Prof. Dr. Kader KÖSE

1. PEPTİDLER Prof. Dr. Kader KÖSE

2. O ‖ - C –N-  H Amid Bağı (kovalent bağ) Peptid Bağı PEPTİDLER • Amino asitlerin-amino ve -karboksil gruplarının peptid bağları ile birbirlerine bağlanmasıyla oluşurlar • Lineer amino asit polimerleri

3. R1 Amino grup Peptid Bağı R1 R2 R2 Karboksil grup Peptid BağıOluşumu

4. CH3 H H3N+– CH– COO- H3N+– CH– COO- GLİSİN (Gly) ALANİN (Ala) H2O kondenzasyon reaksiyonu O ‖ C_ N  H H Peptid Bağı CH3 – CH– COO- H3N+– CH– Peptid BağıOluşumu Glisilalanin (Gly-Ala)

5. DİPEPTİD: GLİSİLALANİN Glisin Alanin C-terminal N-terminal Peptid bağı Amid grubu düzlemi su Glisilalanin

6. Peptidlerin Sınıflandırılması AA sayısı Bağ sayısı Peptid 2 dipeptid 1 3 tripeptid 2 4 3 tetrapeptid 5 4 pentapeptid n n-1 polipeptid PEPTİDLER,peptid bağı sayısına göre değil,AA sayısına göre sınıflandırılırlar

7. Peptidlerin Sınıflandırılması OLİGOPEPTİD: BirkaçAA(AA sayısı10) POLİPEPTİD:Birçok AA(AA sayısı10 - 12) PROTEİN:AA sayısı40 (mol.Ağ: ~5000) Proteinlerbir ya da daha çokpolipeptid zincirinden oluşabilirler

8. Peptidlerin Özellikleri Amino-terminal N-terminal(sol) Karboksi-terminal C-terminal(sağ) CH2 CH3 HCOH (CH3)2 CH CH2 O H3N+CH – C – NH – CH - O C – NH - CH -COO- Adlandırma: N-terminal(1) C-terminal(n) Tripeptid: Fenilalanil– lösil - treonin(Phe-Leu-Thr) Rezidü (amino asit artığı): Peptid/protein yapısına katılan amino asit

9. Peptidlerin Özellikleri Karboksi-terminal C-terminal Amino-terminal N-terminal Tetrapeptid: Alanil-tirozil-Aspartil-Glisin (Ala-Tyr-Asp-Gly)

10. Peptidlerin İyonizasyon Davranışları Fizyolojik pH’da, •Peptid (amid) bağı:yüksüz •Peptidler:yüklü Peptid bağını oluşturanamino ve karboksil grupları, peptidlerin asit-baz özelliklerine katkıda bulunamazlar Peptidlerin asit-baz özelliği: -Amino ve karboksi terminaller -İyonize yan zincirlerin sayısı ve cinsi

11. PeptidlerdeN- ve C-terminalgruplar,aynı -karbon atomu üzerinde bulunmadıkları için: •C-terminal COO- grupları, türedikleri amino asidinkarboksil grubuna göre, daha zayıf asittir(pK ) •N-terminal +NH3grupları, türedikleri aminoasidin amino grubuna göre, daha güçlü asittir (pK )

12. Noniyonize yan zincir taşıyan peptidlerin İyonizasyon şekilleri pH Alanilalanin İyonizasyon  3 Katyonik form (+1) pI İzoelektrik form ( 0 ) CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 O ‖ C_N  H O ‖ C_N  H O ‖ C_N  H - CH–COOH - CH– COO- - CH– COO-  10 Anyonik form (-1) H3N+– CH– H3N+– CH– HN2 – CH–

13. CH2SH CH– COOH O – C –N – H O – C–N – CH H COOH (CH2)2 +NH3 (CH2)4 pH Net yük CH3O H3N+CH – C–N – CH H  3 +2 10 - 3 7.4 0 İyonize yan zincir taşıyanpeptidlerin İyonizasyonu Alanil - glutamil - lizil - sistein

14. Peptid bağının çift bağ karakteri - O O + C N C N H H H H H N N N a C a a C C a a a C C C C C C O OH O Rezonansyapıları Kısmi çift bağ karakterine sahip olan peptid bağı düzlemseldir Peptid bağı ve -C atomları aynı düzlemde bulunur

15. Peptid bağınındüzlemsel karakteri Peptid bağları nedeniyle,polipeptid zincirin2/3’ü sabit bir düzlemiçindetutulur Yarı-katı (sert) yapı  Protein yapısının düzenlenmesi

16. Peptid bağının kısmi çift bağ karakteri Bağ açıları ve uzunluklar Peptid bağınındüzlemsel karakteri

17. H a C C N Ca O Ca a C C N H O Düzlemsel (hareketsiz) peptid bağının etrafındaki atom grupları cis/trans izomerizm gösterirler, Trans (Tercih edilen konfigürasyon) Cis (x-pro sıralanışı) Komşu -C atomlarıarasındaki uzaklık:0.3 nm

18. Alfa -Karbon Etrafında Rotasyon Amid düzlemi Amid düzlemi -karbon Protein iskeleti boyunca rotastonu sağlayan bağlar Peptid bağı düzlemi hareketsiz olmasına rağmen,  - karbonetrafındaki rotasyon polipeptid zincirineesneklikkazandırır

19. AA1 AA2 Peptidlerin Kimyasal Reaksiyonları •Asit / Baz Hidrolizi 6 M HCl 110°C,24 h Peptid/Protein Serbest Amino Asitler Peptid bağı hidrolizi,proteinlerin AA dizisinin belirlenmesiiçin gerekli bir basamaktır

20. Peptidlerin Kimyasal Reaksiyonları •Enzim Hidrolizi: Proteazlar -Endoproteazlar Tripsin, Kimotripsin, pepsin -Ekzoproteazlar Aminopeptidaz, Karboksipeptidaz -Papain (in vitro şartlar)

21. Kas yapısı Plazma proteinlerinin hidrolizi ile açığa çıkarlar -Düz kasları gevşetir -Antienflamatuvar Fizyolojik Olarak Aktif Peptidler

22. GSH GLUTATYON -Glutamil – sisteinil - glisin

23. PEPTİD YAPILI HORMONLAR

24. SENTETİK PEPTİDLER O O + H N-CH-C-NH-CH-C-OCH 3 3 CH2 - CH 2 - COO Dipeptid:Aspartam (Suni tatlandırıcı) (amino asitlerin D-enantiomeri) Aspartil-fenilalaninmetil ester (Asp–Phe-OCH3) Polipeptid: Farmakolojik preparatlar - Antibiyotikler - Antitümör ajanlar - Bazı hormonlar(İnsülin)

25. PROTEİNLER

26. Cins Sayı sıralanma (n tane) 20 St AA Farklı PROTEİN % 70 su % 15protein % 15 diğer Total hücre ağırlığı PROTEİNLER Organizmadaen yüksek orandabulunan makromoleküller Amino asitlerin lineer polimerleri

27. Standart AAlerinpeptid bağıaracılığıyla lineer dizilişi Birbirinden farklıcok sayıdapeptid zincirleri 400 farklı molekül AA1 AA2 Dipeptid: AA1 AA2 20 x 20 8000 farklı molekül Tripeptid: AA3 20 x 20 x 20 Protein (100 AA) Evrendeki total atom sayısı

28. Sınırsız sayıda farklı protein yapıları AAsayısı: n )nCOOH H2N( Amino asitler AA sekansı: 20n PROTEİNLER lineer polimerler: .

29. )nCOOH (lineer polimer) (polipeptid zincir) H2N( PROTEİNLER Her proteinin spesifik bir fonksiyonu vardır Biyolojik fonksiyonlar, 3 boyutlu yapıya bağlıdır 3 boyutlu yapı,lineer polimerlerin çok farklı şekillerde katlanması ve kıvrılmasıyla oluşur

30. 3 boyutlu protein yapıları • Kompleks • Molekül ağırlığı büyük • Birden çok polipeptid zincir • içerebilir • Nitrojen miktarı (amino asitlerin • NH2 grupları)sabit (Proteinin%17’si)

31. Bazı ProteinYapıları

32. Protein yapısınakatılan AAlerin Ortalama Molekül Ağırlığı AAlerin ortalama mol ağ : 128 Peptid bağı için su çıkışı : 18 Protein - AA mol ağ:110 H2O mw:18 protein AA sayısı =protein mol Ağırlığı 110

33. Proteinlerin Sınıflandırılması Sınıflandırmada kullanılan özellikler -Şekil -Yapı -Çözünürlük -Biyolojik fonksiyon

34. Proteinlerin Şekli Proteinler, eksen oranları(uzunluğun genişliğe oranı)’na göre,2 grubu ayrılırlar: •Globuler proteinler: Eksen oranı10 ;genelde: 3-4 •Fibröz Proteinler:Eksen oranı10

35. Globüler proteinler: Sıkıca katlanmış helezon şeklinde polipeptid zincirlerden oluşur Örnek:Albumin, Miyoglobin (Proteinlerin büyük kısmı, bu gruptadır)

36. Fibröz Proteinler: •Spiral veya heliks şeklinde kıvrılmış,(kovalentve H bağlarıyla çapraz bağlanmış)zincirlerden oluşurlar •Bitkilerde bulunmazlar. Örnek:Bağ dokusu proteinleri: Kollajen, Elastin, Keratin Miyozin: Kas proteini Fibrinojen:pıhtılaşma proteini

37. B A C Kollajen:Birbirine sarılmış3polipeptid zinciri (üçlü heliks)’ndenoluşur Memelilerde total proteinin %30’unu teşkil eder Gly,Ala,Pro,Lys’den zengindir Proteolitik enzimlere karşı dirençlidir

38. Proteinlerin Yapısı Proteinler yapılarına göre, 3 grupta toplanırlar •Basit proteinler •Konjuge proteinler •Türev proteinler

39. Basit proteinler Hidrolizedildiklerinde sadeceL-- amino asitleri veren,saf proteinler Ör:Albümin Türev proteinler Isıtma, hidroliz, asidifikasyon, vb işlemlerle modifiye olan proteinler Ör:bazı pepton ve peptidler

40. Konjuge proteinler L--amino asitlerin yanı sıra,başka kimyasal grupları (prostetik grup)da içerirler •Glikoproteinler:protein + COH grup Karbohidrat(oligosakkarit) üniteleriniiçerirlerÖrnek: membranproteinleri plazma proteinleri(globulinler), •Nükleoproteinler:protein+nükleik asit (histonlar) (DNA,RNA)

41. Konjuge proteinler •Lipoproteinler:protein + lipid Protein:Apo(lipo)protein (Apo A,B,C...) Lipid:Kolesterol,fosfolipid, gliserid Örnek:Plazma Lp.leri ( HDL,LDL,VLDL) •Fosfoproteinler: Fosfatlarla ester yapmış AAleri içeren proteinler örnek: Kazein-süt Vitellin-yumurta sarısı)

42. Konjuge proteinler •Hemoproteinler:protein+hem (ferroporfirin) Ör:hemoglobin,miyoglobin,katalaz •Metalloproteinler:protein+ metal Cu-seruloplazmin Fe-transferrin, ferritin Ca-kalmodulin Zn-karbonik anhidraz

43. Proteinlerin Çözünürlüğü

44. Proteinlerin Biyolojik Fonksiyonu 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

45. Proteinlerin Biyolojik Fonksiyonu Düzenleyici proteinler:Fizyolojik aktivitenindüzenlenmesindensorumludurlar Ör:Hormonlar (insülin eksiklliği diabet) • G-proteinler Hücre içi haberleşme Yapısal proteinler:Kas, bağ dokusu proteinleri, membran proteinleri Ör:Kollajen(tendon and ligamentlerde) keratin(saç ve tırnakta)

46. Proteinlerin Biyolojik Fonksiyonu Transport proteinleri:Plazmada ve membranlarda spesifik maddelerin veya iyonlarıntaşıyıcısıdırlar Ör:Hb-O2, miyoglobin-O2 Lipoprotein-lipid,Transferrin-Fe Seruloplazmin-Cu, vb BesinveDepoproteinler:Ovalbumin, laktalbumin, kazein, ferritin

47. Proteinlerin Biyolojik Fonksiyonu Kontraktil proteinler:Kasılmayı ve hareketi sağlayan proteinler Ör:Miyozin - kalın filament Aktin-İnce filament Tübilin- membran iskeleti

48. Proteinlerin Biyolojik Fonksiyonu Reseptörler:Hücre içi haberleşmede rol oynarlar Ör:adrenalin için ß-adrenerjik reseptor Savunma proteinleri: Ör:İmmünoglobülinler: Patojenlere karşı organizmayı korurlar Fibrinojen: (Pıhtılaşma mekanizması)