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.
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.
'Adenozin trifosfat, hücre içinde bulunan çok işlevli bir nükleotittir. İngilizce Adenosine Triphosphateden ATP olarak kısaltılır. En önemli işlevi hücre içi biyokimyasal reaksiyonlar için gereken kimyasal enerjiyi taşımaktır. Fotosentez ve hücre solunumu sırasında oluşur. ATP bunun yanı sıra RNA sentezinde gereken dört monomerden biridir. Ayrıca ATP, hücre içi sinyal iletiminde protein kinaz reaksiyonu için gereken fosfatın kaynağıdır. 3 tane fosfattan oluşur.
Alanin (Ala, A) (HO2CCH(NH2)CH3) aynı zamanda 2-aminopropanoik asit olarak adlandırılır. En sık kullanılan aminoasittir. Proteinlerin yaklaşık olarak %7.8'i alanin yapıtaşlarından oluşmaktadır. D-alanin, bazı bakterilerin hücre duvarlarında ve peptid antibiyotiklerin yapılarında da bulunmaktadır.
Glisin (kısaltılmışı Gly ya da G) formülü NH2CH2COOH olan apolar bir aminoasittir. Glisin kodonları GGU, GGC, GGA, GGG cf. genetik koddur. Yapısal olarak proteinlerde bulunan 20 aminoasit arasında en basit olanıdır. Yan zinciri sadece bir hidrojen atomundan ibarettir. Glisindeki α-karbon atomu da bir hidrojene bağlı olduğu için, glisin optik olarak aktif değildir, diğer bir deyişle optik izomeri bulunmamaktadır.
Lösin DNA tarafından kodlanan 20 aminoasitten biridir. İzolösin ve lösin birbirlerinin izomeridirler. Beslenme açısından lösin dışarıdan alınması elzem (esansiyel) olan bir aminoasittir.
Aspartik asit proteinlerin yapısında bulunan 20 standart aminoasitten biridir. Anyonik formunun adıyla aspartat olarak da bilinir.
Histidin doğada yaygın 22 aminoasitten biridir ve proteinlerin yapısında bulunur. L-Histidin ve D-Histidin olmak üzere iki farklı enantiomerik formu vardır. Beslenme açısından, genelde sadece çocuklarda, dışarıdan alınması zaruri gıda maddelerinden biridir.
Lizin proteinlerde bulunan 22 aminoasitten biridir. 4-aminobütil yan zinciri nedeniyle, histidin ve arginin gibi bazik aminoasitler grubuna dahildir.
Arginin bir α-aminoasittir. L-arginin, doğada bulunan proteinlerin yapısını oluşturan 20 aminoasitten biridir. Memeli hayvanlarda, arjinin temel aminoasitlerden biri olarak kabul edilmektedir. Organizmanın gelişim safhasına ve sağlık durumuna göre dışarıdan beslenme yoluyla temin edilmesi kaçınılmaz olabilmektedir.
Tirozin şeklinde kısaltılmaktadır. Doğada daha çok L-Formunda karşımıza çıkan ve birçok proteinin yapısında bulunan esansiyel olmayan bir α aminino asitir.
Asparajin proteinleri oluşturan 20 aminoasitten biridir. Yan zincirinde karboksamit grubu içerir. Polar özelliktedir, ancak fizyolojik pH'da yüksüzdür. L-Asparajin, merkezi sinir sisteminin dengesinin korunması için gereklidir. Aşırı sinir ve asabiyet oluşumunu engeller, teskin edici özelliği vardır.
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.
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.
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.
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.
Dallı zincirli amino asit (BCAA), dallı bir alifatik yan zincire sahip olan bir amino asittir. Vücutta esansiyel olarak bulunur, üretilemez. Proteinojenik amino asitler arasında üç BCAA vardır: lösin, izolösin ve valin. Proteinojenik olmayan BCAA'lar 2-aminoizobütirik asidi ve alloisolösini içerir.
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.
