Examkin

Question

Difficulty: HardProtein Katlanması, Şaperonlar ve Denatürasyon

Çok sayıda disülfid bağı içeren Ribonükleaz A enziminin denatürasyon ve renatürasyon süreçlerini inceleyen bir araştırmacı; enzimi önce 8 M8 \text{ M} üre ve β\beta-merkaptoetanol içeren bir çözeltide tamamen denatüre etmiştir. Daha sonra, enzimi aktif hale getirmek amacıyla ortamdan önce β\beta-merkaptoetanolü uzaklaştırmış, üreyi ise ortamda bırakmıştır. Bu işlemin sonunda enzimin biyolojik aktivitesinin sadece %1\%1 oranında geri döndüğü saptanmıştır.

Bu durumun temel biyokimyasal nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    Ürenin proteinin primer yapısındaki peptid bağlarını hidroliz ederek geri dönüşümsüz bir parçalanmaya neden olması
  2. B
    β\beta-merkaptoetanolün yokluğunda şaperon proteinlerinin (Hsp70) ortamdaki yüksek üre konsantrasyonu nedeniyle enzimi tanıyamaması
  3. Üre varlığında zayıf etkileşimler baskılandığı için sistein kalıntılarının rastgele eşleşerek 'yanlış' disülfid bağları kurmasıAnswer
  4. D
    Ürenin varlığında proteinin sadece 'erimiş küre' (molten globule) evresinde takılı kalarak kovalent bağ oluşumuna izin vermemesi
  5. E
    Erken uzaklaştırılan β\beta-merkaptoetanolün enzim aktif bölgesindeki amino asitlerin pKa değerlerini değiştirerek katalitik aktiviteyi bozması

Answer

Üre varlığında proteinin zayıf etkileşimleri oluşamadığı için sistein kalıntılarının rastgele eşleşerek 'yanlış' disülfid bağları kurması durumu, aktivite kaybının temel nedenidir.
Doğru cevap, üre varlığında proteinin zayıf etkileşimlerinin oluşamaması nedeniyle sisteinlerin yanlış eşleşmesidir. Proteinlerin natif yapısına katlanması sırasında önce hidrofobik çökelme ve hidrojen bağları oluşarak proteinin kaba şekli (tersiyer yapı taslağı) belirlenir. Bu yapısal ipuçları, hangi sisteinlerin birbirine yakın gelerek disülfid bağı kuracağını belirler. Deneyde önce β\beta-merkaptoetanol uzaklaştırılıp üre bırakıldığı için, protein açık haldeyken sisteinler rastgele okside olmuş ve yanlış (scrambled) bağlar nedeniyle enzim inaktif kalmıştır.

Step-by-Step Solution

1
Denatüran ajanların protein üzerindeki etkilerini analiz et.
Üre; hidrojen bağlarını ve hidrofobik etkileşimleri (non-kovalent) bozar. β\beta-merkaptoetanol; disülfid köprülerini (kovalent) indirgeyerek parçalar.
Proteinin hangi bağlarının hangi ajanlarla bozulduğunu anlamak, geri dönüş sürecini yorumlamak için temeldir.
2
Ajanların uzaklaştırılma sırasının yapısal sonucunu değerlendir.
Önce β\beta-merkaptoetanol uzaklaştığında, sistein sülfhidril grupları okside olmaya başlar. Ancak ortamda hala üre bulunduğu için protein 'açık' konformasyondadır.
Doğru disülfid bağlarının kurulması için proteinin önce non-kovalent etkileşimlerle (üre uzaklaştırılarak) doğru şekle girmesi gerekir.
3
Yanlış eşleşmenin (scrambling) aktivite üzerindeki etkisini saptan.
Doğru yapısal ipuçları olmadan kurulan disülfid bağları rastgele gerçekleşir ve biyolojik olarak inaktif olan 'karışmış' (scrambled) ribonükleaz oluşur.
Anfinsen dogması gereği, primer yapı natif yapıyı belirler; ancak bu süreçte non-kovalent bağların kovalen bağlardan önce oluşması termodinamik bir zorunluluktur.

Key Concept

Anfinsen'in Dogması ve Protein Katlanması: Proteinlerin üç boyutlu yapıları primer dizileri tarafından belirlenir; ancak denatüre bir proteinin tekrar katlanması sırasında zayıf etkileşimlerin kovalent disülfid bağlarından önce kurulması 'doğru' konformasyon için şarttır.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question

Topics

Protein Katlanması, Şaperonlar ve Denatürasyon

More questions from this topic