BİYOLOJİK ROLLERİNE GÖRE PROTEİNLER

A –       BİYOLOJİK ROLLERİNE GÖRE PROTEİNLER

Proteinler canlı hücrede en çok bulunan makromoleküllerdir. Hücrenin tüm kısımlarında bulunurlar. Bir hücrede binlerce farklı protein bulunabilir (örneğin E. coli’de 3000, insan hücresinde 100,000 kadar farklı protein bulunur).

Proteinlerin hepsi hücrede doğal olarak bulunan 20 çeşit amino asitten oluşurlar (bütün proteinler L-amino asitlerden oluşurlar. Ancak, bazı özel hücre ve hücre yapılarında D-amino asitler de bulunur, örneğin, bazı antibiyotikler). Bu amino asitlerin farklı şayi ve dizilimde protein yapısında bulunması ile bir proteinin sayısız kombinasyonda zincirini yapımı pratikte mümkündür. Her protein özel bir göreve ve dolayısı ile yapıya sahiptir. Bir bakıma, proteinler genetik bilgiyi anlamlı hale getiren yapılardır. Protein çalışmaları biyokimyanın en baştaki konusunu teşkil eder.

Canlı hücrede oluşan her şeyde bir veya daha fazla protein rol alır. Proteinler yapısal, işlevsel (kataliz) gibi bir çok olayda rol alırlar. Genetik bilginin kendini en son ifade sekli proteinlerle olur. Tipik bir hücrede her biri farklı miktarlarda olmak üzere binlerce farklı protein bulunur. Biyolojik makromoleküller içinde proteinler hücrede en çok bulunanlarıdır.

Proteinler birçok biyolojik fonksiyona sahiptir. Biyolojik rollerine göre proteinleri genel olarak sınıflandırabiliriz:

 

1-          ENZİMLER

Bunlar en özelleşmiş ve çeşitli sayıda olan ve katalitik aktivite gösteren proteinlerdir. Hücredeki organik moleküllerin uğradığı tüm kimyasal reaksiyonlar bunlar aracılığı ile olur.

 

2-          TRANSPORT PROTEİNLERİ:

Kan plazmasındaki proteinler özel molekül ve iyonları bağlayıp bir organdan bir organa taşırlar. Eritrositlerdeki hemoglobin, kan akciğerden geçerken oksijeni bağlar ve onu periferal dokulara taşıyarak orada salıverir. Böylece, besin maddelerinin oksidasyonu (yakımı) sağlanarak enerji elde edilir. Ayrıca kan plazması karaciğerden diğer organlara yağ taşıyan lipoproteinleri içerir. Diğer transport proteinlerine, hücre membranında yerleşik ve birçok madde ve iyonun hücre içine veya dışına transferini sağlayan proteinler örnek verilebilir.

 

NOT:

1-      20 amino asitten oluşan bir zincirde her amino asit sadece bir adet bulunuyorsa bu zincir 20! (20 faktoriyel), yani 20 x 19 x 18 x 17 x….x1= 2 x 1018 adet farklı sayıda bulunabilirken, 100 amino asitten ve 20 doğal amino asidin herhangi bir şayi ve sırada bulunmasından oluşan normal boyuttaki bir protein 20100 farklı zincire sahip olabilir. Bu sayıda farklı protein zincirinin oluşmasının 1077 yıl alacağı hesaplanmıştır. Evrenin yaşının yaklaşık sadece 15 x 109 yıl olduğunu hatırlayınız.

 

3-          BESİN VE DEPO PROTEİNLERİ

Birçok bitki tohumu çimlenme için gerekli besi proteinlerini depolarlar. Yumurta akının en önemli proteini olan ovalbumin ve sütün kazeini diğer besinsel proteinlerdir. Hayvan, bitki ve bazı bakterilerde bulunan ferritin ise dokularda demiri depo eden bir protein çeşididir.

 

4-          KONTRAKTİL VE HAREKET PROTEİNLERİ

Bazı proteinler hayvanin veya hücrenin elastikiyetinden, kasılıp gevşemesinden ve hareketinden sorumludurlar. İskelet kaslarındaki aktin ve miyozin en önce akla gelenlerdendir. Ağ iplikçiklerinin oluşmasından, flagella oluşmasına kadar önemli yapılara giren mikrotübüllerin yapısı da tübülin denen protein moleküllerinden meydana gelmiştir.

 

5-          YAPISAL PROTEİNLER

Biyolojik yapılara güç, destek ve sağlamlık kazandıran birçok filament ve zar da protein yapıda bulunurlar. Tendon ve kartilajın büyük kısmı esnek bir fibröz protein olan kollajen’den meydana gelmiştir. Sac, tırnak ve tüyler oldukça dayanıklı keratinden meydana gelmişlerdir.

 

6-          KORUYUCU PROTEİNLER

Bu proteinler hücreleri ve organizmaları yaralanmaya ve diğer organizmalara karşı korurlar. Immunoglobilinler (antikorlar) en bilinenleridir. Fibrinojen ve trombin kanama sırasında kan pıhtılaştırıcı olarak görev yapan iki proteindir.

 

7-          DÜZENLEYİCİ PROTEİNLER

Bazı proteinler hücresel ve fizyolojik aktiviteyi düzenlerler. Bunların içinde en bilinenleri hormonlardır. Şeker metabolizmasını düzenleyen insülin ve büyüme hormonu örnek verilebilir. Hormonal sinyal genellikle hücreler tarafından aracı G proteinleri (GTP bağlayan proteinler) yardımı ile olur.

Proteinler içeriklerine göre konjuge (protein ve protein olamayan iki kısımdan oluşan) ve konjuge olmayan (sadece amini asitlerden oluşmuş zincire sahip) olarak sınıflandırılabildikleri gibi, yapılarına göre de iki genel grup altında toplanabilirler. Bunlar globüler proteinler (yoğun, küresel) ve fibröz proteinler (fibrilli, düz) dir. İleride de açıklanacağı gibi, fibröz proteinler genellikle biyolojik yapıya, sağlamlık, kararlılık, elastikiyet kazandıran ve suda çözünemeyen proteinleri içerirken, globüler proteinler grubuna ise çoğu suda eriyen enzim gibi proteinler girer.

Proteinler oldukça büyük moleküllerdir. Bir protein 100 ila 1000’den fazla amino aside sahip olabilir. Bazı proteinler tek bir zincirden (polipeptid zinciri) oluşurken, diğer bazıları bir kaç alt zincirden oluşur ki bunlara çok alt birimli (multi subunit) proteinler denir. İki alt ünitesi olan proteinlere dimer, üç alt ünitesi olanlara trimer, dört alt üniteden meydana gelenlere ise tetramer denir. Alt üniteler genellikle birbirinin benzeri zincirler olduğu gibi (homomer), bazen alt üniteler farklılık gösterebilir (heteromer).

Proteinler karakteristik amino asit içeriklerine ve dizilerine sahiptirler. Amino asitlerin proteinden proteine sayısı çeşit ve sayı bakımından farklılık gösterir. Hiç bir zaman bir proteinde 20 çeşit amino asit aynı sayıda ve çeşitte bulunmaz.

Bir çok protein sadece amino asit içerirler ve diğer herhangi kimyasal bir grubu aktif yapılarında bulundurmazlar. Ancak, bazı proteinler amino asitlerin yanında başka kimyasal grupları da  içerebilirler. Bu çeşit proteinlere konjuge proteinler denir. Bu proteinler içerdikleri prostetik gruba (protein veya amino asit karakteri taşımayan) göre sınıflandırılırlar. Örneğin, lipoproteinler lipid, glikoproteinler şeker ve metalloproteinler metal grupları içerirler. Bu gruplar, genellikle, proteinin aktivitesinde önemli rol oynarlar.

 

 

Kaynak

Geçkil, H., 2012. Biyokimya II

Bu yazının kalıcı bağlantısı http://biyolojidersim.com/biyolojik-rollerine-gore-proteinler/

Bir Cevap Yazın

Your email address will not be published.