Amino Asitler ve Proteinler

194 questions

Question 181Question

İzoelektrik noktaları (pIpI) sırasıyla 4.84.8, 7.07.0 ve 9.59.5 olan serum albümin, miyoglobin ve kimotripsinojen içeren bir protein karışımı, pH=8.0pH = 8.0 tamponu ile dengelenmiş olan dietilaminoetil (DEAE)-selüloz kolonuna uygulanmıştır.

Buna göre, proteinlerin kolona bağlanma durumları ve kolondan elüsyon sıraları (kolondan ilk ayrılan \rightarrow son ayrılan) ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Kimotripsinojen kolona bağlanmadan geçer; elüsyon sırası kimotripsinojen, miyoglobin ve serum albümin şeklindedir.

Answer

Kimotripsinojen kolona bağlanmadan geçer; elüsyon sırası kimotripsinojen, miyoglobin ve serum albümin şeklindedir.
Doğru ifade, kimotripsinojenin kolona bağlanmadığını ve elüsyon sırasının miyoglobin ve serum albümin şeklinde devam ettiğini belirten seçenektir. pH=8.0pH = 8.0 ortamında, izoelektrik noktası 9.59.5 olan kimotripsinojen net pozitif yüklü olduğu için pozitif yüklü DEAE kolonuna bağlanamaz. Diğer iki protein negatif yüklü olup bağlanır; ancak miyoglobinin yükü albümininkinden daha az olduğu için (miyoglobinin pIpI değeri ortam pHpH’ına daha yakındır) tuz veya pHpH gradyanı ile daha önce elüe edilir.

Step-by-Step Solution

1
Kolon tipini ve yükünü belirleyin.
DEAE-selüloz bir anyon değiştiricidir; kendisi pozitif (++) yüklüdür ve negatif (-) yüklü proteinleri bağlar.
İyon değişim kromatografisinde kolonun adı, bağladığı iyonun türüne (anyon veya katyon) göre verilir.
2
Proteinlerin çalışma pHpH’ındaki (8.08.0) net yüklerini hesaplayın.
Serum albümin (pI=4.8<8.0pI = 4.8 < 8.0) \rightarrow Negatif; Miyoglobin (pI=7.0<8.0pI = 7.0 < 8.0) \rightarrow Negatif; Kimotripsinojen (pI=9.5>8.0pI = 9.5 > 8.0) \rightarrow Pozitif.
Ortam pHpH değeri bir proteinin pIpI değerinden büyükse protein net negatif, küçükse net pozitif yüklenir.
3
Bağlanma ve elüsyon sırasını belirleyin.
Kimotripsinojen (++) kolona bağlanmaz (ilk ayrılır). Miyoglobin ve Albümin (-) bağlanır. Albümin daha uzak bir pIpI değerine sahip olduğu için daha fazla negatif yüklüdür ve daha sıkı bağlanır.
Net yükü sıfıra daha yakın olan proteinler (miyoglobin), iyon değiştiriciden daha kolay ayrılır.

Key Concept

İyon değişim kromatografisinde proteinlerin bağlanma ve ayrılma prensibi, ortam pHpH’ı ile proteinin izoelektrik noktası (pIpI) arasındaki ilişkiye dayanır.

Practice More

İyon değişim kromatografisinde elüsyonu hızlandırmak için tamponun tuz konsantrasyonunu artırmanın veya pHpH değerini proteinin pIpI noktasına yaklaştırmanın etkilerini inceleyin.
Estimated Time:2m 0s
Question 182Question

Prion hastalıklarının (örneğin Creutzfeldt-Jakob hastalığı) patogenezinde, proteinlerin katlanma bozukluğu sonucu ortaya çıkan yapısal değişiklikler temel rol oynar.

Buna göre, normal hücresel prion proteininin (PrPCPrP^C) hastalık yapıcı izoforma (PrPScPrP^{Sc}) dönüşümü ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Normal formdaki α\alpha-heliks yapılarının yerini, patolojik formda baskın olarak β\beta-kırmalı tabaka yapıları alır.

Answer

Normal prion proteinindeki α\alpha-heliks yapılarının yerini β\beta-kırmalı tabaka (beta-sheet) yapılarının alması.
Prion hastalıklarında (transmissible spongiform encephalopathies), normal hücresel prion proteini (PrPCPrP^C) ile hastalık yapıcı izoform (PrPScPrP^{Sc}) arasındaki en temel fark ikincil yapıdır. PrPCPrP^C yaklaşık %40 α\alpha-heliks içerirken çok az β\beta-kırmalı tabaka içerir. PrPScPrP^{Sc} formunda ise α\alpha-heliks içeriği %30'a düşerken β\beta-kırmalı tabaka içeriği %45'in üzerine çıkar. Bu yapısal değişim proteinin fizikokimyasal özelliklerini (çözünürlük, proteaz direnci) tamamen değiştirir.

Step-by-Step Solution

1
Normal ve patolojik prion proteinlerinin yapısal özelliklerini karşılaştırın.
Her iki formun amino asit dizisinin (primer yapı) aynı olduğu, ancak ikincil ve üçüncül yapılarının farklı olduğu belirlenir.
Prion hastalıkları bir 'konformasyonel hastalık' türüdür.
2
İkincil yapıdaki spesifik değişikliği tanımlayın.
PrPCPrP^C formunda baskın olan α\alpha-heliksler, PrPScPrP^{Sc} formunda β\beta-kırmalı tabakalara dönüşür.
Bu yapısal değişim proteinin çözünürlüğünü azaltır ve agregasyona (amiloid oluşumu) yatkınlığı artırır.
3
Yapısal değişikliğin biyokimyasal sonuçlarını değerlendiren.
β\beta-kırmalı tabakaların artışı proteini proteazlara dirençli hale getirir.
Bu direnç, proteinin sinir dokusunda birikerek nörodejenerasyona yol açmasının temel sebebidir.

Key Concept

Protein Katlanma Bozuklukları ve Prion Patogenezi
Estimated Time:1m 30s
Question 183Question

Amino asitlerin yan zincir (RR) grupları, proteinlerin hem yapısal kararlılığını hem de katalitik fonksiyonlarını belirleyen temel bileşenlerdir. Yan zincirinde azot atomu içeren bir heterosiklik halka taşıyan, fizyolojik pH'da (pH7.4pH \approx 7.4) yan zincirinin büyük çoğunluğu (%90'dan fazlası) iyonize olmamış (net yükü sıfır) formda bulunan ve bu özelliği sayesinde enzimlerin aktif merkezlerinde proton alışverişini kolaylaştıran esansiyel amino asit aşağıdakilerden hangisidir?

Show answer & explanation

Answer: Histidin

Answer

Histidin, yan zincirindeki imidazol halkasının pKapK_a değerinin fizyolojik pH'a yakınlığı ve esansiyel olma özelliği ile doğru cevaptır.
Histidin, yan zincirindeki imidazol halkasının pKapK_a değerinin yaklaşık 6.06.0 olması nedeniyle fizyolojik pH'da (7.47.4) büyük oranda yüksüz formda bulunur. Bu özellik, histidinin enzimlerin aktif bölgelerinde hem proton alıcı hem de verici olarak görev yapmasına olanak tanır. Aynı zamanda yetişkinler için de esansiyel kabul edilen bir amino asittir.

Step-by-Step Solution

1
Amino asitlerin yan zincir yapılarını ve heterosiklik halka varlığını değerlendir.
Histidin (imidazol), Triptofan (indol) ve Prolin (pirolidin) heterosiklik halka içerir.
Soruda belirtilen ilk yapısal kriteri sağlayan amino asitleri belirlemek gerekir.
2
Seçilen amino asitlerin besinsel (esansiyel) durumunu kontrol et.
Histidin ve Triptofan esansiyeldir; Prolin ise non-esansiyeldir.
Vücutta sentezlenemeyen amino asitlerin ayırt edilmesi gerekir.
3
Fizyolojik pH'daki (pH=7.4pH = 7.4) iyonizasyon durumunu Henderson-Hasselbalch denklemi ile analiz et.
Histidin için 7.4=6.0+log(Baz/Asit)1.4=log(Baz/Asit)Oran257.4 = 6.0 + \log(\text{Baz}/\text{Asit}) \Rightarrow 1.4 = \log(\text{Baz}/\text{Asit}) \Rightarrow \text{Oran} \approx 25. Yani %96 yüksüz (baz) formdadır.
Fizyolojik pH'da hangi amino asidin yüksüz olduğu ve tamponlama kapasitesine sahip olduğu bu hesaplama ile anlaşılır.
4
Enzimatik katalizdeki rolü doğrula.
Histidin, pKapK_a değerinin pH 7.4'e yakınlığı sayesinde proton transferinde (asit-baz katalizi) en aktif rolü üstlenir.
Biyokimyasal fonksiyon ve yapı ilişkisini tamamlamak için gereklidir.

Key Concept

Histidin yan zincirinin (imidazol) pKapK_a değerinin fizyolojik pH'a yakınlığı, onun biyolojik sistemlerdeki eşsiz tamponlama ve katalitik rolünü belirler.
Question 184Question

Saf olarak elde edilen bir proteinin fizikokimyasal analizleri sonucunda aşağıdaki bulgular saptanmıştır:

- Fizyolojik pH'da (7.47.4) net negatif yüke sahiptir.
- pH 5.05.0 tamponunda katyon değişim kromatografisi kolonuna bağlanmaktadır.
- Denatüre edici koşullarda gerçekleştirilen elektroforez sonuçları şu şekildedir:

Analiz KoşuluGözlenen Bantlar (kDa)
SDS-PAGE (Non-redüktan)50
SDS-PAGE (Redüktan / +β+\beta-merkaptoetanol)50, 25

Bu proteinin yapısal ve biyokimyasal özellikleri dikkate alındığında, aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Proteinin doğal (native) haldeki moleküler ağırlığı 100100 kDa'dır.

Answer

Proteinin doğal (native) haldeki moleküler ağırlığı 100100 kDa'dır.
Verilen verilere göre proteinin pH 7.4'te negatif, pH 5.0'da pozitif yüklü olduğu anlaşılmaktadır (5.0<pI<7.45.0 < pI < 7.4). SDS-PAGE analizinde non-redüktan koşullarda sadece 50 kDa bandı görülürken, redüktan koşullarda hem 50 hem 25 kDa bantlarının görülmesi; 50 kDa'lık bir bandın aslında disülfit bağlarıyla bağlı iki 25 kDa'lık alt birimden oluştuğunu, diğer 50 kDa'lık bandın ise tek bir alt birimi temsil ettiğini gösterir. Bu durumda toplam kütle 50+25+25=10050 + 25 + 25 = 100 kDa olarak hesaplanır.

Step-by-Step Solution

1
İzoelektrik nokta (pIpI) aralığını belirleyin.
5.0<pI<7.45.0 < pI < 7.4
Protein pH 7.4'te negatif yüklü (pI<7.4pI < 7.4), pH 5.0'da ise katyon değişimine bağlandığı için pozitif yüklüdür (pI>5.0pI > 5.0).
2
Non-redüktan SDS-PAGE verilerini yorumlayın.
50 kDa'lık bandın disülfit bağı içeren yapıları ve serbest alt birimleri temsil ettiğini saptayın.
SDS proteinleri denatüre eder ancak disülfit bağlarını kırmaz. 50 kDa bandı hem 50 kDa'lık bağımsız alt birimi hem de disülfit bağlarıyla bağlı 50 kDa'lık kompleksi içerir.
3
Redüktan SDS-PAGE verilerini yorumlayın.
25 kDa bandının disülfit bağı kırılan alt birimlerden geldiğini anlayın.
β\beta-merkaptoetanol disülfit bağlarını indirger. 25 kDa'lık yeni bandın oluşması, non-redüktan haldeki 50 kDa'lık yapının iki adet 25 kDa'lık alt birime ayrıldığını gösterir.
4
Toplam (native) moleküler ağırlığı hesaplayın.
50+(2×25)=10050 + (2 \times 25) = 100 kDa
Yapıda bir adet 50 kDa'lık serbest alt birim ve iki adet birbirine disülfit bağıyla bağlı 25 kDa'lık alt birim bulunmaktadır.

Key Concept

Proteinlerin yapısal analizi; SDS-PAGE'de redüktan/non-redüktan koşulların yorumlanması ve kromatografik verilerle pI tahmini.

Hints

1
Katyon değişim kromatografisine bağlanmak için proteinin net yükünün ne olması gerektiğini hatırlayın.
2
Non-redüktan ve redüktan SDS-PAGE arasındaki fark, sadece disülfit bağlarının varlığına işaret eder.
3
Non-redüktan jelde 50 kDa görünen bant, aslında biri serbest diğeri disülfit bağlı dimer olan iki farklı yapısal elemanın çakışması olabilir mi?

Practice More

İzoelektrik odaklama (IEF) ve SDS-PAGE kombinasyonu olan 2D elektroforez tekniğinin bu protein üzerindeki etkilerini inceleyin.

Alternative Method

Bantların molar oranları verilmemiş olsa da, disülfit bağı içeren bir yapının redüktan koşullarda daha küçük parçalara bölünmesi kuralından yola çıkarak native ağırlık tahmini yapılabilir.
Estimated Time:3m 0s
Question 185Question

Hemoglobin molekülünde oksijenin bağlanmasıyla tetiklenen TT (gergin) \rightarrow RR (gevşek) konformasyonel geçişi, Bohr etkisinin moleküler mekanizması ile doğrudan ilişkilidir. Bu allosterik değişim sırasında, polipeptid zincirlerinin terminal bölgelerindeki amino asit kalıntılarının iyonizasyon durumları ve çevreleriyle yaptıkları etkileşimler karakteristik bir değişim gösterir. Hemoglobinin oksijenlenmesi sırasında gerçekleşen bu moleküler değişikliklerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: β\beta-zincirinin C-terminalindeki His146His146'nın Asp94Asp94 ile olan tuz köprüsü etkileşimi kopar ve bu durum His146His146'nın pKapK_a değerinin düşmesine yol açar.

Answer

Hemoglobinin oksijenlenmesi (T \rightarrow R geçişi) sırasında β\beta-zincirinin C-terminalindeki His146'nın Asp94 ile yaptığı tuz köprüsü etkileşiminin kopması ve His146'nın pKa değerinin düşerek proton salınması (Bohr etkisi) gerçekleşen doğru olaydır.
Hemoglobinin oksijenlenmesi sırasında gerçekleşen yapısal değişim, β\beta-zincirlerinin C-terminalindeki His146 kalıntılarının mikrosevçresini değiştirir. T formunda His146'nın imidazol grubu, aynı zincirdeki Asp94'ün karboksil grubu ile iyonik bir bağ kurar. Bu etkileşim His146'nın proton tutma eğilimini artırarak pKa değerini yükseltir. Oksijen bağlanmasıyla R formuna geçildiğinde bu bağ kopar, His146'nın pKa değeri düşer ve kalıntı protonunu çevreye salar. Bu olay, Bohr etkisinin (oksijenlenme ile pH düşüşü/proton salınımı) temel moleküler açıklamasıdır.

Step-by-Step Solution

1
T (Gergin) konformasyonunun stabilizasyonunu analiz et.
T formunda His146 (β\beta) ve Asp94 (β\beta) arasında iyonik bir bağ (tuz köprüsü) bulunur.
Bu bağ, His146'nın protonlanmış pozitif halini stabilize eder ve pKa değerini yaklaşık 8.0'e yükseltir.
2
Oksijen bağlanmasının (R formuna geçiş) etkisini değerlendir.
Oksijen bağlandığında kuaterner yapı döner ve bu spesifik tuz köprüleri kırılır.
Konformasyonel değişim, C-terminal bölgelerindeki etkileşimleri fiziksel olarak imkansız hale getirir.
3
pKa değişimini ve Bohr etkisini ilişkilendir.
Tuz köprüsü koptuğunda His146'nın pKa değeri normal seviyesine (~6.0) düşer.
Düşük pKa nedeniyle His146 fizyolojik pH'da (7.4) protonunu kaybeder, bu da Bohr etkisindeki proton salınımını açıklar.

Key Concept

Hemoglobinin allosterik geçişi sırasında pKa değişimlerine bağlı Bohr etkisi mekanizması.

Hints

1
Bohr etkisi, hemoglobinin oksijenlenmesi sırasında proton (H+H^+) salınması olayıdır. Bu salınım için bir amino asidin pKa değerinin düşmesi gerekir.
2
His146 (β\beta) ve Arg141 (α\alpha), hemoglobinin deoksi (T) formunu tuz köprüleri aracılığıyla stabilize eden 'uç' amino asitlerdir.
3
T formunda His146'nın pozitif yükü Asp94 tarafından stabilize edilir. R formuna geçiş bu stabilizasyonu bozarak His'i protonunu bırakmaya zorlar.

Practice More

HbF (fetal hemoglobin) yapısındaki Serin değişiminin 2,3-BPG afinitesi üzerindeki etkisini inceleyebilirsiniz.
Estimated Time:2m 0s
Question 186Question

Proteinlerin ve biyolojik aktif peptidlerin yapısal bütünlüğünü sağlayan peptid bağının (CONHCONH) elektronik özellikleri, torsiyonel kısıtlamaları ve termodinamik kararlılığı dikkate alındığında, aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

Show answer & explanation

Answer: Peptid bağındaki elektron delokalizasyonu, karbonil karbonunun elektrofilik karakterini ester bağlarına kıyasla artırarak, peptidlerin nükleofilik saldırılara karşı daha hassas olmasına ve esterlerden daha kolay hidroliz edilmesine neden olur.

Answer

Peptid bağındaki elektron delokalizasyonunun karbonil karbonunun elektrofilliğini artırdığını ve hidrolizi kolaylaştırdığını savunan ifade yanlıştır.
Peptid bağındaki rezonans hibrit yapısı, azotun elektronlarını karbonil karbonu ile paylaşmasına neden olur. Bu durum, karbonil karbonunun üzerindeki elektron yoğunluğunu artırarak onun elektrofilik karakterini (pozitif yük miktarını) azaltır. Sonuç olarak, peptid bağı nükleofilik saldırılara (hidroliz) karşı ester bağlarından çok daha dirençlidir. Seçenekle belirtilenin aksine, rezonans bağı hassaslaştırmaz, aksine stabilize eder.

Step-by-Step Solution

1
Peptid bağındaki rezonans etkisini analiz et.
Azotun üzerindeki elektron çifti karbonil karbonu ile azot arasındaki bağa delokalize olur (CNC-N bağının kısmi çift bağ karakteri kazanması).
Bu durum karbonil karbonunun üzerindeki kısmi pozitif yükü azaltır.
2
Elektrofilik karakter ile hidroliz hızı arasındaki ilişkiyi değerlendir.
Karbonil karbonu ne kadar az elektrofilik (daha az pozitif) ise, su gibi nükleofillerin saldırısına o kadar dirençli olur.
Bu, peptid bağlarının ester bağlarından (oksijen azota göre daha az elektron verir) neden daha kararlı olduğunu açıklar.
3
Termodinamik ve kinetik parametreleri karşılaştır.
Peptid bağı hidrolizi termodinamik olarak istemli (ekzergonik) olsa da, rezonans stabilizasyonu nedeniyle kinetik olarak son derece yavaştır.
Sentez için enerji (ATP/GTP) gerekirken, yıkım katalizörsüz ortamda ihmal edilebilir hızdadır.

Key Concept

Peptid bağının rezonans stabilizasyonu ve bu durumun kimyasal reaktivite üzerindeki koruyucu etkisi.

Practice More

Peptid bağındaki omega açısının kısıtlanmasının proteinlerin ikincil yapısı (alfa-heliks ve beta-tabaka) üzerindeki etkilerini inceleyen Ramachandran diyagramlarını çalışınız.
Estimated Time:3m 0s
Question 187Question

Protein omurgasının konformasyonel stabilitesi, monomerik birimlerin stereokimyasal kısıtlamaları ve fonksiyonel grupların iyonizasyon davranışları ile doğrudan ilişkilidir. Özellikle, bir amino asidin yan zincirinin kendi α\alpha-amino grubuyla kovalent bir halka oluşturarak ikincil (sekonder) amino grubu yapısı kazanması, peptid bağının hidrojen bağı kapasitesini ve proteinlerin sekonder yapı kararlılığını diğer tüm standart amino asitlerden farklı bir şekilde etkiler. Bu yapısal özellik ve amino asitlerin sınıflandırılması dikkate alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Bahsi geçen amino asit prolindir; yan zincirindeki pirolidin halkası nedeniyle peptid bağına katıldığında azot atomu üzerinde serbest bir hidrojen taşımaz ve bu durum onun α\alpha-heliks yapılarında hidrojen bağı donörü olmasını engeller.

Answer

Doğru yanıt, prolinin yan zincirinin amino grubuyla halkalaşarak peptid bağında hidrojen atomu kaybına neden olduğunu ve hidrojen bağı donörü olmasını engellediğini belirten seçenektir.
Prolin, yan zincirinin α\alpha-amino grubuyla birleşmesi sonucu pirolidin halkası içeren bir imino asittir. Peptid bağı kurulduğunda azot atomu üzerinde hidrojen kalmadığı için, prolin α\alpha-heliks gibi sekonder yapıların oluşumu için kritik olan hidrojen bağlarını kuramaz. Bu durum prolinin neden 'heliks bozucu' (helix breaker) olarak sınıflandırıldığının yapısal nedenidir.

Step-by-Step Solution

1
Amino asitlerin yan zincirlerinin amino grubuyla olan etkileşimini değerlendir.
Standart amino asitler içinde sadece prolinin yan zinciri (-R) kendi α\alpha-amino grubuyla kovalent bağ kurarak bir halka (pirolidin) oluşturur.
Bu yapı prolinin bir 'primer' amino asit değil, 'sekonder' bir amino asit (imino asit) olarak sınıflandırılmasına neden olur.
2
Halkalaşmanın peptid bağı üzerindeki etkisini analiz et.
Peptid bağı oluşurken amino grubundaki bir hidrojen ayrılır. Prolinde amino grubu halkaya dahil olduğu için, peptid bağına katılan azot atomu üzerinde artık hiç hidrojen atomu kalmaz.
Peptid bağının azot atomundaki hidrojen, sekonder yapıları stabilize eden hidrojen bağlarının ana kaynağıdır.
3
Hidrojen bağlarının yokluğunun sekonder yapı üzerindeki sonucunu belirle.
Azot atomu üzerinde hidrojen bulunmadığı için prolin bir 'hidrojen bağı donörü' olamaz.
α\alpha-heliks yapısının kararlılığı her nn. amino asidin karbonil oksijeni ile n+4n+4. amino asidin amino hidrojeni arasındaki bağlara dayandığı için, prolin bu yapıyı bozar.

Key Concept

İmino asit yapısı ve peptid bağındaki hidrojen bağı donör kapasitesinin kaybı.

Hints

1
Hangi amino asit 'imino asit' olarak sınıflandırılır?
2
Peptid bağı oluştuğunda azot atomu üzerinde hidrojen atomu kalmayan tek standart amino asidi düşünün.
3
α\alpha-heliks yapısının kararlılığı için gereken hidrojen bağı donörünün (N-H) hangi durumda eksik kalacağını sorgulayın.

Practice More

Amino asitlerin protein sekonder yapısındaki tercihlerini (örneğin hangi amino asitler α\alpha-heliks, hangileri β\beta-kırmalı yaprak oluşumuna yatkındır) inceleyin.
Estimated Time:3m 0s
Question 188Question

Laboratuvarda bir protein saflaştırma çalışması sırasında, sistein amino asidinin farklı pHpH ortamlarındaki iyonizasyon davranışları ve net yük değişimleri analiz edilmektedir. Sistein amino asidinin iyonlaşabilen gruplarına ait pKapK_a değerleri; α\alpha-karboksil grubu (pK1pK_1) için 1.921.92, yan zincir sülfhidril grubu (pKRpK_R) için 8.338.33 ve α\alpha-amino grubu (pK2pK_2) için 10.7810.78 olarak bildirilmiştir.

Buna göre, sistein amino asidinin izoelektrik noktası (pIpI) ve pHpH 9.59.5 değerindeki bir çözeltide taşıdığı net elektriksel yük aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir?

Show answer & explanation

Answer: pIpI: 5.135.13; Net yük: 1-1

Answer

İzoelektrik noktanın 5.135.13 ve pHpH 9.59.5 değerindeki net yükün 1-1 olduğu seçenek doğrudur.
Sistein amino asidinde net yükün sıfır olduğu zwitterion formu, α\alpha-karboksil grubunun iyonlaştığı (1.921.92) ancak sülfhidril grubunun henüz iyonlaşmadığı (8.338.33) pHpH aralığındadır. Bu nedenle pIpI değeri bu iki sınırın ortalaması olan 5.135.13 olarak bulunur. pHpH 9.59.5 ortamında ise ortamın pHpH'ı sülfhidril grubunun pKapK_a değerinden (8.338.33) büyük olduğu için bu grup protonunu vererek negatif yüklenir (S-S^-); α\alpha-amino grubunun pKapK_a değerinden (10.7810.78) küçük olduğu için bu grup protonlanmış halde kalır (NH3+-NH_3^+). Sonuç olarak net yük 1-1 (karboksil) 1- 1 (sülfhidril) +1+ 1 (amino) = 1-1 olur.

Step-by-Step Solution

1
Amino asidin iyonizasyon basamaklarını belirlemek.
Düşük pHpH'da yük +1+1 (COOH-COOH, SH-SH, NH3+-NH_3^+). pHpH 1.921.92 geçilince yük 00 (COO-COO^-, SH-SH, NH3+-NH_3^+). pHpH 8.338.33 geçilince yük 1-1 (COO-COO^-, S-S^-, NH3+-NH_3^+). pHpH 10.7810.78 geçilince yük 2-2 (COO-COO^-, S-S^-, NH2-NH_2).
pKapK_a değerleri protonların hangi sırayla ayrılacağını belirler.
2
İzoelektrik noktayı (pIpI) hesaplamak.
pI=(pK1+pKR)/2=(1.92+8.33)/2=5.1255.13pI = (pK_1 + pK_R) / 2 = (1.92 + 8.33) / 2 = 5.125 \approx 5.13.
pIpI, net yükün sıfır (zwitterion) olduğu formu çevreleyen pKapK_a değerlerinin ortalamasıdır.
3
pHpH 9.59.5 değerindeki grupların yüklerini belirlemek.
Karboksil (1-1), Sülfhidril (1-1), Amino (+1+1). Toplam: 11+1=1-1 - 1 + 1 = -1.
pH>pKapH > pK_a ise grup deprotonize (yüksüz veya negatif), pH<pKapH < pK_a ise grup protonize (pozitif veya yüksüz) haldedir.

Key Concept

İzoelektrik nokta, bir molekülün net elektriksel yükünün sıfır olduğu pHpH değeridir ve sistein gibi yan zinciri erken iyonlaşan amino asitlerde hesaplama pK1pK_1 ve pKRpK_R üzerinden yapılır.
Question 189Question

4545 yaşında, günde 22 paket sigara içen bir erkek hasta, ilerleyici nefes darlığı şikayetiyle başvuruyor. Yapılan fizik muayene ve radyolojik tetkiklerde panasinler amfizem saptanıyor. Hastanın laboratuvar incelemesinde serum α1\alpha_1-antitripsin (AATAAT) düzeyi kantitatif olarak normal sınırlarda (150150 mg/dLmg/dL) ölçülüyor. Bu hastada AATAAT düzeyinin normal olmasına rağmen amfizem gelişmesinin temel biyokimyasal mekanizması aşağıdakilerden hangisidir?

Show answer & explanation

Answer: AATAAT molekülündeki aktif bölge metiyonin kalıntısının oksidasyonu

Answer

Alfa-1 antitripsin molekülünün aktif bölgesinde yer alan metiyonin kalıntısının oksidasyonu
Sigara içen bireylerde, duman içerisindeki reaktif oksijen türleri AAT molekülünün aktif inhibitör bölgesinde bulunan metiyonin (358358. kalıntı) amino asidini oksitleyerek metiyonin sülfoksite dönüştürür. Bu kimyasal değişiklik, AAT'nin nötrofil elastaza bağlanmasını engeller. Sonuç olarak, plazmada yeterli miktarda protein bulunmasına rağmen akciğer dokusu elastazın proteolitik etkisine karşı savunmasız kalır ve amfizem gelişir.

Step-by-Step Solution

1
Hastanın klinik tablosu ve laboratuvar verilerini analiz et.
Ağır sigara içicisi, amfizem mevcut ancak AAT protein düzeyi kantitatif olarak normal (150150 mg/dLmg/dL).
Bu durum, sorunun genetik bir eksiklikten (PiZZ gibi) ziyade fonksiyonel bir bozukluğa işaret ettiğini gösterir.
2
Sigara dumanının AAT üzerindeki kimyasal etkisini hatırla.
Sigara dumanındaki serbest radikaller ve reaktif oksijen türleri (ROSROS), AAT'nin aktif merkezindeki 358358. pozisyondaki Metiyonin (Met358Met^{358}) kalıntısını hedef alır.
Metiyonin kükürt içeren bir amino asit olarak oksidasyona oldukça duyarlıdır.
3
Oksidasyonun fonksiyonel sonucunu değerlendir.
Metiyonin sülfoksite dönüşen bu kalıntı, AAT'nin nötrofil elastaza bağlanma yeteneğini bozar.
Aktif bölge yapısı değiştiği için protein düzeyi normal olsa bile elastazı inhibe edemez ve akciğer dokusu hasar görür.

Key Concept

Sigara dumanındaki oksidanlar, α1\alpha_1-antitripsinin aktif merkezindeki kritik Metiyonin (Met358Met^{358}) kalıntısını oksitleyerek proteini fonksiyonel olarak inaktive eder.

Practice More

Diğer bir önemli plazma proteini olan seruloplazminin ferroksidaz aktivitesinin demir metabolizması (transferrin yüklenmesi) üzerindeki etkisini gözden geçirin.
Estimated Time:1m 30s
Question 190Question

Lizin amino asidinin iyonlaşabilen gruplarına ait pKapK_a değerleri şöyledir: α\alpha-karboksil grubu için 2,22,2, α\alpha-amino grubu için 9,09,0 ve yan zincir (epsilon-amino) grubu için 10,510,5. Buna göre, lizinin izoelektrik noktası (pIpI) değeri ve fizyolojik pHpH (7,47,4) ortamındaki baskın olan net elektriksel yükü aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir?

Show answer & explanation

Answer: pI=9,75pI = 9,75; Net yük +1+1

Answer

Lizin için izoelektrik nokta 9,759,75 olup, fizyolojik pHpH değerinde (7,47,4) net yük +1+1'dir.
Lizin, iki amino ve bir karboksil grubuna sahip bazik bir amino asittir. İzoelektrik noktası, zwitterion formunu çevreleyen pK2pK_2 (9,09,0) ve pKRpK_R (10,510,5) değerlerinin ortalaması olan 9,759,75'dir. Fizyolojik pHpH (7,47,4), karboksil grubunun iyonlaşma değerinden büyük olduğu için bu grup negatif yüklüdür (COOCOO^-). Ancak 7,47,4 değeri her iki amino grubunun pKa değerinden küçük olduğu için her iki amino grubu da proton alarak pozitif yüklenmiştir (NH3+NH_3^+). Toplamda 1+1+1=+1-1 + 1 + 1 = +1 net yük oluşur.

Step-by-Step Solution

1
İyonizasyon basamaklarını belirleme
pH < 2,2 (+2); 2,2 < pH < 9,0 (+1); 9,0 < pH < 10,5 (0); pH > 10,5 (-1)
Molekülün hangi pH aralıklarında hangi net yüke sahip olduğunu belirlemek için pKa değerleri kullanılır.
2
İzoelektrik nokta (pI) hesaplama
pI=(9,0+10,5)/2=9,75pI = (9,0 + 10,5) / 2 = 9,75
Bazik amino asitlerde pI, net yükün sıfır olduğu basamağı çevreleyen iki yüksek pKa değerinin ortalamasıdır.
3
Fizyolojik pH (7,47,4) için net yük hesaplama
αCOO\alpha-COO^- (-1), αNH3+\alpha-NH_3^+ (+1), RNH3+R-NH_3^+ (+1) \rightarrow Net: +1
7,4 değeri; karboksil pKa'sının üzerinde (deprotonlanmış), her iki amino pKa'sının ise altındadır (protonlanmış).

Key Concept

Bazik amino asitlerin (Lizin, Arjinin) pI değeri yan zincir ve alfa-amino pKa değerlerinin ortalamasıyla bulunur; bu amino asitler fizyolojik pH'da net pozitif yüklüdür.
Question 191Question

Laboratuvar koşullarında pHpH değeri 4,254,25 olarak sabitlenmiş bir tampon sisteminde elektroforez işlemine tabi tutulan glutamik asit molekülü (pKa1=2,19pK_{a1} = 2,19, pKa2=9,67pK_{a2} = 9,67, pKR=4,25pK_R = 4,25) için beklenen net elektriksel yük ve elektrik alanındaki göç yönü aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir?

Show answer & explanation

Answer: 0,5-0,5 yük ile anoda doğru

Answer

Net yükü 0,5-0,5 olan ve anoda (pozitif kutup) doğru göç eden seçenek doğrudur.
Verilen pHpH değerinde (4,254,25), α\alpha-karboksil grubu tamamen iyonize olarak 1-1 yük kazanmış, α\alpha-amino grubu ise tamamen protonlanmış halde kalarak +1+1 yük taşımaktadır. Yan zincirdeki karboksil grubunun pKapK_a değeri ortam pHpH'ına tam olarak eşit olduğu için, Henderson-Hasselbalch denklemine göre bu grubun yarısı iyonize (1-1) yarısı ise nötr haldedir, bu da ortalama 0,5-0,5 yük katkısı sağlar. Toplam net yük (1)+(+1)+(0,5)=0,5(-1) + (+1) + (-0,5) = -0,5 olur ve negatif yüklü molekül anoda göç eder.

Step-by-Step Solution

1
Grupların iyonlaşma durumlarını belirle
αCOOH\alpha-COOH (pKa=2,19pK_a=2,19): pH>pKapH > pK_a olduğu için tamamen deprotonize (1-1); αNH3+\alpha-NH_3^+ (pKa=9,67pK_a=9,67): pH<pKapH < pK_a olduğu için tamamen protonize (+1+1); Yan zincir (pKR=4,25pK_R=4,25): pH=pKapH = pK_a olduğu için %50 deprotonize (0,5-0,5).
pHpH ve pKapK_a arasındaki ilişki grubun proton alma veya verme eğilimini belirler.
2
Net yükü hesapla
(1)+(+1)+(0,5)=0,5(-1) + (+1) + (-0,5) = -0,5
Molekül üzerindeki tüm iyonize grupların yüklerinin cebirsel toplamı net yükü verir.
3
Göç yönünü tayin et
Net yük negatif olduğu için pozitif kutba (anot) doğru hareket eder.
Elektrik alanında yüklü parçacıklar zıt yüklü elektrotlara doğru göç ederler.

Key Concept

Bir amino asidin net yükü, ortam pHpH'ı ile iyonlaşabilen gruplarının pKapK_a değerleri arasındaki ilişkiye bağlıdır; pH=pKapH = pK_a olduğunda ilgili grup %50 iyonize haldedir.
Question 192Question

Proteinlerin primer yapısını stabilize eden peptid bağlarının biyokimyasal karakteristikleri ve insan fizyolojisinde kritik rolleri bulunan biyolojik aktif peptidler ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Glutatyon, glutamik asidin γ\gamma-karboksil grubu ile sisteinin amino grubu arasında kurulan atipik bir bağ içeren ve hücreyi oksidatif stresten koruyan bir tripeptiddir.

Answer

Glutatyonun γ\gamma-glutamil bağı içermesi ve hücreyi oksidatif hasardan koruyan bir tripeptid olması doğrudur.
Glutatyon, glutamik asidin yan zincirindeki γ\gamma-karboksil grubunun kullanıldığı özgün bir bağ yapısına sahiptir. Bu durum onu hücre içi proteazlardan korurken, yapısındaki sistein sayesinde redoks tepkimelerinde (H2O2 eliminasyonu vb.) aktif rol almasını sağlar.

Step-by-Step Solution

1
Peptid bağının rezonans özelliklerini değerlendir.
Peptid bağının kısmi çift bağ karakterine sahip olduğu, rijit, düzlemsel ve standart tekli bağdan kısa olduğu saptandı.
Rezonans, bağın karakterini tekli ve çift bağ arasında bir noktaya çeker.
2
Biyolojik aktif peptidlerin (Glutatyon, Oksitosin, Vazopressin) yapılarını analiz et.
Glutatyonun tripeptid ve γ\gamma bağlı olduğu, oksitosin/vazopressinin ise nonapeptid ve halkasal olduğu doğrulandı.
Spesifik peptidlerin fonksiyonları yapısal modifikasyonlarına bağlıdır.
3
Seçenekleri karşılaştırarak doğru bilgiyi seç.
Glutatyon ile ilgili ifadenin biyokimyasal olarak tam doğru olduğu görüldü.
Diğer seçenekler sayısal değerler veya temel yapısal özellikler açısından hatalar içermektedir.

Key Concept

Peptid bağının kısmi çift bağ karakteri ve biyolojik aktif peptidlerin yapı-fonksiyon ilişkisi

Hints

1
Peptid bağının rezonans yapısı bağ uzunluğunu ve rotasyon yeteneğini nasıl etkiler?
2
Glutatyonun yapısındaki glutamatın hangi grubu bağa katılır? α\alpha mı yoksa yan zincir mi?
3
Oksitosin ve vazopressin gibi arka hipofiz hormonlarının nonapeptid (9 AA) olduğunu hatırlayın.

Practice More

Peptid bağının 'trans' ve 'cis' konfigürasyonlarının protein katlanması üzerindeki etkilerini inceleyebilirsiniz.
Estimated Time:1m 30s
Question 193Question

Haptoglobin (HpHp), hemoglobinin (HbHb) intravasküler yıkımı sonucu ortaya çıkan serbest hemoglobinin temizlenmesinde kritik rol oynayan bir plazma proteinidir. Haptoglobinin biyokimyasal özellikleri, polimorfizmleri ve temizlenme mekanizmaları ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

Show answer & explanation

Answer: Serbest hem grubunu bağlayarak CD91/LRP1CD91/LRP1 reseptörü aracılığıyla hepatositlere taşıyan ve hemin pro-oksidan etkilerini önleyen temel plazma proteinidir.

Answer

Serbest hem grubunu bağlayarak CD91/LRP1CD91/LRP1 reseptörü aracılığıyla hepatositlere taşıyan protein Haptoglobin değil, Hemopeksin'dir.
Haptoglobin, serbest hem grubunu bağlamaz; onun görevi hemoglobin αβ\alpha\beta dimerlerini bağlamaktır. Serbest hem grubunu bağlayarak CD91/LRP1CD91/LRP1 reseptörü üzerinden karaciğere taşıyan protein Hemopeksin'dir. Bu nedenle bu ifade Haptoglobin için yanlıştır.

Step-by-Step Solution

1
Haptoglobinin ligand özgüllüğünü değerlendir.
Haptoglobin, serbest hemoglobinin αβ\alpha\beta dimerlerini bağlar.
Intravasküler hemolizde açığa çıkan hemoglobinin böbreklerden kaybını ve renal hasarı önlemek için dimer formunun yakalanması gerekir.
2
Haptoglobin temizlenme yolunu (klirens) analiz et.
HpHp-HbHb kompleksi makrofajlardaki CD163CD163 reseptörü tarafından temizlenir.
CD163CD163 bir süpürücü (scavenger) reseptördür ve sadece kompleks formuna afinite gösterir.
3
Hemopeksin ile fonksiyonel karşılaştırma yap.
Serbest hem (hemoglobin dışı) bağlayan protein Hemopeksin'dir ve CD91CD91 reseptörünü kullanır.
Haptoglobinin kapasitesi aşıldığında veya hemoglobin oksidasyona uğradığında açığa çıkan serbest hem grubunun toksisitesini önlemek için ikinci bir savunma hattı (Hemopeksin) gereklidir.
4
Fenotiplerin klinik etkisini karşılaştır.
HpHp 111-1 (küçük, verimli) vs HpHp 222-2 (büyük, polimerik, düşük antioksidan kapasite).
Hp 2 geni (Hp2Hp2) genetik olarak daha büyük protein ürünlerine ve polimerleşmeye yol açarak fonksiyonel kapasiteyi etkiler.

Key Concept

Haptoglobin ve Hemopeksin arasındaki ligand (Hb vs Hem) ve reseptör (CD163CD163 vs CD91CD91) ayrımı.

Hints

1
Haptoglobin'in neyi bağladığına (hemoglobin mi yoksa sadece hem mi?) odaklanın.
2
Makrofajlar üzerindeki CD163CD163 reseptörü ile hepatositler üzerindeki CD91CD91 reseptörü farklı süpürücü proteinleri tanır.
3
Haptoglobin polimorfizmlerinde (11,21,221-1, 2-1, 2-2), polimerleşme derecesi arttıkça proteinin antioksidan etkinliği azalır.

Practice More

İntravasküler hemolizde haptoglobin ve hemopeksin düzeylerinin değişim sırasını ve nedenlerini inceleyiniz.
Estimated Time:2m 0s
Question 194Question

Amino asitlerin yan zincir (R) yapıları, onların hem kimyasal özelliklerini hem de vücuttaki metabolik kaderlerini belirler. Buna göre; yan zincirinde sülfür (kükürt) atomu içeren, insan vücudunda sentezlenemediği için besinsel olarak esansiyel kabul edilen ve biyolojik metilasyon reaksiyonlarında 'evrensel metil vericisi' olarak görev yapan SS-adenozilmetiyonin (SAMSAM) öncülü olan amino asit aşağıdakilerden hangisidir?

Show answer & explanation

Answer: Metiyonin

Answer

Metiyonin; yan zincirinde kükürt bulunduran, esansiyel olan ve SAM öncülü olarak görev yapan amino asittir.
Metiyonin, yan zincirinde tiyoeter bağında kükürt atomu taşıyan, diyetle alınması zorunlu olan (esansiyel) bir amino asittir. Yapısına ATPATP'den gelen adenozil grubunun eklenmesiyle oluşan SS-adenozilmetiyonin (SAMSAM), hücre içindeki metil transfer reaksiyonlarında temel metil donörü olarak görev yapar.

Step-by-Step Solution

1
Kükürt (sülfür) içeren amino asitlerin belirlenmesi.
Protein yapısına giren amino asitler içinde kükürt içerenler metiyonin ve sisteindir.
Soru kökündeki ilk kriter kükürt atomu içermesidir.
2
Besinsel esansiyellik durumunun değerlendirilmesi.
Metiyonin vücutta sentezlenemez (esansiyel), sistein ise metiyonin üzerinden sentezlenebilir (non-esansiyel).
İkinci kriter amino asidin esansiyel olmasıdır.
3
Metabolik fonksiyonun (SAM öncüllüğü) kontrol edilmesi.
Metiyonin, ATPATP ile reaksiyona girerek SS-adenozilmetiyonin (SAMSAM) molekülünü oluşturur.
Üçüncü kriter molekülün biyolojik metilasyonlardaki rolüdür.

Key Concept

Kükürtlü amino asitlerin (Metiyonin, Sistein) yapısal ve esansiyellik farkları.
Estimated Time:1m 15s
PreviousPage 10 / 10
Amino Asitler ve Proteinler — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı — Page 10 | Examkin