Amino Asitlerin Asit-Baz Kimyası

Report
Dr. Suat Erdoğan
Sunum içeriği
 Amino asitlerin iyonizasyonu
 Zwitterion formu
 Pepti bağ kurulması
 Izoelektrik nokta (pI)
 pKa değeri nedir?
 Amino asitlerin reaksiyonları
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 dissosiye olarak negatif
yüklü karboksilat iyonu (COO–), NH2 grubu ise
protonlanarak pozitif yüklü NH3+ iyonunu oluşturur.
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 zwitterion olarak isimlendirilir.
 Zwitterionlar elektriksel olarak nötral olduğundan elektrik alanında
(elektroforez) göç etmezler.
 Kan ve birçok dokuda bulunan amino asitler zwitterion
formundadır.
Izoelektrik odaklanmaya göre proteinlerin
ayrıştırılması
İzoelektrik nokta (pI)
 İzoelektrik nokta (isoelectric point, pI) amino
asitin üzerindeki pozitif yükün negatif yüke eşit
olduğu pH değeridir. Bu durumda net yük = 0,
zwitterion formu.
 pI değeri zwitterion formundaki COO- ve NH+3
gruplarının pKa değerlerinin ortalamasıdır.
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,
pI =
pK1 + pK2
2
=
2.35 + 9.87
2
= 6.01
Alanin’in pI değeri 6.02 olup, pH 6.02’de bu amino asit
dipolar formdadır (yüksüzdür).
pKa değeri nedir?
 pKa değeri, bir moleküldeki belirli H atomunun ne
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) (dissociation constant) denir.
 Ka çözelti içinde, asit gücünün bir ölçüsüdür.
 Not: pH ise bir solüsyonun ne kadar asidik olduğunu
gösterir.
Amino asitlerin pKa ve pI değerleri
Nötral (monoamino-monokarboksilik)
amino asitlerin titrasyon eğrileri
Titre edilebilen 2 grup olduğundan
titrasyon eğrisinde 2 ayrışma
sabitine karşılık gelen 2 yatay bölge
vardır
pK1: -COOH grubu
pK2: -NH+3 grubu
Yatay bölgeler:
Amino asitten protonların yarı yarıya
uzaklaştırıldığı pH aralığı
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.
 Glisin bu pH aralıklarında
tampon çözelti olarak
kullanılabilir. Glisin pI: 5.97
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 anhidrid oluşumunu
içerir.
 Amino grupları için, açilasyon, amidasyon ve
esterifikasyondur.
 Teşhis (Edman ve Sanger reaksiyonları)
 Miktar tayini (Ninhidrin)
 –OH ve –SH grupları için, oksidasyon ve esterifikasyon.
 Amino asitlerin en önemli reaksiyonları ise peptit
bağlarının kurulmasıdır.
Proteinlerde
açilasyon
(protein acylation)
 Proteinlere fonksiyonel grupların açil köprüleriyle
bağlanması ile post-transkripsiyonal modifikasyonu
sağlanabilir.
 Protein açilasyonu biyolojik sinyal mekanizmalarından biridir.
Açil (acyl) grupları
 Keton cisimlerdeki genel açil
grupları (mavi renkler)
 Ve diğer bazı açil grupları
 Açil klorür (CH3COCl),
benzil klorür (C6H5COCL)
gibi
Amino asitlerin fiziksel özellikleri
Erime Noktası
 Amino asitler
 Ortalama molekül ağırlığı: 110 Da
 Oda sıcaklığında: katı-kristal form
 Erime ısısı: 200 °C 
 İyonize-zıt yüklü gruplar arasındaki elektrostatik bağların
oluşturduğu kafes yapı, dayanıklılığı artırır
 Aynı büyüklükteki diğer organik bileşiklere göre, erime
noktaları daha yüksektir.
Çözünürlük
 Amino asitler içerdikleri iyonize gruplar nedeniyle:
Çözücü
• Su
Çözünürlük

• Polar (etanol vb)

• Seyreltik asit ve baz

• Nonpolar (benzen,
hekzan, eter, vb)
-
Amino asitlerin spektroskopik özellikleri
 Amino asitlerin sulu çözeltileri
renksiz visible
(görünür, 400 – 700 nm) – ışığı absorblamazlar
 Aromatik fenilalanin, tirozin, triptofan (Aromatik
halkada konjuge çift bağ)
uv (260-280 nm)-absorbsiyon
Proteinlerin miktar
tayininde kullanılır
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.
Ninhidrin reaksiyonu
 Kuvvetli oksitleyici bir madde olan ninhidrin pH = 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.
Ninhidrin reaksiyonu: protein
miktar analizi
Biüret testi
 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)
Biüret testi
Hasas bir yöntem değildir
(mg/ml protein)
Bradford
protein analiz
yöntemi
hassasiyeti yüksek: (μg/ml protein)
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.

similar documents