Prof. Dr. Kader KÖSE

Prof. Dr. Kader KÖSE

PEPTİDLER

PEPTİDLER

• Amino asitlerin -amino ve -karboksil gruplarının peptid bağları ile

birbirlerine bağlanmasıyla oluşurlar

Peptid Bağı

O ‖- C – N - H

Amid Bağı(kovalent bağ)

• Lineer amino asit polimerleri

R1

R2

R1

R2Karboksil

grup

Amino grup

Peptid Bağı

Peptid Bağı Oluşumu

H3N+ – CH – COO-

H

GLİSİN (Gly) ALANİN (Ala)H3N+ – CH – COO-

CH3

H3N+ – CH –

H

– CH – COO-

CH3 O ‖ C _ N H

H2Okondenzasyon reaksiyonu

Peptid Bağı

Peptid Bağı Oluşumu

Glisilalanin (Gly-Ala)

DİPEPTİD: GLİSİLALANİN

Glisin Alanin

N-terminal

C-terminal

Peptid bağı

su

Amid grubu düzlemi

Glisilalanin

PEPTİDLER, peptid bağı sayısına göre değil, AA sayısına göre sınıflandırılırlar

polipeptid n-1n

pentapeptid 45tetrapeptid 34tripeptid 23dipeptid 12PeptidBağ sayısıAA sayısı

Peptidlerin Sınıflandırılması

OLİGOPEPTİD: Birkaç AA(AA sayısı 10)

POLİPEPTİD:Birçok AA(AA sayısı 10 - 12)

PROTEİN: AA sayısı 40 (mol.Ağ: ~5000)

Proteinler bir ya da daha çok polipeptid zincirinden oluşabilirler

Peptidlerin Sınıflandırılması

Peptidlerin ÖzellikleriAmino-terminalN-terminal (sol)

O

C – NH - CH -COO-

CH3

HCOH CH2 O

H3N+CH – C – NH – CH -

(CH3)2

CH

CH2

Karboksi-terminal C-terminal (sağ)

Tripeptid: Fenilalanil – lösil - treonin (Phe-Leu-Thr)

Rezidü (amino asit artığı): Peptid/protein yapısına katılan amino asit

Adlandırma: N-terminal(1) C-terminal(n)

Tetrapeptid: Alanil-tirozil-Aspartil-Glisin (Ala-Tyr-Asp-Gly)

Peptidlerin Özellikleri

Amino-terminal N-terminal

Karboksi-terminal C-terminal

Fizyolojik pH’da, • Peptid (amid) bağı: yüksüz • Peptidler: yüklü

Peptidlerin İyonizasyon Davranışları

Peptid bağını oluşturan amino ve karboksil grupları, peptidlerin asit-baz özelliklerine

katkıda bulunamazlar

Peptidlerin asit-baz özelliği: -Amino ve karboksi terminaller -İyonize yan zincirlerin sayısı ve cinsi

• N-terminal +NH3 grupları, türedikleri amino asidin amino grubuna göre, daha güçlü asittir (pK )

Peptidlerde N- ve C-terminal gruplar, aynı -karbon atomu üzerinde bulunmadıkları için:

• C-terminal COO- grupları, türedikleri amino asidin karboksil grubuna göre, daha zayıf asittir (pK )

Anyonik form (-1)

10

İzoelektrik form ( 0 )

pI

Katyonik form (+1) 3

İyonizasyonAlanilalanin pH

H3N+ – CH –

CH3

- CH –COOH

CH3 O ‖ C _ N H

H3N+ – CH –

CH3

- CH – COO-

CH3 O ‖ C _ N H

HN2 – CH –

CH3

- CH – COO-

CH3 O ‖ C _ N H

Noniyonize yan zincir taşıyan peptidlerinİyonizasyon şekilleri

İyonize yan zincir taşıyan peptidlerin İyonizasyonu

CH – COOH

CH2SH O – C – N – H

CH3 O H3N+CH – C – N – CH H

COOH

(CH2)2

+NH3

(CH2)4

O – C – N – CH H

Alanil - glutamil - lizil - sistein

0 7.4

- 3 10

+2 3Net yük pH

O

C

H

N

O

C

H

N

-

+Rezonans yapıları

Peptid bağının çift bağ karakteri

Kısmi çift bağ karakterine sahip olan peptid bağı düzlemseldir

CC

NC

O

H

CC

NC

OH

H

Peptid bağı ve -C atomları aynı düzlemde bulunur

CC

NC

O

H

Peptid bağının düzlemsel karakteri

Peptid bağları nedeniyle, polipeptid

zincirin 2/3’ ü sabit bir düzlem içinde

tutulur Yarı-katı (sert) yapı

Protein yapısının düzenlenmesi

Peptid bağının düzlemsel karakteri

Peptid bağının kısmi çift bağ karakteri Bağ açıları ve uzunluklar

CC N

CO

H C

C N C

O H

Düzlemsel (hareketsiz) peptid bağının etrafındaki atom grupları cis/trans izomerizm gösterirler,

Trans (Tercih edilen konfigürasyon)

Cis(x-pro sıralanışı)

Komşu -C atomları arasındaki uzaklık: 0.3 nm

Peptid bağı düzlemi hareketsiz olmasına rağmen, - karbon etrafındaki rotasyon polipeptid

zincirine esneklik kazandırır

-karbon Amid düzlemi

Amid düzlemi

Alfa - Karbon Etrafında Rotasyon

Protein iskeleti boyunca rotastonu sağlayan bağlar

Peptid/Protein Serbest Amino Asitler6 M HCl

110°C, 24 h

Peptidlerin Kimyasal Reaksiyonları

• Asit / Baz Hidrolizi

AA1 AA2

Peptid bağı hidrolizi, proteinlerin AA dizisinin belirlenmesi için gerekli bir

basamaktır

• Enzim Hidrolizi: Proteazlar

-Endoproteazlar

Tripsin, Kimotripsin, pepsin

-Ekzoproteazlar

Aminopeptidaz, Karboksipeptidaz

-Papain (in vitro şartlar)

Peptidlerin Kimyasal Reaksiyonları

Fizyolojik Olarak Aktif Peptidler

Peptid AA sayısı AA DizisiKarnozin dipeptid Histidil-ß-alaninAnserin dipeptid Metilhistidil-ß-alanin

Glutatyon (GSH)

tripeptid -Glutamil-sisteinil-glisin

Bradikinin nanopeptid

Kallidin(Lizil-bradikinin)

dekapeptid

Kas yapısı

Plazma proteinlerinin hidrolizi ile açığa çıkarlar

-Düz kasları gevşetir -Antienflamatuvar

GLUTATYON

-Glutamil – sisteinil - glisin

GSH

PEPTİD YAPILI HORMONLAR

HORMON PEPTİD AA SayısıTRH Tripeptid 3 AA

Enkefalinler Pentapeptid 5 AA

Glukagon Polipeptid 29 AA

ACTH Polipeptid 39 AA

İnsülin Polipeptid A zinciri: 21 AA

B zinciri: 30 AA

Dipeptid: Aspartam (Suni tatlandırıcı)

Aspartil-fenilalanin metil ester(Asp – Phe - OCH3)

SENTETİK PEPTİDLER

H3N-CH-C-NH-CH-C-OCH3

O O

CH2

COO -

CH2-

+

Polipeptid: Farmakolojik preparatlar - Antibiyotikler - Antitümör ajanlar - Bazı hormonlar(İnsülin)

(amino asitlerin D-enantiomeri)

PROTEİNPROTEİNLERLERPROTEİNPROTEİNLERLER

PROTEİNPROTEİNLERLERPROTEİNPROTEİNLERLEROrganizmada en yüksek oranda bulunan

makromoleküller% 70 su

% 15 protein% 15 diğer

Total hücre ağırlığı

Amino asitlerin lineer polimerleri

Farklı Cins Sayı

sıralanma

(n tane) 20 St AA PROTEİN

Standart AAlerin peptid bağı aracılığıyla lineer dizilişi Birbirinden farklı cok

sayıda peptid zincirleri

Dipeptid: AA1 AA2

20 x 20

Protein (100 AA)

400 farklı molekül

Tripeptid: AA1 AA2 AA3

20 x 20 x 20

Evrendeki total atom sayısı

8000 farklı molekül

.

PROTEİNPROTEİNLERLER PROTEİNPROTEİNLERLER

Sınırsız sayıda farklı

protein yapılarıAA sekansı: 20n

AA sayısı: n

H2N ()nCOOH

Amino asitler

lineer polimerler:

PROTEİNPROTEİNLERLER PROTEİNPROTEİNLERLER

3 boyutlu yapı, lineer polimerlerin çok farklı şekillerde katlanması ve kıvrılmasıyla oluşur

Her proteinin spesifik bir

fonksiyonu vardır

Biyolojik fonksiyonlar,3 boyutlu yapıya

bağlıdır

H2N ()nCOOH (lineer polimer)

(polipeptid zincir)

•Kompleks•Molekül ağırlığı büyük•Birden çok polipeptid zincir içerebilir•Nitrojen miktarı (amino asitlerinNH2 grupları) sabit (Proteinin%17’si)

3 boyutlu protein yapıları

ProteinMolekül Ağ

AA sayısı

Zincir sayısı

İnsülin 5700 51 2Miyoglobin 16 890 153 1Albümin 66 000 550 1

glutamat dehidrojenaz

(GDH) 1 000 000 8300 40

Bazı Protein Yapıları

AAlerin ortalama mol ağ : 128 Peptid bağı için su çıkışı : 18 Protein - AA mol ağ: 110

Protein yapısına katılan AAlerinOrtalama Molekül Ağırlığı

H2O mw:18

protein AA sayısı = protein mol Ağırlığı 110

-Şekil -Yapı

-Çözünürlük

-Biyolojik fonksiyon

Sınıflandırmada kullanılan özellikler

ProteinProteinlerin Sınıflandırılmasılerin Sınıflandırılması ProteinProteinlerin Sınıflandırılmasılerin Sınıflandırılması

Proteinler,eksen oranları(uzunluğun genişliğe oranı)’na göre,2 grubu ayrılırlar:

•Globuler proteinler: Eksen oranı 10 ; genelde: 3-4

• Fibröz Proteinler:Eksen oranı 10

ProteinProteinlerin Şeklilerin ŞekliProteinProteinlerin Şeklilerin Şekli

Sıkıca katlanmış helezon şeklinde polipeptid zincirlerden oluşur

Örnek: Albumin, Miyoglobin(Proteinlerin büyük kısmı, bu

gruptadır)

Globüler proteinler:

•Spiral veya heliks şeklinde kıvrılmış,(kovalent ve H

bağlarıyla çapraz bağlanmış) zincirlerden oluşurlar

• Bitkilerde bulunmazlar.Örnek: Bağ dokusu proteinleri: Kollajen, Elastin, Keratin Miyozin: Kas proteini Fibrinojen:pıhtılaşma proteini

Fibröz Proteinler:

Proteolitik

enzimlere

karşı dirençlidir

Kollajen:Birbirine sarılmış 3 polipeptid zinciri (üçlü heliks)’nden oluşur

Memelilerde total proteinin %30’unu teşkil eder

Gly,Ala,Pro,Lys’den zengindir

A

B

C

Proteinler yapılarına göre, 3 grupta toplanırlar

• Basit proteinler

• Konjuge proteinler

• Türev proteinler

Proteinlerin YapısıProteinlerin Yapısı

Basit proteinler Hidroliz edildiklerinde sadece L--

amino asitleri veren,saf proteinler

Ör: AlbüminTürev proteinler Isıtma, hidroliz, asidifikasyon, vb işlemlerle modifiye olan proteinler Ör: bazı pepton ve peptidler

Konjuge proteinler L--amino asitlerin yanı sıra,başka kimyasal grupları (prostetik grup)da içerirler

•Glikoproteinler: protein + COH grup

Karbohidrat(oligosakkarit) ünitelerini içerirler Örnek: membran proteinleri plazma proteinleri(globulinler),

•Nükleoproteinler:: protein+nükleik asit (histonlar) (DNA,RNA)

•Lipoproteinler: protein + lipidProtein:Apo(lipo)protein (Apo A,B,C...)Lipid:Kolesterol,fosfolipid, gliseridÖrnek:Plazma Lp.leri ( HDL,LDL,VLDL)

•Fosfoproteinler: Fosfatlarla ester yapmış AAleri içeren proteinler

örnek: Kazein-süt Vitellin-yumurta sarısı)

Konjuge proteinler

•Hemoproteinler:protein+hem (ferroporfirin)

Ör:hemoglobin,miyoglobin,katalaz

•Metalloproteinler: protein + metal Cu- seruloplazmin Fe-transferrin, ferritin Ca-kalmodulin Zn-karbonik anhidraz

Konjuge proteinler

Proteinler ÇözünürlükFibröz

Globüler Albüminler Su ve tuz çözeltileriGlobulinler Su: sınırlı çözünürlük

Dilüe tuz çözeltileri Doymuş tuz çözeltileri: (Salting-out)

Histonlar Su ve tuz çözeltileri

Proteinlerin ÇözünürlüğüProteinlerin Çözünürlüğü

Enzimler: Metabolizmayı düzenleyen ve etkileyen globuler proteinler( geniş bir protein sınıfı) Biyokimyasal reaksiyonları katalizlerler Substrat spesifiteleri vardır. .... az şeklinde adlandırılır Eksiklikleri pek çok metabolik hastalıkla sonuçlanır

Proteinlerin Biyolojik FonksiyonuProteinlerin Biyolojik Fonksiyonu


Düzenleyici proteinler: Fizyolojik aktivitenin düzenlenmesinden sorumludurlar

Ör:Hormonlar (insülin eksiklliği diabet)

G-proteinler Hücre içi haberleşme

Yapısal proteinler:Kas, , bbağ dokusu proteinleri, membran proteinleri

Ör: Kollajen (tendon and ligamentlerde)

keratin (saç ve tırnakta)

Proteinlerin Biyolojik FonksiyonuProteinlerin Biyolojik FonksiyonuTransport proteinleri: Plazmada ve membranlarda spesifik maddelerin veya iyonların taşıyıcısıdırlar

Ör:Hb-O2, miyoglobin-O2

Lipoprotein-lipid, Transferrin-Fe Seruloplazmin-Cu, vbBesin ve Depo proteinler: Ovalbumin, laktalbumin, kazein, ferritin


Kontraktil proteinler: Kasılmayı ve

hareketi sağlayan proteinler

Ör:Miyozin - kalın filament

Aktin - İnce filament

Tübilin - membran iskeleti

Reseptörler:Hücre içi haberleşmede rol oynarlar Ör:adrenalin için ß-adrenerjik reseptorSavunma proteinleri: Ör:İmmünoglobülinler: Patojenlere karşı organizmayı korurlar

Fibrinojen: (Pıhtılaşma mekanizması)


Documents

Prof. Dr. Kader KÖSE