Proteinler Canlılarda miktar olarak en çok bulunan biyomoleküllerdir. Amino asit birimlerinden oluşurlar Yapısal ve işlevsel olabilirler Genlerle aktarılan kalıtsal bilginin ortaya çıktığı moleküllerdir.

Fonksiyonlarına göre proteinler

Düzenleyici proteinler  Örneğin insülin insanlarda ve hayvanlarda glukoz metabolizmasını düzenler Taşıyıcı proteinler Hemoglobin kan yoluyla oksijen taşır 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 5 Depo proteinleri Buğday tohumu, süt, yumurta vs. daha sonradan kullanılmak üzere zengin amino asit kaynağı olan depo proteinleri içerir

Kasılma ve hareket sağlayan proteinler Bakterilerin flagellası veya kaslarımızdaki aktin ve miyozin hareket sağlayan proteinlere örnek verilebilir Yapısal proteinler Kemik ve eklemlerdeki kollajen, saç ve tırnaktaki α- keratinler, ipek ve örümcek ağındaki fibroin yapısal proteinlere örnektir. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 8 Savunma veya saldırı proteinleri n Bağışıklık sistemini oluşturan, kan pıhtılaşmasını sağlayan birçok faktör protein yapısındadır n Ayrıca yılan zehirleri ve bakteri toksinleri de genellikle protein yapısındadır.

Sıradışı proteinler Antartik’te yaşayan balıklarda bulunan antifriz proteinler n Afrika’daki bir ağaçta keşfedilen oldukça tatlı bir protein n Böcek kanatlarında bulunan ve çok esnek yapıya sahip bir protein n Bazı deniz canlılarının kayalara tutunmak için salgıladıkları yapışkan proteinler 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 10 Amino asitler n Amino grubu ve karboksilik asit grubu içerirler n Bir araya gelerek proteinleri oluştururlar 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 11 Amino asit yapıları

Amino asitlerin adlandırılması (N) Gly-Arg-Phe-Ala-Lys (C) veya GRFAK 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 13 Amino asitlerin asit-baz özelliği Net yük: 0 -1 0 +1 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 14 Amino asitlerin izoelektrik noktası

Amino asitlerin izomerleri Sadece L formları protein yapısında bulunur Okun yönü saat yönünün tersineyse “L”, saat yönündeyse “D” olarak adlandırılır. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 16 Bazı aminoasitlerin UV absorbsiyonu 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 17 Proteinlerin verdiği reaksiyonlar

Disülfit bağlarının kırılması 2-merkaptoetanol, performik asit gibi kimyasallar proteinin primer yapısını bozmadan disülfit bağlarını koparır 19 Proteinlerin kısa polipeptidlere parçalanması Uzun zincirlerin aminoasit sırasının belirlenmesi zordur Bundan dolayı genellikle sindirim enzimleri kullanılarak uzun polipeptidler kısa zincirlere parçalanır 20 Proteinlerin amino asit içeriğinin belirlenmesi Amino asit sırası tahmini olarak belirlenmiş bir polipeptid zincirinin amino asit içeriğinin belirlenmesi, gerçek amino asit sırasının belirlenmesine yardımcı olur Bunun için proteinin hidroliz edilmesi ve peptid bağlarının tamamen koparılması gerekmektedir n 6 N HCl içinde 1-3 gün kaynatılarak protein kendini oluşturan amino asitlere parçalanabilir

Peptid bağı (amid bağı) 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 22 Amino asit peptid protein 12 aminoasit kalıntısına kadar olan zincirlere peptid, 12-20 arasındakilere oligopeptid, n >20 olanlara polipeptid denilmektedir, 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 23 Amino asit peptid protein

Proteinlerin yapısı n Temelden komplekse gidersek, proteinlerin; q Primer q Sekonder q Tersiyer q Kuaterner yapısından söz edebiliriz n Primer yapıyı oluşturan bağ peptid bağlarıyken diğer yapıları hidrojen bağları ve diğer zayıf bağlar oluşturur 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 25 Primer yapı n Primer yapı aminoasitlerin peptid bağıyla bağlanmasıyla ortaya çıkar 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 26 Sekonder yapı (α-heliks yapısı) n Peptid zincirinin yaptığı hidrojen bağlarına göre belirlenir n α- heliks yapısı veya

Sekonder yapı (β-plakalı yapı) n β- plakalı yapı kazanabilir n Bu yapıda birbirine paralel veya zıt zincirler arasında hidrojen bağları oluşur 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 28 Tersiyer yapı n Sekonder yapıdaki proteinlerin 3 boyutlu konformasyon oluşturmasıyla ortaya çıkarlar 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 29 Kuaterner yapı n Birden fazla monomerin (polipeptid zinciri) birleşmesiyle oluşmuş fonksiyonel yapılardır Dimer Tetramer

Disülfit bağı n İki sistein aminoasidinin –SH grubu arasında oluşur n Birleşik yapıya sistin denir 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 31 Amino asit peptid protein 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 32 Protein tipleri Fibriler yuvarlak membran tipi (ipliksi) (globuler)

Protein koagülasyonu veya denatürasyonu n Proteinin primer yapı dışındaki konformasyonlarının bozulmasına denir n Isı, organik çözücüler, yüksek iyon konsantrasyonu gibi sebeplerden gerçekleşebilir n Yumurta akının pişince sertleşmesi buna güzel bir örnektir n Primer yapı ancak yüksek sıcaklıklarda asit veya alkali ile muamele sonucu bozulabilir 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 34 Proteinlerin saflaştırılması n Proteinlerin daha iyi incelenebilmesi için bulundukları kompleks matriksten izole edilmeleri gereklidir n Bu amaçla kromatografik, elektroforetik ve santrifüj ilkesine dayanan teknikler yaygın olarak kullanılmaktadır 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 35 Saflaştırma basamakları n Öncelikle biyolojik örnek parçalanmalıdır n Salting-out denilen yüksek iyon (NH ) SO ) 4 2 4 konsantrasyonunda proteinleri çöktürme işlemi uygulandıktan sonra, n Protein karışımı diyaliz işlemine tabi tutulur. n Daha sonra ileri düzey saflaştırma basamaklarına geçilir

Kolon kromatografisi n Kolonda bir dolgu maddesi ve bir de akışkan faz vardır n Kolona verilen protein karışımı dolgu maddesi ile olan ilişkisine bağlı olarak kolonu erken veya gecikmeli terkeder 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 37 Kolon kromatografisi (iyon değiştirme) n Kolon dolgu maddesi yüklü bir bileşik ise elektrostatik çekim güçleri kolondaki proteinlerin akış hızını belirler n Negatif yüklü kolon dolgu maddesi pozitif yüklü proteinleri daha fazla tutacaktır 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 38 Kolon kromatografisi (partikül dağılımlı) n Gözenekli yapıya sahip kolon dolgu maddesi, çapı küçük olan proteinleri daha fazla tutacaktır n Yani kolondan önce en büyük moleküllü, sonra da daha küçük moleküllü proteinler sırasıyla çıkacaktır

Kolon kromatografisi (affinite) n Saflaştırılması istenen proteinle geçici bağ yaptığı bilinen bir “ligand” kolon dolgu maddesine tutturulursa etkin bir şekilde protein kolonda tutulabilir. n Daha sonra ligandın fazlası kolona verilerek tutulan proteinler kolondan alınabilir. 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 40 Elektroforez 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 41 Elektroforez

İzoelektrik sabitleme 00220 Gıda Biyokimyası-Mart’13 43 15

…