Proteinler, Proteomikler, Proteinlerin Modifikasyonu

Derinin asıl yapısını oluşturan madde Proteindir. Deriyi istediğimiz ürün haline dönüştürmek için ise işte bu maddenin özelliklerinden yararlanırız. Deri teknolojisindeki gelişimler proteinler üzerinde yapılan çalışmalara dayanmaktadır. Derinin tabaklanması da protein modifikasyonu olarak nitelendirilebilir. Proteinlerle ilgili textbooklardan kısa bir bilgiyi sizlerle paylaşacağız:

Proteinler ve Proteomikler

“Eğer DNA genetik bir harita ise o halde Proteom nedir? Hücrenin proteinleri nelerdir? Hücrenin proteinleri; duvarlar, zemin, su tesisatı, yataklar, mobilya, lavabolar, camlar yani evde yer alan her şeydir. Tüm bu işlemler proteinler tarafından yürütülmektedir ve bu yüzden DNA talimatları sağlıyor olsa da tüm işler gerçekte proteinler tarafından yapılmaktadır.” STANLEY FIELDS, PHD

Protein Yapısına Giriş

Proteinler eşsiz olmasına rağmen, belirgin benzer özellikleri paylaşırlar. (Şekil  1)

Birincil Yapı: Aminoasitlerin polipeptid zincirindeki spesifik dizilişi.

 

İkincil Yapı: Polipeptid zincirinin kıvrımları alfa heliks ve beta katlanmış tabaka gibi spesifik şekiller içerisinde. İkincil yapının diğer bölgeleri bükülü ve rastgele kıvrımlar içerebilir

 

Üçüncül Yapı: : Özgün üç boyutlu şekil, ikincil yapıyı saran bölgelerdeki aminoasitler arasındaki kimyasal etkileşimin sonucudur.

 

 

Dördüncül Yapı: : İki veya daha fazla polipeptid alt biriminin spesifik etkileşimi.

 

 

Her proteinin birincil yapısı spesifik aminoasitlerin dizilişi ile belirlenir, polipeptid zincirinin uygun kıvrımlarını yönlendiren mRNA ile şifrelenir. İkincil Yapının bir çeşidi helezon şeklinin içinde kıvrılmış halde olan polipeptid bölgesi alfa helix’dir. Beta dizileri düz beta katmanlarını bir arada tutan polipeptidlerin doğrusal yapılarıdır. İkincil yapının diğer bölgeleri bükülü ve rastgele kıvrımlar içerebilir. Bu heliksler, diziler, kıvrımlar ve sarmallar kimyasal olarak birbirleriyle etkileşerek üçüncül yapı olarak adlandırılan proteinin üç boyutlu benzersiz yapısını oluştururlar. Bazı proteinlerde, tek polipeptid zinciri kendi üçboyutlu yapısını içine katarak final proteini oluşturur. Bununla birlikte çoğu protein, birçok farklı polipeptid altbirimine sahiptir ve bunlar aktif final proteini oluşturur. Bu proteinlerde, farklı alt birimlerin etkileşimi dördüncül yapıyı oluşturur. Proteinlerin ayrı kısımları proteinin geri kalan kısmından bağımsız olarak katlanabilir ve kendi fonksiyonlarına sahip olabilirler. Bunlara domainler denir ve proteinin yapı taşlarından biri gibi iş görürler. Domainler evrimsel açıdan hareketlidir, yeni protein gelişimi gibi yeniden düzenleme yapabilir. Binlerce yapısal domain vardır ve bunlardan birçoğu protein üzerinde korunmuştur. Yeni proteinler, farklı domainlerin Domain shuffling olarak adlandırılan işlemle evrimsel zamanla ortaya çıkmış olduğu izlenimini verir. Domainler, amino asitlerin korunmuş şekillerinden veya yakındaki amino asit dizisinin kıvrılmasıyla oluşan yapısal elementlerin kombinasyonundan oluşan genellikle küçük motifler içerirler. Motife örnek DNA’ya bağlanan helix-loop-helix’dir. Birbiri ile ilişkisi olmayan birçok proteinde benzer motifler bulunmuştur.  Bilim adamları korunmuş domainleri ve motifleri birkaç veritabanında sınıflandırmışlardır. Böylece proteinler bu elementlerin mevcudiyeti için kolaylıkla analiz edilebilmektedir.

Protein Modifikasyonu

Proteinlerin üç boyutlu yapısındaki karmaşa, proteinlerin karakterizasyonundaki tek zorluk değildir. Birçok protein yapılarının modifikasyonu için ilave kimyasallar içerirler. Proteinin son yapısı, proteinin ribozomda sentezi esnasında veya sonrasında meydana gelen çok sayıda modifikasyon içerebilir. Bu modifikasyonlar, son proteinin büyüklüğünü ve yapısını değiştirebilirler.  Bazı modifikasyonlar protein oluştuktan sonra diğerleri ise proteinin aktarılması esnasında meydana gelir ve bu proteinin uygun katlanması için gereklidir. Mümkün olan bir modifikasyon orijinal polipeptidin proteazlar tarafından küçük madde oluşturmak için enzimsel klevajdır. Diğer modifikasyonlar proteindeki belirli aminoasitlere  şeker molekülü (glikosilasyon) veya fosfat grubu (fosforilasyon) veya sülfat grubu (sülfatlaşma)  eklenmesidir.

Sözlük:

Birincil yapı: Polipeptid zincirini oluşturan amino asitlerin dizilişi.

İkincil Yapı: Alfa heliks ya da beta katman gibi protein amino asitlerinin düzgün yapı içinde düzenlenmesi.

Üçüncül yapı: Polipeptid zincirinin üç boyutlu yapıya kıvrılması.

Dördüncül yapı: İki veya daha fazla polipeptidin büyük protein yapısı oluşturması için birleşmesi.

Domain: Proteinin geri kalan kısmından bağımsız olan ve kendi fonksiyonlarını gösteren ayrık kısmı.

Domain shuffling: Farklı domainlerin bir araya gelerek yeni protein oluşturması.

Motif: Birçok proteinde korunan protein dizisindeki kısa bölgeler.

 

 

Hazırlayan: Kemal KILINÇ – kemal.kilinc@gmail.com

Kaynak: https://www.learner.org/courses/biology/textbook/proteo/proteo_2.html

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir