PROTEİN MOLEKÜLLERİNİN YAPISI

PROTEİNLERİN FİZİKSEL, FİZİKOKİMYASAL VE KİMYASAL
ÖZELLİKLERİ
1. PROTEİN MOLEKÜLLERİNİN YAPISI
Bir proteinin asid veya uygun bir proteolitik enzimle tam hidroliz edi­lerek, bu sırada hiç bir amino asid bozunmadığı takdirde, hangi aminoasidlerden oluştuğu ve bunların rölatif miktarını bulmak mümkündür. Bu konuda başlıca ince tabaka kromatografisi ve daha iyisi kolon kromatografisinden faydalanılır. Fakat bu bilgiler proteinlerin yapısını tam ola­rak aydınlatmaz. Bunun için önce her bir yapı taşının birbirine hangi sırada bağlandıklarını saptamak gerekir ki, başlıca zorluk da buradadır. Bir protein veya polipeptid zincirindeki amino asid birimlerinin sayısını ve birbirine bağlanış sırasını gösteren yapıya primer yapı (strüktür) denir. Bu konuda son 20 yılda büyük ilerleme kaydedilmiş ve ilk önemli aşa­ma sığır insulin'inin SANGER tarafından yapılan amino asid sırası analizi olmuştur SANGER insulin'in, birbirine disülfür bağlarıyla bağlı iki zin­cir halinde 51 amino asidden ibaret olduğunu bulmuştur. Bundan başka da enzim ribonükleaz'ın 124 amino asidden, hemoglobin'in 574 aminoasidden, yumurta albumininin 288 ve laktoglobulinin 370 amino asidden ibaret olan primer strüktürleri aydınlatılmıştır.
Bir polipeptiddeki amino asidler sırasının analizine uç amino asidlerin belirlenmesi ile başlanılır. Eğer bir polipeptid veya protein bir tek peptid zincirinden oluşmuşsa, bir tek serbest amino grubu taşıyan, bir tek kalıntı (amino-uç kalıntısı veya N-uç) ve bir tek serbest a-karboksil grubu taşıyan bir tek kalıntı (karboksil-uç kalıntısı veya C-uç) bulunur, şu örnekte olduğu gibi:

H H H
½ ½ ½
Amino-uç — H2N – C – C – NH............C – N – C – COOH ¬ Karboksil-uç
½ ½½ ½½ ½
R O O R

O halde uç grupları (amino-veya karboksil uç) sayısının kantitatif belirlenmesi protein molekülü başına peptid zincirleri sayısını hesap et­meye yarar. Onun için sıranın incelenmesinden önce bu tip uç grup ana­lizi temeldir. Bundan başka gene bu kantitatif uç grup analizi proteinin saflığı hakkında da bilgi verir. Biz burada, uç grup analizleri hakkında yalnız birer metot vermekle yetineceğiz.
1.1. N-Uçlu Kalıntının Belirlenmesi
Çok değerli bir teknik, proteinlerin amino gruplarıyla bağlanabilen ve daha sonraki hidrolizle ayrılmayan bir reaktif kullanmaktır. SANGER tarafından geliştirilen en eski metodda l-fluoro - 2,4 - dinitrobenzen (FDNB) kullanılır. Bu reaktif oda sıcaklığında bile zayıf alkali pH da uç a amino grupla birleşir, sarı renkli bir dinitrofenil (DNP) türevi verir :




Reaktifin fazlası ortamdan çıkarıldıktan sonra protein 6 N HC1 ile hidroliz edilir. Hidroliz uç amino grubuna bağlı dinitrofenil kalıntısına etki etmez ve sarı renkli DNP.amino asidler eter veya kloroform gibi po­lar olmayan çözgenlerle ekstre edilir ve iki boyutlu kromatografi ile be­lirlenirler.
1951-1956 yıllan arasında SANGER tarafından, amino asid sırası ilk belirlenmiş olan insulin, bir fenil alanın ve bir de glisin kalıntılı iki N-ucu taşır, bundan ötürü iki farklı amino asid kalıntısı taşır, yani mo­lekül iki zincirden oluşmuştur. İnsan hemoglobin molekülü dört polipeptid zincirinden ibarettir.
1.2. Karboksil Uç Grup Belirlenmesi
C-uç amino asidin belirlenmesi için bir kimyasal yöntem, proteinin anhidr ortamda, 100° de hidrazinle reaksiyonuna dayanır. Bu sırada transamidasyon olur, bütün amid bağları koparılarak amino asid kalıntı­larının hidrazidleri meydana gelir; yalnız karboksil uç kalıntısı serbest amino asid olarak kalır ve bu ayrılıp doğrudan doğruya veya DNP si yapılarak kromatografi ile belirlenebilir :
Protein + n(H2N-NH2) ® n(R—CH-CO-NH-NH2) + uç-amino asid
½
NH2
Hidrazidler benzaldehid veya p-nitrobenzaldehidle SCHIFF bazlarına dö­nüştürülür :

n(R- CH-CO—NH-NH2) + uç-amino asid
½
NH2
¯ R – CHO
nR-CH-CO—NH-N = CH R) + uç-amino asid
½
N=CH-R SCHIFF bazı

2. PROTEİNLERİN SÖKONDER, TERSİER VE KUATERNER YAPISI
Primer yapıda tek bağlar, bağ etrafında serbest rotasyona elverişli olduğundan sonsuz sayıda konfigürasyon (uzaydaki tertip) mümkün ola­cağını kabullenmek gerekir. Halbuki proteinlerde ancak bazı konfigürasyonlara rastlanmaktadır. Buna göre de söz konusu protein molekülündeki atomların tertibini bilmek gerekir. Proteinlerde, hidrojen bağları gi­bi, atomlar arası reaksiyonlardan sökonder yapı denilen bazı konfigürasyonlar tercih edilir. Polipeptid için bu konfigürasyonlardan üçü «yaprak strüktür», «kıvrımlı yaprak strüktür» ve «a-helis» şekilleri anlaşılmıştır.
Hidrojen bağları komşu polipeptid zincirleri arasında veya sökonder strüktür helis ise, tek bir polipeptid zinciri içerisinde olabilir.
2.1. Yaprak Strüktür
Polipeptid zincirleri, maksimum gerilimle yan yana ya hep aynı doğ­rultuda (paralel) dırlar veya nöbetleşe doğrultuda (antiparalel) olurlar.
Bir zincirin C = O grubu, diğer zincirin NH grubu ile hidrojen köprüsü ile bağlıdır (Şekil 2).

















Şekil 1. Yaprak strüktür.
(a) Antiparalel. (b) Paralel noktalar hidrojen köprülerini gösterir

2.2. Kıvrımlı Yaprak Strüktür
Kıvrımlı yaprak strüktüründe zincirler akordeon şeklinde kıvrılmış yapraklar üzerinde karşı karşıyadırlar. a - C atomları menteşe doğrultu-sandadırlar. Şekil 2’de paralel tarzda dizilmiş zincirlerin kıvrımlı yap­rak strüktürü gösterilmiştir.








Şekil 2. Paralel zincirlerin kıvrımlı yaprak strüktürü

2.3. a -Helis Strüktür
L.PAULING tarafından aydınlatılan a helis konfigürasyonunda C=O ve NH gruplar belirli aralıklarla karşı karşıya gelirler ve burada hidro­jen köprüleri aynı zincir içerisinde meydana gelmiştir. Komşu helisler de birbirleriyle hidrojen bağları ile tutunmuşlardır. a-Helis sağa veya sola dönen olabilir, bunlar birbirinin resim ve ayna resmi gibidir­ler, çevirmekle birbiri üzerine getirilemezler. Amino asidlerin yan zin­cirleri helisden dışarıya doğru yer alırlar.
2.4. Tersier ve Kuaterner Strüktür
Protein yapısına ait üçüncü bir şekil tersler yapı adını alır, sökonder strüktürün, yan zincirler arasındaki etkiden ileri gelen uzaysal (üç boyutlu) düzenlenmesini gösterir. İlâve bağlarla katlanmalar olmuş­tur. Bu bağlar kovalent, hidrojen bağlan, tuz bağları ve hidrofob veya nonpolar bağlar olabilir. Miyoglobin ve hemoglobinde tersier strüktür gösterilmiştir. Nihayet, bir tekden fazla peptid zinciri ihtiva eden proteinler için kuaterner strüktür terimi kullanılmaktadır. Bu şekil, belirli tersier strüktürlerin kovalent bağlı olmayarak dayanıklı agregat halidir.
Bilinen proteinlerin pek çoğu uzun iplikler halinde olmayıp şeklen küresel olmaya yatkındırlar. Bunlara globular proteinler denir. Bunlar düzenli bir şekilde katlanmış veya kangal haline gelmiş polipepted zin­cirlerinden oluşmuşlardır. Başka proteinler iplik halindedirler, hayvansal-vücut proteinleri genellikle bu tarzdadırlar. Globular proteinler açılarak, kolayca denatüre olurlar.
3. PROTEİNLERİN TASNİFİ
Hemen bütün proteinlerin kimyasal bileşimi hakkında yeter bilgimiz-olmadığından bunların sistemli bir tasnifini yapmak mümkün olamamak tadır. Öteden beri yapılan tasniflerde mümkün okluğu kadar kimyasal temele dayanılmakta ve bu olmadığı takdirde çözünürlük temel olarak alınmaktadır. Kimyasal bileşimlerine göre proteinler önce, basit protein­ler ve bileşik proteinler (proteidler) olmak özere iki gruba ayrılırlar. Basit proteinler yalnızca a amino asid moleküllerinden yapılmışlardır, bi­leşik proteinler ise amino asidlerin yanında başka yapı taşlarını da ta­şırlar. Bununla birlikte bu tasnif pek doğru değildir, çünkü, basit pro­teinler grubuna giren proteinlerde az miktarda amino asid olmayan de­ğişik maddeler, örneğin karbohidrat (albumin ve globulinde) veya fosfor (ovalbuminde) bulunur. Basit proteinler, çözünürlük bakımından ayrıca; çözünen ve çözünmeyen olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Çözünme su,, tuz, alkali ve asid çözeltilerinde ve etanolde olabilir.
3.1. ÇÖZÜNEN BASİT PROTEİNLER
Çözünen proteinler 6 gruba ayrılırlar :
3.1.1. Albuminler
Hayvan ve bitki dokularının her ikisinde de fazla miktarda bulunurlar ve çözünen proteinlerin bir başka grubunu teşkik eden globulinlerle birlikte doğada bulunan proteinlerin çoğunluğunu teş­kil ederler. Albuminler elde edilmeleri kolay, en iyi bilinen proteinler­dir. Zayıf alkali özeliktedirler, moleküllerinde bulunan diamino asidler dikarboksilli asidlerle az çok dengededir. Suda, seyreltik tuz çözeltilerinde, seyreltik asid ve alkalilerde çözünürler ve çözeltilerinin sulp amon­yum sülfat ile doyurulmalar ile çökeltilirler. Amonyum sülfat ile yarı doyurmakla, magnezyum sülfat veya sodyum klorür ile doyurmakla pıhtılaştırılamazlar. Daima birlikte bulundukları globulinlerden bu özellikler ile ayırt edilirler. Hafif asidli (pH = 4,9) çözeltilerinden ısıtmakla kolayca pıhtılaştırılırlar. Kuvvetli asitler ve ağır metal tuzlar ile pıhtılaşırlar. Albuminlerin çoğunun izoelektrik noktaları pH 4,5 ile 5,0 arasındadır. Organik çözücülerde çözünmezler. Kükürt yüzdeleri (%1,6-2,2) yüksektir, buna karşılık glikokol ihtiva etmezler. Bu grupta yumurta beyazında bulunan uvalbumin (billûri), adalede bulunan miyojen, kan serumunda bulunan serumalburnin (billûri), sütte bulunan laktalbumin, buğdayda bulunan lökosin, pankreas salgısında bulunan insulin (ensülin) proteinleri vardır.
3.1.2. Globulinler
Albuminlere benzerler. Bir kısmı saf suda çözünür ki bunlara psödoglobulinler denir. Çoğu ise saf suda hemen hemen hiç çözünmez, bunlara da ögloblinler denir. Her halde globulinler seyreltik (%10-15) tuz çözeltilerinde çözünürler. Çözeltilerinden sulp MgSO4 veya NaCl ile doyurmakla ve (NH4)2SO4 ile yarı doyurmakla çökeltilirler. Albuminler gibi ısıtmakla da pıhtılaşırlar. Globulinler asid karakter­de olduklarından yalnız alkalilerde çözünürler, asidlerde, karbonik asitle bile çökerler. Globulinler canlıların en önemli proteinleri olup mole­külleri albüminlerinkinden daha büyüktür. İzoelektrik noktaları çokluk albüminlerinkinin üstünde pH 5,5 - 6,5 arasındadır. Albuminler gibi or­ganik çözücülerde çözünmezler Kandan eritrozitlerin ayrılmas ile geriye kalan sarımtrak sıvı plazmada fibrinojen proteini çözünmüş olarak bulu­nur, kanın pıhtılaşması ile bu protein suda çözünmeyen bir globulin olan fibrin'e dönüşür. Kanamalarda bu suretle kanın fazla akması önlenir. Fibrinin ayrılmasından kalan sıvıya serum denir İşte bu serumda serumalbumin ve serumgiobulin bulunur. Diğer önemli hayvansal globulinler, sütte bulunan laktoglobulin ve adalede bulunan miyozin'dir.
Globulinler bütün bitki hücrelerinde bulunurlar, tohumların ve öze­likle tohum embriyosu karakteristik proteinlerinden birini teşkil ederler. Kenevir tohumunda ve tahılda edestin, bezelyede İegümin, bademde amandin globulinlerdendirler.
3.1.3. Glutelinler
Glutelinler saf su ve tuz çözeltilerinde çözünmezler, fakat seyreltik asid ve alkalilerde kolay çözünürler. Glutelinlerin tipik örnekleri tahıl tanelerinde (endosperm hücrelerinde) bulunurlar. Bunlar­dan buğdayda glütenin, yulafta avenin, pirinçte orizenin, mısırda zeanin ve arpada hordenin vardır.
3.1.4. Prolaminler
Prolaminler bir grup bitkisel globulinlerdir, yalnız tahıl tohumlarında ve ilgili bitkilerde bulunurlar. Hububattan yalnız pi­rinçte hiç bulunmadığı tahmin edilmektedir. Yüzde 70-80’lik alkolde çö­zünürler, mutlak alkolde veya suda çözünmezler. Onun için bunlara al­kolde çözünen proteinler denir. Buğdayda glüteninin yanında gliadin bulunur. Buğdayın yapışkan maddesi «glüten=öz» bu iki protein karışı­mıdır. Buğday ununa su ilâve edildiğinde gliyadin ve glütenin kolloidal yapışkan bir kompleks yaparlar. Bu özelik buğdayı diğer hububattan ayırt ettirir. Bu yapışkan madde sayesindedir ki maya ile hasıl olan kar­bon dioksit hamurda tutulu kalır. Ekmeğin pişmesi için glüten lazımdır, kabuk glüten sayesinde teşekkül eder.
Glüten proteinleri yaklaşık yüzde 17,55 azot ihtiva eder. Onun için buğday veya buğday ürünlerindeki kaba protein tayininde 100 : 17,55=5,7 faktörü kullanılır. Yalnız kepek gibi yan ürünler için, genellikle kullanılan 6,25 faktörü yaklaşık olarak doğru gelmektedir. Mısırda zein, arpada hordein prolaminleri bulunur. Prolamin moleküllerinde fazla miktarda glutamin asid (yaklaşık olarak %35) ve prolin (%30 kadar) vardır. Onun için bu proteinlere prolamin denilmiştir. Buğday gliyadininde yaklaşık olarak yüzde 10, mısır zeininde yüzde 8 prolin vardır.
3.1.5. Protaminler
Protaminler en basit doğal proteinlerdir. Yapıla­rında 14-20 peptid bağı vardır. Molekül tartıları 3000’i aşmaz. Moleküllerindeki azot yüzdesi fazla, yaklaşık olarak %32 dir. Fazla miktar­da arginin (°/o90’a kadar) ihtiva ettiklerinden kuvvetli alkali özelikte­dirler, havadan karbondioksid alarak karbonat teşkil ederler. Argininden sonra en fazla lisin ve histidin amino asidleri bulunurlar. Su ve seyreltik asidlerde çözünürler. Serbest protaminler yağlı maddeler, sülfat veya klorür tuzları beyaz tozdurlar. Kuvvetli baz özeliğinde oldukların­dan diğer proteinleri çökeltirler. Bu proteinler yalnız bazı balık cins­lerinde nuklein asid ile birleşmiş olarak balık spermasında bulunurlar. Bir balık sperması protaminin izoelektrik noktası 12,0-12,4 bulunmuş­tur. Som balığında salmin ve ringa balığında klupein tecrit edilmişler­dir. Uskumru balığı spermasında skombrin vardır. Birçok protaminler son zamanlarda tıpta kullanılmaya başlanmıştır. Bu arada insulinin protamin ile olan bileşiği şeker hastalıklarında kullanılmaktadır ki bu ilacın etkisinin daha uzun zaman devam ettiği görülmektedir
3.1.6. Histonlar
Histonlar bazı hayvan dokularında bulunurlar. Yapı­larındaki diamino asidlerin fazlalığından, alkali özeliktedirler, histidin ve arginin amino asidleri fazladır. Yalnız bu alkalilikleri protaminler ka­dar değildir, tzoelektrik noktaları nötr noktaya daha yakındır. Örneğin globin'in izoelektrik noktası pH 7,5 dır. Saf histonlar suda çözünür, ısıt­makla pıhtılaşmazlar, çok seyreltik asidlerde de çözünürler. Fakat sey-reltik amonyak çözeltisinde çözünmezler. Hücrelerde histonlar nuklein asidlere bağlı olarak bulunurlar. Histonların yapısı protaminlerden daha karışıktır ve kükürt ihtiva ederler. Azot yüzdeleri protaminlerden daha az, yaklaşık olarak % 20 kadardır. Bunlar da diğer proteinleri çö­keltirler. Tipik örnekleri hemoglobin'in globin'i, lökosit histonları ve ba­lık sperması histonlarıdır. Histonlar bitkilerde bulunmazlar.
3.2. Çözünmeyen Basit Proteinler
Bunlar kimyasal reaktiflere karşı dayanıklı olup suda, seyreltik asid, alkali ve tuz çözeltilerinde çözünmezler. Bunlara genellikle albuminoidler adı verilmektedir. Bu grup, heterojen bir grup olup özelikleri birbirine benzemeyen birçok proteinleri ihtiva eder. Enzimler de bunlara genellikle etkisiz kalırlar. Daha ziyade öbür gruplara giremeyen bütün proteinler bu grupta sayılmaktadırlar. Bunlar hayvan organizmasının mekanik iş gören kısımlarında bulunurlar. Gıda bakımından değerleri pek azdır, yalnız kollajenin biraz gıda değeri vardır. Bu grupta yün, ipek, saç, tırnak, boy­nuz, hayvan postu ve tüylerin proteinleri bulunur. Bitkilerde bu grup proteinler yoktur. Bunlara, hayvan iskelet proteinleri olduklarından, skleroproteinler de denir. Bunlardan keratin saçın, tırnağın, yün, boynuz ve tüylerin esas kısmını teşkil eder. Kükürt yüzdesi fazla, % 4-5 ‘dir. Başlıca sistin olmak üzere histidin, lisin, ve arginin amino asidlerini ih­tiva eder. insan saçında yüzde 15-20, tırnakta yüzde 5 sistin bulunur. Bu proteinlerin yanmasında duyulan hoş olmayan koku merkaptan teşek­külünden ileri gelir. Keratin molekülleri iplik tarzındadır, su buharında keratin gerilerek uzunluğu yaklaşık olarak yüzde 30 kadar artırılabilir. Keratin'in asıl şekline alfa keratin, uzamış şekline ise beta keratin de­nir. Saç ve tırnaklardaki keratine ökeratin, sinir liflerinin, derinin ve diğer organların iskelet maddesi olan keratinlere de psödokeratin denir.
Bu gruptan kollajen kemiğin, kıkırdağın, derinin ve diğer bağ do­kularının temel maddesidir. Bağ dokusu kollajen ve elastin liflerinden ya­pılmış bir ağdır. Bunların azot yüzdeleri fazla, %17,9 dur. Hidrolizlen-mekle başlıca glikokol olmak üzere prolin, arginin, losin, asparagin asid ve glutamin asid amino asidleri ayrılır. Kollajen su ile ısıtılırsa takriben 600C’de uzunluğu üçte birine kadar kısalır ve daha yüksek sıcaklıkta glutin (tutkal) haline gelerek kolloidal olarak çözünür.
Jelatin saf renksiz kemik tutkalıdır, cilt veya kemik kollajeninden alkali veya seyrettik asidle hidrolizle elde edilir. Jelatinde, kollajenin paralel iplik molekülleri birbirinden ayrılmış düzensiz ağ meydana ge­tirmişlerdir. Bu ağın gözlerinde su tutulur. Jelatin suda şişer, çözeltileri soğutulmakla pelteleşir. Dericilikte tanenlenen kısım hayvan derisinin kollajenidir. Elastin su, asid ve alkalilerde şişmez.
Kollajen ve jelatin pepsin ve tripsin enzimler ile hidrolizlenirler. İpekte jelatin yanında bulunan fibroin ve bunu örten serisin proteinleri de albuminoidlerdendirler. ipek fibroin'i hemen tüm dört amino asid: glikokol, alanin, serin ve tirosin'den yapılmıştır. Süngerde sponjin, hid­roliz ile iyot gorgon asid'i verir.
3.3. Bileşik Proteinler (Proteidler)
Bileşik proteinler, basit proteinlerden başka prostetik grup denilen ve basit proteine az veya çok sağlam bir şekilde bağlanmış olan başka cins kimyasal bileşik kalıntılarını ihtiva ederler. Bu şekilde bileşik pro­teinler hidrolizlendik'erinde amino asid veya ürünlerinden başka, fosfat asidi, pigmentler, şeker, lesitin, yağlar ve nuklein asidler verirler. Bir­çok enzimler bileşik proteinlerdendirler. Bileşik proteinler, prostetik grubun nev'ine göre fosfoproteid, glikoproteid, nukieoproteid, lesito-proteid, kromoproteid, lipoproteid v,b. diye adlandırılırlar.
3.3.1. Fosfoproteidler
Fosfoproteidler, serin fosfat şeklinde, fosfat asi­di ihtiva ederler. Bariz suretde asidik karakterdedirler, mavi turnusolü kırmızıya boyarlar. Suda az fakat alkalilerde tuz teşkil ederek kolay çözünürler. Tuzlarının çözeltileri kaynatmakla da pıhtılaşmaz.





Sütün başlıca proteini olan kazein bir fosfoproteid olup inek sütünde % 3 oranında ve kalsiyum tuzu seklinde çözünmüş olarak bulunur, sütün yağını emülsiyon halinde tutar.
Kazein molekülünde % 0,8 fosfor bulunup bu, fosfat asidi fosforudur, bu asid serin fosfat şeklinde serin'in —OH grubu ile esterleşmiş vazi­yette yan zincir teşkil eder Fosfat asidinin diğer iki - OH grubu ser-besttir- Onun için kazein asidik özeliktedir ve izoelektrik noktası pH 4,7 dir. Süt kazeininin homojen olmadığı ve elektroforezle a- b- ve g kazein diye adlandırılan üç bileşenden oluştuğu tespit edilmiştir. Sütü pH ~ 4,5a kadar asitlendirmekle kazein kolayca çöktürülür Asidle çöktürülmüş kazein % 75 a-kazein, % 22 b kazein ve % 3 g kazein ihtiva eder. a, b ve g kazeinler amino asid yapısı, molekül büyüklüğü ve fosfor muhtevi­yatı ile birbirinden farklanırlar. Kazeinin bileşiminde metionin, tirozin, ve hayat için gerekli diğer amino asidler yeteri kadar bulunduğundan değerli bir proteindir.
Kazein endüstride galalit sentetik reçinesi, lanital sentetik yünü ya­pımında kullanılır.
Yumurta sarısında bulunan vitellin de bir fosfoproteiddir. % 2,2 fosfor ihtiva eder ve çokluk lipidlerle bağlı olarak lipovitellin halinde bulunur. Bunun yanında, lipidce daha zengin fakat fosforca fakir başka bir fosfoproteid vitellenin (lipovitellenin) bulunmuştur. Yumurta sarısın­da bulunan fosforca zengin bir başka fosfoproteide fosvitin adı verilmiş­tir. Yumurta sarısının suda çözünen, çok az fosfor ihtiva eden, (%0,05 P) ısıtmakla pıhtılaşan proteini livetin, toplam yumurta sarısı proteinlerinin % 25 ini teşkil eder.
3.3.2. Glikoproteidler
Glikoproteidler bileşimlerinde % 10-30 karbonhidrat ihtiva ederler. Bunlar iki gruba ayrılırlar :
1) Nötro glikoproteidler moleküllerinde mannoz, galaktoz ve asetilglukozamin gibi nötr şekerler vardır. Bunlar nötr veya zayıfça asidik özelikte proteinlerdir. Yumurtanın ovomükoid'i,gözün cam maddesinin mükoidi, ve kan serumunun serummükoid'i bunlardandır. Mükoidlerde asetilglukozamin vardır ve prostetik grup mükoitin sülfat asidedir. Bu sonuncusu hiyaluronasid'in sülfat asidi esteridir. Hiyaluronasid bir polisakkarid olup nöbetleşe D-glukuron asid ve N-asetil-D glukozamin kalıntılarını taşır. Birçok hayvansal dokularda, çokluk bir pro­teinle kompleks halinde bulunur. Mükoidler fosfor ihtiva etmezler.





Hiyaluran asid

2) Asido glukoproteidler asidik özeliktedirler. Asid grupları ya sül­fat asidi veya hekzuron asidden ileri gelir. Sümüklü sekretlerin protein­leri bu gruptandır. Bu proteidlere eskiden müsinler (sümüksel maddeler) adı verilmiştir. Kıkırdakta bulunan konaroproteidicr de bu sınıftandır­lar, moleküllerinde kondroitin sülfat bulunur. Bunlar da fosfor ihtiva etmezler.
Kondroitin, b-D-glukuronido-1,3 N-asetil-D-galaktozamin'in bir poli­meridir. Hiyaluron asidden yalnızca glukozamin yerine galaktozamin ih­tiva etmesiyle farklanır. Kondroitin-4-sülfat (kondroitin sülfat A) ve kondroitin-6-sülfat (kondroitin sülfat C) olmak üzere iki sülfatı bilinmekte­dir. Birincisinin formülü aşağıda verilmiştir. Kan ve yumurtanın albumin ve globulinleri asetilgukozamin ihtiva eden bir polisakkarid grubunu ta­şırlar ve bundan ötürü glikoproteidlere sokulabilirse de bunlardaki karbohidrat yüzdesi mükoid ve müsinierdeki karbohidrat yüzdesine nazaran çok düşüktür.





Kondroitin sülfat A


3.3.3. Nukleoproteidler
Nukleoproteidler hayvan ve bitki hücre çe­kirdeklerinin temel kısmını teşkil ederler. Bu şekilde hemen bütün hüc­relerde bulunurlarsa da çoğundaki miktarlar pek azdır ve izole edilebi­lecek miktarları ancak pek sınırlı balık sperması, maya hücreleri v.b. gi­bi yerlerde bulunur. Nukleoproteidler histon ve protamin gibi alkali ka­rakterde bir basit proteinin nuklein asidlerie tuz tipinde yaptıkları bile­şiklerdir. Bunlar çok sayıda fosfat asit ihtiva ettiklerinden asidik reaksiyon verirler; su ve asidlerde çözünmezler. Zayıf alkalilerde çözünürler­se de asid ilavesi ile tekrar çökeltilirler. Bunları tuzlar, asidler veya al­kalilerle dikkatle muamele ederek hidrolizleyerek, nukleoproteidden nuklein asidi ayırmak mümkündür.
Pepsin enzimi veya zayıf asidler nukleoproteidlerden bir kısım protein çözer ki geri kalan kısmına nuklein denir. Nukleinde daha az protein vardır. Tripsin enzimi veya asidlerin daha uzun müddet etkisi ile kalan proteinde uzaklaştırılarak serbest nuklein asid ayrılır. Sindirim enzimleri nuklein asidleri bölemezler.
Asid veya enzimlerle daha ileriye giden hidroliz sonucu nuklein asidden de daha üç grup madde ayrılır :
1) fosfat asidi,
2) Bir şeker veya şeker türevi,
3) İki purin ve iki pirimidin cinsinden bazlar.
Şekil-5 de nukleoproteidin hidroliz ürünleri gösterilmiştir.







Şekil-3 Nukleoproteidlerin hidroliz ürünleri

3.3.3.1. Nuklein Asidler.
Nuklein asidler canlı hücrelerin çekirdekle­rinde yüksek konsantrasyonda bulunan, suda kolloidal olarak çözünen, molekül tartıları yüksek, yaklaşık l05 ile l07 arasında olan makromolekül veya polimerlerdir. Genetik (bitki, hayvan ve insanlarda soyaçekim olaylarını inceleyen biyoloji kolu) olayların kontrolünden sorumlu olan bu maddelerdir. Molekülleri zincir şeklindedir ve kolayca birçok daha küçük birimlere hidrolizlenebilirler. Her bir nuklein asid molekülü monomer birimlerin cinsine ve bu birimlerin zincir içerisindeki sıralanış şek­line göre değişir.
Nuklein asidlerin monomer birimlerine nukleotidler (veya mononuk-leotidler) denir ve bu nedenle bir nukleotid zinciri veya nuklein asid molekülüne bazen polinukleotid de denir. Her bir nukleotid bir fosfat, bir şeker ve bir azotlu halkalı bileşik olmak üzere üç alt birimden oluş­muştur. Nukleotidlerde bulunan karbohidratın cinsine göre nuklein asidler iki gruba ayrılırlar.
Bu grupların birinde karbohidrat olarak D riboz bulunur, ribonuklein asidler adını alırlar. Diğer grupta bulunan şeker 2-deoksi- D-riboz'dur, deoksiribonuklein asidleri teşkil ederler.






D-Riboz (a-D-ribofüranoz) D-2-Deoksiriboz (a-D-2-deoksiribofüranoz)
(Ayrı iki yazılış şekilleri ile)

Genellikle ribonuklein asidler RNA ve deoksiribonuklein asidler DNA olarak kısaca adlandırılırlar.

Nuklein asidlerin azotlu bileşiklerine genellikle nuklein asid bazları (veya azotlu bazlar) denir, bunlar purin ve pirimidin türevleridirler. Her bir nuklein asid molekülü iki purin nukleotidi ve iki pirimidin nukleotidi olmak üzere dört tip monomer ihtiva eder. Aynı iki purin türevi, adenin ve guanin, ve aynı bir pirimidin türevi sitosin, her iki RNA ve DNA da bulunurlar. Fakat dördüncü baz RNA da urasil ve DNA da timin (5-metilurasil) dir.














Deoksiriboz ihtiva eden nukleotidler için, şekerin fosfatlanması yal­nız C— 3' ve C — 5' de mümkündür, çünkü C— l' ve C— 4', füranoz hal­kasında hidroksil gruplarını kullanmışlardır ve C— 2' de hidroksil grup yoktur. RNA da ise yalnız l' ve 4' yerleri esterleşmeye elverişli değil­lerdir. Riboz'un purin halkasında bağlandığı yer 9 ve pirimidin halkasın­da bağlandığı yer 3 dür.


Adenesin







3'-Adenil asid (adenozin 3'-fosfat)

Nukleotidlerin kısmen hidrolizi ile fosfat asidi ayrılır, karbohidratın azotlu bazla olan bileşiği kalır ki bunlara nukleozidler denir. Bunların da hidrolizinden şeker ve azotlu bazlar ayrılır. Bir nukleozid (adenozin) ve bir nukleotid (3'-adenil asid) formülü yukarıda verilmiştir.
Bir nuklotidin fosfat grubunun, diğer nukleotidin hidroksil grubu ile, ikinci kez esterleşmesiyle nukleotidler birbirine bağlanır. Bu bağlanmaların tekrarlanması ile meydana gelen makromolekül temel olarak pentoz ve fosfat birimleri zinciridir, purin ve pirimidin bazları çıkıntı teşkil et­mişlerdir.
Polinukleotid zinciri boyunca birimlerin mümkün dizilişi üzerinde bir sınırlama bilinmemektedir. Nukleotid bileşimi bilinen bir tek nuklein asid molekülü, nukleotid sırasına göre mümkün, hemen hemen sınırsız izomer şekillerden herhangi biri olabilir.
Helis şeridinin üzerindeki yuvarlaklar deoksiriboz'u, P ‘ler de fosfat esterini göstermektedirler. Bazlar ise düzlem yapıdadırlar, DNA da baz­ların düzlemleri birbirine paralel ve çift helisin eksenine dikeydirler (zin­cirler arasındaki kalın çizgiler), iki zincir birbirine, birbirine karşı bulu­nan bazların amino ve hidroksil grupları arasındaki hidrojen bağlarıyla (kırık çizgiler) tutulmuşlardır. Karşı karşıya gelen adenin ile timin ara­sındaki hidrojen bağları Şekil-4 de gösterilmiştir.






Şekil 4. DNA ‘da Adenin ve Timin Arasındaki hidrojen Bağları

3.3.4. Kromoproteidler
Kromoproteidler proteinlerin, boyar madde karakterindeki düşük moleküllü prostetik grupla olan bilezikleridir; çok­luk, fakat her zaman değil, bir metal (Fe, Mg) ihtiva ederler. En önem­lilerinde boyar madde bileşeni porfirin bileşiği (hem, klorofil) dir, fakat karotinoidler de prostetik grup olabilirler. Protein kısmı çokluk bir globindir. Porfirinil proteidlerin en önemlileri hemoproteidlerdir. Hemoproteidlere, oksijen taşınmasında rol oynayan hemoglobin, kas boyar madde­si miyoglobin, elektron nakil vasıtaları sitokromlar, katalazvc peroksidaz gibi birçok enzimler dahildir. Her birinde renksiz protein, bir de­mir porfirin bileşiğine bağlanmıştır.
Hemoglobin omurgalı hayvanların kan boyar maddesidir. Protein bi­leşeni bir histon olan globin, boyar madde bileşeni ise hem'dir. Hem, demir (II) iyonunun porfirin ile yaptığı bir komplekstir. Porfirinler porfin çekirdeğini taşırlar. Porfin 4 pirol halkasının 4 metin, —CH = , gru­bu ile bağlanmasından teşekkül etmiştir.
Bu halka sisteminin her pirol halkasında ikişer hidrojen kalmıştır ki, bu şekilde porfin halkasındaki 8 hidrojen yerine organik grupların gelmesiyle değişik porfirinler meydana gelir. İnsan organizmasında teşekkül eden en önemli porfirin hemoglobin porfirini protoporj'irindir. Porfin doğada bu­lunmaz, sentezle elde edilmiştir. Hem, Fe++ ihtiva eden protoporfirindir. Bundaki organik gruplar metil, —CH3 , vinil, - CH = CH2 , ve pro-pion asid kalıntısı, — CH2CH2COOH, dır.








Hem (Demir (II) ‘li Protoporfirin)

Fe (III) ihtiva eden protoporfirine hemin denir. Hem hava oksijeni ile yükseltgenirse hemin teşekkül eder. Heminde demir (III)’ün üçüncü pozitif yükü alkali ortamda OH‾ iyonu ile, ve HCl ‘li asidik ortamda Cl‾ iyonu ile nötrleşmiştir. Hemin'in sentezi H. FlSCHER tarafından ya­pılmıştır.
Porfirinin metal bileşikleri tuz değillerdir. Metal iki pirol halkasının dissosiye olabilen hidrojen atomlarının yerine geçmiş ve aynı zamanda koordinasyon bağları ile öteki iki pirol halkasının tersier azot atomları­na bağlanmıştır. Rezonans bulunduğundan bu bağlar ayırt edilemez. De­mir, pirol halkalarının dört azotuna bir düzlem üzerinde bağlıdır.
Hemoglobinde yüzde 4 hem ile % 96 globin vardır. Hemoglobin, solunumla alınan havanın oksijeni ile akciğerde birleşerek oksihemoglobin haline geçer ki, burada da demir gene iki değerliklidir. Organizma dışında, oksitleyici maddelerle hemoglobin çabucak methemoglobin'e dö­nüşür. Burada demir 3 değerliklidir, hidroliz ile globin ve hematin ayrılır. Methemoglobin kahve renklidir, 6 ‘ncı koordinasyon yerinde bir anyon, OH‾, bulunduğundan bu artık oksijen bağlayamaz.



Oksihemoglobin Methemoglobin hidroksid Hemin
(Porfirin halkası kısaca 4 N ile gösterilmiştir)

Hem ve heminde porfirin halkasının ortasında bulunan Fe ‘nin 6 koordinasyon sayısından 4 ‘ü işgal edilmiştir. Hemoglobinde beşinci ve altıncı koordinasyon sayıları globin proteini ile su molekülü tarafından işgal edilmişlerdir, Oksihemoglobinde bu su molekülü yerine O2 geçer, methemoglobinde ise OH‾ geçer. Hemin'in siyanür asidi, piridin ve ni­kotin gibi azotlu bazlarla yaptığı bileşiklere hemokromojen denir. He-mokromojende Fe atomunun 6 koordinasyon sayısı da N atomları tarafından işgal edilmiştir.
Hemoglobin ve bütün porfirinler endojen maddelerdir. Değişik be­sinlerle alınan hemoglobin ve miyoglobip (adalenin kırmızı renkli mad­desidir, hemoglobin gibi protoporfirin ihtiva ederse de protein kısmı glo­bin değil başka bir proteindir) in protein kısmı sindirim enzimleri tara­fından parçalanır ve husule gelen amino asidler rezorbe olurlar. Hem kısmı ise emilmez. Besinlerde bulunan hemoglobinin hem kısmından faydalanılamıyor demektir. Katalaz ve perokaidaz enzimleri de Fe (III) protoporfirin kompleksi­ni ihtiva eden proteinlerdir.
3.3.5. Lipop Toteidler
Proteinlerin lipidlerle teşkil ettikleri bileşikler­dir. Yumurta sarısında bulunanlardan yukarıda bahsetmiştik. Plazmadaki proteinlerin de lipidlere bağlı oldukları tespit edilmiştir.
3.4. Proteinlerin Özelikleri, Çözeltilerinin Durumu
Proteinler büyük moleküllü maddeler olduklarından polimerlerin ge­nel özeliklerini, ve ayrıca da amino asidlerden oluşmuş olduklarına göre, kendilerine özgü özelikler gösterirler. Proteinlerin çoğu amorfturlar.
Kimyasal olarak homojen proteinler az bulunur, kristal halindeki proteinler bile kristaller içerisinde tıkalı kolioidal safsızlıkları içine alır­lar. Proteinlerin çoğu hiç bir çözücüde çözünmezler. Çözüngen olanları kolioidal çözelti verirler, buradan sodyum klorür veya magnezyum sülfat gibi tuzlarla pıhtılaştırılabilirler. Bu şekildeki çökelme genellikle kimya­sal ve fiziksel özeliklere dokunmaz ve tersinirdir, yani çökelti su ile ka­rıştırılmakla yeniden sol halinde dağıtılabilir.
Proteinler destillenemezler veya eritilemezler, yüksek sıcaklığa ısı­tıldıklarında bozunurlar. Çözeltileri optikçe aktiftirler. Protein molekü­lünü teşkil eden İplikler bir ağ veya keçe tarzında dizilmişlerse, su ile karıştırıldıklarında, su molekülleri ağlar tarafından tutulup hareket ede­mediklerinden böyle proteinlerin çözeltilerinin konsantrasyonu biraz ar­tırılırsa katı bir pelte (jel) meydana gelir.
Proteini teşkil eden iplikler az çok yumak tarzında sarılmış olurlar­sa böyle proteinlerin çözeltileri akıcıdırlar. Kolloidal tanecikler ağ teş­kil edip su moleküllerinin hareketine engel olamadıklarından çözelti jel haline geçemez. Serumalbumin, ovalbumin hep bu cins proteinlerdir. Bun­ların yüzde 10’luk çözeltileri bile pıhtılaşmazlar, kolay akarlar. Halbuki molekülleri keçe tarzında olan jelatinin % l’lik çözeltileri akıcı, yüz­de 3’lük çözeltileri ise sıcakta sıvı iken oda sıcaklığına soğutuldukların­da katılaşırlar, pelte haline geçerler. Puding ve krema pelteleri bu su­retle yapılırlar.
Proteinler de amino asidler gibi amfoter özelik gösterirler. Protein­lerde amino asidlerin a-amino ve a-karboksil grupları peptid bağlarına katılmış olduklarından, amfoter özellikleri, lisin'in ε-amino grubu, argininin guanido grubu, glutamin asidin g-karboksil grubu ve sisteinin sulfidril grubu v.b. gibi amino asidler yan zincirlerinin iyonlaşan amino ve karboksil gruplarına tabidir. Asid ve bazlarla tuz oluştururlar.
3.5. Proteinlerin Özel reaksiyonları
Proteinler bir takım çökelme ve renk reaksiyonları verirler ki bun­lar çözünmüş proteinlerin kalitatif belirlenmesine yararlar.
3.5.1. Renk Reaksiyonları
Proteinlerin renk reaksiyonları belirli amino asid moleküllerinin var­lığına dayanır, her vakît spesifik değildir.
3.5.1.1. Renk Reaksiyonu
Bir kuvvetli alkali protein çözeltisi 12 dam­la seyreltik (% 2) bakır sülfat çözeltisi ile karıştırılırsa kırmızı menekşe renk oluşur.. Bütün proteinler bu reaksiyonu verirler. Oluşan renk bakı­rın, protein moleküllerindeki 4 N ile koordine olmuş bir kompleksinden ileri gelir.
3.5.1.2. Ninhidrin Reaksiyonu
Proteinler ninhidrin çözeltisi ile ısıtılırsa mavi menekşe renk oluşur (2,6).
Aşağıdaki renk reaksiyonları tirosin, triptofan, histidin, arginin gibi Özel amino asidlerden ileri gelir.
3.5.1.3. Ksantoprotein Reaksiyonu
Proteinler derişik nitrat asidi ile şiddetli sarı renk verirler, amonyak katmakla renk turuncuya dönüşür. Bu renk tirosin ve triptofanın benzen halkasının nitrolanmasından oluşur. Nitrat asidinin ellere bulaşmasıyla oluşan sarı renkler bu reaksiyondan ileri gelir.
3.5.1.4. MlLLON Reaksiyonu
MlLLON reaktifi, civa (II) nitratın, biraz nitrit içinde bulunduran, derişik nitrat asidindeki çözeltisidir Bununla ısıtılan proteinler kan kırmızı renk verirler. Bu reaksiyon tirosinden ile­ri gelir.
3.5.1.5. Triptofan Reaksiyonu.
Bileşiminde triptofan bulunan proteinler derişik sülfat veya klorür asidi ile bîr aldehid beraberinde ısıtılırsa me­nekşe veya mavi renk oluşur. Kullanılan aldehidin cinsine göre reaksi­yon değişik isimler alır. ACREE-ROSENHEIM reaksiyonunda formalin, HOPKINS-KOLE reaksiyonunda glioksil asid, EHRLICH reaksiyonunda p-dimetil amino benzaldehid kullanılır.
3.5.1.6. SAKAGUCHl Reaksiyonu
Protein çözeltisi alkali a-naftol çö­zeltisi ve sodyum hipoklorür çözeltisi ile karıştırılırsa argininin guanido grubu kırmızı renkten anlaşılır.
3.5.1.7. Diasetil Reaksiyonu
Bu ı!a ar çinin için karakteristik b:r reak­siyonudur. Seyreltik bir protein çözeltisi %10’luk KOH çözeltisi ile karıştırılır ve üzerine 1 damla %1’lik diasetil çözeltisinden katılırsa, yeşil fluoresanslı koyu pembe renk oluşur.

3.5.1.8. PAULY Reaksiyonu
Soda alkalili protein çözeltisi, yeni hazır­lanmış diazobenzensülfon asid ile karıştırılırsa, kiraz kırmızısı renk tirosin ve histidinden ileri gelir.
3.5.1.9. Kurşun Sülfür Reaksiyonu
Kükürtlü amino asidler, proteinin alkali çözeltisi kurşun asetat çözeltisi ile kaynatılmakla kurcun sülfürden ibaret siyah çökelti veya esmer renk verirler
3.5.2. Çökelme Reaksiyonları
Proteinler birçok yoldan çöktürülebilirler.
3.5.2.1. Isıtmakla
Çözünen proteinler genellikle ısıtmakla pıhtılaşırlar. Yumurtanın pişirilmesi, ısıtmakla protein çöktürülmesine ait herkesin bil­diği bir örnektir, idrarda protein aranması da ısıtmakla yapılır. Isıtmak­la sterilizasyon olayında bakteri hücrelerinin proteini çöktürülür. Pro­teinler ısıtmakla pıhtılaşmak için izoelektrik noktada en iyi şarta malik­tirler ve böyle elde edilen çökelek nötrdür, proteinin saf hali gibi bakı­labilir.
3.5.2.2. Ağır Metal Tuzları İle
Proteinler gümüş, bakır, kurşun, civa, de­mir ve uranyum tuzları gibi ağır metal tuzları ile çözeltilerinden çökeltilirler. Bu yüzden bu tuzlarla zehirlenenlere antidot (panzehir) olarak süt veya yumurta akı içîrilir. Zehirle reaksiyon veren herhangi bir antidotta olduğu gibi kimyasal birleşme ürünü lavajla giderilmelidir. Eğer çö­kelti giderilmezse sindirim metal iyonlarını serbest kılabilir ve yeniden zehirlenme devam edebilir. Gümüş tuzlan, protein çöktürdüğünden, cilt yakmada kullanılır. Kolloidal gümüş preparatları gümüş-protein bileşik­leridirler. Bunlar yavaş yavaş gümüş serbest kılarak antiseptik etki göste­rirler. Pratik olarak bütün protein çöktürücüleri iyi antiseptik ve germisid (mikrop öldürücü) dirler
3.5.2.3. Anorganik Asid ve Alkalilerle
Proteinler sülfat, klorür, nitrat asidleri gibi kuvvetli derişik asidlerle çökeltilİrler, ve asidin fazlasile ye niden çözünürler. İdrarda albumin için yapılan HELLER halka denemesi proteinin nitrat asidi ile çöktürülmesine dayanır. Proteinler kuvvetli al­kalilerle de çökeltilirler. Yün bir protein olduğundan yünlü kumaşlar asid ve alkalilerle tahrip olurlar.
3.5.2.4. Alkaloid Reaktiflerile ve Organik Asidlerle
Asidli ortamda alkaloid reaktifleri, başlıca fosfotungstat asidi, fosfomolibdat asidi, tanen, pikrin asid, potasyum ve civa iyodürleri, iyotlu potasyum iyodür, ferrosiyanür asidi proteinleri çökeltirler. Yanıklara tanen veya pikrin asidin sürülmesi bunların yüzey proteinlerini çöktürerek bir kabuk teşkil etmeleri ve bu şekilde yanığa havanın girmesi önlenerek acının azalması ve su kaybının önlenmesi r de n ileri gelir. Derilerin farenle ninesinde de deri proteinleri çöktürülür ve bu şekilce deri sertleşir ve bakteri etkisinden kurtulur. Kanı kimyasal testlere tabi tutmak için proteinler fosfotungstat asi­di veya triklor aset asid ile çöktürülür.
3.5.2.5. Tuzlarla.
Bir protein çözeltisine, amonyum sülfat, sodyum sülfat, magnezyum sülfat veya sodyum klorür gibi bazı tuzlardan veya bunların derişik çözeltilerinden ilâve etmekle bazı proteinler bir değişikliğe uğ­ramadan çökeltilirler. Bu şekilde çöktürülmüş proteinleri tekrar çözün­dürmek mümkündür Proteinleri incelemeye tâbi tutmak için genellikle bu şekilde çöktürme yapılır. Başta şekil çöktürülmede proteinlerin çoğu derin değişikliğe uğrayarak doğal özeliklerini kaybederler. Bunlara denatüre olmuş proteinler denir.
3.5.2.6. Alkolle.
Alkol prolaminlerden gayrı proteinleri pıhtılaştırır. De­riyi dezenfekte etmek için % 70 lik alkol kullanılır. Bakterileri tahrip etmede % 95 lik alkol etkisizdir, çünkü yüzeyi pıhtılaştırarak organiz­maları tahrip etmek için yeter derecede içeriye girmez.
3.5.3. Denatürasyon
Bir protein molekülünün, primer strüktürü korunmakla birlikte, do­ğal yapısındaki tersier ve kuaterner strüktürünün bozulması denatürasyon olarak tanımlanır. Bu, hidrojen köprülerinin ve disülfür bağlarının çözülmesi ile olur. Bu olayla genellikle optik Özeliklerde değişiklik ve biyolojik aktîvite kaybı meydana gelir. Keza hidratasyon, çözünürlük ve kristallenme yetenekleri de denatürasyonda etkilenirler.
Proteinin çökelmesi denatürasyon için bir kriter değildir, çünkü bu, tuzlar ve organik çözgenler katmak suretiyle, tersier strüktürü koruya­rak yapılabilir. Denatürasyon etkisi gösteren fiziksel yöntemler kuvvetli çalkalama ve ısıtma, UV-ışık, röntgen ve radyoaktif ışınlardır. Kimyasal denatürasyon her şeyden önce hidrojen bağlarını çözen üre ve guanidin gibi maddelerle olur Ayrıca da baz ve asid, organik çözgenler, ağır metal tuzları, belirli deterjanlar ve kompleksleme araçları denatürasyon yapabilir.
Her proteinin etki eden maddelere karşı duyarlığı çözeltinin pH de­ğerine ve reaktifin konsantrasyonuna göre değişir. Diğer denatürasyon metodları disülfür gruplarının oksidatif veya redüktif parçalanması, tiol gruplarının sulfon asid gruplarına oksidasyonu, ve fonksionel grupların substitusyonu gibi proteinin kimyasal modifikasyonunu içine alır. Protein çözeltilerinin normal yoldan suyunun giderilmesi ile meydana gelen denatürasyon, liyofilizasyon (dondurarak kurutma) ile önlenebilir. Kristal halindeki proteinler denatürasyona karşı duyarsızdırlar.
3.6. Proteinlerin hidrolizi
Prostetik grubu ayrılmış proteinlerin hidrolizi sırasında oluşan ürün­ler hidrolizleme aracının özelliğine ve etki süresine bağlı ise de, her hal­de son ürünler hep amino asidlerdir. Bunlardan önce teşekkül eden mad­deler albümoz veya proteozlar, peptonlar ve peptidlerdir. Proteinler ba­sınç altında su ile ısıtılır, veya çok az asidlendirilmiş su ile kaynatılırsa proteozlar teşekkül eder ki bunlar gere proteinlerin kolloioal özelikleri­ni az çok gösteren kompleks fakat proteinlerinkinden daha küçük mole­küllü, suda çözünen, MILLON ve biüre reaksiyonları gibi proteinlerin reaksiyonlarını veren, fakat ısıtmakla pıhtılaşmayan maddelerdir. Hafif asidli ortamda amonyum sülfat ve çinko sülfat katmakla çökerler.
Bu albümozlar seyreltik asidlerle kaynatılmakla daha küçük molekül­lü peptonlara bölünürler. Peptonlar proteinlerin temel reaksiyonlarını ve­rirlerse de artık sulu çözeltilerinden ne ısıtmakla ve ne de amonyum sülfat katmakla çöktürülemezler. Bu bölünmeler desinormal HC1 berabe­rinde mide pepsini veya tripsini ile yapılabilir. Midede proteinler bu şe­kilde albümoz ve peptonlara bölünürler.
Piyasada bulunan peptonlarla kimyacının kimyasal anlamda anladığı peptonlar farklıdırlar. Piyasada bulunup bakteriyolojide kullanılan pep­ton müstahzarları albümoz, pepton, peptid ve amino asidler karışımından oluşurlar.
Bununla birlikte albümoz ile peptonlar arasındaki ayrılığı bırakmak daha doğru olacaktır, çünkü molekül tartısı bakımından bunun hiç bir anlamı yoktur. Tuzla çökme molekülün büyüklüğüne değil özelliğine bağ­lıdır Nitekim, 3-4 amino asidden oluşmuş peptidlerde bu amino asidlerden biri tirosin veya sistin ise amonyum sülfat ve hatta sodyum klorürle bile çökelme olur. Bütün bu maddelerin molekül tartman bilinmemektedir.
Proteinler derişik HC1 veya % 25 H2SO4 çözeltileri ile uzun zaman ısıtılırlarsa tam olarak amino asidlere tadar hidrolizlerdirler. Proteinler in­san vücudunda yaklaşık 37° de pankreas tripsini ve. Bağırsak erepsini gi­bi özel enzimler ile birlikte gene tam olarak amino asidlere hidrolizlenirler. Böyle, hidrolizden sonra oluşan yapı birimleriyle insan vücudu ve hayvan vücudu kendi özel proteinlerini yapabilir.
Kuvvetli asidlerin proteinleri, peptidler ve polipeptidler gibi daha küçük birimlere hidroliz etmesinden gıda sanayiinde, faydalanılır, protein hidrolizatları yapılır. Bunun için değişik bitki kaynaklarından proteinler, kuvvetli klorür asidi ile hidroliz edilmekte ve ürün sonra alkali ile nötrleştirilmekte ve yoğunlaştırılarak protein hidrolizatları olarak satılmaktadır. Bunlar geniş ölçüde çorba karışımları ve benzer gıda preparatlarında kullanılmaktadır.












T.C.
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
ZİRAAT FAKÜLTESİ
GIDA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ



PROTEİNLERİN FİZİKSEL, FİZİKOKİMYASAL
VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ





DANIŞMAN
Doç. Dr. .........


HAZIRLAYANLAR
Özlem YURDAKUL.... 0011814025
N. İnayet LONGA.........0011814020






ISPARTA – 2002

İÇİNDEKİLER
PROTEİNLERİN FİZİKSEL, FİZİKOKİMYASAL VE KİMYASAL. 1
ÖZELLİKLERİ 1
1. PROTEİN MOLEKÜLLERİNİN YAPISI 1
1.1. N-Uçlu Kalıntının Belirlenmesi 2
1.2. Karboksil Uç Grup Belirlenmesi 2
2. PROTEİNLERİN SÖKONDER, TERSİER VE KUATERNER YAPISI 3
2.1. Yaprak Strüktür 3
2.2. Kıvrımlı Yaprak Strüktür 4
2.3. a -Helis Strüktür 5
2.4. Tersier ve Kuaterner Strüktür 5
3.1. ÇÖZÜNEN BASİT PROTEİNLER.. 6
3.1.1. Albuminler 6
3.1.2. Globulinler 7
3.1.3. Glutelinler 7
3.1.4. Prolaminler 7
3.1.5. Protaminler 8
3.1.6. Histonlar 8
3.2. Çözünmeyen Basit Proteinler 9
3.3. Bileşik Proteinler (Proteidler) 10
3.3.1. Fosfoproteidler 10
3.3.2. Glikoproteidler 11
3.3.3. Nukleoproteidler 13
3.3.3.1. Nuklein Asidler. 14
3.3.4. Kromoproteidler. 17
3.3.5. Lipop Toteidler 19
3.4. Proteinlerin Özelikleri, Çözeltilerinin Durumu. 19
3.5. Proteinlerin Özel reaksiyonları 20
3.5.1. Renk Reaksiyonları 20
3.5.1.1. Renk Reaksiyonu. 20
3.5.1.2. Ninhidrin Reaksiyonu. 21
3.5.1.3. Ksantoprotein Reaksiyonu. 21
3.5.1.4. MlLLON Reaksiyonu. 21
3.5.1.5. Triptofan Reaksiyonu. 21
3.5.1.6. SAKAGUCHl Reaksiyonu. 21
3.5.1.7. Diasetil Reaksiyonu. 21
3.5.1.8. PAULY Reaksiyonu. 22
3.5.1.9. Kurşun Sülfür Reaksiyonu. 22
3.5.2. Çökelme Reaksiyonları 22
3.5.2.1. Isıtmakla. 22
3.5.2.2. Ağır Metal Tuzları İle. 22
3.5.2.3. Anorganik Asid ve Alkalilerle. 22
3.5.2.4. Alkaloid Reaktiflerile ve Organik Asidlerle. 23
3.5.2.5. Tuzlarla. 23
3.5.2.6. Alkolle. 23
3.5.3. Denatürasyon. 23
3.6. Proteinlerin hidrolizi 24