Белоктың қызметі мен құрылысының бір-бірімен байланыстылығы. Домендер
Нәруыз жасуша тіршілігіне аса маңызды қызметтер атқарады.
Өршіткі қызметін атқаратын нәруыздар организмдегі химиялық реакцияларды жүзеге асырады. Ферменттің катализдік белсенділігі өте жоғары болады. Олар реакцияның жүруін ондаған, жүздеген мың есе тездетеді. Мысалы, қарын сөлінен бөлінетін пепсин ферменті нәруыздарды протеидтерге дейін гидролиздейді.
Нәруыздардың келесі маңызды қызметі – тасымалдау. Нәруыздардың бұл тобы әртүрлі маңызды заттарды жасуша ішінде және бүкіл организм бойынша бір жерден екінші жерге тасымалдау қызметін жүзеге асырады.Мысалы, қан нәруызы гемоглобин оттекті қосып алып, оны дененің бүкіл ұлпалары мен мүшелеріне таратады. Ал Альбумин жасушаның энергетикалық шикізаты- май қышқылын тасымалдайды.
Козгалыс. Бұлшықеттің маңызды нәруыздары – актин және миозин. Нәруыздардың бұл тобы жасуша мен организмдегі түрлі қозғалыс процестерін жүзеге асырады. Мысалы, хромосоманың, талшықтардың қозғалуы.
Тирек, курылыс. Бұл топқа көптеген нәруыздар жатады.Мысалға, тасбақа сауыты, құс тұмсығы, тырнақ, шаш, тері, ішек пен қантамырларлың қабырғасы осы нәруыздардан құралған. Құрылымдық нәруыздар – микрофибрилдер де осы топқа жатады.
|
|
|
Қорғаныштық қызмет атқаратын нәруыздарға, мысалы, денеге түскен бөгде заттарды зарарсыздандыратын антиденелер- Иммуноглобулиндер жатады. Фибриноген нәруызы қан ұюына қатысады. Бұл жарақаттанғанда қан кетуден сақтайды.
Қабылдағыш қызмет атқаратын нәруыздар әртүрлі сигналдарды қабылдап, оларды өңдеуде үлкен рөл атқарады. Мысалы, родопсин нәруызы жарық сигналдарын қабылдап алып таратады. Тілде болатын әртүрлі қабылдағыштар заттардың дәмін анықтайды.
Организмді коректік заттармен қамтамасыз ететін нәруыздар, мысалы, сүт нәруызы – казеин жасушада аминқышқылына дейін ыдырайды. 1г нәруыз толық ыдырағанда 17,6 кДЖ энергия бөлінеді.
Ақыздардың құрылысы. Ақуыз молекуласындағы а-аминқышқылдары қалдықтарының саны әртүрлі болады, кейде бірнеше мыңға дейін жетеді. Әр ақуызда а-аминқышқылдары тек осы ақуызға ғана тән ретімен орналасады. Олардың молекулалық массалары бірнеше мыңнан миллионға дейін жетеді. Мысалы, жұмыртқа ақуызының молекулалық массасы 36000, бұлшық ет ақуызының молекулалық массасы — 150000, адам гемоглобині 67000, ал көптеген ақуыздардікі > 300000 шамасында. Олар, негізінен, көміртек (50—55%), оттек (20—24%), азот (15—19%), сутектен (6—7%) тұрады. Кейбір ақуыздардың құрамына бұлардан басқа күкірт, фосфор, темір кіреді. Ақуыздар гидролизденгенде а-аминқышқылдарының қоспасы түзіледі. Әрбір организмнің өзіне тән ақуыздары бар. Барлық ақуыздар 20-дан астам әртүрлі а-аминқышқылынан құралады. А-аминқышқылдарының жалпы формуласы:
|
|
|
R—CHNH2—COOH
Ақуыздардың құрылысы өте күрделі. Ақуыз молекуласы құрылымын: бірінші реттік, екінші реттік, үшінші реттік және төртінші реттік деп бөліп қарастырады.
Полипептидтік тізбектегі аминқышқылдары қалдықтарының қатаң тәртіппен бірінен кейін бірінің орналасуын бірініші реттік құрылым анықтайды. Ақуызды құрайтын жүздеген, мыңдаған, миллиондаған а-аминқышқылдарының қалдықтары өзара пептидтік байланыс (— CO — NH —) арқылы жалғасады (49-сурет).
|
|
|
Полипептид тізбегіндегі аминқышқылының бір қалдығының басқасымен ауысуы немесе оның орнының алмасуы осы ақуыздың қызметін бұзады. Мысалы, адам гемоглобиніндегі 564 аминқышқылдары қалдықтарынан құралған полипептид тізбегіндегі бір қышқылдың қалдығы екіншісіне ауысса, адам ауыр сырқатқа ұшырайды.
Аминқышқылдары қалдықтарының инсулиннің кейбір бөлігінде орналасуын мынадай тізбек түрінде көрсетуге болады: глицин—изолейцин—валин—глутамин, т.с.с. 50-суретте 2-полипептидтік тізбектен тұратын инсулиннің бірінші реттік құрылымы келтірілген.
Табиғатта ақуыздардың кейбіреуі тек созылыңқы полипептидтік тізбекте болады. Мысалы, табиғи жібек талшығы — фибрионның құрылымы осындай.
Ақуыздардың көбінің кеңістікте спираль тәрізді оратылуы екінші реттік құрылым деп аталады. Бұл құрылым, негізінен, спираль оралымдарында орналасқан — CO...HN— арасындағы сутектік байланыстар арқылы іске асады. Шиыршықтың бір орамында 3 және 5 аминқышқылдарының қалдықтары болады. Оралымдардың арақашықтықтары 0,54 нм шамасында.
|
|
|
Ақуыздық оралма тектес молекуласы биологиялық процестердің әсерінен, молекула арасындағы сутектік байланыс, —S—S— дисульфид көпіршесі, күрделі эфирлік көпірше және бүйір тізбектегі анион мен катиондар арасындағы иондық байланыстар арқылы өзара байланысады да, өте күрделі үшінші реттік құрылым түзіледі. Бұл кезде оралма құндақталып, шумаққа айналады (52-сурет). Үшінші реттік құрылым ақуыздың өзіне тән қасиеттері мен белсенділігіне жауап береді.
Ақуыз молекуласы тек қана бір полипептидік тізбектен тұрса, оның құрылымдары бірінші, екінші және үшінші реттік болады. Ал ақуыз молекуласы екі және одан да көп полипепидік тізбектен құралса, онда төртінші реттік құрылым түзіледі. Төртінші реттік құрылым — кейбір ақуыздарда бірнеше полипептидтік тізбектердің бір-бірімен күрделі кешенді комплекстерге бірігуі. Мысалы, гемоглобин құрамына 141 аминқышқылының қалдығы кіретін төрт полипетидтік тізбектен және құрамында темір атомы бар ақуызды емес бөлшек гемнен комплекс түзеді. Гемоглобин тек осы құрылымда ғана оттекті тасымалдай алады.
Ұзын полипептидтік тізбектер көбінесе бірнеше шағын, салыстырмалы түрде тәуелсіз бөліктерге ықшамдалады. Олар глобулалық ақуыздардағыдай өзіндік үшінші реттік құрылымда болады және домендер деп аталады. Домен-бұл салыстырмалы түрде шагын глобулалық түзіліс. Ол ұзындығы 150 амин қышқылынан немесс кем тұратын полипептидтік тізбектің бөліктері. Домендер глобулалық ақуыздар түзілстін модулдер болып табылады. Домендік құрылымға байланысты ақуыздар үш өлшемдік құрылымды жеңіл қалыптастырады. Ақуыздардың лигандамен байланысушы орталықтары домендердің арасында орналасады. Ақуыздағы әртүрлі домендер лигандалармен әсерлескенде, бір-бірімен салыстырмалы түрде қозғала алуы мүмкін. Кейбір ақуыздарда әртүрлі домендер әртүрлі лигандалармен байланысып, өзіне ғана тән жеке қызметтерді атқарады. Бұл ақуыздар көпқызметті деп аталады. Көптеген ақуыздардың құрамында бірнеше полипептидтік тізбектер болады. Бұл ақуыздарды олигомерлік ақуыздар, ал олардың жеке тізбектерін протомерлер деп атайды. Олигомерлік ақуыздардағы протомерлер бір-бірімен көптеген әлсіз, ковалентсіз (гидрофобтық, иондық, сутектік) байланыстармен байланысқан. Протомердің өзара әсерлесуі олардың жанасушы беттерінің комплементарлылығы бойынша атқарылады. Ақуыздағы протомердің саны әртүрлі: аспартат-транс-карбомилаза ферментінің құрамында 12 протомер, темекі мозаикасының вирусында ковалентті байланысқан 2120 протомер болады. Гемоглобин – эритроциттердің құрамында болатын күрделі олигомерлік ақуыз. Гемоглобин құрамында ковалентсіз байланысқан 4 протомер болады.
Белоктар. Белок классификациясының әртүрлі принциптері: жай, күрделі, фибриллярлы және глобулярлы. Белоктың физико-химилық қасиеті.
Ақуыз — молекулалары өте күрделі болатын аминқышқылдарынан құралған органикалық зат; тірі организмдерге тән азотты күрделі органикалық қосылыс. Аминқышқылдары қалдықтарынан құралған жоғары молекуларлық органикалық түзілістер. Ақуыз организмдер тіршілігінде олардың құрылысы дамуы мен зат алмасуына қатысуы арқылы әртүрлі және өте маңызды қызмет атқарады. Ақуызды зат - құрамында міндетті түрде азоты бар күрделі органикалық қосылыс.
Ақуыздар гидролизденгенде а-аминқышқылдарының қоспасы түзіледі. Әрбір организмнің өзіне тән ақуыздары бар. Барлық ақуыздар 20-дан астам әртүрлі а-аминқышқылынан құралады. А-аминқышқылдарының жалпы формуласы:
R—CHNH2—COOH
Белоктардың классификациясы: химиялық құрамына қарай белоктар: қарапайым (протеиндер) және күрделі (протеидтер).
Қарапайым белоктар гидролиздеу кезінде тек амин қышқылдарына ғана ажырайды.
1. Альбуминдер- бейтарап тұздармен (аммоний сульфатымен немесе натрий сульфатымен) толық қанықтырған кезде тұнбаға шөгеді. Қан плазмасында, сүтте, организм клеткаларында және биологиялық сұйық заттарда, тауық жұмыртқасында, бұршақ тұқымдасөсімдіктерде кездеседі. Теріс зарядты. Глутамин қышқылы көп, қышқылдық қасиеті бар,рНі-4,7,альбуминдер суда, тұзды ерітінділерде ериді, қан плазмасында липдтерді, гормондарды, витаминдерді, микроэлементтерді тасымалдайды.
2. Глобулиндер (глобулины) — тұздардың сүйық ерітіндісінде еритін, бірақ суда ерімейтін глобулалы протеиндер. Глобулиндер~аммоний сульфатының 50% ертіндісіндетүнбаға түседі. Глобулиндерге адам мен жануарлар қаны сарысуының антиденелері (гаммагло- булиндері), өсімдіктер тұқымдарының негізгі ақуыздары жатады.
3. Гистондар — хроматинде кездесетін ақуызар. Аргинин мен лизинге бай, сондықтан сілтілік қасиеті бар. Молекула саны 11000— 21000. Хроматин құрылымы тұрақтылығын сақтайды, нуклеин қышқылдарын түзуде реттеушілердің бірі болады, мембраналардыңжоғары молекулалы қосылыстарды өткізу қабілетін жоғарылатады.Гистондар — жасуша ядросының құрамына кіретін сілтілік қасиеті бар протеиндер (негіздік протеиндер). ДНҚ кешенінің құрамына кіретін гистондарды нуклеогистондар деп атайды.
4. Протаминдер — жануарлар топтарының көбінде сперматозоидтың ядросына кіретін қарапайым ақуыздар. Ақуыздардың құрамына кіргіш амин-қышқылдарының 60-85% аргининнен тұратындықтан, протаминдер өте жоғарғы негіздік қасиет көрсетеді. Олардың молекулалық салмағы төмен, 4000-12000 аралығында болады. Протаминдер ұрықтардың хроматинінің ДНҚ-сымен байланыс түзеді. Осы ақуыздар негізінен барлық сперматозоидтарында кездеседі. Кейбір протоминдер, өздерінің алыну көзіне байланысты аталады. Мысалы: лосось ұрығынан алынған протаминдер сальмин, селдь ұрығынан — клупейн, форель ұрығынан — труттин, скумбрия ұрығынан — скумбрин деп аталады.
5. Проламиндер – өсімдіктер белогы, әсіресе бұршақ тұқымдас өсімдіктер дәнінің жабысқақ ұлпасында болады. Суда, тұзды ерітінділерде, қышқылдарда және сілтілерде ерімейді, 70пайыз этанолда ертиді.
6. Глутилиндер де өсімдік белоктарына жатады, сілтінің ерітіндісінде ериді. Астық дақылдары дәнінде болады. Глутамин және лизинге бай келеді.
7. Коллагендер – бұлбелок жалғастырып тұратын тканьдердің (сіңір, сүйек, тері, тіс,шеміршек) негізін құрайды. Белокты суда ерімейді. Молекуласы үш полипептидтік тізбектен тұрады. 1/3-і глицин. Ұзақ қыздырғанда, желатинге айналады.
8. Эластин (серпімдіргіш) - жалғастырғыш тіндерің созылмалық талшықтарының негізгі құрам бөлігі болып саналатын, склеропротеидтер тобына жататын ақуыз (белок).
9. Кератин – шаш,жүн, тырнақ, тұяқ,қауырсындар құрамына кіретін фибрилді белоктар. Құрамында цистеин (15 пайыз шамасындай), глутамин қышқылы, лейцин көп.
10. Фибрион – табиғи жібек талшықтарының негізін құрайды. Гидролизге тұрақты. Өрмекшінің өрмегінің негізі. Глицин, аланин, серин, тирозин құрамында көп.
Күрделі белоктар. Құрамында белоктік бөлігі және белоксыз бөлігі бар қосылысты күрделі белоктар – протеидтер, белоксыз бөлікті простетикалық топ деп атайды. Егер күрделі белокты басқа заттардан бөліп алу керек болса, ол тек белоксыз бөлігімен ғана бөлініп алынады да, белоксыз бөлігі ылғи да негізгі компоненті ретінде жүреді.
1. Нуклеопротеидтер — нуклеин қышкылдарының белоктармен қосылуынан пайда болатын күрделі құрамалар. Құрамына кіретін нуклеин қышқылының түріне байланысты нуклеопротеидтер дезоксирибонуклеопротеидтер (ДНП) және рибонуклеопротеидтер (РНП) болып бөлінеді. ДНП барлық торшалар ядроларының,митохондрийларының құрамына кіреді, сперматозоидтардың басынан табылады. РНП рибосомалардың, информасомалардың және вирустардың кұрамына кіреді. ДНП белоктары гистондар мен протаминдерден тұрады да, ДНҚ қос оралымы арасындағы саңылауларға орналасып, құрылымды бекіндіреді және негіздік қасиетін бақылайды. РНП құрамында бір немесе бірнеше молекула РНП және бірнеше кейде ондаган белок болады. Белоктар әрі кұрлыс заттарының ролін атқарады, әрі РНП құруға катынасады.
2. Фосфопротеидтер - жай белоктар мен фосфор қышқылы қалдықтарынан тұрады. Ол полипептидтік тізбектегі серинге, немесе треонинге жалғасады. Сүттегі козеин, жұмырртқа желтогындағы виталлин, балық уылдырығындағы ихтулин т.б. жатады.
3. Гликопротеидтер — құрамында көмірсутегі бар белоктар. Күрделі құрылысты вирустардың ең маңызды құрамдары. Вириондардың торшарецепторларымен байланысып, екеуінің сырт қабықтарының қосылуына қатынасады. Вирустардың антигендерінің қатарына жатқандықтан, вируспен зақымдалған организмде вирус байлайтын антиденелер туғызады. Антиденелермен қарым-қатынасқа түседі
4. Липопротеиндер – белоктар мен липидтерден тұратын комплекс. Клетка мембранасының құрамына кіреді. Липопротеидтер бос күйінде қан плазмасында және лимфада кездеседі. Және ол липидтерді, кейбір гормондарды орын аустырады. Электрофорездік қөзғалғыштығы бойынша альфа-липопротеидтерге және бэтта липопротеидтерге бөлінеді.
5. Хромопротеидтер (хромо… және протеид — күрделі белок) — түсі күрделі белоктар. Хромопротеидтердің құрамында хромопротеидтердің спектрін және оның түсін анықтайтын простетиктік топтар болады. Простетиктік топтардың құрылымының байланысына қарай хромопротеидтер: гемопротеидтер, флавопротеидтер, ретинилиденпротеидтер, фикобилиндер, т.б. болып бөлінеді. Хромопротеидтер энергияның түрленуімен, тасымалдануымен байланысты процестерге (мысалы, тыныс алу, фотосинтез, көру, т.б.) қатысады.
Химиялық қасиеттері
Құрамы мен құрылысы күрделі болғандықтан, ақуыздардың қасиеттері де алуан түрлі. Олардың құрамында әртүрлі химиялық реакцияларға түсетін функционалдық топтары бар.
1. Ақуыздар — екідайлы электролиттер. Ортаның белгілі бір рН мәнінде олардың молекулаларындағы оң және теріс зарядтар бірдей (изоэлектрлік нүкте деп аталады) болады. Бұл — ақуыздардың маңызды қасиеттерінің бірі. Бұл нүктеде ақуыздар электрбейтарап болып, суда еруі азаяды. Ақуыздардың осы қасиеті технологияда ақуызды өнімдер алуға қолданылады.
2. Ақуыздардың гидролизі. Сілті немесе қышқыл ерітінділерін қосып қыздырғанда, ақуыздар гидролизденіп, аминқышқылдарын түзеді:
3. Ақуыздардың түсті реакциялары. Белоктарды сапалық анықтау үшін түсті реакциялар қолданылады.
· а) Ксантопротеинреакциясымен (грек. ксанты — сары) құрамында бензол ядросы бар ақуыздар концентрлі азот қышқылымен сары түс береді.
· ә) Биурет реакциясы. Мыс (II) гидроксидінің сілтідегі ерітіндісімен ақуыздарға әсер еткенде, ашық күлгін түс пайда болады. Бұл реакция ақуызтардың құрамындағы пептидтік байланыстарды анықтайды.
· б) Құрамында күкірті бар ақуыздарға қорғасын ацетатын және сілті қосып қыздырғанда, қорғасын сульфидінің қара тұнбасы түзіледі.[
Молекуласының пішініне қарай белоктар фибриллярлық және глобулярлық деп екіге бөлінеді. ГЛобулярблық белоктардың құрылымы шағын, полипептидтік тізбектері сфера немесе элипсоид сияқты тығыздала бүктелген. Белок шлобуласының бетіне негізінен амин қышқылдарының полярлы тобы және зарядталған атомдары жинақталады. Суда ериді: қанның,сүттің белоктары.
Фибриллярлық белоктар тұрақты. Суда және сұйық тұзды ерітінділерді ерімейді. Белоктағы полипептидтік тізбектер белдік бойында өзара параллель орналасады, ұзын талшықтар-фибрилдер түзеді: коллаген-сіңір, сүйек, тері, тіс,шеміршек сияқты ұлпалардың негізі; шашта, жүнде, қауырсында, тырнақта, тұяқта кератин белогы бар.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 1; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!