3.1: Proteinler Nelerdir?
Genel bakış
Proteinler peptit bağları ile birbirine bağlanan ve 3 boyutlu bir yapıya katlanmış amino asit zincirleridir. Bireysel amino asit artıklarının yan zincirleri amino asit artıkları arasındaki etkileşimleri belirlemek, ve sonuçta proteinin katlanması. Uzunluğu na ve yapısal karmaşıklığa bağlı olarak, amino asit kalıntısı zincirleri oligopeptidler, polipeptidler veya proteinler olarak sınıflandırılır.
Amino Asit Artıkları Proteinlerin Yapı Taşlarıdır
Amino asit, aynı karbon atomuna bağlı bir karboksil (–COOH) ve bir amino grubu (–NH2)içeren bir moleküldür. Amino asit kimliği yan zincir veya yan kalıntı tarafından belirlenir, genellikle R-grubu denir. En basit amino asit glisin, kalıntı tek bir hidrojen atomudur. Diğer amino asitler daha karmaşık yan zincirleri taşırlar. Yan zincir amino asitkimyasal özelliklerini belirler. Örneğin, suyu çekebilir veya itebilir (hidrofilik veya hidrofobik), negatif yük taşıyabilir (asidik), veya hidrojen bağları (polar) oluşturabilir.
Bilinen tüm amino asitlerden sadece 21'i ökaryotlarda protein oluşturmak için kullanılır (genetik kod bunlardan sadece 20'sini kodlar). Amino asitler üç harf (örneğin, Gly, Val, Pro) veya bir harf kodu (örneğin, G, V, P) kullanılarak kısaltılır. Amino asit kalıntılarının doğrusal zinciri proteinin belkemiğini oluşturur. Bir uçtaki serbest amino gruba N-terminus, diğer uçtaki serbest karboksil grubu ise C-terminusu oluşturur. Yan zincirlerin kimyasal özellikleri, proteinin birbirleriyle ve polar su molekülleriyle etkileşime girerken nihai yapısını büyük ölçüde belirler.
Bir polipeptit oluşturmak için, amino asitler peptit bağları ile birbirine bağlıdır. Peptit bağları bir amino asitamino grubu (-NH2 grubu) ile komşu amino asitin karboksil grubu (–COOH) arasında oluşur. Proteinler dehidratasyon sentezi ile oluşur. Her bir su molekülü iki amino asitin bağlanması sırasında oluşur. Ortaya çıkan kovalent bağ bir peptit bağıdır.
Çevreleyen Ortamın pH Amino Asitlerin Kimyasal İşlevlerini Belirler
Amino asitler hem temel hem de asidik bir gruba sahiptir. Bu nedenle, bir baz (hidrojen iyon alıcı) veya bir asit (hidrojen iyon donör) olarak hareket edebilir. Kimyasal özelliği çevredeki ortamın pH bağlıdır. Düşük pH'da (örn. pH2) hem karboksil hem de amino grupları protonlanır (–NH3– COOH), böylece amino asit bir baz görevi görür. Bir alkali pH 'da (örneğin, pH13), hem karboksil hem de amino grupları deprotonated (-NH2, –COO–) ve amino asit bir asit olarak hareket edecektir. Nötr bir pH'da (yani, çoğu fizyolojik ortam, ~pH7.4), amino grup protonlanır (–NH3) ve karboksil grubu deprotonated (-COO- ),bir zwitterion, hem pozitif hem de negatif yük ile bir molekül ortaya çıkan. Fizyolojik pH'daki bu kimyasal özellikler hidrojen bağları oluşturmak için gereklidir ve bu da daha karmaşık protein yapılarının oluşmasına katkıda bulunur.
Uzunluk, Yapısal Karmaşıklık ve İşlevsellik Bir Polipeptid'i Proteinden Ayırt Eder
Polipeptitler amino asit zincirleridir. Az 20 amino asitler ile Polipeptidler de oligopeptidler olarak adlandırılır, ya da sadece peptidler. Bir polipeptit zinciri, özel hücresel işlevini yerine getirmeye hazır, üç boyutlu bir yapıya katlandığında protein olarak adlandırılır.
Proteinler Yaşamın Temel Yapı Taşlarıdır
Karbonhidratlar, nükleik asitler ve lipidlerle birlikte proteinler yaşamın temel yapı taşlarıdır. Proteinler bileşimlerinde ve dolayısıyla işlevlerinde muazzam çeşitlilik gösterirler. Diğer işlevlerin yanı sıra, bir hücreye yapı sağlarlar (örneğin, kollajen şeklinde), hareket sağlar (örneğin, kaslarda aktin ve miyozin), reaksiyonları katalize eder (enzimler), hücre zarına molekülleri getirir ve omurgalıları işgalcilere (antikorlar) karşı korurlar.