Amino Asitler, yapılarında hem amino grubu −NH
Download 118.16 Kb. Pdf ko'rish
|
|
Prof. Dr. Fidancı 1 Amino Asitler Amino asitler, yapılarında hem amino grubu (−NH 2 ) hem de karboksil grubu (−COOH) içeren bileşiklerdir. Prof. Dr. Fidancı 2 Fizyolojik pH’da, amino asitlerin amino grubu proton taşır ve pozitif yüklüdür; karboksil grubundan ise proton ayrılmıştır ve negatif yüklüdür. Prof. Dr. Fidancı 3 α β α γ β α R-CH-COOH R-CH-CH-COOH R-CH-CH
2 -CH
2 -COOH
NH 2 NH 2 NH 2 α-amino asit β-amino asit γ-amino asit • Amino asitlerin yapısında bir karbon atomunun dört valansına dört farklı grup bağlanmıştır. Bu gruplardan üçü (-COOH, -NH2 ve -H) değişmez. • Karbon atomunun 4. valansına bağlanan R grubu ise değişerek çeşitli amino asitlerin türemesini sağlar. • R grubuna amino asidin yan zinciri denir. Amino asitler, amino grubunun karboksil grubuna göre bulunduğu pozisyona bağlı olarak α- β- ve γ- amino asit şeklinde adlandırılırlar Prof. Dr. Fidancı 4 D-amino asit L-amino asit COOH
H 2 N – C – H R COOH
H – C – H 2 N R D- ve L-Amino Asitler • D ve L simgeleri amino asitlerin polarize ışığı sağa yada sola çevirdikleri anlamına gelmez, sadece D ve L-gliseraldehide benzerliklerine göre amino asitlerin D ve L serisine dahil olduklarına işaret eder. • Doğal olanları L-serilerdir ve canlı organizmalar daima L-amino asitleri kullanırlar. • Bitkisel ve hayvansal proteinlerin kuruluşuna sadece L-amino asitler katılırlar. • D-amino asitleri ise genellikle bakterilerin hücre duvarlarında bulunurlar (D-glutamik asit vb). • Bazı insekt larvalarından yada krizalitlerinden elde edilen D-alanin ve yer solucanından elde edilen D-serin diğer örnekleri oluştururlar
Prof. Dr. Fidancı 5 Standart Amino Asitler Nonstandart Amino Asitler Proteinlerin Yapısında Bulunmayan Amino Asitler Doğada 300 kadar farklı amino asit bulunmaktadır. Prof. Dr. Fidancı 6 Amino asit Kısaltma Amino asit Kısaltma Glisin
Gly G Treonin Thr T Alanin Ala A Sistein Cys C Valin Val V Metiyonin Met M Lösin Leu L Asparajin Asn N Đzolösin Ile I Glutamin Gln Q Prolin Pro P Aspartat Asp D Fenilalanin Phe F Glutamat Glu E Tirozin Tyr Y Lizin Lys K Triptofan Trp W Arjinin Arg R Serin Ser S Histidin His H
Standart Amino Asitler Protein yapısında yer alan 20 amino asit doğada yaygın olarak bulunur. Prof. Dr. Fidancı 7 Amino asitlerin standart amino asitler diye bilinen 20 tanesi, DNA tarafından kodlanan ve proteinleri oluşturan birimlerdir. Prof. Dr. Fidancı 8 Amino asitlerin sınıflandırılması Basit Dallanmış Kükürtlü Diasit
Glisin Alanin
Valin Lösin
Izolösin Sistein
Methionin Aspartik asit Glutamik asit Asparagin Glutamin Lizin
Arginin Histidin
Prolin Fenilalanin Tirozin Triptofan Serin Threonin
ve amin türevleri Hidroksilli Bazik
Halka yapı Aromatik
Prof. Dr. Fidancı 9 Glisin Gly (G) Valin
Val (V) Alanin
Ala (A) Lösin
Leu (L) Prof. Dr. Fidancı 10 Izolösin Ile (I) Proline
Pro (P) Serin
Ser (S) Threonin
Thr (T) Prof. Dr. Fidancı 11 Asparajin Asn (N) Glutamin
Gln (Q) Sistein
Cys (C) Methionin Met (M)
Prof. Dr. Fidancı 12 Tirozin Tyr (Y ) Lizin Lys (K) Fenilalanin Phe (F) Triptofan Trp (W) Prof. Dr. Fidancı 13 Histidin His (H) Glutamat
Glu (E) Aspartat
Asp (D) Arginin
Arg (R) Prof. Dr. Fidancı 14 Proteinin yapısına giren prolin ve hidroksiprolin serbest amino grubu yerine α-karbon atomunda imino grubu taşır. Bu nedenle amino asit değil esasında imino asittirler. Pro Hyp
OH – CH Prof. Dr. Fidancı 15 Standart Amino Asitlerin Sınıflandırılması Amino asitler yan zincirlerine göre yük taşıyan (pozitif veya negatif yüklü), aromatik zincir taşıyan, alifatik zincir taşıyan amino asitler olarak sınıflandırılabilir. Nonpolar, alifatik R gruplu amino asitler Genellikle nonpolar, aromatik R gruplu amino asitler Polar, fakat yüksüz R gruplu amino asitler Negatif yüklü R gruplu amino asitler Pozitif yüklü R gruplu amino asitler Prof. Dr. Fidancı 16 onpolar R Gruplu Amino Asitler Glisin, alanin, valin, lösin, izolösin, alifatik yan zincirli; Metionin, kükürt içeren; Prolin, siklik; Fenilalanin ve triptofan aromatik yan zincirlidir.
Prof. Dr. Fidancı 17 Polar R Gruplu Amino asitler Asparajin ve glutamin, sırasıyla aspartik asit ve glutamik asidin amidi; Serin, treonin ve tirozin hidroksil gruplu; Sistein kükürt içeren amino asittir.
Prof. Dr. Fidancı 18 Sistein, sistin diye adlandırılan bir kovalent bağlanmış dimerik amino asit şekline okside olabilir. Sistinde iki sistein molekülü bir disülfit köprüsü vasıtasıyla birbirine bağlanmıştır. Prof. Dr. Fidancı 19 Sistindeki gibi disülfit köprüleri, birçok proteinde meydana gelir ve proteinin yapısını stabilize ederler. Prof. Dr. Fidancı 20 Asidik R Gruplu Amino Asitler Prof. Dr. Fidancı 21 Bazik R Gruplu Amino Asitler Prof. Dr. Fidancı 22
Prof. Dr. Fidancı 23 Standart Amino Asitlerin Özellikleri Glisinden (Gly, G) başka bütün standart amino asitlerde α-karbon atomu asimetriktir. Prof. Dr. Fidancı 24 Glisinden (Gly, G) başka bütün standart amino asitler optikçe aktif iki stereoizomere veya enantiyomere sahiptirler. Prof. Dr. Fidancı 25 Protein moleküllerindeki amino asitler, L-stereoizomerlerdir. D-amino asitler, yalnızca bakteriyel hücre duvarlarının küçük peptitlerinde ve bazı peptit antibiyotiklerde bulunurlar. Prof. Dr. Fidancı 26 Bir tek amino grubuna ve bir tek karboksil grubuna sahip standart amino asitler, nötral sulu çözeltilerden zwitterion olarak bilinen, tam olarak iyonlaşmış şekillerde kristalize edilebilirler. Prof. Dr. Fidancı 27 (-) Katot (+)
Anot Bir standart amino asit, kendisi için karakteristik olan izoelektrik nokta değerine eşit pH ortamında net elektrik yükü taşımaz. Bu nedenle bir elektrik alanında hareketsiz kalır. Prof. Dr. Fidancı 28 Bir amino asit, izoelektrik nokta değerinden yüksek pH ortamında bazik anyon şeklinde; izoelektrik nokta değerinden düşük pH ortamında asit katyon şeklinde bulunur.
Prof. Dr. Fidancı 29 Bir amino asit, izoelektrik nokta değerinden yüksek pH ortamında bazik anyon şeklinde bulunduğundan elektrik alanında anoda göçer. (-)
Katot (+)
Anot Prof. Dr. Fidancı 30 Bir amino asit, izoelektrik nokta değerinden düşük pH ortamında asit katyon şeklinde bulunduğundan elektrik alanında katoda göçer. (-)
Katot (+)
Anot Prof. Dr. Fidancı 31 Bir standart amino asit, hem proton donörü (asit) hem proton akseptörü (baz) olarak davranabilir. Standart amino asitler, amfoterik maddeler (amfoterik elektrolit veya amfolit)’tirler.
Prof. Dr. Fidancı 32 Đyonize olabilen bir yan zincir içermeyen bir amino asit titre edilirse iki adet pKa değeri gözlenir. Birinci değer (pKa 1 ) α-karboksil grubuna, ikinci değer (pKa 2 ) α-amino grubuna aittir. Prof. Dr. Fidancı 33 Amino asitler, hem karboksil grubu hem amino grubunun proton vermek üzere iyonlaşması nedeniyle, karakteristik titrasyon eğrileri verirler. Prof. Dr. Fidancı 34 Çözeltideki bir amino asit molekülü üzerinde net yükün sıfır olduğu pH değeri, izoelektrik nokta (pI) olarak adlandırılır. pI = (pKa 1 + pKa 2 )/2
Prof. Dr. Fidancı 35 Đyonize olabilen R gruplu amino asitlerin titrasyon eğrileri daha komplekstir. Prof. Dr. Fidancı 36
Prof. Dr. Fidancı 37 Bütün amino asitler infrared bölgedeki ışığı absorbe ederler. Prof. Dr. Fidancı 38 Tirozin ve triptofan, daha az derecede de fenilalanin, ultraviyole ışığı absorbe ederler. Prof. Dr. Fidancı 39 Proteinlerdeki amino asit kalıntılarının karekteristik NMR spektrumları vardır. Prof. Dr. Fidancı 40 Standart Amino Asitlerin Kimyasal Tepkimeleri Amino asitlerin amino grupları ile verdikleri tepkimeler Amino asitlerin karboksil grupları ile verdikleri tepkimeler Amino asitlerin amino ve karboksil gruplarının birlikte verdikleri tepkimeler Amino asitlerin R grupları ile verdikleri tepkimeler (renk tepkimeleri) Amino asitlerin tüm gruplarının katılımı ile verdikleri tepkime
Prof. Dr. Fidancı 41 Amino asitlerin amino grupları ile verdikleri reaksiyonlara dayanan tanımlama deneyleri: Van Slyke deneyi: Nitröz asitle azot gazı çıkışı Amino asitlerin amino ve karboksil gruplarının birlikte verdikleri reaksiyonlara dayanan tanımlama deneyleri: Ninhidrin deneyi: Ninhidrin ile mavi-menekşe renk Amino asitlerin renk reaksiyonlarına dayanan tanımlama deneyleri: Fenil halkası için Ksantoprotein deneyi: Konsantre nitrik asit ile ısıtma sonucu sarı renk Prof. Dr. Fidancı 42 Amino Asitlerin Amino Grupları ile Verdikleri Tepkimeler 1. Asitamid (peptit) oluşumu 2. Metillenme ile betainlerin oluşumu 3. Sanger tepkimesi 4. Van Slyke reaksiyonu 5. Sörensen titrasyonu 6. Aldehitlerle Schiff bazı oluşması 7. Deaminasyon ile α-keto asitlerin oluşması Prof. Dr. Fidancı 43 1 - Pepditler Bir amino asidin −NH 2 grubu ile bir başka amino asidin −COOH grubu arasından su çıkışıyla iki amino asit arasında peptit bağı oluşur ve böylece peptitler meydana gelir. Prof. Dr. Fidancı 44 Amino asitler zwitterion durumunda iken, −NH 3 + grubundaki 3 hidrojenin yerine −CH 3 grupları geçerek betainler oluşur. 2 - Metillenme ile betainlerin oluşumu Prof. Dr. Fidancı 45 Amino asitlerin amino grupları, 1-fluoro-2,4-dinitrobenzen ile açık sarı bir bileşik olan 2,4-dinitrofenilamino asit oluşturur. Bu tepkime Sanger tepkimesi olarak bilinir. 3 - Sanger tepkimesi
Prof. Dr. Fidancı 46 Amino asitler, nitröz asitle reaksiyona girerek azot gazı açığa çıkmasına neden olurlar. Bu tepkime Van Slyke reaksiyonu olarak bilinir. 4 - Van Slyke reaksiyonu Prof. Dr. Fidancı 47 Amino asitler, nötral veya hafif alkalik çözeltilerde formaldehit ile reaksiyona girerek mono- veya dimetilol türevleri meydana getirirler. Bu tepkime Sörensen titrasyonu olarak bilinir. 5 - Sörensen titrasyonu
Prof. Dr. Fidancı 48 Amino asitlerin aldehitlerle reaksiyonu sonucunda Schiff bazı (−N=CH−) oluşur. 6 - Aldehitlerle Schiff bazı oluşması Prof. Dr. Fidancı 49 Amino asitlerin deaminasyon ile α-keto asitler oluşur. 7 - Deaminasyon ile α-keto asitlerin oluşması Prof. Dr. Fidancı 50 Amino Asitlerin Karboksil Grupları ile Verdikleri Tepkimeler Asitamid (peptit) oluşturma Tuz oluşturma Amid oluşturma Ester oluşturma Dekarboksilasyon Prof. Dr. Fidancı 51 Amino asitlerin karboksil grubundan karbondioksit çıkmasıyla biyojen aminler oluşur. Histidinden histamin, Lizinden kadaverin, Ornitinden putressin, Tirozinden tiramin, Triptofandan triptamin oluşumu önemlidir
Prof. Dr. Fidancı 52 •Ninhidrin tepkimesi •Cu 2+ , Ni 2+ , Co
2+ gibi ağır metal katyonlarıyla kompleks tuzlar oluşması •Diketopiperazin türevleri ve polimerler oluşması Amino Asitlerin Amino ve Karboksil Gruplarının Birlikte Verdikleri Tepkimeler:
Prof. Dr. Fidancı 53 Ninhidrin çözeltisi ile kaynatılan bir α-amino asit, mavi-menekşe renkli bir kompleks verir. Prof. Dr. Fidancı 54 •Ksantoprotein tepkimesi aromatik halka •Millon tepkimesi fenil •Pauly tepkimesi fenil veya imidazol •Nitroprussiyat tepkimesi sülfhidril •Ehrlich tepkimesi indol •Kurşun sülfür oluşumu tepkimesi tiyol (−SH) veya disülfit (−S−S−) Amino Asitlerin R Grupları ile Verdikleri Tepkimeler (Renk Tepkimeleri):
Prof. Dr. Fidancı 55 Yapısında aromatik halka bulunan fenilalanin ve triptofan gibi amino asitler için karakteristiktir. Böyle bir amino asit veya protein çözeltisi üzerine konsantre nitrik asit ilave edildiğinde önce beyaz bir tortu, ısıtılırsa sarı bir renk meydana gelir. Daha sonra alkali ilave edilmesi halinde sarı renk koyu portakal sarısı veya turuncu diyebileceğimiz renge dönüşür. Ksantoprotein Tepkimesi Prof. Dr. Fidancı 56 Yapısında fenil grubu bulunan fenilalanin ve tirozin gibi amino asitler, eser miktarda nitröz asit içeren nitrik asitte çözülmüş cıva nitrat ile ısıtmakla kırmızı
renk verirler. Millon Tepkimesi Prof. Dr. Fidancı 57 Yapısında fenil ya da imidazol grubu bulunan fenilalanin, tirozin, histidin gibi amino asitler, alkali ortamlarda sulfanilik asit ve sodyum nitrit karışımı ile tepkimeye girerlerse kırmızı renk verirler. Pauly Tepkimesi Prof. Dr. Fidancı 58 itroprussiyat tepkimesi: Yapısında serbest sülfhidril grubu bulunan sistein gibi amino asitler, seyreltik amonyum hidroksitte çözülmüş sodyum nitroprussiyat ile kırmızı renk verirler. Ehrlich tepkimesi: Yapısında indol grubu bulunan triptofan gibi amino asitler, sülfürik asitte çözülmüş p- dimetilaminobenzaldehit ile reaksiyona sokulursa kırmızımsı pembe bir renk oluşur.
Prof. Dr. Fidancı 59 Kurşun sülfür oluşumu tepkimesi: Yapısında tiyol ( − SH)
veya disülfit ( − S − S − ) grubu bulunan amino asitler NaOH ile kaynatıldığında H 2 S veya Na 2 S oluşur; ortama kurşun asetat çözeltisi ilave edildiğinde siyah renkli PbS çöker.
Prof. Dr. Fidancı 60 Amino asitlerin amino grupları, karboksil grupları ve varsa −SH grupları, Cu 2+ , Co 2+ , Mn
2+ , Fe
2+ gibi birçok ağır metal iyonlarıyla kompleks kelatlar (şelatlar) oluştururlar. Amino Asitlerin Tüm Gruplarının Katılımı ile Verdikleri Tepkime
Prof. Dr. Fidancı 61 Amino asitlerin amino grupları ile verdikleri reaksiyonlara dayanan Van Slyke deneyi: Nitröz asitle azot gazı çıkışı Amino asitlerin amino ve karboksil gruplarının birlikte verdikleri reaksiyonlara dayanan Ninhidrin deneyi: Ninhidrin ile mavi-menekşe renk Amino asitlerin renk reaksiyonlarına dayanan Ksantoprotein deneyi: Konsantre nitrik asit ile ısıtma sonucu fenil halkasıyla sarı renk Amino Asitleri Tanımlama Deneyleri Prof. Dr. Fidancı 62 Nonstandart Amino Asitler Nonstandart amino asitler, bir standart amino asit bir protein yapısına girdikten sonra bir değişim reaksiyonu sonucu türemiş amino asitlerdir. •4-Hidroksiprolin •5-Hidroksilizin •6-N-metillizin •γ-karboksi glutamat •Desmozin •Selenosistein Prof. Dr. Fidancı 63 4-Hidroksiprolin: Prolin türevidir. Bitki hücre duvarı proteinlerinde ve bağ dokusunun fibröz proteini olan kollajende bulunur. 5-Hidroksilizin: Lizin türevidir. Kollajenin yapısında bulunur. Prof. Dr. Fidancı 64 6- -metillizin: Lizin türevidir. kasların kontraktil proteini olan miyozinde bulunur. γγγγ-karboksi glutamat: Glutamat türevidir. Pıhtılaşma faktörü protein olan protrombinde (Faktör II) ve Ca 2+ bağlayan diğer belli proteinlerde bulunur. Prof. Dr. Fidancı 65 Desmozin: Dört lizin kalıntısı içerir. fibröz protein olan elastinde bulunur. Selenosistein: Serinin oksijenden daha çok selenyum içeren türevidir. Glutatyon peroksidaz enziminde ve diğer birçok proteinde bulunur. Prof. Dr. Fidancı 66 GABA Proteinlerin yapısında bulunmayan fakat hücrede çok değişik biyolojik fonksiyonlara sahip amino asitler de vardır Prof. Dr. Fidancı 67 Proteinlerin yapısında bulunmayan amino asitler: α α α α-amino asitler: •Ornitin
•Sitrülin •Arjinino süksinik asit •Homosistein •Homoserin •Sistein sülfinik asit •Dihidroksifenilalanin (DOPA) •5-Hidroksi triptofan Amino grubu α α α
•β-alanin H 3 N + -CH 2 -CH
2 -COO
- •γ-aminobutirik asit (GABA) •Taurin •β-aminoizobutirik asit Prof. Dr. Fidancı 68
Prof. Dr. Fidancı 69 Esansiyel ve esansiyel olmayan amino asitler Esansiyel amino asitler: Vücutta sentezlenemezler, dışarıdan alınmaları zorunludur. valin, lösin, izolösin, treonin, metionin, fenilalanin, triptofan, lizin ve gelişmekte olanlarda arjinin ile histidin Esansiyel olmayan amino asitler: Vücutta glikoliz ve sitrat döngüsündeki ara ürünlerden sentezlenebilirler. glisin, alanin, serin, sistein, prolin, tirozin, glutamat, glutamin, aspartat, asparajin ve erişkinlerde arjinin ile histidin
Prof. Dr. Fidancı 70 Amino asitlerin hücre içindeki reaksiyonları Transaminasyon: Bir amino asidin amino grubunun bir keto aside taşınması (yeni amino asitler oluşur) Deaminasyon: Amino asitlerdeki amino grubunun amonyak şeklinde ayrılması (keto asitler oluşur) Amino asitlerden metil ve diğer 1 karbonlu birimlerin sağlanması (çeşitli bileşikler oluşur) Dekarboksilasyon: Amino asidin yapısındaki karboksil grubunun CO 2
aminler oluşur) Download 118.16 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|