İçeriğe atla

Asetilasyon

Salisilik asit asetile edilerek aspirin elde edilir

Asetilasyon (veya IUPAC adlandırma sistemi ile etanoylasyon), organik bir bileşiğe bir asetil fonksiyonel grubu eklenme tepkimesidir. Deasetilasyon ise asetil grubunun çıkartılmasıdır.

Bir diğer deyişle, asetilasyon bir bileşiğe bir asetil grubu eklenmesi, yani bir hidrojen grubu yerine bir asetil grubunun substitusyonudur. Bunun sonucundan bir asetoksi grubu meydana gelir. Bir hidroksit grubundaki hidrojen yerine bir asetil grubunun (CH3CO) gelmesi bir ester tipi olan asetatı meydana getirir. Asetik anhidrit serbest hidroksil grupları ile tepkimek için kullanılan yaygın kullanılan bir asetilasyon reaktifidir. Örneğin aspirin sentezinde kullanılır.

Proteinlerin asetilasyonu

Hücrelerde asetilasyon hem çevrimle eşzamanlı hem de çevrim sonrası bir değişim olarak meydana gelir. Asetilasyona uğrayan proteinler arasında histonlar, p53 ve tübülin sayılabilir.

N-alfa-uç asetilasyonu

Proteinlerin N-ucundaki alfa amin grubunun asetilasyonu ökaryotlarda çok yaygın görülen bir modifikasyondur. Maya proteinlerinin %40-50'si ve insan proteinlerinin %80-90'ı bu şekilde değişime uğrar ve modifikasyonun şekli evrimsel olarak korunmuştur. Bu değişim N-alfa-asetiltransferazlar (NAT'lar) tarafından yapılır. NAT'lar, asetiltransferaz üst ailesi GNAT'ların bir alt ailesidir. GNAT'lar asetil-koenzim A'dan amin grubuna bir asetil grubu aktarırlar. NAT'lar en çok mayada çalışılmışlardır. Bu canlıda üç NAT kompleksi, NatA, B ve C çoğu N-alfa-uç asetilasyonunu gerçekleştirir. Substratlarının dizileri için spesifiteleri vardır. Bu enzimlerin ribozomlarla ilişkili olduğu ve sentezlenen yeni peptitleri çevrim ile eşzamanlı olarak asetile ettikleri düşünülmektedir.

İnsanlarda, insan NatA ve NatB kompleksler tespit edilmiş ve karakterize edilmiştir. NatA kompleksinin altbirimlerinin kanserle ilişkili süreçlerde yer aldığı bulunmuştur: hipoksia tepkisi ve beta katenin yolu gibi. NatA'nın papiler tiroid karsinom ve nöroblastomada aşırı ifadesi gözlemlenmiştir. İnsan NatB kompleksi hücre döngüsü ile ilişkilidir. NatB kompleksinin Nat3 altbirimi bazı kanserlerde yüksek düzeyde ifade edilmektedir.

Korunmuş ve yaygın bir modifikasyon olmasına rağmen, N-alfa-uç asetilasyonunun biyolojik rolü bilinmemektedir. Aktin ve tropomiyosin proteinlerinin, düzgün aktin filamanları oluşturmak için NatB asetilasyonuna muhtaç oldukları bulunmuştur. Halen asetilasyonun biyolojik önemini gösteren başka örnekler bilinmemektedir.

Lizin asetilasyonu ve deasetilasyonu

Histon asetilasyonu ve deasetilasyonunda, histonlar N-uçlarındaki lizin kalıntılarında asetile ve deasetile olurlar, bu süreç gen düzenlemesi ile ilişkilidir. Tipik olarak bunu "histon asetiltransferaz" ve "histon deasetilaz" etkinliği olan enzimler yapar, ama bu enzimler histon olmayan proteinleri de modifiye edebilir.[1]

Transkripsiyon faktörleri, efektör proteinler, moleküler şaperonlar ve hücre iskeleti proteinlerinin asetilasyon / deasetilasyon yoluyla düzenlenmesi, çevrim sonrası değişim yoluyla gerçekleşen önemli mekanizmalardan biridir.[2] Bu bakımdan kinaz ve fosfatazlar tarafından gerçekleştirilen fosforilasyon ve defosforilasyon değişimlerine benzemektedir. Bir proteinin asetilasyon durumu onun etkinliğini belirlemektedir. Bu çevrim sonrası değişim, diğer değişimlerle (fosforilasyon, metilasyon, ubikuitinasyon, sumoylasyon ve diğerleriyle) etkileşerek hücre sinyalizasyonunun dinamik kontrolüne sağlamaktadır.[3]

Tübülin asetilasyon ve deasetilasyon sistemi Chlamydomonas'da iyi anlaşılmıştır. Aksonemin ucunda yer alan bir tübülin asetiltransferaz, bütünleşmiş mikrotübülinde α-tübülin altbirimindeki belli bir lizin kalıntısını asetiller. Mikrotübülin ayrıştıktan sonra bu asetilasyon sitozolda bulunan spesifik bir deasetilaz tarafından çıkartılır. Bu iki enzimin etkinliklerinin sonucu, aksonemal mikrotübüllerdeki α-tübülin'in yarı ömrü uzun olması, sitozolik mikrotübüllerdekinin ise kısa ömürlü olmasıdır.

Kaynakça

  1. ^ Sadoul K, Boyault C, Pabion M, Khochbin S (Şubat 2008). "Regulation of protein turnover by acetyltransferases and deacetylases". Biochimie. 90 (2). ss. 306-12. doi:10.1016/j.biochi.2007.06.009. PMID 17681659. 
  2. ^ 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. 
  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. 

Ayrıca bakınız

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">Mesajcı RNA</span> Bir protein üretmek için ribozom tarafından okunan RNA

Mesajcı RNA (mRNA), sentezlenecek bir proteinin amino asit dizisine karşılık gelen kimyasal şifreyi taşıyan bir moleküldür. mRNA, bir DNA kalıptan transkripsiyon yoluyla sentezlenir ve protein sentez yeri olan ribozomlara, protein kodlayıcı bilgiyi taşır. Burada, çevirim (translasyon) süreci sonucu, RNA polimerindeki bilgi ile bir amino asit polimeri üretilir. Nükleik asitlerin amino asit dizilerine karşılık gelen bölgelerindeki her üç baz, proteindeki bir amino asite karşılık gelir. Bu üçlülere kodon denir, her biri bir amino asit kodlar, bitiş kodonu ise protein sentezini durdurur. Bu işlem iki diğer RNA türünü daha gerektirir: taşıyıcı RNA (tRNA) kodonun tanınmasına aracılık eder ve ona karşılık gelen amino asiti getirir; ribozomal RNA (rRNA) ise ribozomdaki protein imalat mekanizmasının kataliz merkezidir.

<span class="mw-page-title-main">Ribozomal RNA</span> Ribozomun RNA bileşeni

Ribozomal RNA (rRNA), ribozomlarda bulunan bir RNA tipidir, ribozomun protein senteziyle ilişkili katalitik fonksiyonundan sorumludur. Ribozomal RNA'nın görevi, mRNA'daki bilginin translasyon süreci sırasında amino asit dizisine çevrilmesi için taşıyıcı RNA (tRNA) ile etkileşmek ve uzayan peptit zincirine amino asit takmaktır. Hücre sitoplazmasında serbest halde bulunan RNA'nın %80'i rRNA'dan oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Guanozin trifosfat</span>

Guanozin-5'-trifosfat (GTP), bir pürin nükleozid trifosfattır. Transkripsiyon sırasında RNA bireşimi için gerekli yapı taşlarından birisidir. Bir guanin bazı, bir riboz şekeri ve üç fosfat grubundan meydana gelir. Guanin ribozun 1. karbonuna, trifosfat bölümü ise ribozun 5. karbonuna bağlıdır.

<span class="mw-page-title-main">Ökaryot</span> hücrelerinde bir çekirdek ve genellikle organeller içeren canlılar

Ökaryotlar, hücrelerinde bir çekirdek ve –genellikle– organeller içeren bir canlılar grubu olup, bilimsel sınıflandırmada arkeler ve bakterilerle beraber tüm canlıları kapsayan üç ana gruptan biridir.

<span class="mw-page-title-main">DNA onarımı</span> Hücresel mekanizma

DNA onarımı, DNA moleküllerindeki hataları onarım mekanizmalarını tanımlamaktadır. İnsan hücrelerinde metabolik aktiviteler ve çevresel faktörler sonucu günde 1 milyon hücrenin zarar görmesi olasıdır. Bu etkenler, DNA'nın yapısını ve dahası diğer nesillere aktarılan genetik bilgiyi değiştirebilirler. Bu değişimler yararlı olabileceği gibi, ölümcül sonuçlara neden olabilecek kadar da zararlı olabilir. Bu yüzden, bütün canlı hücreleri, evrim süreçleri boyunca nesillere değişmeden aktarılması gereken DNA molekülünü koruma mekanizmaları geliştirmişlerdir.

RNA polimerazlar, bir DNA veya RNA molekülündeki bilgiyi RNA molekülü olarak kopyalayan bir enzimler ailesidir. Bir gende yer alan bilginin RNA molekülü olarak kopyalanma işlemi transkripsiyon olarak adlandırılır. Hücrelerde RNAP genlerin RNA zincirleri halinde okunmasını sağlar. RNA polimeraz enzimleri, tüm canlılarda ve çoğu virüste bulunur. Kimyasal bir deyişle, RNAP, bir nükleotidil transferaz enzimidir, bir RNA molekülünün üç ucunda ribonükleotitlerin polimerleşmesini sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Ökaryotlarda DNA replikasyonu</span>

Ökaryotlarda DNA ikileşmesi, oldukça karmaşık bir işlem olup, DNA sentezindeki bazı faktörlerin nasıl işlediği hala tam olarak çözümlenememiştir.

Moleküler biyolojide bir transkripsiyon faktörü genlerin transkripsiyonunu düzenlemek için DNA üzerinde belli bir diziye bağlanabilen bir proteindir. Bunlar diziye-özgün DNA bağlanma proteini olarak da adlandırılır. Transkripsiyon faktörleri tek başına veya bir komplekste yer alan başka proteinlerle beraber, RNA polimeraz tarafından bir genin transkripsiyonunu ya kolaylaştırırlar veya engeller.

<span class="mw-page-title-main">Çevrim sonrası değişim</span> Biyolojik süreç

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

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

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

Protein fosforilasyonu, bir proteine bir fosfat grubu (PO4) eklenmesidir. Protein fosforilasyonu pek çok hücresel süreçte önemli bir rol oynar.

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">Gen ifadesinin düzenlenmesi</span>

Gen ifadesinin düzenlenmesi ya da gen ifadesinin denetimi, hücrelerin ve virüslerin genlerindeki bilgiyi gen ürünlerine çevirmesini kapsayan süreçler için kullanılan bir terimdir. İşlevsel bir genin ürünleri RNA veya protein olabilir; bilinen mekanizmaların en temeli protein kodlayan genlerin düzenlenmesidir. Gen ifadesinin, DNA-RNA transkripsiyonundan, proteinin translasyon sonrası değişimlerine kadar olan herhangi bir adımı değiştirilip, ayarlanabilmektedir.

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

Streptavidin, Streptomyces avidinii'den elde edilen tetramerik bir proteindir. Biotin-strepavidin kompleksinin ayrışma katsayısı (Kd) 10−14 mol/L mertebesindedir, bu bağlanma doğada bilinen en güçlü kovalent olmayan etkileşimlerden biridir. Streptavidin moleküler biyolojide yaygın olarak kullanılır, çünkü biotine olan olağanüstü afinitesinin yanı sıra, aşırı pH, sıcaklık, organik çözücüler, denaturanlar, deterjanlar ve proteolitik enzimler, bu proteinin biotine bağlanmasını etkilemez.

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.

Histon asetiltransferazlar (HAT), histon proteinlerinin yapısındaki korunmuş lizin aminoasitlerine Asetil-KoA'dan aldığı asetil grubunu ekleyerek ε-N-asetil lizin'e çeviren enzimlerdir. HAT'lar diğer proteinlerdeki lizinlerde de çalışabilirler.

<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">Miyofilament</span>

Miyofilamentler, kas hücrelerindeki miyofibrillerin iki protein içeren filamentidir. İki protein miyozin ve aktindir. Kas kasılmasında rol oynayan kasılma proteinleridir. İki filament, çoğunlukla miyozinden oluşan kalın ve çoğunlukla aktin içeren ince bir filamenttir.

Natalie G. Ahn, Boulder'daki Colorado Üniversitesi'nde kimya ve biyokimya profesörü. Araştırmaları, fosforilasyon ve kanserlerde uzmanlaşarak hücre sinyalleme mekanizmalarını anlamaya odaklanmıştır. Ahn'ın çalışması, genetik kodu ve genetiğin yaşam süreçlerini nasıl etkilediğini anlamak için "klasik kimya" araçlarını kullanmaktadır. 2003 yılından günümüze Boulder'daki Colorado Üniversitesi'nde profesör olarak görev yapmakta ve burada Seçkin Profesör konumundadır. 1994 ve 2014 yılları arasında Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacı olarak çalışmıştır. 2018 yılında ise Ulusal Bilimler Akademisi'nde Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi üyeliğine seçilmiştir.


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.