Proteinler ve Protein Yapısı

Hücre içerisinde bol olarak bulunan ve hücrenin kuru ağırlığının % 50’sini oluşturan organik moleküler proteinlerdir. Tümünde karbon, hidrojen, azot ve oksijen bulunur. Pek çoğunda da kükürt bulunur. Bazı proteinlerin yapılarındaysa bunlara ek ele­mentler olarak Özellikle fosfor, demir, çinko ve bakır bulunur.

Genellikle proteinler saf kristal olarak izole edilebilirler. Molekül ağırlıkları da çok fazladır. Proteinlerin yapıtaşı olan amoniasitlerin sayıları 20 tanedir. Serum proteinleri albumin ve globulinlerden oluşmuştur. Plazmada ise bunlara ek olarak fibrinojen vardır. Albumin homojen bir protein molekülüdür. Fakat globulinler en az 4 değişik protein moleküllerinden oluşmuştur. Serum proteinlerinin elektroforeziyle bu globulinler ayrılır ve 2 globulin­ler diye adlandırılır. Aşağıdaki resimler bir elektroforez grafiğini ve fotoğrafım göstermekte­dir. Serumun total protein miktarı % 6-8 g arasın­dadır. Bunun % 3.5-5 g’ı albumin, kalanı globulinlerdir.

Serum proteinlerindeki patolojik durumlar genel­likle albumin azalması ya da globulinlerin artışı biçimindedir. Açlık, proteinden fakir beslenme­ler, karaciğer sirozu, hipotiroidi, alkol alınması, nefrotik sendrom, bakteri entoksikasyonları, kro­nik infeksiyonlar, habis tümörler gibi olaylarda serum albumin değerleri azalmaktadır. CXı globulin, total proteinin % 1-5′ini oluşturmaktadır. Kronik infeksiyonlarda, romatoid artritte, akut ve kronik nefritlerde düzeyleri artmaktadır. (X 2-globulin, total proteinin % 8-13′ûnü oluşturmak­tadır. Akut infeksiyonların ilk devresinde, kronik infeksiyonlarda, sistemik lupus eritamatosus, romatoid artritte, viral hepatitte, karaciğer nek­rozunda, sirozda, alfa tip miyelomda artışlar ol­maktadır. *U -globulin, total proteinin % 11-17’sini oluşturmaktadır. En belirgin artışlar sirozda olmaktadır. Ayrıca bazı lipid metabolizması bo­zukluklarında, nefrozda ve beta tip miyelomada dapglobulinler artmaktadır. 2f globulin, total proteinin % 15-25′ini oluşturmaktadır. Bu globu­lin fraksiyonu immunglobulinleri içermektedir. Multiple miyelomada, bazı lösemi türlerinde, si­rozda, aşırı duyarlılık tepkilerinde kolloj en hasta­lıklarında artmaktadır.

PROTEİNLERİN YAPISI:

Protein molekülleri, yapı taşları olan aminoasitlerin birbirleri Fibröz proteinler ardı sıra kimyasal bağlarla birbirlerine bağla­narak oluşturduklar! uzun polimer zincirleridir. İki aminoasit molekülünün arasından bir molekül su ayrılmasıyla oluşan bağa peptit bağı adı verilir. Peptit bağlarıyla birbirlerine bağlanan aminoasitierin oluşturduğu yapıya da polipeptit zincirinin yapısında yüzlerce amiuoasit yer alabilir, birden fazla sayıdaki polipeptit zinciri de bir araya gelerek protein moleküllerini oluş­tururlar. Fakat protein moleküllerinin yapısı rastlantıya bağlı bir dizilim göstermez. Her molekülün özgün kimyasal bileşimi, molekül ağırlığı ve aminoasit dizilimi vardır. Protein moleküllerinin üç boyutlu biçimleri de karak­teristik özellikler taşır. Bu özelliklerine göre pro­teinler iki ana gruba ayrılabilirler. Birincisi fibröz proteinler olup polipeptit zincirlerinin bir eksen çevresinde dizilerek uzun lifçilikler oluştur­duğu bir yapıdır. Fibröz proteinler bağ dokusu­nun temel yapı elemanlarıdır. Örneğin kemik yapısındaki kollagen doku; saç, tırnak, deri ve boynuzsu yapıdaki alfa keratin gibi. İkinci grubu oluşturan globüler proteinler ise polipeptit zin­cirlerinin sıkı bir biçimde kümeleşerek oluştur­dukları küre benzeri yapılardır. FibrÖz pro­teinlerin suda çözünmediklerine karşın gîobüler proteinler suda kolayca çözünür ve yayılırlar. En­zimler bazı hormonlar, albumin ve hemoglobin gibi yaşam etkinlikleri açısından büyük önem taşıyan proteinlerimiz hep globüler yapıdadırlar. Proteinlerin yapısını daha iyi açıklayabilmek için özgün terimlere başvurmamız gerekiyor. Pro­teinler genel anlamda dörtlü bir yapı gösterirler: Birincil yapı, aminoasitlerin peptit bağlarıyla bir­birlerine bağlanarak oluşturdukları zincir yapı, ikincil yapı, fibröz proteinlerde olduğu gibi bir eksen çevresinde oluşturdukları sarmal yapı, üçüncül yapı, polipeptit zincirinin globüler pro­teinlerde olduğu gibi kıvrılarak ya da bükülerek oluşturduğu yapı ve dördüncü! yapı, birden fazla polipeptit zinciri içeren proteinlerdir ve uzaysal dizilim ilişkileri vardır.

PROTEİNLERİN YAPISINDA YER ALMAYAN AMİNOASİTLER;

Genel olarak bi­linen 20 aminoaside birkaç tane de ender olarak bulunan aminoasitleri eklediğimizde geriye 150′nin üzerinde aminoasit kalır. Bunlar çeşitli hücre ve dokularda bulunmalarına karşın hiçbir proteinin yapısında yer almazlar. Bazıları meta­bolizma işlevlerinde ara ürün ya da başlangıç maddesi olarak görev yaparlar. Bazıları da, gammaaminobütirikasit gibi sinir iletisinde önemli görevler üstlenirler.

PROTEİNLERİN SINIFLANDIRILMASI:

Pro­teinler bileşimleri açısından değerlendirilecek olurlarsa iki temel gruba ayrılırlar. Basit ve bileşik proteinler. Basit proteinler yapı eleman­larına ayrıldıklarında aminoasitler dışında orga­nik ve inorganik kalıntıları olmayan proteinlerdir. Genellikle yapılarının % 50’sini karbon ve % 23′ünü de oksijen oluşturur. Kalan bölümü de azot ve kükürt gibi elementlerden oluşur. Bileşik proteinlerse yapı elemanlarına parça­landıklarında aminoasitlerin dışında organik ve inorganik bileşenler içerirler. Bu tür proteinlere örnek olarak yapılarında nükleikasit içeren nükleoproteinleri, lipidleri içeren lipoproteinleri, fosfoproteinleri, metelloproteinleri ve glukoproteinleri sayabiliriz.

PROTEİN METABOLİZMASI-BÜYÜME VE İNSÜLİN:

Vücuttaki hemen hemen bütün dokulardaki hücrelerde proteinler yavaş bir süreç ile amino asitlere parçalanırlarken, yakılanların yerine aynı fakat yeni üretilmiş proteinler konur. Böylece hücrelerdeki proteinler sürekli bir yıkılma ve yenilenme olayını yaşarlar. Bu olaylar kemik dokusunda bile görülür.

İnsülin hormonu yokluğunda ya da yetersizliğinde kan glikozu hücrelere giremeyip onların enerji gereksinimlerinde kullanılamaz. Bu durumda hücreler yapılarındaki proteinleri amino asitlere parçalayıp, bunları enerji üretimi için kullanırlar. Bilindiği gibi proteinler çok sayıda amino asitin birleşmesi sonucu kurulmuş maddelerdir. Proteinlerin amino asitlere yıkılması olayına katabolizma denir. Buna göre insülin azlığı vücuttaki katabolizma olaylarını hızlandırıcı bir etki gösterir ve böylelikle hücrelerde amiro asitlerden protein sentez edilmesi de azalır. Çünkü insülin belli bir ölçüde amino asitlerin kandan hücre içine girmesini kolaylaştırıcı bir etkiye de sahiptir. İnsülin azlığı nedeniyle hücre içine az miktarda amino asit girince protein sentezi de azalmış olur. Bilindiği gibi amino asitlerden protein sentez edilmesi olayına “Anabolizma” denir. Özetleyecek olursak, insülin azlığı ya da yokluğu sonucu protein yıkımı {katabolizma) hızlanırken, protein yapımı (anabolizma) da yavaşlar. Bu ise bir şeker hastasının vücudundaki protein miktarının azalmasına neden olur. Protein yapımının azalması buna karşılık yıkımın çoğalması, şeker hastalarında yaraların geç kapanmasının başlıca nedenini oluşturur.

Bilindiği gibi bedensel büyümenin esas hormonu adenohipofizden salgılanan büyüme hormonudur, İnsülinsiz bir organizmada büyüme hormonu bulunsa bile büyüme gerçekleşmez. Çünkü insülin hücrelere amino asitlerin girişini sağlayarak hücrelerdeki protein sentezini kolaylaştırmakta ve böylece büyümeye yardımcı olmaktadır. Anımsanacağı gibi tiroit bezinden salgılanan “tiroksin” hormonu da büyüme için gerekli olan bir hormondur.

Büyüme hormonu kanın glikoz yoğunluğunu yükseltir. Bu etkisini glikozun hücreler tarafından kullanımım azaltarak ve glikoz yapımını artırarak gerçekleştirir. Kan glikozu yükseldiğinde insülin salgılanması artar. Büyüme hormonu bu zincirleme mekanizmayla olduğu gibi, doğrudan etkiyle de pankreastan insülin salgılanmasını çoğaltır. Büyüme hormonunun kan glikozunu yükseltici etkisine “Diabetojenik” etki denir. Devlik ya da akromegali gibi hipofiz bezinin aşın büyüme hormonu salgılayan tümörlerinde, büyüme hormonunun diabetojen etkisi uzun ve ağır bir biçimde kendini gösterecektir. Kan şekeri yüksekliği uzun sürdüğünde buna paralel olarak da insülin salgılanması artacaktır. Fakat bir süre sonra pankreastan insülin salgılanması görevini üstlenmiş olan Beta hücreleri yorulacak, bozulacak ve hormon salgısını durduracaklardır. Bu ise şeker hastalığına (Diabet) neden olacaktır. Tedavi görmemiş olan devlik ya da akromegali hastalarında zamanla şeker hastalığı (Diabet) gelişir. ACTH, kortizol, tiroksin ve luteinizan hormon diabetojen etkili diğer hormonlardır.

ŞEKER VE PROTEİNLER

Arteriyosklerozluların beslenmesinde proteinlere az yer verilmesi gerektiğini bildiren araştırma sonuçlanna karşın proteinler genellikle çok tüketilir. Şeker de araştırmacıların dikkatini giderek da­ha çok çekmektedir. Araştırmalar, arteri-yosklerozda yağ metabolizması bozukluklannın yanı sıra şeker metabolizma­sında da fazla belirgin olmayan hafif bozukluklar görüldüğünü kanıtlamıştır. Şeker bakımından zengin besinler alan­larda kan yağ düzeyinin de arttığı gözle­nir. Besinlerle alınan şekerlerin büyük bir bölümü vücutta yağlara dönüştürülür.

.