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.
Amino asitler, proteinleri oluşturan temel yapı taşlarıdır.
N-asetil muramik asit ile N-asetil glikoz amin şeker molekülleri ile az sayıda L-alenin, D-alenin, D-gulutamik asit, lizin veya diaminopimelik asitten oluşur. Peptidoglikan tabaka sadece prokaryot hücrelerde bulunur. Şekerin, kovalent bağ ve amino asitlerle çapraz bağlanmasıyla glikan zincirleri oluşur. Amino asitlerden oluşan tetra peptidin, çapraz bağlarla bağlanmasıyla oluşur. İçinde peptit bağı vardır. Yağlarla birleşerek karbonhidratları oluşturur. Bakteri hücre duvarlarının bir bileşenidir.
Gramisidin, altı antibiyotikten oluşan bir antibiyotik karışımıdır. Toprakta bulunan Bacillus brevis bakterisinden elde edilirler. Bunlar Gramisidin A, B ve C kategorilerine ayrılırlar ve toplu olarak Gramisidin D olarak adlandırılırlar. Gramisidin D'ler doğrusal pentadekapeptitlerdir, yani 15 amino asitten oluşan polipeptitlerdir. Buna karşın Gramisidin S, siklik (halkalı) bir peptit zinciridir. Özellikle Gram-pozitif bakterilere ve mantarlara karşı çok etkilidir, ama bakterilerin ölümüne yol açtığı konsantrasyonun altında hemolize yol açtığı için dahili olarak kullanılmaz. Başlıca yüzeyel antibiyotik olarak kullanılır, neosporin'da bulunan üç ana bileşeninden biridir. 1939'da Amerikalı mikrobiyolog René Dubos tirotrisini izole etmiş, daha sonra onun %20 oranında gramisidin ve %80 oranında tirosidin'den oluştuğunu göstermiştir. Bunlar ticari olarak imal edilen ilk antibiyotikler olmuştur.
Ribozom, tüm canlı hücrelerde bulunan karmaşık moleküler yapıya sahip ve protein oluşturma sürecinde hayati bir rol oynayan bir organeldir. Bu süreç, mRNA çevirisi olarak bilinen bir biyolojik mekanizma aracılığıyla gerçekleşir. Kısaca ribozomlar, haberci RNA (mRNA) molekülleri tarafından sağlanan talimatları takip ederek amino asitleri birbirine bağlar ve polipeptit adı verilen amino asit zincirlerini oluşturur.
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.
Hidroliz işlemi suyu oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerinin birbirinden ayrılması ile sonuçlanan bir işlemdir. Bazı kaynaklarda hidroliz, moleküllerin su ilavesiyle daha fazla sayıda parçacık oluşturması olarak da geçer. Hidroliz, su ile bir kimyasal bağın parçalanmasıdır yani bir kimyasal reaksiyondur. Hidroliz genel olarak suyun nükleofil olduğu ikame(yer değiştirme reaksiyonu), eliminasyon(organik reaksiyon türü) ve solvasyon (çözme) reaksiyonları için kullanılır.
Translasyon, transkripsiyon sonucu oluşan mRNA'lardaki koda uygun olarak ribozomlarda gerçekleştirilen amino asit zinciri veya polipeptit sentezi sürecidir, daha sonra üretilen amino asit zinciri veya polipeptit uygun bir şekilde katlanarak etkin bir protein haline gelmektedir. Translasyon, protein biyosentezinin ilk aşamasıdır. 4 harfli DNA dilindeki mesajın 20 harfli amino asid diline çevrilmesinden ötürü, İngilizce terminolojide "çeviri" anlamına gelen translation sözcüğü kullanılmaktadır. Bu terim Türkçeye translasyon olarak geçmiştir. Translasyon hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir. Sitoplazmada bulunan iki ribozom alt birimi translasyon sırasında mRNA zincirinin 5' ucuna bağlanır. Ribozom üzerindeki bağlanma bölgelerinde, mRNA'daki baz üçlülerini (kodon) tRNA'daki tamamlayıcıları olan antikodonlara bağlar. mRNA'daki kodonlara karşılık gelen antikodonu bulunduran tRNA'ların art arda eklenmesi sırasında tRNA'nın 3' ucuna bağlanmış olan amino asitler birbirine bağlanarak polipeptit zincirini oluşturur.
Polipeptit, 10 ile 100 arasında aminoasit içeren aminoasitler zinciri. Daha fazla aminoasit bulunduğunda proteinler söz konusu olur. Polipeptit ve protein isimlerinin ifade ettikleri moleküller birbirine çok benzemekte ve bazen eş anlamlı olarak kullanılmaktadırlar. Doğal polipeptitler arasında hormonlar, alerjenler, proteolitik enzimlerin özgül yavaşlatıcıları ve birçok antibiyotik, örneğin penisilin, yer alır.
Enzim Komisyonu numarası enzimleri katalizledikleri kimyasal reaksiyonlarına bağlı bir numaralandırma sistemidir. Enzim adlandırma sistemi sonucunda her EC numarası ona karsılık gelen enzim için bir isimle eşlendirilmiştir.
Peptitler tanımlanmış bir düzende, α-amino asitlerin birbirine bağlanmasıyla oluşan kısa polimerlerdir. Bir amino asit kalıntısı ile diğeri arasındaki bağ bir "amit bağ" veya peptit bağı olarak bilinir.
Bir tripeptit peptit bağı ile birbirine bağlanmış üç amino asit içeren bir peptittir. Üç tane çift bağı vardır.
Proteinoitler veya termal proteinler,amino asitlerden inorganik olarak oluşan protein benzeri moleküllerdir. Bazı abiyogenez teorileri ilk canlı hücrelerin öncüleri olduğunu ileri sürmektedir.
Kalıntı, bir işlem veya süreç sonucunda arta kalan şeydir; artık, bakiye.
- Arkeolojide kalıntı, eski çağlardan kalmış şehir veya yapıdır.
- Biyokimyada kalıntı, bir amino asit başka bir amino asit veya bir polipeptit ile reaksiyona girip bir su molekülü kaybettikten sonra, o amino asitin arta kalan kısmıdır. Rezidü de denir.
- Kimyada kalıntı, 1) Bir reaksiyondan arta kalan substrat veya istenmyene yan ürünler veya 2) bir damıtma veya buharlaştırma işleminden arta kalan malzeme anlamına gelebilir.
- Matematikte kalıntı, bir meromorf fonksiyonun bir tekillik etrafındaki çizgi integrallerinin davranışını açıklayan bir karmaşık sayıdır.
- Biyolojide kalıntı, eski çağlarda yaygın olup artık sadece bir veya birkaç yerde kalmış bir canlıdır..
- Yer bilimlerinde kalıntı, başkalaşmış kayaçlarda, ilkel dokusu korunmuş yapıdır.
- Muhasebede kalıntı, hesapta kalan paradır (bakiye).
Denatürasyon, protein veya nükleik asitlerin doğal yapısında mevcut olan sekonder, tersiyer ve kuaterner yapılarının bazı fiziksel ve kimyasal dış etkilerle bozularak primer yapılarına dönüşmeleri sürecidir. Canlı bir hücredeki proteinlerin denatüre olması, hücresel aktivitelerde bozulma ve belki de hücrenin ölümüyle sonuçlanır.
Poliamid, amid bağları tarafından bağlanmış monomerler içeren bir polimerdir. Doğal ve sentetik örnekleri mevcuttur. En yaygın, doğada bulunan örnekleri polipeptit ve proteinlerdir, örneğin ipek, yün. Yapay, sentetik poliamitlere örnek olarak (naylon, kevlar, sodyum aspertat verilerebilir.
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.
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.
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.
Aminoasil-tRNA, aynı kökenli amino asidinin kimyasal olarak bağlı (yüklü) olduğu tRNA'dır. aa-tRNA, belirli uzama faktörleriyle birlikte, translasyon sırasında üretilen polipeptit zincirine dahil edilmek üzere amino asidi ribozoma iletir.
