Aminoasit

AMİNOASİTLERİN TEMEL KİMYASAL YAPI VE ÖZELLİKLERİ

İÇERİK

• Aminoasitlerin kimyasal yapısı

• Sınıflandırılması

• Kimyasal reaksiyonları

• Ayırıcı teknikleri

AMİNOASİTLERİN YAPISI

• Doğada 300 den fazla aa.tarif edilmiştir.• Ancak 20 tanesi memelilerin proteinlerinin

yapısında yer alır.• Aa. Proteinlerin temel yapısal ünitesidir.• Aa. Proteinlerin yapısında belirli bir düzen

içinde bulunmaları proteinlerin üç boyutlu yapısını belirlemektedir.

• Proteinlerin yapısında bulunan 20 aa.in hepsi ortak bir yapıya sahiptir.

AMİNOASİTLERİN YAPISI

• Aa.lerde COOH grubuna en yakın C atomuna α,

• 2.sine β

• 3.süne γ

• 4.süne δ

• 5.sine ε C atomu denir.

• Aa lerde amino grubu α C bağlı olduğu için bütün aminoasitlere α aa.ler denilir.

AMİNOASİTLERİN YAPISI

• Glisin dışında tüm aa.lerin alfa karbon atomu asimetrik C atomudur.

• Asimetrik karbonu olan bileşiklerin en az iki adet biri diğerinin ayna görüntüsü olan farklı şekli bulunmaktadır.D ve L aaler olarak adlandırılır.

• Asimetrik C atomuna bağlı NH2 grubunun solda olması halinde L ,sağda olması halinde D ismini alırlar.

AMİNOASİTLERİN YAPISI

• Bu bileşikler birbirinin ayna hayali yani steroizomeridir.(optik izomer)

• Optik aktivitelerine göre polarize ışığı sağa çevirenlere (+) , sola çevirenlere (-) izomerler adı verilir.

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

• Aminoasitlerin yan gruplarının özellikleri proteinlerin biçim ve fonksiyonları bakımından önem taşımaktadır.

• Her bir aa.in R grubu o aa.özgün özelliklerini kazandırır.

• Bazı R gruplarında elektron yoğunluğu fazla-düşük olabilir.

fazla→aromatik halkalar düşük →alifatik zincirler

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

Bazı aa.de yüklü veya iyonlaşabilen Rgrupları bulunur.Bazı R grupları ya (-) yüklüdür →asidik aa (+) yüklüdür →bazik aaBazı R grupları doğrusal →valin halkalı →prolin küçük →glisin büyük →triptofan

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

• Bazı aa.lerin R grupları polar değildir.Bu yüzden hidrofobiktir

• Alanin• İzolösin• Lösn• Metionin• Fenilalnin• Prolin• Triptofan• Tirozin• valin

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

• Bazı aa.lerin R grupları polardır.Bu yüzden hidrofiliktir• Arginin• Asparagin• Aspartik asit• Sistein• Glutamik asit• Glutamin• Glisin• Histidin• Lizin• Serin• treonin

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

A) Non Polar Yan Zincirli Aminoasitler

• Bu aa.ler hidrojen yada iyonik bağlara katılmayan nonpolar bir yan zincir içeriler.

• Bu aa.lerin yan zincirleri hidrofobik etkileşimi uyarırlar(lipid benzeri özelliğe sahiptirler)

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

• GLİSİN• ALANİN• VALİN• LÖSİN• İZOLÖSİN• METYONİN• PROLİN• FENİLALANİN• TRİPTOFAN

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

B) Polar Yüksüz R Gruplu Aminoasitler• Su ile hidrojen bağları yapabilen fonksiyonel

grupları bulunmaktadır.• SERİN• TREONİN• TİROZİN• SİSTEİN• SELENOSİSTEİN• GLUTAMİN• ASPARAJİN

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

C) Asidik Yan Zicirli Aminoasitle• Bu aminoasitler proton vericisidirler• Nötral ph’da bu aa.ler yan zincirleri

tamamen iyonize olarak (-) yüklü bir (-COOH) grubu taşırlar

• Fizyolojik ph’da (-) yüklü olduklarını vurgulamak için ,

Aspartik asit→Aspartat Glutamik asit→Glutamat

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

D) Bazik Yan Zincirli Aminoasitler

• Bazik yan zincirli aa.ler proton alıcısıdır

• Lizin → protonlanmış 2. bir amino grubu

• Arjinin → protonlanmış guanidyum grubu

• Histidin → protonlanmış imidazol grubu

AMİNOASİTLERİN R GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

• E)Standart Olmayan Aminoasitler

• Prolin → hidroksipolin

• Glutamat → γ-karboksi glutamat

• Lizin kalıntıları → desmosin

• Serin → fosfoserin

• Treonin → fosfotreonin

• Trozin → fosfotrozin

Aminoasitlerin asit-baz ve tamponlama özellikleri

• Yan zincirlerin yapılarının , çözünürlüğü önemli ölçüde etkilediği kabul edilmektedir.

• Genel olarak aa.ler izoelektrik noktaların bulunduğu ph değerinde en az çözünme özelligine sahiptirler

• Bir aa. PI değerinden daha düşük bir PH değerinde olan bir çözeltide→ pozitif yüklü

daha büyük PH değerinde→ negatif yüklü

Aminoasitlerin asit-baz ve tamponlama özellikleri

• Sulu çözeltilerde aa.lerin• Karboksil grupları → zayıf asidik• Amino grupları → zayıf bazik etkilidir.• Ayrıca her asidik ve bazik aa.in yan

zincirinde iyonize olabilen bir grup bulunmaktadır.bu yüzden hem serbest aa.ler hemde peptit yapısında yer alan bazı aa.ler potansiyel tamponlar olarak davranabilirler.

Aminoasitlerin asit-baz ve tamponlama özellikleri

• Alanin titrasyonu:monoamino ,monokarboksilik aa.olan alanini ele alalım

• Düşük PH da bu grupların her ikiside protonlanır

• Çözeltinin PH arttırıldıkça , -COOH grubu ortama bir proton verir

• Bu PHdeğerinde aa.net yükü ‘0’ dır, dipolar formdadır yani bir elektiriki alana doğru hareket etmez

Aminoasitlerin asit-baz ve tamponlama özellikleri

• Bu karakteristik Ph derecesine izoelektirik Ph yada izoelektirik nokta denilmektedir.

• Aa.lerin bu formu zwitterion olarakta adlandırılmaktadır.

• Bu özelliğe sahip bileşiklere amfoterik bileşikler denir

Aminoasitlerin asit-baz ve tamponlama özellikleri

• Bu izoelektrik Ph noktasında Ph biraz daha arttırılırsa alanin ikinci titre edilebilen grubu olan amino grubundan bir proton serbestleşir

• Böylece çift iyonlu alanin aa.çözündüğü zaman hem asit gibi davranarak proton vermekte hemde baz gibi davranarak proton almaktadır.

+H3N C COOH

CH3

H

+H3N C COO-

H

CH3

H2N C COO-

H

CH3

OH- H2O OH- H2O

H+ H+

FORM 1 FORM 2 FORM 3

Asidik çözeltide alanin

Nötral çözeltide alanin

Bazik çözeltide alanin

Net yük=+1 Net yük=0 Net yük=-1

pK1=2.3 pK2=9.1

PI=2.3+9.1

2

Aminoasitlerin asit-baz ve tamponlama özellikleri

• Sadece iki tane dissosiye olabilen hidrojeni olan alanin gibi bir aa. İçin;

• PI=

• PI, eşit miktarda form 1 ve form 3 ün bulunduğu Ph’a karşılık gelir.

PK1+PK2

2

Aminoasitlerin asit-baz ve tamponlama özellikleri

• Monoamino – monokarboksilli aa.ler zayıf bazdırlar ve fizyolojik Ph da (7.4) önemli derecede tampon yapma özelliğine sahip değildirler, histidin istisnadır

• Histidinin imidazol grubu kuvvetli tampon yapma özelliğine sahiptir

• Bu sayede Hb’e fizyolojik Ph’da kuvvetli tampon yapma özelliği kazandırırlar,O2 ve CO2 de bu sayede daha kolay taşınırlar.

AMİNOASİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

• Bu reaksiyonları bilmek;

1)protein yapısındaki aa. sıralamasını tayin etmek

2)protein yapısındaki özgül biyolojik fonksiyonları olan aa. tayin emek için

3)aa. kimyasal modifikasyona uğratarak proteinlerin biyokimyasal aktivitesini ve diğer özelliklerini değiştirmek

4)proteinlerin kimyasal olarak sentezini sağlamak

AMİNOASİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

• COOH Grubu Reaksiyonları:

• Alkoller, amidler, asit klor bileşikleri ile organik reaksiyonlara girerler

• Aa.ler esterleştirilerek fraksiyonel distilasyona tabi tutulurlar ve birbirlerinden ayrılırlar.

AMİNOASİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

• COOH Grubu Reaksiyonları:

• Bir diğer reaksiyon proteinlerin C-terminal aa.lerinin tayininde kullanılmaktadır

• Polipeptit susuz ortamda lityum borohidrit ile muamele edilir.

AMİNOASİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

• NH2 Grubu Reaksiyonları

• Ninhidrin reaksiyonu:ninhidrin aa.leri oksidatif olarak dekarboksile ederek NH3, CO2 ve ana aa.den bir C atomu daha az bulunan bir aldehit mg.

• Ninhidrin serbest NH3 ile reaksiyon vererek maksimum 570 nm.de ışığı absorbe ederek mavi renkli kompleks mg.

AMİNOASİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

• Bu reaksiyon aynı zamanında aa.lerin miktarını tayin etmede kullanılmaktadır.Aa. İçeren solüsyon ninhidrin ile ısıtılacak olursa CO2 ve NH3 açığa çıkar ve hidratin mg.sonra hidratin NH3 ile oksitlenerek mor pigment oluşur.Bu reaksiyonla bütün aa.ler peptitler ve proteinlerle morun çeşitli tonları mg.yalnız prolin ve hidroksiprolin sarı renk oluşumuna neden olur.

AMİNOASİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

• Ayrıca aa.lerin kağıt kromotografisinde gösterilebilmeleri ve exc.kromotografisinden sonra tayin edilebilmeleri genellikle ninhidrin reaksiyonu ile olmaktadır.

AMİNOASİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

• YAN GRUPLARIN REKSİYONLARI

• Sisteinin sülfidril grubu,

• Arjininin guanidyum grubu,

• Histidinin imidazol grubu özel ayıraçlarla özgül reaksiyonlar veren gruplara örnek gösterilebilir.