Her protein spesifik bir amino asit dizisi ve bireysel bir
mekânsal yapı (konformasyon) ile karakterizedir. 4 temel protein sınıfı vardır:
·
Yapısal (hücre yapıları oluşturma)
·
Enzimler (kimyasal reaksiyonlar, katalizleme)
·
Düzenleyici (gen tanımını veya diğer
proteinlerin aktivitesini kontrol etme)
·
Taşıyıcı (transport) (diğer molekülleri hücre
içinde veya hücre membranı boyunca taşıyıcı)
Proteinlerin fonksiyonu, hayati aktivitenin en önemli proseslerinin temelidir. Basit proteinler sadece amino asit kalıntılarından oluşur. Kompleks proteinler, metal iyonları (metaloproteinler) veya pigment (kromoproteinler) içerebilir, lipidler (lipoproteinler) ve nükleik asitler (çekirdek proteinler) ile kararlı kompleksler oluşturabilir veya kovalent bağlanmış fosforik asit (fosfoproteinler) veya karbonhidrat (glikoproteinler) kalıntıları içerebilir.
Protein biyosentezi, subselüler partiküllerde -ribozomlar (ribonükleoprotein kompleksleri)- translasyon (çevirme) prosesi vasıtasıyla gerçekleştirilir. Proteinlerin birincil yapısı (amino asit sırası) ilgili genlerdeki nükleotid dizisi ile belirlenir. Transkripsiyon işlemi sırasında bu bilgi, DNA bağımlı RNA polimeraz adı verilen bir enzim tarafından matris RNA'ya aktarılır. Matris RNA, ribozom ile birleşir ve protein sentezi için bir şablon görevi görür. Sentezlenen polipeptit zincirleri, ribozomdan spontan olarak protein spesifik üç boyutlu konformasyona kadar uzanır ve amino asit kalıntılarının çeşitli işlevsel gruplarının reaksiyonları ve peptid bağlarının bölünmesi yoluyla modifiye edilir.
Proteinin üç boyutlu yapısı, spesifik fonksiyonel faaliyetinde önemli rol oynar. Bunlar, alt düzey yapıların etkileşimi ile belirlenir. Dört aşamalı protein yapısı vardır. Birincil yapı, sonraki konformasyon olayını belirleyen polipeptit zincirindeki amino asit dizisidir. İkincil yapı, hidrojen bağlarının oluşturulması yoluyla ikincil yapı elemanlarında (alfa-helezonik bölgeler, beta yapısal katmanlar, vb.) katlanan polipeptit zincirini belirtir. Üçüncül yapı, farklı etkileşim türleriyle (kovalent, iyonik ve hidrofilik-hidrofobik) dengelenmiş sekonder yapı elemanlarının mekânsal düzenlenişine gönderme yapar. Kuaterner yapı, bireysel polipeptit zincirleri arasındaki konfigürasyon ve etkileşime değinir ve polimerik proteinlerin (yani, iki veya daha fazla polipeptit zincirinden oluşan) mekansal düzenlenişini tanımlar. Kuvaterner bir yapıya sahip proteinler oluşturan protein zincirleri, ribozomlar üzerinde ayrı olarak oluşturulur ve yalnızca sentezleri tamamlandıktan sonra bir supramoleküler yapı oluştururlar (ya da farklı polipeptit zincirleri arasında disülfür köprüleri oluşmuşsa kompleks bir molekül oluştururlar). Kuaterner bir yapıya sahip olan proteinler hem özdeş hem de farklı polipeptit zincirleri içerebilir. Kuaterner yapı, üçüncül yapı ile aynı etkileşimlerle dengelenir.
Proteinlerin sentezinde genellikle 20 standart amino asit
kullanılır. Çoklu kombinasyonları, farklı özelliklere sahip çok çeşitli
proteinler sağlar. Canlı organizmalarda genellikle birkaç protein molekülü,
birbirleriyle ve fotosentetik pigment-protein kompleksi gibi diğer moleküllerle
kompleks fonksiyonel birimler oluşturur. Supramoleküler protein kompleksleri
onlarca molekül içerebilir; birçoğu ribozomlara kıyaslanabilir büyüklüktedir;
son yıllarda bu tür kompleksler genellikle organeller olarak tarif edilir
(örneğin, ömrü bittikten sonra proteinleri parçalayan proteazom-protein
kompleksi).
Protein yapısının derinlemesine anlaşılması,
organizasyonunun takibeden ek seviyelerinin ayırt edilmesini sağlamıştır:
süperikincil yapı (süper-iletken alfa-helezonlar gibi etkileşimli ikincil
yapıların toplulukları-birbirlerini saran iki alfa-helezon), yapısal alanlar
(örn. protein katlama basitliği prensibini karşılamak için elektron yoğunluk
haritalarına göre 2.5 nm'lik küreye karşılık gelen globule), globüler
proteinler, agregalar.
Proteinler, tüm canlıların başlıca işlevsel yapılarından
biridir. Bu yapılar nanobiyoteknoloji ve nanotıp alanında yaygın olarak
kullanılmaktadır. Bunlar arasında: hedeflenmiş ilaç taşıma için moleküler
vektörler (antikorlar), kimyasal sensörler (enzimler ve iyon kanalları),
terapötik veya diagnostik uygulamalar için biyojenik ve evrensel
nanopartiküller ve daha fazlası bulunur.
Protein yapı seviyeleri
https://en.wikipedia.org/wiki/Protein
