İçeriğe atla

Çevrim sonrası değişim

Resmin altında insülinin birincil yapısının değişimi görülmektedir.

Çevrim sonrası değişim, (ingilizce Posttranslational modification) bir proteinin çevriminden (translasyonundan) sonra kimyasal değişime uğramasıdır. Çoğu protein için bu değişimler, protein biyosentezinin son adımlarındandır.

Proteinler (polipeptit olarak da adlandırılabilirler), amino asitlerden oluşan zincirlerdir. Protein sentezi sırasında proteine 20 farklı tür amino asit dahil edilebilir. Bunun ardından gelen çevrim sonrası değişimlerde (kısaca ÇSD), proteine yeni kimyasal fonksiyonel gruplar eklenerek (asetat, fosfat, çeşitli lipitler ve karbonhidratlar gibi) veya amino asidin şeklinin değişmesi ile (sitrülinleşme gibi) veya proteinde yapısal değişiklikler yapılmasıyla (disülfür bağ oluşturmak gibi) protein yeni işlevler kazanabilir.

Ayrıca, enzimler proteinin amino ucundan veya ortasından bir peptit kesip çıkarabilirler. Örneğin, bir protein hormon olan insülin, disülfür bağları oluşturduktan sonra iki yerden kesilir ve zincirin orta kısmından bir peptid alınır; meydana gelen protein birbiirine disülfür bağlarıyla iki polipeptitten oluşur.

Çoğu protein ilk sentezlendiğinde metiyonin ile başlar, çünkü mRNA'daki "başlama" kodonu aynı zamanda bu amino asidi de kodlar. Bu ilk metiyonin genelde çevrim sonrası değişimler sırasında kesilir.

Fosforilasyon gibi başka değişimler, proteinlerin davranışlarını kontrol etmek için, örneğin bir enzimi etkinleştirmek veya etkinsizleştirmek için, kullanılan mekanizmalardandır.

Fonksiyonel grup eklenen değişimler

Amino asitlerin her birinde olabilecek değişimleri genetic kod üzerinde gösterimi.[1]

Eklenmeden oluşan ÇSD'ler arasında aşağıdakiler bulunmaktadır:

  • asilasyon
    • asetilasyon, proteinin ya N-ucuna[2] ya da lizin kalıntılarına[3] bir asetil grubu eklenmesi. (Ayrıca bakınız histon asetilasyonu)[4][5]
    • deasetilasyon
  • alkilasyon, bir alkil grubu (örneğin metil, etil) eklenmesi
    • metilasyon bir metil grubu eklenmesi, genelde lizin veya arginin kalıntılarına. (Bu bir alkilasyon tipidir.)
    • demetilasyon
  • amidasyon, proteinin C-ucunda
  • biyotinilasyon, lizin kalıntılarının bir biyotin grubu ile asilasyonu
  • formilasyon
  • gama-karboksilasyon, K vitaminine bağımlı olarak.[6]
  • glutamilasyon, tübülin ve bazı başka proteinlere glutamik asit kalıntıları eklenmesi.[7] (Bkz. tubulin polyglutamylase)
  • glikozilasyon, asparagin, hidroksilizin, serin veya treonin'e bir glikosil grubu eklenmesi ile bir glikoprotein oluşması. Bu süreç, enzim aracılığı olmaksızın şeker eklenmesi süreci olan glikasyondan farklıdır.
  • glikasyon, enzim aracılığı olmaksızın şeker eklenmesi.
  • glisilasyon, tübülin C-ucuna bir ilâ 40 adet glisin kalıntısı eklenmesi.
  • hem parçası kovalent olarak bağlanabilir
  • hidroksilasyon
  • iyodinasyon (örn. tiroid hormonu)
  • isoprenilasyon, bir isoprenoid grubu (örn. farnesol and geranylgeraniol) eklenmesi
  • lipoylasyon, bir lipoat grubunun eklenmesi
    • prenilasyon
    • GPI çapa oluşumu
      • miristoylasyon
      • farnesilasyon
      • geranilgeranilasyon
  • nülleotitler veya türevleri kovalent bağlanabilir
    • ADP-ribozilasyon
    • flavin bağlantısı
  • oksidasyon
  • palmitoylasyon
  • pegilasyon
  • fosfatidilinositol kovalent bağlanabilir
  • fosfopanteteinilasyon, koenzim A tarafından getirilen bir 4'-fosfopantetheinil parçasının eklenmesi (yağ asidi, poliketid, lösin ve ribozomsuz peptid sentezlerinde görülür.
  • fosforilasyon, bir fosfat grubunun eklenmesi, genelde serin, tirozin, treonin veya histidin kalıntılarına
  • polisialilasyon, NCAM'a polisialik asit eklenmesi
  • piroglutamat oluşumu
  • prolin rasemizasyon, prolil izomeraz tarafından
  • tRNA-aracılıklı amino asit eklenmesi, arginilasyon gibi.
  • sulfatlaşma, tirozine bir sulfat grubu eklenmesi.
  • selenoylasyon (selenoproteinlere çevrim sırasında selenyum eklenmesi)

Başka protein veya peptitlerin eklendiği değişimler

  • ISGilasyon, ISG15 (Interferon-Stimulated Gene 15) proteinin kovalent bağlanması[8]
  • SUMOlaşma, SUMO protein'in (Small Ubiquitin-related MOdifier) kovalent bağlanması[9]
  • ubikuitinleşme, ubikuitin proteininin kovalent bağlanması.

Amino asitlerin kimyasal yapısının değişimleri

Yapısal değişimler

  • disulfür köprüleri, iki sistein amino asidinin birbirine kovalent bağlanması
  • proteolitik kesme, proteinin bir peptit bağından kesilmesi

Örnekler

  • İnsülin üretimi sırasında onun kesilmesi ve disülfür bağlarının oluşumu
  • Transkripsiyon düzenlenmesi için histonların ÇSM'si: kromatin yapısı tarafından RNA polimerazın kontrolü.

Kaynakça

  1. ^ Gramatikoff K. in Abgent Catalog (2004-5) p.263
  2. ^ Polevoda B, Sherman F (2003). "N-terminal acetyltransferases and sequence requirements for N-terminal acetylation of eukaryotic proteins". J Mol Biol. 325 (4). ss. 595-622. doi:10.1016/S0022-2836(02)01269-X. PMID 12507466. 
  3. ^ Yang XJ, Seto E (2008). "Lysine acetylation: codified crosstalk with other posttranslational modifications". Mol Cell. Cilt 31. ss. 449-61. doi:10.1016/j.molcel.2008.07.002. PMID 18722172. 
  4. ^ Bártová E, Krejcí J, Harnicarová A, Galiová G, Kozubek S (2008). "Histone modifications and nuclear architecture: a review". J Histochem Cytochem. 56 (8). ss. 711-21. doi:10.1369/jhc.2008.951251. PMID 18474937. 
  5. ^ Glozak MA, Sengupta N, Zhang X, Seto E (2005). "Acetylation and deacetylation of non-histone proteins". Gene. Cilt 363. ss. 15-23. doi:10.1016/j.gene.2005.09.010. PMID 16289629. 
  6. ^ Walker CS, Shetty RP, Clark K; ve diğerleri. (2001). "On a potential global role for vitamin K-dependent gamma-carboxylation in animal systems. Evidence for a gamma-glutamyl carboxylase in Drosophila". J. Biol. Chem. 276 (11). ss. 7769-74. doi:10.1074/jbc.M009576200. PMID 11110799. 
  7. ^ Eddé B, Rossier J, Le Caer JP, Desbruyères E, Gros F, Denoulet P (1990). "Posttranslational glutamylation of alpha-tubulin". Science. 247 (4938). ss. 83-5. doi:10.1126/science.1967194. PMID 1967194. 
  8. ^ Malakhova, Oxana A.; Yan, Ming; Malakhov, Michael P.; Yuan, Youzhong; Ritchie, Kenneth J.; Kim, Keun Il; Peterson, Luke F.; Shuai, Ke; and Dong-Er Zhang (2003). "Protein ISGylation modulates the JAK-STAT signaling pathway". Genes & Development. 17 (4). ss. 455-60. doi:10.1101/gad.1056303. PMID 12600939. 19 Temmuz 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Mart 2009. 
  9. ^ Van G. Wilson (Ed.) (2004). Sumoylation: Molecular Biology and Biochemistry 9 Şubat 2005 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Horizon Bioscience. ISBN 0-9545232-8-8.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Protein</span> polipeptitlerin işlevsellik kazanması sonucu oluşan canlıların temel yapı birimi

Proteinler, bir veya daha fazla uzun amino asit artık zincirini içeren büyük biyomoleküller ve makromolekül'lerdir. Proteinler organizmalar içinde, hücrelere yapı ve organizmalar sağlayarak ve molekülleri bir konumdan diğerine taşıyarak metabolik reaksiyonları katalizleme, DNA kopyalama, uyaranlara yanıt verme dahil olmak üzere çok çeşitli işlevler gerçekleştirir. Proteinler, genlerinin nükleotit dizisi tarafından dikte edilen ve genellikle faaliyetini belirleyen özel 3D yapıya protein katlanmasıyla sonuçlanan amino asit dizilimlerinde birbirlerinden farklıdır.

<span class="mw-page-title-main">DNA</span> Canlıların genetik bilgilerini barındıran molekül

Deoksiriboz nükleik asit veya kısaca DNA, tüm organizmaların ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA'nın başlıca rolü bilgiyi uzun süre saklamasıdır. Protein ve RNA gibi hücrenin diğer bileşenlerinin inşası için gerekli olan bilgileri içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon veya reçeteye benzetilir. Bu genetik bilgileri içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Bazı DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır, diğerleri ise bu genetik bilginin ne şekilde kullanılacağının düzenlenmesine yararlar.

<span class="mw-page-title-main">RNA</span> nükleotitlerden oluşan polimer

Ribonükleik asid (RNA), bir nükleik asittir, nükleotitlerden oluşan bir polimerdir. Her nükleotit bir azotlu baz, bir riboz şeker ve bir fosfattan oluşur. RNA pek çok önemli biyolojik rol oynar, DNA'da taşınan genetik bilginin proteine çevirisi (translasyon) ile ilişkili çeşitli süreçlerde de yer alır. RNA tiplerinden olan mesajcı RNA, DNA'daki bilgiyi protein sentez yeri olan ribozomlara taşır, ribozomal RNA ribozomun en önemli kısımlarını oluşturur, taşıyıcı RNA ise protein sentezinde kullanılmak üzere kullanılacak aminoasitlerin taşınmasında gereklidir. Ayrıca çeşitli RNA tipleri genlerin ne derece aktif olduğunu düzenlemeye yarar.

<span class="mw-page-title-main">Amino asit</span> Proteinlerin temel yapı taşı

Amino asitler, proteinleri oluşturan temel yapı taşlarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Taşıyıcı RNA</span> protein sentezinde görevli bir RNA

Taşıyıcı RNA hücrelerde protein sentezi sırasında büyüyen polipeptit zincirine spesifik bir amino asit ekleyen küçük bir RNA molekülüdür. Amino asidin bağlanması 3' ucundadır. Bu kovalent bağlantı aminoasil tRNA sentetaz tarafından katalizlenir. Ayrıca, antikodon olarak adlandırılan üç bazlık bir bölge vardır, bu bölge mRNA üzerinde kendisine karşılık gelen üç bazlık bir kodon bölgesi ile baz eşleşmesi yapar. Her tip tRNA molekülü sadece tek tip bir amino asite bağlanabilir, ama genetik kod aynı amino asite karşılık gelen birden çok kodon bulunduğu için, farklı antikodonlara sahip tRNA'lar aynı amino asidi taşıyabilir.

<span class="mw-page-title-main">LDL reseptörü</span>

LDL reseptörü kolesterol zengini LDL'nin endositozuna aracılık eden bir reseptör proteindir. Hücre yüzeyinde bulunan bu reseptör, LDL taneciklerinin fosfolipit dış tabakasında yer alan apoB100 proteinini tanır. Reseptör ayrıca kilomikron kalıntıları ve VLDL kalıntılarında (IDL) bulunan apoE proteini de tanır. Brown ve Goldstein, familyal hiperkolesterolemiyi araştırırken LDL reseptörünü keşfettikleri için bir Nobel Ödülü kazanmışlardır.

Ribozom tarafından protein sentezlenirken; bir amino asidin amino grubuyla, diğerinin karboksilik asit grubunun bir su çekilme tepkimesiyle birbirine bağlanması ile oluşan kimyasal bağ.

Hormona duyarlı lipaz, insanlarda LIPE geni tarafından kodlanan bir enzimdir. LIPE, çeşitli esterleri hidroliz edebilen bir hücreiçi enzimdir. Enzimin kısa ve uzun olmak üzere iki tipi vardır. Uzun biçimi steroid üreten dokularda bulunur, steroid hormon üretimi için kolesteril esterleri kolesterole dönüştürür. Kısa biçimi, en çok adipositler olmak üzere, çeşitli dokularda bulunur; adipositlerde depolanmış olan trigliseritler bu enzim aracılığıyla yağ asitleri ve gliserole dönüştürülür.

<span class="mw-page-title-main">Genetik kod</span> genetik materyal içinde kodlanan bilginin proteinlere çevrildiği kurallar

Genetik kod, genetik malzemede kodlanmış bilginin canlı hücreler tarafından proteinlere çevrilmesini sağlayan kurallar kümesidir. Kod, kodon olarak adlandırılan üç nükleotitlik diziler ile amino asitler arasındaki ilişkiyi tanımlar. Bir nükleik asit dizisindeki üçlü kodon genelde tek bir amino asidi belirler. Genlerin çok büyük çoğunluğu aynı kodla şifrelendiği için, özellikle bu koda kuralsal veya standart genetik kod olarak değinilir, ama aslında pek çok kod varyantı vardır. Yani, standart genetik kod evrensel değildir. Örneğin, insanlarda, mitokondrilerdeki protein sentezi kuralsal koddan farklı bir genetik koda dayalıdır.

Kimyada metilasyon veya metillenme, bir kimyasal bileşiğe bir metil grubunun bağlanması veya sübstitüsyonudur. Bu terim kimyada, biyokimyada, toprak bilimlerinde ve hayat bilimlerinde yaygınca kullanılır.

Asetilasyon, organik bir bileşiğe bir asetil fonksiyonel grubu eklenme tepkimesidir. Deasetilasyon ise asetil grubunun çıkartılmasıdır.

Glikozilasyon enzimler aracılığıyla sakkaritlerin birbirine bağlanarak proteinlere, lipitlere veya organik moleküllere bağlı glikanlar oluşturma sürecidir. Glikozilasyon çevrimle eş zamanlı ve çevrim sonrası bir değişim sürecidir. Glikanlar membran proteinlerinde ve salgılanan proteinlerde çeşitli yapısal ve işlevsel rollere sahiptir. Endoplazmik retikulumda sentezlenen proteinlerin çoğunluğu glikozilasyona uğrar. Bu süreç enzim güdümlü ve konuma özgündür, bu bakımdan enzimsiz yürüyen bir kimyasal tepkime olan glikasyondan farklıdır. Glikozilasyon ayrıca O-GlcNAc değişimi olarak sitoplazma ve çekirdekte de gerçekleşebilir. Altı sınıf glikan üretilir: 1) asparajin kalıntılarının amid azotuna bağlanan N-bağlı glikanlar, 2) serin ve treonin kalıntılarının hidroksil oksijenine bağlanan O-bağlı glikanlar, 3) serin kalıntılarının hidroksil oksijenine bağlanan glikosilaminoglikanlar, 4) glikanların seramid'e bağlı olduğu glikolipitler, 5) ne protein ve ne lipide bağlı olan hiyaluronan ve 6) glikan bağları aracılığıyla proteinleri lipitlere bağlayan GPI çapaları.

<span class="mw-page-title-main">Alfa sarmal</span>

Protein ikincil yapısında yaygın bir motif olan alfa sarmal (α-sarmal), sağ-elli burgulu bir biçimdir, omurgadaki her bir N-H grubu, kendinden dört amino asit kalıntısı gerideki omurgadaki C=O grubuna bir hidrojen bağı verir. Bu ikincil yapı bazen klasik Pauling-Corey-Branson alfa sarmalı olarak da adlandırılır. Proteinlerin lokal yapı tipleri arasında α-sarmal, en düzenli olan, diziden öngörüsü yapılması en kolay olan ve ayrıca en yaygın olandır.

<span class="mw-page-title-main">Beta yaprak</span>

Proteinlerin ikincil yapısında β yaprak, alfa sarmaldan sonra en sık görülen biçimdir. Beta yapraklar birbirine en az iki veya üç hidrojen bağı ile yatay bağlanmış beta ipliklerden oluşur, bunlardan plili ve burkulmuş bir yaprak meydana getirir. Bir beta iplik 3 ila 10 amino asit uzunluğunda bir polipeptit zincirinden oluşur, polipeptir omurga neredeyse tamamen uzanık bir konformasyondadır. β yaprakların birleşmesinden kaynaklanan protein yığışımları (agregatlar) ve telcikler (fibriller), çeşitli hastalıkların oluşumunda rol oynar, bunların arasında Alzheimer gibi amiloidoz hastalıkları kayda değerdir.

Biyomoleküler yapı biyomoleküllerin yapısıdır. Bu moleküllerin yapısı genelde birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapı olarak ayrılır. Bu yapının iskeleti, molekül içinde birbirine hidrojen bağları ile bağlanmış ikincil yapı elemanları tarafından oluşturulur. Bunun sonucunda protein ve nükleik asit yapı bölgeleri oluşur.

Proteinler her organizmada bulunan önemli bir makromolekül sınıfıdır. Proteinler, 20 farklı tip L-α-amino asitten meydana gelen polimerlerdir. Amino asitler birbiriyle reaksiyona girdikten sonra meydana gelen polimerde bu amino asitlerden arta kalan birimlere amino asit kalıntısı denir. 40 kalıntıdan daha kısa olan zincirler için protein yerine genelde peptit terimi kullanılır. Biyolojik fonksiyonlarını yerine getirebilmek için proteinler uzay içinde belli bir biçim alacak şekilde katlanırlar. Bu katlanmayı yönlendiren güçler, protein atomları arasındaki hidrojen bağı, iyonik etkileşimler, van der Waals kuvvetleri ve hidrofobik istiflenme gibi, kovalent olmayan etkleşimlerdir. Proteinlerin işlevlerini moleküler düzeyde anlayabilmek için genelde onları üç boyutlu yapısının çözülmesi gerekir. Protein yapısını çözmek için X-ışını kristalografisi ve NMR spektroskopisi kullanılır, bunlar yapısal biyolojinin başlıca yöntemleri arasında yer alır.

<span class="mw-page-title-main">Protein birincil yapısı</span>

Peptit ve proteinlerin birincil yapısı, bu moleküllerin yapı birimleri olan amino asitlerin doğrusal sırası veya daha genel olarak, bir proteini oluşturan atomlar arasındaki kovalent bağların spesifikasyonudur.

<span class="mw-page-title-main">Protein agregasyonu</span>

Protein agregasyonu, yanlış katlanmış proteinlerin hücre içinde veya dışında toplandığı biyolojik bir fenomendir. Bu protein agregatları genellikle hastalıklar ile ilişkilidir. Aslında, protein agregatları, ALS, Alzheimer, Parkinson ve prion hastalıkları dahil olmak çok çeşitli hastalıklarda rol oynamaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Peptit sentezi</span>

Organik kimyada peptit sentezi, birden fazla amino asidin peptit bağları olarak da bilinen amid bağları ile bağlandığı peptit bileşiklerinin üretimidir. Peptitler, bir amino asidin karboksil grubunun diğerinin amino grubuna yoğunlaşma reaksiyonu ile kimyasal olarak sentezlenir. Koruma grubu stratejileri genellikle çeşitli amino asit yan zincirleri ile istenmeyen yan reaksiyonları önlemek için gereklidir. Kimyasal peptit sentezi, en yaygın olarak peptitin karboksil ucunda (C-terminali) başlar ve amino terminaline (N-terminali) doğru ilerler. Canlı organizmalardaki protein biyosentezi ters yönde gerçekleşir.

Biyosentez, substratların canlı organizmalarda daha karmaşık ürünlere dönüştürüldüğü çok aşamalı, enzim katalizli bir süreçtir. Biyosentezde basit bileşikler modifiye edilir, diğer bileşiklere dönüştürülür veya makromoleküller oluşturmak üzere birleştirilir. Bu süreç genellikle metabolik yollardan oluşur. Bu biyosentetik yollardan bazıları tek bir hücresel organel içinde yer alırken diğerleri birden fazla hücresel organel içinde yer alan enzimleri içerir. Bu biyosentetik yolların örnekleri arasında çift katlı lipit katmanının bileşenlerinin ve nükleotidlerin üretimi yer alır. Biyosentez genellikle anabolizma ile eş anlamlıdır ve bazı durumlarda birbirinin yerine kullanılır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.