AMİNO ASİTLER AMİNO ASİTLER

Amino Asitler
Alanin
AMİNO ASİTLER
Prof Dr M KONUK,
KONUK Dr R Liman
Arjinin
• Proteinlerin temel yapıtaşıdır
• İstisnalar
İ
l haricinde;
h
d tüm proteinler
l 20 farklı
f kl
a.a. ten meydana gelir.
• Proteinlerin içerisinde farklı sayıda ve dizide
bulunan amino asitler farklı yapıda ve
fonksiyonda binlerce çeşit protein oluşumuna
neden olur.
Amino asitlerin Genel Yapısı
Tarihçesi
Tü 20 a.a. d
Tüm
de ortak
t k olan
l yapı:
• İlk defa 1806 yılında kuş konmaz bitkisinden
asparajin amino asidi keşfedilmiştir.
• 1820 y
yılında g
glisin
• Glutamik Asit
• Threonin
hr on n 1938
9
y
yılında
n a ((en
n son).
•
•
•
•
•
Bir C atomuna bağlı olarak;
–H,
Karboksil grup (-COOH)
Amino
m no grup ((-NH
NH2)
Değişken Yan zincirler (R1…20) bulunmaktadır.
Bi amino
Bir
i asidin
idi g
genell yapısı
COOH
Karboksil Grup
p
Amino Grup
H 2N
C
H
R
Değişken
Yan zincir
Proteinlerin Yapısına Giren Amino Asitler
Amino Asit
Alanin
Üç Harfli
Kısaltma
Ala
Tek
Harfli
Kısaltm
a
Amino Asit
A
Leusin
Üç Harfli
Kısaltma
Leu
Tek
Harfli
Kısaltm
a
L
Arjinin
Arg
R
Lizin
Lys
K
Asparajin
Asn
N
Metionin
Met
M
Aspartik
Asit
Asp
D
Fenilalanin
Phe
F
Sistein
Cys
C
Prolin
Pro
P
Glutamin
Gln
Q
Serin
Ser
S
Glutamik
Asit
Glu
E
Threonin
Thr
T
Triptofan
Trp
W
Glisin
Gly
G
Tirozin
Tyr
V
Histidin
His
H
Valin
Val
Y
İzoleusin
Ile
I
Amino asitlerin bazı Özellikleri
Karboksil grubuna en yakın;
1. C atomuna α-C
2 C atomuna β
2.
β-C
C
3. C atomuna γ-C
4 C atomuna δδ-C
4.
C
5. C atomuna ε-C
denilmektedir.
Amino asitlerin bazı Özellikleri
• Bu durum amino asitlerin;
• Sulu
S l çözeltilerde
ö ltil d monokromatik
k
tik ışığı
ğ kırma
k
• ve amino asitlerin üç boyutlu yapısının
(konfigürasyon) anlaşılmasını sağlar.
Amino asitlerin bazı Özellikleri
•T
Tüm amino asitlerde
l d amino grubu
b α-C’nuna
C’
bağlı olduğundan α-amino asit adı verilir.
• Glisin hariç (R=-H)
(R= H) tüm amino asitlerin α-C
α C’nu
nu
asimetrik C’dur.
Çünkü
üh
herr birr a.a. de α
α-C atomuna bağlı
ağ –H,
H, • Çün
COOH, -NH2 olmak üzere dört farklı grup
bağlıdır.
• Treonin
T
i ve izoleusin
i l
i gibi
ibi a.a lerin
l i iki asimetrik
i t ik
karbon atomu vardır ve 4 izomer şeklinde
bulunurlar.
Amino asitlerin bazı Özellikleri
• Tüm amino asitler optik bakımından aktiftir.
aktiftir
• Amino asitler polarimetre cihazında ışığı sağa
(+; dekstrorotator) ya da sola (-;
( ; levoratotor)
çevirebilir.
• Proteinlerden izole edilen amino asitler “+”
+ ya
da “–” olabilir.
Amino asitlerin bazı Özellikleri
• Amino asitler D- veya L- formunda olabilir.
• Gliseraldehit molekülünde asimetik C atomuna
bağlı olan –OH grubu solda ise L-gliseraldehit,
sağda ise D-gliseraldehit olduğunu daha önce
görmüştük.
H
O
H
C
H
C
CH2OH
D-Gliseraldehid
H
C
NH2
R
D-Amino Asit
COOH
C
COOH
OH
O
OH
C
H
CH2OH
L- Gliseraldehid
H2N
C
R
L- Amino Asit
H
Amino asitlerin bazı Özellikleri
• Proteinlerde bunan tüm amino asitler Lk fi ü
konfigürasyonu
gösterirler.
ö t i l
• D- a.a. ler ise, bakterilerin hücre çeperinde,
bazı antibiyotiklerde ve bir kısım bitkisel
peptitlerde bulunurlar.
A i Ail i P
Amino Asitlerin Protonik Dengesi
ik D
i
A i asitlerin
Amino
itl i b
bazı Özellikleri
Ö llikl i
-
COO
• Amino asitler,
asitler hem bir asidik (-COOH)
( COOH) hem de
bir bazik gruba (-NH2) sahip olduklarından,
amfolit bileşiklerdir.
ş
• Bunlar çözeltilerinde elektriksel yüklü
moleküller halindedirler.
• Amino asitler, moleküllerinin net elektriksel
yüklerinin sıfır olduğu pH’da yani izoelektrik
nokta
k pH’sında
H’ d Zwitterion
Z i
i şeklinde
kli d veya diğer
diğ
bir ifade ile iki kutuplu şekilde bulunurlar.
+
• Amino Asitler
nötral p
pH da
genellikle dipolar
iyon
y (Zwitterion)
(
)
şeklinde bulunur.
H3N
C
H
R
COOH
H2N
C
R
H
Amino asitlerin bazı Özellikleri
Proteinler
P
t i l ;
• HCl veya H2SO4 gibi kuvvetli asitlerle veya
Hidroliz edilen bu Amino asit karşımı pH 5.5
5 5’da
da
kağıt elektroforezine tutulursa 3 ana gruba
ayrılır:
• Pepsin,
p
tripsin
p
veya
y Kimotripsin
p
gibi
g
proteaz’larla hidroliz edilerek
Amino asitlerine parçalanır.
p ç
• 11-)) pH 5.5.
5 5 da net elektrik yükü 0 olan amino
asitler (genellikle monokarboksil ve monoamino
gruplu a
a.a.ler)
a ler) Nötr a.a.
a a lerdir.
lerdir
• 2-)
2 ) Katoda yani ((-)) yüklü elektroda doğru göç
eden a.a.ler. Bunlar birden fazla amino grubu
ihtiva eden a.a.ler;
a a ler; Bazik a
a.a.lerdir.
a lerdir
•3
3-)) Anoda yani (+) yüklü elektroda doğru göç
edenler. Bunlar da birden fazla karboksil
grubu bulunduran a.a.ler;Asidik
a a ler;Asidik a
a.a.lerdir.
a lerdir
Amino asitlerin Sınıflandırılması
Biyolojik
y j durumlarına g
göre:
• Eksojen a.a (Esansiyel a.a.)
j a.a ( Esansiyel
y olmayan
y a.a.)
• Endojen
• Yarı Eksojen (Yarı Esansiyel a.a.)
Esansiyel ve esansiyel olmayan amino asitler
• Vücutta sentezlenebilen ve dışarıdan
besinlerle alınması zorunlu olmayanlara ise
“esansiyel
esansiyel olmayan amino asitler
asitler” veya
“endojen amino asitler” denir.
Esansiyel ve esansiyel olmayan amino asitler
• Amino asitlerin bazıları vücutta
sentezlenebildiği halde bir kısmı da
sentezlenemez.
• Vücudun sentezleyemediği ve besinlerle
dışardan
ş
alınmaları
m
zorunlu olan amino
m
asitlere
“esansiyel amino asitler” veya “eksojen amino
asitler” denir.
E
Esansiyel
l
amino asitler
Yarı esansiyell
amino asitler
Esansiyell olmayan
E
l
amino asitler
Histidin
Arginin
Glutamik asit
Lizin
Trozin
Aspartik asit
Triptofan
Sistin
Alanin
Fenilalanin
Glisin
Prolin
Metiyonin
y
Serin
Hidroksiprolin
p
Treonin
L
Leusin
i
y
İzoloysin
Valin
Amino asitlerin sınıflandırılması
Yapılarına göre:
Genelde R gruplarına göre;
• Pozitif
• Negatif
• nötral polar
• polar-olmayan
l
l
Nötr Amino asitler
• mono-karboksilli ve mono-amino gruplu amino
asitler;
•
•
•
•
•
•
Glisin
Alanin
Valin
Leusin
Prolin
Izoleusin
• Nötr
Düz Zincirli,
Aromatik
Hidroksilli
Sülfürlü
• Asidik
• Bazik
Hidroksilli
id k illi A
Amino
i A
Asitler
i l ((-OH)
O )
Hidroksilli Amino Asitler (-OH)
• Serin
• Theoronin
• Tirozin
A
Aromatik
tik Amino
A i A
Asitler
itl
Aromatik Amino Asitler
• Fenilalanin
• Tirozin
• Triptofan
T i t f
Sülfür Grubu İhtiva Eden Amino
Asitler
Sülfü Grubu
Sülfür
G b İhtiva
İhti Ed
Eden A
Amino
i A
Asitler
itl
• Sistein
• Metionin
B ik Amino
Bazik
A i A
Asitler
itl
Bazik amino Asitler
• Birden Fazla amino grubuna sahip a.asitlerdir.
• Lizin
• Arjinin
• Histidin
A idik Amino
Asidik
A i A
Asitler
itl
Asidik Amino Asitler
Birden Fazla karboksil grubu bulunduran
a.asitlerdir
•
•
•
•
Aspartik Asit
Glutamik Asit
Asparajin
Gl t i
Glutamin
Polar olmayan a.a.
• Suda
S d çok
k az çözünürler
ü ü l
• Prolin bir α-imino asittir. α-C nu ve amino
grubu halka oluşturur.
Polar olmayan a.a.
• Yan zinciri düz (5)
Alanin, Valin, Leusin, İzoleusin, Prolin
• Aromatik(2)
F il l i T
Fenilalanin,
Triptofan
i t f
• Sülfüdril
l
l gruplu
l (1)
( )
Metionin
Yüksüz Polar Yan Zincire sahip a.a.ler
H2
N
C
H
C
HO
HO
Hidroksiprolin
O
• Suda fazla çözünür
• Su ile H bağı yaparlar
• Hidroksilli a.a.
a a (tirozin serin ve
theoronin)
• Amid gruplar (asparajin, glutamin)
• Sülfür (sistein)
Protein Yapısındaki Nadir Amino Asitler
• 20 a.a. İlave olarak.
• 4-hidroksiprolin
4 hd k
l (kollajen
(k ll
ve bazı
b
b
bitki
k
proteinlerinde)
• Hidroksilizin
Hid k ili i (kollajen)
(k ll j )
• Pridin halkasından 4 lizin amino asidin
bağlanması ile oluşan dezmozin ve izodezmosin
(Elastin)
• Not: Bunlar için üçlü kod bulunmaz.
Muhtemelen kodlanan a.a
a a yerleştirildikten
sonra protein enzimatik olarak modifiye edilir.
Non-protein a.a.
• Protein y
yapısında
p
bulunan 20 L-formu a.a.den
başka 200-300 kadar a.a. Doğada mevcuttur.
• Willardine, izowillardine, mimozin, lathyrine,
vicine, convicine gibi amino asitler bunlara
örnek olarak verilebilir.
D-konfigurasyondaki a.a.ler
• antibiyotiklerin
ntibi tikl rin (D
(D-glutamik
lut mik asit)
sit)
• bakteri hücre duvarlarının (D-glutamik
asit)
(D-alanin)
alanin)
• bazı böcek larvalarının (D
• toprak solucanlarının (D-serin)
yapısında
d b
bulunur.
l
Metabolizmada ara bileşik olanlar
Amino asitlerin reaksiyonları
• β-alanin
β alanin pantotenik asit
(vitaminlerin y
yapı
p taşı) sentezinde,
• Ornitin Æ Arjinin sentezinde
• Homosistein ve homoserin a.a.
aa
Sentezinde oluşan ara bileşiklerdir.
1.)) Alkollerle reaksiyonları:
y
• A.a.lerin karboksil grupları asit varlığında
alkollerle
a
r ester
t r oluşturabilirler.
uştura r r. Bu
u esterler
t r r
uçucudurlar. Bu özellikleriden faydalanılarak
gaz kromatografide
g
m
g f
(GC)
( ) ayrıştırılabilirler.
y ş
.
Amino asitlerin reaksiyonları
• 2.)
2 ) Peptid bağı oluştururlar
• 3.)
3 ) Nitröz asitle reaksiyonları
• A.a.ler nitröz asitle reaksiyona girdiklerinde
ortama serbest azot verilir
verilir. Bunlar kararlı
olmayan diazo ürünleridir. Bu reaksiyondan
faydalanarak a-amino
a amino gruplarının tayini
yapılabilmektedir. Prolin ve hidroksiprolin bu
reaksiyonu vermez.
vermez
Amino asitlerin reaksiyonları
Amino asitlerin reaksiyonları
4 ) 2
4.)
2,4
4-dinitroflorobenzen
dinitroflorobenzen reaksiyonu
•A
A.a.
a Tin amino grubu 2
2,4-dinitroflorobenzen
4 dinitroflorobenzen
ile reaksiyona girerek renkli 2,4-dinitrofenil
türevini oluştururlar.
oluştururlar Bu reaksiyon yardımıyla
protein veya peptidlerin terminal amino
asitlerin belirlenmesi gerçekleştirilebilir.
gerçekleştirilebilir
Amino asitlerin reaksiyonları
5 ) Ninhidrin reaksiyonu
5.)
6 ) Metilleşme reaksiyonları
6.)
A. Asitler ninhidrin ile reaksiyona girerek
A
kendilerine özgü kiremit kırmızısı ile koyu mor
rengi arasında değişen renkli kompleksler
oluştururlar. Bundan faydalanılarak ampirik
kalitatif tayinleri yapılabilir.
yapılabilir
Amino asitlerin metilleşmesiyle oluşan türev
maddeler biyolojik reaksiyonlarda metil verici
kaynak olarak kullanılır.
kullanılır
Amino asitlerin reaksiyonları
Amino asitlerin reaksiyonları
7 ) Dekarboksilasyon
7.)
8 ) CO2 ile reaksiyonları
8.)
A.a.lerden
A
a lerden kuvveli bazik ortamlarda bir mol CO2
açığa
çıkar.
Örneğin
Histidin
dekarboksilasyonla
Histamin’e
Histamin
e
dönüşür
dönüşür.
Histamin
alerjik
reaksiyonlarda
görev
yapmakla birlikte hayvanlarda mide salgısını
artırıcı bir hormon olarak da iş görür.
Amino asitlerin reaksiyonları
• Yukarıda sayılanlardan başka; amino asitlerin
amino gruplarının asetilleşme ve benzoilleşme
reaksiyonları da vardır.
vardır
• Ayrıca; Millon
Millon, Sakaguchi
Sakaguchi, nitroprussit
nitroprussit,
aldehit, folin, ve Sullivan reaksiyonlarını da
saymak mümkündür
mümkündür. Bu kısımdakiler genellikle
renk oluşumuna dayanan özel reaksiyonlardır.
• Bu reaksiyon sonucu karbamino grupları
oluşur. Bu olay hemoglobindeki amino grupları
ile CO2 arasında da oluşmakta ve CO2 in
akciğerlere taşınmasında rol oynamaktadır.