PROTEİNLER - 2 Flashcards
PROTEİNLERİN YAPISININ BOZULMASI
denatürasyon - primer yapı bozulur. renatüre olabilir. peptid bağları korunmuştur. hidrojen bağları yıkılmıştır.
etkenler : aşırı asidik veya bazik pH, yüksek sıcaklık, üre, guanidin, deterjanlar, mekanik stres.
hidroliz : peptid bağlarının su girişi ile yıkılması. primer yapı bozulur. geri dönüşümsüz.
PROTEİN KATLANMA BOZUKLUKLARI
amiloidoz : beta tabaka yapısında anormal agrage olan protein (amiloit) birikimi ile karakterize. bu birikim dejeneratif hastalıklara yol açar. örnek : alzheimer.
prion hastalıklar : prionlar nükleik asit içermez. kuru - creutzfeldt jakob hastalığı - gertsman strausler scheinker hastalığı - fatal ailesel insomnia.
KOLLAJEN
vücutta en fazla.
her üç amino asitten birisi glisin.
diğer önemli amino asitler : prolin - hidroksi prolin - hidroksi lizin
hidroksi prolin ve hidroksi lizin post translasyonel modifikasyonla oluşur.
kollajen 3 adet alfa zincirden meydana gelir.
hidroksi prolin bu üçlü heliks yapısını sağlamada önemlidir.
KOLLAJEN SENTEZİ
HÜCRE İÇİ
sinyal peptidinin kesilmesi.
prolil ve lizil hidroksilasyonu (prolin ve lizin hidroksilaz, post translasyonel modifikasyon, C vitamini).
hidroksi lizin glikozilasyonu.
üçlü heliks yapı oluşumu (disülfid bağlarının kurulması)
HÜCRE DIŞI
prokollajen fibrillerin karboksi ve amino uçlarından polipeptid uzantılarının koparılması. (tropokollajen oluşur.)
çarpraz bağların oluşumu (lizil oksidaz.)
KOLLAJEN SENTEZİNDE HÜCRE İÇİ OLAYLAR
prokollajen zincirlerinin sentezi - sinyal peptidinin kaldırılması - hidroksilasyon ve glikozilasyon - üçlü heliks oluşumu - uzantılarda disülfit bağlarının oluşumu.
KOLLAJEN SENTEZİNDE HÜCRE DIŞI OLAYLAR
prokollajen yapısından N terminal ve C terminal propeptidlerin kesilerek kollajene dönüşüm, lizin ve hidroksilizinin oksidatif deaminasyonu ile aldehit formuna dönüşerek (allizin) birbirine tutunup kovalent çarpraz bağlarını oluşturması şeklinde özetlenebilir.
kollajen fibrilleri arasında kovalent çarpraz bağlarda görev alan amino asitler lizin ve hidroksilizindir.
bu amino asitleri birleştirerek kovalent çarpraz bağları oluşturan enzim lizil oksidaz olup kofaktörü bakırdır.
kollajen molekülü sentezlenirken prolin ve lizin kalıntılarının hidroksillenmesi gerekir.
bu tepkimeyi prolil hidroksilaz ve lizil hidroksilaz enzimleri yürütür.
normalde prolil hidroksilaz enziminin çalışması için - yapısındaki demirin indirgenmiş yani ferro durumda olması gerekir - bunu sağlayan askorbik asittir.
kollajen en fazla kemikte bulunduğu için kollajen yıkım ürünlerinin serumda gösterilmesi kemik yıkımının yani osteolitik göstergesidir.
OSTEOLİTİK GÖSTERGELER
asit fosfataz
telopeptidaz
idrar kalsiyumu
idrar hidroksiprolini
idrar hidroksilizini
glikozit hidroksilizin
C terminal telopeptid (idrar-serum)
piridinyum çarpraz bağları (deoksi piridonilin)
N terminal telopeptid (idrar)
OSTEOBLASTİK GÖSTERGELER
kemikte kollajen dışı protein olarak en fazla gösterilen protein osteokalsin.
total alkalen fosfataz ve bunun kemik izoenzimi
C terminal ve N terminal prokollajen 1
KOLLAJEN MOLEKÜLÜNDEKİ ALFA HELİKSLERİN YAPISINA GÖRE BAŞLICA KOLLAJENLER
TİP 1 - deri - kemik - tendon - aort gibi büyük damarlar - kornea
TİP 2 - kıkırdak - intervertebral disk - vitröz cisim
TİP 3 - fetal cilt - kan damarları
TİP 4 - bazal membran
AĞ ŞEKLİNDEKİ KOLLAJENLER
TİP 4-7-10
KOLLAJEN İLE İLGİLİ HASTALIKLAR - SKORBÜT
vitamin C eksikliği nedeniyle prolil hidroksilaz enziminin demiri ferri konumundadır.
hidroksilasyon işlemi bozulur ve prokollajen sentezi azalır.
sonuçta hidroksiprolinden fakir yetersiz bir kollajen sentezlenir.
C vitamini eksikliğinde, çocuklarda anormal kemik gelişimi, kostakondral eklemlerde şişlik, yara iyileşmesinde gecikme ve deri kapillerindeki frajiliteye bağlı olarak kanamalar görülür.
KOLLAJEN İLE İLGİLİ HASTALIKLAR - EHLER DANLOS
kollajende kalıtsal bozukluk sonucu ortaya çıkan heterojen generalize bağ dokusu hastalığıdır.
ehler danlos tip 6 sendromunda lizil hidroksilaz enzimi eksikliğine bağlı olarak hidroksilizin içeriği azalmış olan bir kollajen sentezi meydana gelir.
bu sendromda kas ve kemiklere ait deformasyonlar özellikle elemlerde hipermobilte hiperplastik deri ve yara iyileşmesinde gecikme görülür.
bu hastalarda göz rüptürü ve kifoskolyoz olabilir.
KOLLAJEN İLE İLGİLİ HASTALIKLAR - OSTEOGENEZİS İMPERFEKTA
kemik kitlesinde generalize azalma - yani osteopeni - ile karakterize bir hastalıktır.
çoğu hastada tip 1 prokollajeni kodlayan 2 genden birinde hata vardır.
tek bir glisinin mutasyon ile sisteine dönüşmesiyle oluşur.
en sık görülen mutasyonlar glisinin hacimli yan zincirlere sahip amino asitlerle değiştirilmesine neden olur. ortaya çıkan yapısal olarak anormal alfa zincirleri gerekli üçlü sarmal konformasyonun oluşumunu engeller.
hastada aşırı kırılgan kemikler, diş anormallikleri, yara iyileşmesinde gecikme, sırtta kamburlaşma, mavi sklera ve işitme kaybı izlenir.
KOLLAJEN İLE İLGİLİ HASTALIKLAR - MENKES SENDROMU
X e bağlı olarak kalıtılan bir bakır metabolizma bozukluğudur.
sadece erkeklerde.
temel problem bakır bağımlı P tipi ATPaz adı verilen bir enzimi kodlayan ATP 7A geninden kaynaklanır.
bu enzim eksikliğine bağlı olarak bakırın gastrointestinal sistemden emiliminde ve karaciğere girişinde azalma olur.
bu da karaciğerde sentezlenen lizil oksidaz - dopamin hidroksilaz ve tirozinaz gibi önemli bazı bakırlı enzimlerin sentezini azaltır.
sonuç olarak kollajen çarpraz bağ oluşumu eksiktir.
saç yapısında değişiklikler, aşırı kıvrık ve kırılgan saç yapısı, depigmentasyon oluşur.
KOLLAJEN İLE İLGİLİ HASTALIKLAR - ALPORT SENDROMU
böbrek glomerüler bazal membran yapısındaki tip 4 kollajen bozuktur.
hematüri ile ortaya çıkar ve hastalarda böbrek yetmezliği oluşur.
KOLLAJEN İLE İLGİLİ HASTALIKLAR - EPİDERMOLİZİS BÜLLOZA
deride küçük travmalarla oluşan büllöz lezyonlarla ortaya çıkar.
hastalarda tip 7 kollajende bozukluk vardır.
KOLLAJEN İLE İLGİLİ HASTALIKLAR - KUTİS LAKSA
genetik lizil oksidaz eksikliğidir.
lizil oksidaz kollajen ve elastin yapısındaki çarpraz bağların oluşumundan sorumludur.
kollajen ve elastin sentezi bozulur.
ELASTİN
glisin - alanin - valin gibi küçük nonpolar amino asit kalıntılarından oluşur.
elastin - prolin - lizin açısından da zengindir ancak hidroksiprolin açısından fakirdir.
hidroksilizin içermez.
elastin çarpraz bağlarla bağlanmış üç boyutlu bir ağ şeklindedir.
kollajenden farklı olarak onun gibi üçlü heliks yapısı yoktur.
tek tip elastin vardır.
karbonhidrat içermez.
çarpraz bağlar lizin içerir. örneğin 4 ayrı elastin zincirinden gelen 4 ayrı lizil kalıntısı birleşerek desmozin bağını meydana getirir. bu da bağ dokusuna esneklik verir.
KOLLAJEN VE ELASTİN ARASINDAKİ FARKLAR
KOLLAJEN
birçok farklı genetik tipte.
üçlü sarmal.
glisin - X - Y yinelenen yapı.
karbonhidrat var.
hidroksilizin var.
molekül içi aldol çarpraz bağları.
sentez sırasında uzatma peptidleri var.
ELASTİN
tek genetik tipte.
üçlü sarmal yok. rastgele konformasyon. gerilmeye izin verir.
glisin - X - Y yinelenen yapı yok
karbonhidrat yok.
hidroksilizin yok.
molekül içi desmozin çarpraz bağları.
sentez sırasında uzatma peptidleri yok.
MARFAN SENDROMU (ARAKNODAKTİLİ)
otozomal dominant kalıtılan bu hastalıkta, 15. kromozomda glikoprotein yapılı fibrilini kodlayan gende mutasyonlar oluşur.
elastik liflerdeki bir bozukluk olup, ince ve uzun ekstremiteler, lens sublüksasyonu (ektopia lentis), iskelet kası deformiteleri, aort anevrizması gibi kardiyovasküler problemler izlenir.
KERATİNLER
saç, tırnak ve memelilerin dış epidermal tabakasında bulunur.
alfa keratin komşu polipeptid zincirleri arasında kovalent disülfit çarpraz bağları sağlayan ve böylece çözülmeyen, aynı zamanda gerilmeye dirençli lifler oluşturan sisteinden zengindir.
saçın alfa keratini hemen hemen tamamen alfa heliksten oluşan proteine örnektir.
KASLARIN BAŞLICA ENERJİ KAYNAKLARI
hızlı kas kasılması sırasında iskelet kasları ilk enerji kaynağı olarak - kreatin fosfatı kullanır. örnek - 100 metre koşunun ilk 4-5 saniyesi. yarışı bitirmek için geri kalan enerji - kas glikojeninin hızla tüketilerek açığa çıkan glukozun anaerobik glikoliz ile yıkımından sağlanır. bu esnada dokularda açığa çıkan laktat kan yolu ile karaciğere gelir ve glukoneogenez ile glukoza döner. sentezlenen glukoz kan yolu ile tekrar kaslara gelir. (cori döngüsü).
uzun süreli egzersiz durumunda örneğin : maraton koşan bir kişide kas dokusu enerjisini aerobik metabolizmadan karşılar. kan glukozu ve epinefrin etkisiyle yağ dokusunda yıkılan trigliseritten açığa çıkan serbest yağ asitlerinin oksidatif yıkımı ile elde edilen ATP temel enerji kaynağı olarak kullanılır.
uzun süreli açlık durumunda ise dallı zincirli amino asitler kasta yıkılır. amino asitlerin yıkılması sonucunda meydana gelen pirüvattan elde edilen alanin, karaciğer ve böbreklerde glukoza çevrilir.
DALLI ZİNCİRLİ AMİNO ASİTLER KARACİĞERDE METABOLİZE EDİLEMEZ
kalp kasının oksidatif metabolizmasının büyük bir kısmını serbest yağ asitleri oluşturur. yemeklerden sonra serbest yağ asitlerinin plazma düzeyi düşük olduğundan, glukoz, pirüvat ve laktat kullanılır. açlıkta ise adipoz dokudan mobilize olan serbest yağ asitleri kullanılır.
kalp primer enerji kaynağı olarak glukoz yerine yağ asitlerini kullanan tek organdır.
kalp ayrıca uzun süreli açlıkta keton cisimleri, alkol alımı sonrasında oluşan asetat birimlerini kullanabilir.
anoksi ve hipoksi gibi durumlarda ise serbest yağ asitleri ve keton cisimleri yerine en kolay enerji kaynağı olan glukoz ve endojen glikojen üretimi çok artar.