize edebilmektedir. • Bir alfa-heliksin her dönüşünde 3.6 amino asit bulunur. α-heliks’i bozan amino asitler • Prolin: imino grubu zincirde bir dönüşe yol açar. • Yüklü amino asitler (aspartat, glutamat, histidin, lizin, arjinin): iyonik bağ oluşturarak veya birbirlerini elektrostatik olarak iterek, düzenli helikal yapıyı bozar. • Triptofan: yan zinciri çok geniş yer kapladığı için. • Glisin: yan zinciri çok küçük olduğu için. • Valin ve izolösin: köke yakın yan zincir dallanmasından ötürü. Effect of a proline in an α-helix • Proline has been drawn in green and glycine and aspartate in yellow. • Single breaker amino acid may be tolerated in the helix; it takes a cluster of breakers as seen at the bend. β-tabaka (β-sheet) (β-kırmalı tabaka) (β-pleated sheet) • Aynı polipeptit zincirinin kendi içinde veya ayrı polipeptit zincirleri arasında meydana gelen, polipeptit omurgaya dik konumdaki hidrojen bağları ile oluşturulan sekonder yapıdır. • β-tabakaya katılan iki zincir parçası paralel veya anti-paralel olabilir. Antiparalel β-sheet Paralel β-sheet β-kıvrım (β-dönüş, β-bend veya β-turn) • Bir polipeptit zincirinin yönünü keskin bir şekilde değiştirerek, anti-paralel β-tabaka zincirleri arasındaki geçişi sağlar. • Genellikle protein molekülünün yüzeyinde yer alır. • Genellikle 4 amino asitten oluşur: – – – – genellikle bir tanesi prolin sıklıkla yüklü kalıntılar içerir genellikle glisin de bulunur Hidrojen (1. amino asidin C=O grubu ile 4. amino asidin N-H grubu arasında) ve iyonik bağların oluşumuyla stabilize edilir Süpersekonder Yapılar (Motifler) • Hücre membranında bulunan ve bir por (gözenek, kanal) oluşturarak çeşitli maddelerin difüzyonunu sağlayan porinler, beta-barrel yapılı proteinlerdir. Beta-Barrel Motifi *barrel: fıçı, varil Proteinlerin Tersiyer Yapısı • Bir ya da (genellikle) daha fazla sekonder yapının bir araya gelmesi ve amino asitlerin yan zincirleri arasındaki çeşitli etkileşimlerle polipeptit zincirinin kendine özgü üç boyutlu yapısını kazanması sonucu tersiyer yapı ortaya çıkar. • Tersiyer yapıda tek bir polipeptit zinciri söz konusudur. Zinciri oluşturan amino asitlerin türleri ve sıralaması, polipeptidin tersiyer yapısını belirler. • Birçok protein tersiyer yapıya sahiptir (tek bir polipeptit zincirinden oluşur). • Tersiyer yapı, yapısal ve fonsiyonel birimler olan bölgeler (domain) ihtiva eder. Zincirleri 200 amino asitten daha uzun olan proteinler, genellikle 2 veya daha fazla bölgeye sahiptir. • İnsan albumini, 585 amino asitten oluşur. Tersiyer Yapıyı Stabilize Eden Etkileşimler (ÖNEMLİ) • Disülfür bağları • Hidrofobik etkileşimler • Hidrojen bağları • İyonik etkileşimler (ÖNEMLİ) (ÖNEMLİ) Disülfür Bağları (ÖNEMLİ) • İki sistein rezidüsünün sülfidril (-SH) gruplarından oluşan kovalent bir bağdır. Sonuçta sistin rezidüsü oluşur. • Disülfür bağları proteinin üç boyutlu yapısını almasına katkıda bulunur ve proteini denatüre olmaktan korur. – Denatürasyon: Proteinin kuaterner, tersiyer ve sekonder yapısını kaybetmesi. Hidrofobik Etkileşimler (ÖNEMLİ) • Sulu ortamda, nonpolar yan zincirli amino asitler, polipeptit zincirinin iç kısmında lokalize olma eğilimindedir. • Eğer protein hücre membranı gibi hidrofobik bir çevrede lokalize ise, hidrofobik yan zincirler bu kez proteinin yüzeyinde bulunma eğiliminde olur. Hidrojen Bağları • Hidrojen bağı, elektronegatif bir atoma bağlı hidrojen ile, başka bir molekülün elektronegatif atomu arasında meydana gelen bağdır. (ÖNEMLİ) İyonik Etkileşimler (ÖNEMLİ) • Asidik yan zincirli amino asidin negatif yüklü karboksilat grubu (-COO-) ile, bazik yan zincirli amino asidin pozitif yüklü amino grubu (-NH3+) iyonik olarak etkileşebilir. Proteinlerin Katlanması • Proteinlerin nasıl katlanacağını belirleyen şey, onların primer yapısını oluşturan amino asitlerin türü ve sıralamasıdır. • Bununla birlikte, denatüre olan proteinlerin çoğunluğu, tekrar ilk hallerini alamamaktadır. Bunun muhtemelen iki sebebi vardır: – Proteinler, sentezlendikleri sırada, henüz uzun bir zincir halini almamışken katlanmaya başlar. Bu sayede, denatüre olmuş uzun bir zincirdekine göre, daha net bir katlanma planı söz konusu olur. – Yapılan bilimsel çalışmalar, katlanma sürecinde proteinlere refakat eden başka birtakım proteinlerin varlığını (şaperon) ortaya koymuştur. Proteinlerin Kuaterner Yapısı • Birden fazla polipeptit alt ünitesi (subunit) olan proteinlerde kuaterner yapı söz konusudur. • Kuaterner yapı, iki ya da daha fazla polipeptit zinciri içerir. Bu zincirler birbirleriyle nonkovalent bağlarla (hidrojen bağı, iyonik bağ, hidrofobik etkileşim) veya nadiren disülfür bağlarıyla bağlanır. Hemoglobin • The four polypeptide chains are bound to each other by salt bridges, hydrogen bonds, and the hydrophobic effect. İmmunglobulin Globüler ve Fibröz Proteinler • Globüler = küresel – Örnek: hemoproteinler • Fibröz = ipliksi – Örnek: kollajen ve elastin Hemoproteinler • Prostetik grup olarak hem grubu taşıyan proteinlere, hemoproteinler adı verilir. – Prostetik grup: Primer yapıda olmayıp, proteinlere sıkıcı bağlanarak onların işlev görmesini sağlayan non-protein grup. • Önemli hemoproteinlerde hem grubunun rolü: – sitokrom: elektron transferi – katalaz: hidrojen peroksidi parçalar – miyoglobin ve hemoglobin: oksijen taşır • miyo-globin: kasta ; hemo-globin: kanda (eritrositlerde) Hem • Hem = protoporfirin IX + Fe+2 • Demir, porfirin halkasının 4 azotuyla bağlanarak, hem molekülünün ortasında bulunur. • Hemin Fe+2’i, her biri, düzlemsel porfirin halkasının ayrı tarafında olan 2 bağ daha yapabilir. Miyoglobinin Yapısı (ÖNEMLİ) • Kas hücrelerinde bulunan miyoglobin, oksijenin taşınması ve depolanmasında görev alan bir proteindir. • 8 adet alfa-heliks içeren, tek bir polipeptit zincirinden oluşur. Non-polar amino asitler genellikle iç kısımda, yüklü amino asitler ise yüzeyde konumlanmıştır. • Hem grubu, iç kısımda non-polar amino asitlerin oluşturduğu bir yuvada yerleşmiştir; ancak bu bölgede 2 histidin rezidüsü dikkat çekici bir biçimde birer istisna olarak bu amino asitlerin arasında bulunur. • Proksimal histidin direkt olarak hemin demirine bağlanır (kovalent bağ). • Distal histidin ise direkt olarak hem grubuyla etkileşmez; ancak oksijen molekülünün demire (Fe+2) bağlanmasını stabilize etmeye yarar. Hemoglobinin Yapısı (ÖNEMLİ) • Akciğerlerden dokulara oksijen taşır. • Erişkin hemoglobini: 2α + 2β (tetramer). • 4 subünitenin her biri hem-bağlayıcı hidrofobik bir paket içerir. • Yapısal olarak 2 tane αβ dimerinden oluştuğu da söylenebilir: αβ1 ve αβ2. (ÖNEMLİ) • α ve β subüniteleri arasında kuvvetli hidrofobik etkileşimler söz konusudur: Hidrofobik yan zincirli amino asitler, bu subünitelerin merkezinde ve birbirleriyle etkileşimi sağlayan yüzeyde konumlanmıştır. • İki αβ subünitesi arasında ise zayıf polar bağlar (iyonik bağlar ve hidrojen bağları) vardır ve bunlar oksijenasyona bağlı olarak kolayca kopabilir ve böylece hemoglobin molekülünün gevşemesine izin verir. (ÖNEMLİ) *taut (tense): gergin Oksijenin Miyoglobin ve Hemoglobine Bağlanması • Miyoglobin 1 hem grubu molekülü bağlar. 1 oksijen • Hemoglobin 4 hem grubu molekülü bağlar. 4 oksijen • Oksijen-disosiasyon (ayrışma) eğrileri farklılık arz eder. – Miyoglobin için; hiperbolik – Hemoglobin için; sigmoidal • Tüm PO2 değerleri için, miyoglobinin oksijen affinitesi (ilgisi) daha fazladır. – Miyoglobin için P50:1 – Hemoglobin için P50:26 • Miyoglobin, düşük PO2’de hemoglobin tarafından salınan oksijeni bağlayacak özelliktedir. Allosterik Etkiler (ÖNEMLİ) • Allosterik: allos (başka) + sterik (site) • Miyoglobin üzerine etkileri yok. • Hemoglobinin bir bölgesi ile allosterik effektörlerin etkileşimi, hem grubunun oksijen bağlama ilgisini etkiler. Allosterik Etkiler (ÖNEMLİ) 1. Hem-hem etkileşimi 2. Proton (Bohr etkisi) 3. 2,3-bisfosfogliserat 4. CO2 1- Hem-hem etkileşimi (ÖNEMLİ) • Bir hem grubuna oksijen molekülünün bağlanması, aynı hemoglobin üzerindeki başka hem gruplarının oksijen affinitesini artırır. • Son oksijeni, ilk oksijene göre 300 kat daha fazla bir ilgiyle bağlar. 2- Bohr Etkisi (ÖNEMLİ) • PCO2 ve H+’nın artması (pH’nın azalması), hemoglobinin oksijen affinitesini azaltır; oksijen disosiasyon eğrisi sağa kayar. • Dokularda hemoglobinden oksijen salınımı için önemlidir. • Bohr etkisi, N-terminal amino asitler ve histidin rezidüleri ile ilgilidir. • Bu kısımların protonlanması, iyonik bağlara sebep olur ve bunlar da deoksiformu stabilize ederek oksijene ilgisini azaltır. 3- 2,3-Bisfosfogliserat (2,3-BPG) • 2,3-BPG, glikoliz yolundaki bir ara üründen sentezlenir. (ÖNEMLİ) • 2,3-BPG’nin deoksi-hemoglobine bağlanması taut formasyonu stabilize eder ve hemoglobinin oksijene ilgisini azaltır. • 2,3-BPG, deoksihemoglobin tetramerinin merkezinde, 2 β zinciri tarafından oluşturulan bir cebe bağlanır. Bu cep, 2,3BPG’nin negatif yüklü fosfat gruplarıyla iyonik bağlar oluşturan pozitif yüklü amino asitler taşımaktadır. 4- CO2 • CO2’nin bir kısmı, hemoglobinin yüksüz αamino gruplarına bağlı karbamat şeklinde taşınır. (ÖNEMLİ) • CO2’nin bağlanması deoksi- formu stabilize ederek hemoglobinin oksijene olan ilgisini azaltır. Hemoglobin-oksijen disosiasyon eğrisini sağa kaydıranlar (ÖNEMLİ) • Proton/hidrojen iyonu (H+) • pH azalması • CO2 • 2,3-bisfosfogliserat (2,3-BPG) • Sıcaklık Orak Hücreli Anemi • During the deoxygenation which follows the passage of RBCs in the microcirculation the Hb molecule undergoes a conformational change. • In HbS, replacement of the hydrophilic glutamic acid at position 6 in the β-globin chain by the hydrophobic valine residue makes that this last one establishes hydrophobic interactions with other hydrophobic residues on the β-globin chain of another deoxy-HbS molecule. • A polymer forms and lengthens in helical fibres which, grouped together, stiffen, and induce the characteristic SS-RBC shape change, classically in the shape of a sickle . Hemoglobin proteininde bulunan iki temel zincirden biri olan beta zincirinin DNA şifreleri • Amino asitlerin pKa değerleri Amino Asit Bulma Oyunları • http://www.newgrounds.com/portal/vie w/631652 • http://www.biology.arizona.edu/biochem istry/problem_sets/aa/aaid/id.html
