Proteinlerin Moleküler
Mimarileri
- Şekilsel olarak proteinin anlaşılması
- Oluşum süreci (sarılması)
Proteinlerin 3 boyutlu
Yapıları
Bölümde konu başlıkları
•
•
•
•
Protein nedir, çeşitli proteinler
Peptid bağının oluşması (birincil yapı)
Peptid bağının düzlem özelliği
Proteinin ana zincirinin belli biçimsel mimarilere
kıvrılması (proteinin ikincil yapıları)
• Polipeptid zincirinin alacağı son biçimsel mimari
(üçüncül yapı oluşumu)
• Proteinlerin dördüncül yapısı
• 1.2.3. ve 4. yapıların x, y z eksen 3 boyut ile
ilgisi yoktur
Protein çeşitleri
• Proteinler çok çeşitli şekillerde olabilirler
• 1-Globüler proteinler:
• Pek çoğu suda çözünür, sıkı bir şekilde sarılmış yumak
olarak kabaca küreye benzerler. Globüler (yuvarlağımsı)
proteinlerin genel olarak iç kısımları hidrofobik dış
kısımları ise hidrofilik özelliktedir.
• Genel olarak yüzeylerinde oyuk veya çukurluklar vardır
ki bunlar özgün olarak başka molekülleri bağlamaya eşlik
ederler. Bu sayede biyolojik faaliyetin dinamik etmenleri
olarak işlev görürler
• Globüler proteinlerin çoğu enzim olarak görev yapar
• E.coli deki proteinlerin %31 metabolik enzim olarak
görev yapmaktadır. Diğer globüler proteinler taşıma ve
yönetim gibi farklı işlevler üstlenmişlerdir ör. E coli deki
proteinlerin %12 si bu tip proteinlerdir
İpliksi Proteinler
• İpliksi yapıdaki proteinler hücre veya
organizmaya mekanik destek sağlayan
proteinlerdir.
• İpliksi proteinler kablo ve ilmikler gibi inşa
edilmiş büyük oluşumlardır
• Ör: saç veya tırnakların temel bileşiği ɑkeratin
• Ör: deri, kemik, diş ve tendonların temel
bileşiği kollajen
Membran Proteinleri
•
•
•
•
1- Globüler proteinler
2- İpliksi proteinler
3- Membran proteinleri
Membran proteinleri E coli de en azından
polipeptidlerin %16 sıdır
• Ökaryotlarda daha yüksek oranda
membran proteinleri bulunmaktadır.
Temel başlıklar
• Peptid bağının mimarisi
• Alfa-Sarmal ve beta-yapraklı biçimler
olarak peptid bağı ile oluşturulan yaygın
ikincil yapılar
• Daha üst seviyede protein mimarisi
• Protein sarılması ve kararlılık
• Protein mimarisinin protein işlevi ile ilişkisi
• Ör:Kollajen, hemoglobin, ve antibodiler
Protein mimarisi
• Proteinde yüzlerce aminoasit olabilir
• Her bir aminoasidin bir diğerine göre sayısız
farklı konumlarda bulunabilir.
• Sonuçta her bir protein astronomik sayılarda
farklı biçimler sergileyebilir.
• Fakat hücresel koşullar altında (doğal ortam) her
bir protein zinciri tek bir biçimsel duruş yada
mimariye kıvrılır buna doğal mimari
(native conformation, native state)
Protein mimarisi
• Protein zincirindeki aminoasitlerin yan
grupları arasındaki H bağları ve diğer zayıf
etkileşimler nedeniyle protein zincirinin
yerleştiriminde bir çok sınırlamalar vardır.
• Bir proteinin biyolojik işlevi tamamen onun
doğal biçimsel mimarisine (conformation)
bağlıdır.
Protein mimarisi
• Protein tek bir polipeptid zincirinden oluşabileceği gibi
birkaç polipeptid zincirinden de oluşabilir
• Proteini oluşturmak için birkaç polipeptid zinciri bir araya
geliyorsa bunlar arasında sadece zayıf bağlar söz
konusudur
• Kural olarak, her bir polipeptid tek bir genden oluşur
• Genin büyüklüğü ile proteinin büyüklüğü birbirinde 10
katı farklı olabilir.
• Bazı polipeptidler yanlızca 100 aminoasitten
oluşabileceği ve yaklaşık molekül ağırlığı 11000
olabileceği gibi bazıları 250,000-500, 000 gibi olabilir.
Protein mimarisi
• Bazı türlerde her bir polipeptidin büyüklüğü ve aminoasit
sıralaması genomdan belirlenebilir.
• Escherichia coli bakterisinde yaklaşık 4000 farklı
polipeptid zinciri vardır ve her bir polipeptidin ortalama
300 aminoasidi vardır
• Meyve sineği, Drosophila melanogaster, yaklaşık 14 000
farklı ve 300 aminoasitlil polipeptid molekülü içerir
• İnsan ve diğer memeliler yaklaşık 30 000 farklı polipeptid
içerir
• Bir hücrenin oluşturacağı tüm polipeptidleri inceleyen
alan Proteomiks olarak anılmaktadır.
Protein mimarisi: Neden önemli
• Aminoasit zinciri doğrusal olarak
birbirlerine bağlanan düz zincirli bir yapı
• Ama bu düz zincir düz uzanıp durmuyor.
• Kıvrılıp yumak oluşturuyor,
• Yumak ama herhangi bir yumak değil
özgün bir yumak;
• Bu yumak nasıl oluşuyor? Bana ne?
• Nasıl oluştuğunu anlamak neden önemli?
Protein mimarisi: Neden önemli
• Proteine atfedilen tüm özellikler onun
biçimsel mimarisi ile ilgilidir.
• Biçimsel mimarideki değişme ölümle
yaşam arasındaki canlı ile cansız
arasındaki fark kadar önemlidir.
• Çiğ yumurta ile haşlanmış yumurta
arasındaki tek fark proteinlerin biçimsel
mimarilerinin değişmesidir.
• Haşlanmış yumurtadan civciv çıkar mı?
Protein mimarisini oluşturan bağlar
• Protein moleküler mimarisinde sadece
peptid bağı ile birbirine bağlanan proteinler
arasında kovalent bağ vardır.
• Protein mimarisini kararlı halde tutan güç
veya bağların hepsi kovalent olmayan
bağlardır. (disülfit bağları hariç)
• 2., 3. ve 4. yapıların oluşturulması
çoğunlukla zayıf etkileşimlere bağlıdır.
Birincil yapı
• Bir polipeptid zincirindeki aminoasitlerin
peptid bağı ile oluşturdukları zincirin diziliş
sırası ve sayısı proteinin birincil yapısıdır.
İkincil mimari
• Peptid bağının bir diğer peptid bağı ile
oluşturduğu H bağları ile oluşturulan
bölgesel özgün biçimler
Üçüncül mimari
3.cül mimari
• Üçüncül yapılar tamamıyla sarılmış sıkı
yumak hali ifade eder
• Bir polipeptidin sarılmış halinde çeşitli bölümler
birbirinden ayrı bölümler gösterir bunlara domain
denir.
• Üçüncül yapılar aminoasit zincirinde birbirlerine
komşu olmayan aminoasit yan gruplarının
etkileşimi ile kararlı hale getirilir.
• Üçüncül yapının oluşumu esnasında aminoasit
zincirinin farklı bölümleri ve çeşitli ikincil yapılar
bir araya getirilir
Dördüncül mimari
1. polipeptid
2. polipeptid
Dördüncül mimari
Hemoglobin: 4 polipeptid
Dördüncül mimari
Hemoglobin: 4 polipeptid
Protein Moleküler mimarisini
belirleme yöntemleri
• 1.cil yapı-kimyasal yöntemle Edman ajanı ile veya gen
ile belirlenebilir
• Protein biçimsel mimarisi ise genellikle X-ışınları
yardımıyla belirlenir.
X-ışınları Yansımaları
• Bu yöntemde paralel X ışınları protein kristaline
gönderilir
• Kristale çarpan elektronlar yansır ve yansıyan elektronalr
bir film üzerinde belirir
• Atomu saran elektronların yoğunluğundan oluşan
yansımalar matematiksel analiz edilir
• Atomu saran elektron yoğunluğu molekülün şekli ve
farklı atomların birbirlerine göre konumları hakkında
bilgiler verir
• Bu bilgiler kimyasal bağ bilgileri ışığında değerlendirilir.
• Bu sayede Molekülün üç boyutlu biçimi ve bağları
çıkarılır
• Bu yöntemle aminoasit zincir yapısı bilinmeksizin
proteinin biçimsel mimarisi elde edilebilir.
X-ışınları Yansımaları
• X-ışınları yansımaları ile önceleri sadece basit
tekrarlanan ünitelerden oluşan iplikis proteinler ve küçük
biyolojik moleküllerin biçimleri aydınlatıldı.
• Enzimlerde globüler proteinlerde karmaşık yapılardan
dolayı atomların konumlarını hesaplamak oldukça zor idi.
• Yapılması gereken hesaplamaları yapmak insan
yeteneklerini aşıyor, bilgisayalrlar gerekiyordu. Bilgisayar
teknolojisi ilerledikçe protein yapısı daha kolay ve detaylı
aydınlatılır oldu.
• 1962 yılında Miyoglobin ve Hemoglobin’in yapısı
aydınlatıldı
İnsülin kristali
Protein kristali
• Bir molekül yeterince saf ise birbirlerine göre
kendilerini konumlandırarak yüzlercesi bir araya
gelerek düzenli belli bir biçimde bir araya gelirler.
• Saflık,
• Sulu çözeltiden yavaş bir şekilde çökmeye
zorlama
• Kristaller birbirlerine kovalent olmayan bağlarla
bağlanırlar
• X ışınları ile protein kristallerinin biçimsel
mimarileri aydınlatılabilir
Protein mimari kararlılığı
• Protein zinciri var olan ortamında en düşük
enerjili mimari biçime kıvrılmaya çalışır.
• En düşük enerjili mimari biçim?
• -kendi içinde azami sayıda bağ oluşturma
• -çözgenle (suyla) azami sayıda olumlu
etkileşim (hidrojen bağı, iyon-dipol)
• -su sevmeyen grupların sudan
uzaklaştırılması (hidrofobik etkileşim)
Protein mimarisi: Peptid Bağının
özelliği
• Proteinin mimarisini anlamak için peptid
bağının özelliklerini anlamak gereklidir.
• X-ışınları yansımalarından protein yapısını
çözmek zordu.. (globüler proteinler)
• İnsanlar çeşitli modeller üzerinde
düşünerek protein molekülünün nasıl
durabileceğini canlandırmaya çalışmışlar
Protein mimarisi: Peptid Bağının
özelliği
• Protein zinciri mevcut ortamında en düşük
enerjili mimari biçime kıvrılmaya çalışır.
• Protein zincirindeki atomlar istediği yere
dönme özgürlüğüne sahip mi?
Tüm gruplar tekli kovalent bağ
Protein mimarisi: Peptid Bağının
özelliği
1-Çift bağa göre uzun
• Linus Pauling
and Robert
Corey, deneyleri
• Aminoasit,
dipeptid, tripeptid
kristallerinin X
ışınları
yansımaları
Beklenenden uzun
2-Tekli bağa göre kısa
Beklenenden kısa
Protein mimarisi:
Peptid Bağının özelliği
• 1-Karbonil C=O
bağı ve C-N amid
bağı kısmi çift
bağ özelliği
göstermektedir.
• 2-Trans biçim.
• Tüm bunlar ne
anlama geliyor..
-
+
Kısmi çift bağ
Peptid bağının trans biçim
olduğunu göstermektedir
Protein mimarisi:
Peptid Bağının özelliği
• Kısmi çift bağ demek
kısmi iyon oluşturma
yani yüklü olma
demektir.
• Çift bağın dönme
özgürlüğü yoktur.
• Trans biçimli duran O, C,
N ve H atomlarının
konumları sabittir, bir
düzlem oluştururlar.
• Düzlemin iki köşesinde
kısmi + ve – yükler vardır
• bunlar ne anlama
geliyor..
-
+
Kısmi çift bağ
Peptid bağının trans biçim
olduğunu göstermektedir
Protein mimarisi:
Peptid Bağının özelliği
Protein mimarisi:
Peptid Bağının özelliği
• Protein zincirindeki peptid
düzlemleri bir bütün olarak
hareket eder.
• Düzlemler sadece ɑkarbon atomları etrafında
dönebilirler.
• Peptid düzlemleri yanyana
veya üstüste geldiklerinde
kendi aralarında H-bağı
oluşturabilirler.
• Bu sayede protein kendi
içinde oluşturduğu zayıf
bağlarla kararlılık kazanır.
Kısmi çift bağ
Normal VDW mesafesi 3,5 A
Peptid bağının trans biçim
olduğunu göstermektedir
Protein mimarisi:
Peptid Bağının özelliği
Linus Pauling’in çizimi
Pauling and Corey
• Peptid düzlemleri ile protein
zincirinden H-bağlarını azamiye
çıkaracak yani en kararlı duruşları
oluşturacak yapıların modellerini
oluşturmaya başladılar.
• Düşündükleri şekillerden biri, peptid
düzlemlerinin kendi içinde kıvrılıp
dönerek oluşturdukları yapıydı.
• Alfa-sarmal yapıyı elde ettiler.
Tüm peptid düzlemleri H bağı
yapıyor
Protein mimarisi: Peptid Bağının
özelliği
• Kağıt üzerinde elde edilen
biçimleri, şayet doğruysa
X-ışınları yansımalarında
bulmaya çalıştılar ve pek
çok olduğunu gördüler…
• X-ışınları yansıması filmi
elde edilmiş bir çok
proteinde -sarmal
yapının olduğunu
görmüşlerdir.
Linus Pauling:-sarmal yapı
• -sarmal biçimi
açıklaması
nedeniyle Linus
Pauling 1954 yılında
Nobel ödülüne layık
görüldü.
Hemoglobin: %80 -sarmal biçim
-Sarmal Biçimin özellikleri
• Her dönüşte ortalama 3,6
aminoasit içerir
• Her peptid düzlemi sarmalın
eksenine paralel yerleşmiştir.
• Her peptid düzlemi zincirin her
iki yönünde 3.aminasitle Hbağı yapmıştır.
• H-bağları sarmal eksenine
paraleldir.
• Sarmalın içine hiçbir molekül
sığmayacak ölçüde dardır.
• Aminoasitlerin yan grupları
sarmalın dışında kalmaktadırlar
-Sarmal Biçimin özellikleri
• -sarmal biçimde çok sıkı bir paketleme söz
konusudur
• Proteine esnek olmayan, dar, uzun, çubuksu
bir özellik kazandırır.
• Proteinlerde %5-80 arasında -sarmal yapılar
bulunur. Proteinlerdeki oranı ortalama %26 dır
• Ör: miyoglobinde aminoasitlerin %80’i 8 tane
sarmal yapı içerisinde yer alır.
• Kas: miyosin %80 sarmal biçim içerir.
• Sarmal yapıda 4-5 – 40 arasında ortalama 12
aminoasit içerir
-Sarmal Biçimin özellikleri
• -sarmal biçim kendi içinde Hbağı oluşturduğundan peptid
bağının çözücü ile etkileşimi
sınırlandırılmıştır.
• -sarmal yapının oluşmaya
başlayabilmesi için en azından
ardışık 3 aminoasidin yan
gruplarının birbiri ile uyumlu
olması lazım.
• Kolaylıkla oluşmaya başlamaz,
ama oluştuktan sonra oldukça
kararlı biçimsel bir mimaridir.
Sarmal yapı ve aminoasitler
• Bazı aminoasitler daha sıklıkla -sarmal biçimde yer
alırlar
• Ör.Alanin, küçük ve yüksüz yan grubu ile biçime
kolaylıkla uyar, ve sarmal yapıda oldukça yaygındır.
• Tirozin ve asparajin gibi büyük yan gruba sahip
aminoasitler pek sık bulunmaz.
• Glisin, yan grubunda H olduğundan her yöne kolaylıkla
döner o nedenle sarmal yapıyı teşvik etmez, hatta bozar,
pek çok sarmal yapı glisinden sonra başlar veya glisinle
biter
• Prolin, yan grup peptid zincirine bağlandığından Amino
grubu H bağı yapamaz, sarmal yapıda bulunma olasılığı
en düşük aminoasittir. Hatta doğrudan sarmal yapıyı
bozucu etkiye sahiptir. Prolin sıklıkla sarmal yapının
bitiminde yer alır, proteini dönmeye zorlar.
Sarmal yapı özellikleri
• Çoğu Sarmal biçimde, polar yan
gruplar sarmalın bir yüzünde,
hidrofobik aminoasitler diğer
yüzünde toplanma eğilimi
göstermektedir ki böyle
sarmallara, amfoter sarmal denir.
• Amfoter sarmalın polar yüzü
çözücüyle etkileşim halinde iken,
hidrofobik yüzü protein içine
doğru yönelmiştir.
• Tüm zincirin yönünü
etkilediğinden buna sarmal
direksiyonu denir.
Proteinde sağ el yönünde dönen sarmal yapı bulunur
İkincil Mimari: -biçimleri
(pileli şerit) biçimi
(-pleated sheat)
• Pauling ve Corey, -sarmal
yapıdan sonra, beta-pileli zigzag
biçimlerinin modellerini
önermişlerdir.
• Düz bir biçimde uzanmış bir
aminoasit zincirleri arasında H
bağı oluşumunu ile oluşan
biçimlerdir.
• peptid düzlemleri arasında azami
sayıda H-bağı oluşmaktadır.
Paralel -biçimleri
Zıt yönlü -biçimleri
Zıt yönlü -biçimleri
Zıt yönlü -biçimleri
Paralel -biçimleri
-biçimleri
• Proteinlerde ikinci yaygın biçimsel mimarilerdir.
• Her zaman birkaç tanesi beraber bulunur. Yani tek
başlarına uzanmış bir -biçimi bulunmaz. (Tek başına
uzanmış bir aminoasit zinciri, zincire kararlılık
kazandırmaz. H bağı yapılabilmesi için daima birkaç
tanesi beraber bulunmalıdır)
• Tipik bir -pileli biçim 2 ile15 şeritin yan yana gelmesiyle
oluşur
• Her bir şerit, genelde 6 aminoasit (3-10 arasında)
uzunluğundadır
• Paralel olmayan - pileleri daha kararlıdır (paralellere
kıyasla) muhtemelen doğrusal olmayan H bağlarından
dolayı.
Burada kaldık
-biçimleri
• Bazı proteinler tamamen -şeritli
yapılardan oluşur,
• Genelde proteinlerdeki oranları düşüktür.
• Şeritin proteinin içine bakan tarafı genelde
hidrofobik iken dışa bakan tarafı hidrofiliktir
• Paralel -pilelerinin genelde her iki tarafı
da hidrofobiktir ve proteinin iç kısımlarında
gömülmüş durumdadır
Şeritin proteinin içine bakan tarafı
genelde hidrofobik iken dışa bakan
tarafı hidrofiliktir
Polar yan gruplar yüzeye doğru yönelimiş
Paralel -şeritleri (1ADF)
At karaciyeri alkol dehidrojenaz enzimi [PDB 1ADF].
Paralel -şeritleri
At karaciyeri alkol dehidrojenaz enzimi
[PDB 1ADF].
At karaciyeri alkol dehidrojenaz enzimi [PDB 1ADF].
Glisin
Lisin
Triptofan
Treonin
Diğer biçimler: Göze ve Dönüş
• Proteinlerde tekrarlanmayan belli biçimlere göze ve dönüş (loop,
turn) gibi adlar verilmektedir
• Bu bölümlerde de peptid bağı çeşitli bağlanmalar yapmaktadır,
sıkışıktır
• Genelde sarmalı takiben görülür
• Göze ve dönüşler -sarmalları veya -biçimlerinin birinin bitip
diğerinin başladığı bölümlere verilen adlardır. Yani onları birbirlerine
bağlarlar
• Bu sayede yumağımsı bir sarılma elde edilir
• Genelde proteindeki aminoasitlerin 1/3-1/10’u bu tür biçimlerin
içinde yer alır
• Gözeler genelde hidrofilik aminoasitler içerir, ve proteinin
yüzeyine çıkarlar, ve su ile H bağı oluştururlar
• Gözeler şayet birkaç tane (en fazla 5) aminoasit içeriyorlarsa ve
proteinde aniden dönüşe neden oluyorlarsa Dönüş olarak
adlandırılır.
• Dönüşlerin en yaygınları zıt yönlü dönüşlerdir ki -Dönüşleri
olarak adlandırılır.
Tip I ve II -Dönüşler
Tip II -Dönüş
Tip I -Dönüş
•Her ikisinde 4 aminoasit içerir
•İlk aminoasit ile 4. arasında H bağı vardır
•Protein zincirini aninden (180o) döndürürler
•Genellikle prolin ve/veya glisin içerirler
Protein mimarisi: Üçüncül Biçim
Protein mimarisi: Üçüncül Biçim
• Zaten oluşmuş ve oluşmakta olan belli ikincil yapılar
etrafında bir polipeptid zincirinin kıvrılıp, sarılıp son halini
aldığı biçim, üçüncül mimari olarak adlandırılır.
• Üçüncül mimari proteinin doğal mimarisidir, doğal olarak
sahip olduğu moleküler mimaridir.
• Doğal mimari: bir polipeptid zincirinin her bir atomunun
uzaydaki konumu (koordinatları) belirlidir.
• Aminoasit dizilişinde birbirinden çok uzaklarda bulunan
aminoasitler üçüncül yapıda yan yana getirilmiş olabilir.
• İkincil yapılar peptid düzlemleri arasında oluşturulan H
bağları ile elde edilen belli biçimli kararlı yapılar iken,
• Üçüncül yapılarda yan gruplar arası
etkileşimin esastır,
Üçüncül Mimari: Yan Gruplar…
• Üçüncül biçimin oluşumunun sürücü gücü, en
düşük enerjili mimari duruşu sağlamaktır.
• Bunun için,
– su seven grupları suyla etkileme getirme ve Hbağı oluşturmalarını sağlama,
– su sevmeyen grupları sudan uzaklaştırma ki su
kendi arasında H bağı oluşturabilsin ve kendi
aralarında VDW bağları oluşturabilsinler
• Sonuçta protein oldukça sıkı ve yoğun bir yumak
oluşturur
Üçüncül Mimari: Yan Gruplar…
• Protein zincirini bir arada tutan ikincil ve
üçüncül yapıların hepsi zayıf etkileşimlerdir.
• Tek birisi hariç…
• Protein üçüncül mimarisinde kovalent olan
tek bağ, Disülfit köprüleridir.
• Disülfit köprüleri proteinin birincil yapısının
parçası değildir, protein sarılırken veya
sarıldıktan sonra oluşur.
Üçüncül Mimari: Yan Gruplar…
• Proteinin iç kısımlarında su vb bulunmaz
• Yüklü yan gruplar genelde yüzeyde yer
almışlardır.
• Şayet iç kısımlarda bulunuyorlarsa, ya iyon
köprüsü vb bir yapı içerisindedirler.
• Yüklü grupları suda uzaklaştırıp protein içinde
sürükleyecek enerji genelde molekülde yoktur
• Proteinin yüzeyindeki grupların suyla olan
etkileşimlerinin sayısı ve gücü proteinin
çözünürlülüğünü belirler
Örme kazaktaki
desenlerle
protein arasında
bir ilişki var mı?
Protein mimarisindeki daha büyük
desenler: Motifler
• Daha geniş ikincil
yapılar, motifler
• Bunlar -sarmallar ve
-biçimleri ve
gözelerin karışımdan
oluşan biçimlerdir.
Bazen bu tür yapıların
bazı proteinlerde özel
görevleri vardır.
Sarmal-Göze-Sarmal motifi
Protein mimarisindeki daha büyük
desenler: Motifler
Protein mimarisindeki daha büyük
desenler: Motifler
Protein mimarisindeki daha büyük
desenler: Motifler
Protein mimarisindeki daha da
BÜYÜK bölümler: Domain
Protein mimarisindeki daha da
BÜYÜK bölümler: Domain
Protein mimarisindeki daha da
BÜYÜK bölümler: Domain
Protein mimarisindeki daha da
BÜYÜK bölümler: Domain
• Proteinler birbirinden ayrı, bağımsız
sarılan, sıkı biçimler içerirler bunlara
Domain denir.
• Bunlar motiflerin kombinasyonundan
oluşabilir.
• Domain 25-30 aa den 300 aa e kadar
olabilirler
• Domainler genelde gözelerle birbirine
eklenmiştir.
Protein mimarisindeki daha da
BÜYÜK bölümler: Domain
Domain: biçim ~ işlev
• Sıklıkla bir domainin belli bir işi vardır
• Ör: bir molekülü bağlama, tek bir tepkimeyi katalizleme
• Çok işlevli enzimlerde, katalizler birkaç domainden biri ile
gerçekleştirilir.
• Genellikle küçük bir molekül bağlanması veya aktif
merkezin oluşturulması iki domainin arafazında
gerçekleştirilir.
• Buralar genelde oyuklar,cepler, çukurluklar gibi protein
yüzeyindeki yerlerdir.
• Bağlanma yeri proteinin içinde doğru yönlenmiştir ve
sudan uzaktır. Enzime substrat bağlandığı zaman , o
kadar uyum sağlanır ki kalan birkaç su molekülü de
uzaklaşır.
Çeşitli proteinler: üçüncül biçimleri
ve işlevleri
Çeşitli proteinler: üçüncül biçimleri
ve işlevleri
Tek bir -helix domaini
Çeşitli proteinler: üçüncül biçimleri
ve işlevleri
İki adet -barrel biçiminden oluşur
Karonhidrat bağlayan bir proteindir.
Tek bir domain ve -sandeviç biçiminden oluşur
Çeşitli proteinler: üçüncül biçimleri
ve işlevleri
Geniş bir -barreli ve içinde
tek bir -sarmal biçim var
GFP
GFP
Green Fluorescent Protein GFP
• GFP 238 amino asitten oluşan bir protein, mavi ışık
(395 nm) verildiğinde yeşil floresan (509 nm) ışık veriyor.
• Hücre biyolojisinde işaretleyici protein olarak hücre içi
olayları incelemekte kullanılmaktadır.
• Gen aktarımı ve aktarılan genin çalışıp çalışmadığını
gösterici işaretleyici etken olarak kullanılmaktadır
• Herhangi bir canlı, veya belli hücrelere aktarılabilmekte.
• Bir çok canlı türüne aktarıldı (bacteria, yeast and other
fungi, fish (such as zebrafish), plant, fly, and mammalian
cells, including human.
• Martin Chalfie, Osamu Shimomura, and Roger Y. Tsien
were awarded the 2008 Nobel Prize in Chemistry on 10
October 2008 for their discovery and development of the
green fluorescent protein.
GFP
GFP
GFP
Çeşitli proteinler: üçüncül biçimleri
ve işlevleri
Protein Mimarisi: 4.cül biçim
• Birden fazla polipeptidin varlığında elde edilen
biçime verilen addır. Oligomer de denir
• Her bir polipeptide alt birim (subunit) veya
monomer denir.
• Oligomerik bir proteinde monomerler birbirinin
aynı olabildikleri gibi farklı da olabilir.
• Aynı alt birimlerden oluşuyorlarsa genelde ikili
(dimer) veya 4 lü (tetramer) oluşumları yaygındır
• Monomerler ayrı birer polipeptid zincirleridir, ayrı
ayrı sarılırlar sonrada birleşirler. Oligomer,
monomerlerin birleşimi ile kararlılık kazanır.
Protein Mimarisi: 4.cül biçim
• Monomerler birbirlerinden farklılarsa genelde farklı
işlevleri vardır
• Alt birimler yunanca harflerle adlandırılır
• Ör: 2 olarak adlandırılan bir oligomerik proteinde 2
tane aynı 2 farklı 4 monomer olduğu anlaşılır
• Monomerler arasında tıpkı 3. biçimde olduğu gibi yan
gruplar arasında zayıf bağlarla bağlanmışlardır.
• Genelde: hidrofobik etkileşim söz konusudur, ayrıca
elektrostatik çekim de olabilir.
• Aradaki bağlar zayıf olduğundan laboratuarda
monomerler birbirinden ayrılabilir.
Oligomerik Proteinler
İki aynı monomer
Oligomerik Proteinler
İki aynı altbirim tamamen -biçimlerinden oluşmuş, simetrik
Sadece gözelerinden zayıf bağlarla birbirine bağlanmış
Oligomerik Proteinler
İki aynı monomer (dimer) Membran proteini
Oligomerik Proteinler
Trimer aynı subunit
Gözelerden birbirine tutunmuşlar
Oligomerik Proteinler
Tetramer iki çeşit monomer içeriyor
22
Protein Mimari biçimleri: Özet
• 1.cil yapı: peptid bağı ile kovalent bağlı düz aminoasit
zinciri
• 2.cil yapı: peptid düzlemleri arası azami sayıda H bağı
oluşturulması ile elde edilen belli biçimler
• 3.cül yapı: Yan gruplar arası etkileşim
-H bağları
-hidrofobik etkileşim
-dipol-iyon etkileşimleri
-İyon-iyon etkileşimleri
-VDW bağları
-Disülfit bağları
• 4.cül yapı: Oligomerik proteinleride monomerler arası
etkileşimler
Download

Ek Dosyayı İndir