Amino Asitlerin Asit- B az K imyası

1. Amino Asitlerin Asit-Baz Kimyası Dr. Suat Erdoğan

2. Sunum içeriği • Amino asitlerin iyonizasyonu • Zwitterion formu • Pepti bağ kurulması • Izoelektrik nokta (pI) • pKadeğeri nedir? • Amino asitlerin reaksiyonları

3. Amino asitler: pozitif, negatif veya sıfır net yüklü olabilir • —COOH ve —NH3+’un iyonize olabilen yüklü ve yüksüz formları zayıf asit grupları solüsyonlarda protonik dengede bulunur. R — COOH  R — COO- + H+ R — NH3+ R — NH2 + H+ • R—COOH ve R—NH3+ zayıf asit iken; R—COOH, R—NH3+’den daha güçlü asittir. • Fizyolojik pH’da (pH 7.4), COOH grubu dissosiyeolarak negatif yüklü karboksilat iyonu (COO–), NH2grubu ise protonlanarakpozitif yüklü NH3+ iyonunu oluşturur.

4. Zwitterion • Amino asitler, asidik ve bazik grupları üzerinde taşıyan amfolitlerdir(= hem asit hem baz gibi davranış). • Not: serbest amino asitler iyonik moleküller olarak bulunur. • Üzerinde eşit sayıda zıt yükte iyonize grup taşıyan moleküllerin net yükleri sıfır olup, bu moleküller zwitterionolarak isimlendirilir. • Zwitterionlar elektriksel olarak nötral olduğundan elektrik alanında (elektroforez) göç etmezler. • Kan ve birçok dokuda bulunan amino asitler zwitterion formundadır.

6. Izoelektrikodaklanmayagöreproteinlerinayrıştırılması

7. İzoelektriknokta (pI) • İzoelektrik nokta (isoelectricpoint, pI) amino asitinüzerindeki pozitif yükün negatif yüke eşit olduğu pHdeğeridir. Bu durumda net yük = 0,zwitterion formu. • pIdeğeri zwitterion formundaki COO- ve NH+3 gruplarının pKa değerlerinin ortalamasıdır.

8. pI değerinin hesaplanması • Bir amino ve bir karboksil grubu taşıyan amino asitler (monoamin-monokarboksil) için pI değeri bu molekülün pKa değerlerinin ortalaması ile hesaplanabilir. pKa (R—COOH): 2.34 ve ikinci pKa (R—NH3+): 9.69 olsun, Alanin’inpI değeri 6.02olup, pH 6.02’de bu amino asit dipolarformdadır (yüksüzdür). 2.35 + 9.87 pK1 + pK2 pI = = 6.01 = 2 2

9. pKa değeri nedir? • pKa değeri, bir moleküldeki belirli H atomununne derecede asidik olduğunu (veya olmadığını) tanımlar. • Amino asitlerdeki pKa1—COOH, pKa2 ise —NH3+gruplarındaki iyonlaşabilen H atomlarıdır. • Bir asidin proton bırakma eğilim düzeyine ayrışma sabiti (Ka) (dissociationconstant) denir. • Kaçözelti içinde, asit gücünün bir ölçüsüdür. • Not: pHise bir solüsyonun ne kadar asidik olduğunu gösterir.

10. Amino asitlerinpKavepIdeğerleri

11. Nötral (monoamino-monokarboksilik) amino asitlerintitrasyoneğrileri Titre edilebilen2 grupolduğundan titrasyon eğrisinde2 ayrışma sabitinekarşılık gelen2 yatay bölgevardır pK1: -COOH grubu pK2: -NH+3grubu OH- ekivalant Yatay bölgeler: Amino asitten protonların yarı yarıya uzaklaştırıldığı pHaralığı

12. Glisinin titrasyonu Amaç: amino asitlerin asidik ve bazik özelliklerinden titrasyon eğrisiyle pKa değerlerini belirleyerek bilinmeyen amino asitleri tanımlamak. • Belirli hacimdeki bir örneğe asit veya alkali ilave ederek pH değerini gözlemleyerek titrasyon eğrisi saptanır. • Glisin iki tamponlama aralığına sahiptir. • Bunlar pH 2.34 ve pH 9.6 merkezli +/-1 pH aralığına sahip dikdörtgen alanlar olarak gösterilmişlerdir. • Glisinbu pH aralıklarında tampon çözelti olarak kullanılabilir. GlisinpI: 5.97

13. Fonksiyonel gruplar amino asitlerin kimyasal reaksiyonlarını belirler • Amino asitlerin her bir fonksiyonel grubu kendi karakteristik kimyasal reaksiyonlarını gösterir. • Karboksil grupları için, bu reaksiyonlar ester, dekarboksilasyon, amid ve asit anhidridoluşumunuiçerir. • Amino grupları için, açilasyon, amidasyon ve esterifikasyondur. • Teşhis (Edmanve Sanger reaksiyonları) • Miktar tayini (Ninhidrin) • –OH ve –SH grupları için, oksidasyon ve esterifikasyon. • Amino asitlerin en önemli reaksiyonları ise peptit bağlarınınkurulmasıdır.

15. Proteinlerde açilasyon(protein acylation) • Proteinlere fonksiyonel grupların açil köprüleriyle bağlanmasıilepost-transkripsiyonalmodifikasyonu sağlanabilir. • Protein açilasyonu biyolojik sinyal mekanizmalarından biridir.

16. Açil (acyl) grupları • Ketoncisimlerdekigenelaçilgrupları (mavirenkler) • Vediğerbazıaçilgrupları • Açilklorür (CH3COCl), benzilklorür (C6H5COCL) gibi

17. Amino asitlerinfiziksel özellikleri Erime Noktası • Amino asitler • Ortalama molekül ağırlığı: 110 Da • Oda sıcaklığında: katı-kristal form • Erime ısısı: 200°C • İyonize-zıt yüklü gruplar arasındakielektrostatik bağların oluşturduğu kafes yapı,dayanıklılığıartırır • Aynı büyüklükteki diğer organik bileşiklere göre, erime noktaları daha yüksektir.

18. Çözünürlük • Amino asitler içerdikleriiyonize gruplarnedeniyle:

19. Molarabsorptivite uv (260-280 nm)-absorbsiyon 280 nm Proteinlerin miktar tayinindekullanılır Amino asitlerin spektroskopik özellikleri • Amino asitlerin sulu çözeltileri renksizvisible (görünür, 400 – 700 nm) – ışığı absorblamazlar • Aromatik fenilalanin, tirozin, triptofan(Aromatik halkada konjuge çift bağ)

21. Amino asitlerin reaksiyonları • Karboksil grupları amid ve esterleri oluşturabilir • Amino grupları Schiff bazları ve amidleri oluşturabilir • Yan zincirler özel reaktivite gösterebilir • Sistein artıkları (residue) disülfid bağlarını oluşturabilir ve kolaylıkla alkillenebilir • Bazı reaksiyonlar ise belirli yan zincirlere özgüdür.

22. Ninhidrin reaksiyonu • Kuvvetli oksitleyici bir madde olan ninhidrinpH = 4-8 arasında bütün alfa amino asitler ile mor renkli bileşikler verecek şekilde reaksiyona girer. • Ninhidrin amino asitleri bir seri reaksiyon ile aldehit, amonyak ve CO2’e indirger. • Ninhidrin reaksiyonunda net sonuç kısmen indirgenmiş form hidrindantindir. • Amio asit düzeyi (protein) belirlenirken Ninhidrin reaktifi ile gelişen mor rengin absorbansı ölçülür.

23. Ninhidrinreaksiyonu: protein miktaranalizi

24. Biürettesti • İki veya daha fazla peptid bağı ihtiva eden bileşikler alkali bakır sülfat ile menekşe veya mor renkli kompleksler oluştururlar. • Rengin koyuluğu proteindeki peptid bağlarının sayısına bağlıdır. • Bu test, peptid bağlarını belirlediğinden amino asitlerle reaksiyon vermez. • Bu reaksiyon ayrıca azot veya karbon atomuna bağlı iki karbonil grubu ihtiva eden bileşiklerle de pozitif sonuç verir. • Hasas bir yöntem değildir (mg/ml protein)

25. BiürettestiHasas bir yöntem değildir (mg/ml protein)

26. Bradford protein analizyöntemihassasiyetiyüksek: (μg/ml protein)

27. Disülfid bağı Sistein akyuvar sentezi ve kollagen üretimi uyararak derinin korunması ve glutatyon üretimini destekleyerek antioksidan etkiye destek sağlar. Sistin ise ameliyat sonrası hızlı yara iyileşmesi, saç büyümesi ve anemi tedavisine yardımcı olur.