Transcript Ders3_A. asitlerin asit-baz kimyası

Dr. Suat Erdoğan
Sunum içeriği
 Amino asitlerin iyonizasyonu
 Zwitterion formu
 Pepti bağ kurulması
 Izoelektrik nokta (pI)
 pKa değeri
 Amino asitlerin reaksiyonları
 Amino asitlerin ayrıştırılması (seperasyonu)
Amino asitler pozitif, negatif veya
sıfır net yüklü olabilir
 —COOH ve —NH3+’un iyonize olabilen yüklü ve yüksüz
formları zayıf asit grupları solüsyonlarda protonik dengede
bulunur.
R — COOH  R — COO- + H+
R — NH3+  R — NH2 + H+
 R—COOH güçlü asittir.
 Fizyolojik pH’da (pH 7.4), karboksil grubu dissosiye olarak
negatif yüklü karboksilat iyonu (COO–), amino grubu ise
protonlanarak pozitif yüklü iyon (NH3+)’dur.
Zwitterion
 Amino asitler asidik ve bazik grupları üzerinde taşıyan




amfolitlerdir. Hem asit hem baz olarak
davranabilirler.
Serbest amino asitler asla noniyonik moleküller olarak
görülmez.
Üzerinde eşit sayıda zıt yükte iyonize grup taşıyan
moleküllerin net yükleri sıfır olup, bu moleküller
zwitterion olarak isimlendirilir.
Zwitterionlar elektriksel olarak nötral olduğundan
elektrik alanında göç etmezler.
Kan ve birçok dokuda bulunan amino asitler
zwitterion formunda bulunur.
Izoelektrik nokta (pI)
 İzoelektrik nokta
(isoelectric point) (pI) bir
amino asitin elektrik
alanında göç etmediği
pH’dır.
 Diğer bir ifade ile amino
asit nötrdür (zwitterion
form baskındır).
 pI değeri zwitterion formu
içeren pKas ortalamasıdır.
pKa değerleri
 pKa değeri bir moleküldeki belirli H atomunun ne
derecede asidik olduğunu (veya olmadığını) tanımlar.
 pH ise bir solüsyonun ne kadar asidik olduğunu
gösterir.
 Asit ayrışma sabiti (Ka) çözelti içinde, bir asit
gücünün bir ölçüsüdür.
Glisinin titrasyonu
Amaç: amino asitlerin asidik ve
bazik özelliklerini titrasyon eğrisi
vasıtasıyla belirlemek ve pKa
değerlerini belirleyerek
bilinmeyen amino asitleri
tanımlamak.
 Belirli hacimdeki bir örneğe asit
veya alkali ilave ederek pH değerini
gözlemleyerek titrasyon eğrisi
saptanır.
 Şekilde glisinin iki tamponlama
aralığına sahip olduğu
görülmektedir. Bunlar pH 2.34 ve
pH 9.6 merkezli +/-1 pH aralığına
sahip dikdörtgen alanlar olarak
gösterilmiştir. Glisin bu pH
aralıklarında tampon çözelti olarak
kullanılabilir. Glisinin izoelektrik
noktası teorik değeri 5.97’dir.
Fonksiyonel gruplar amino asitlerin
kimyasal reaksiyonlarını belirler
 Amino asitlerin her bir fonksiyonel grubu kendi
karakteristik kimyasal reaksiyonlarını gösterir.
 Karboksilik asit grupları için, bu reaksiyonlar ester,
amid ve asit anhidrid oluşumunu içerir.
 Amino grupları için, asilasyon, amidasyon ve
esterifikasyondur.
 –OH ve –SH grupları için, oksidasyon ve
esterifikasyon.
 Amino asitlerin en önemli reaksiyonları ise peptit
bağlarının kurulmasıdır.
Amino asitlerin reaksiyonları
 Karboksil grupları amid ve esterleri oluşturabilir
 Amino grupları Schiff bazları ve amidleri oluşturabilir
 Yan zincirler özel reaktivite gösterebilir
 Sistein artıkları (residue) disülfid bağlarını oluşturabilir
ve kolaylıkla alkillenebilir
 Bazı reaksiyonlar ise belirli yan zincirlere özgüdür.
Amino asitlerin reaksiyonları
 Amino asitlerin biyosentezi, metabolizması ve
katabolizmasına katılan birçok enzim pridoksal fosfat
(vitamin B6) bağımlıdır.
Ninhidrin reaksiyonu (1)
 Kuvvetli oksitleyici bir madde olan ninhidrin pH = 4-8 arasında
bütün alfa amino asitler ile mor renkli bileşikler verecek şekilde
reaksiyona girer.
 Ninhidrin amino asitleri bir seri reaksiyon ile aldehit, amonyak ve
CO2’e indirger.
 Ninhidrin reaksiyonunda net sonuç kısmen indirgenmiş form
hidrindantindir.
Ninhidrin reaksiyonu (2)
 Ninhidrin daha sonra koyu-mavi veya mor rengi
(Ruhemann's purple) vermek üzere amonyak ve
hidrintantine yoğunlaşır
 Amio asit düzeyi (protein) belirlenirken Ninhidrin
reaktifi ile gelişen mor rengin absorbansı ölçülür.
 Ninhidrin reaksiyonu kromatogramlardaki amino
asitlerin belirlenmesinde ideal bir reaksiyondur. Bu
yüzden biyokimya laboratuvarlarında oldukça sık
kullanılır.
Biüret testi
 İki veya daha fazla peptid bağı ihtiva eden bileşikler
alkali bakır sülfat ile menekşe veya mor renkli
kompleksler oluştururlar.
 Rengin koyuluğu proteindeki peptid bağlarının
sayısına bağlıdır.
 Bu test, peptid bağlarını belirlediğinden amino
asitlerle reaksiyon vermez.
 Bu reaksiyon ayrıca azot veya karbon atomuna bağlı iki
karbonil grubu ihtiva eden bileşiklerle de pozitif sonuç
verir.
Disülfid bağı
Cysteine helps promote skin protection through white blood cell and collagen
production and assists in the production of an antioxidant known as gluthathione,
while cystine can aid in surgery recovery, hair growth, and treatment of anemia.
Cystine is produced in the body from two cysteine molecules. Despite this,
cysteine and cystine work differently to maintain health.
Amino asitlerin spektroskopik
özellikleri
 Tüm amino asitler infrared bölge ışınlarını absorbe
eder.
 Yalnızca Phe, Tyr ve Trp UV ışınlarını absorbe eder
 280 nm’deki absorbans amino asitler için iyi bir teşhis
aracıdır.
 NMR proteindeki her bir amino asit için
karakteristiktir. Yüksek çözünürlüklü NMR ölçümleri
ile proteinlerin 3D yapıları belirlenebilir.