Oparin-Haldane nəzəriyyəsinə görə, planetimizdəki həyat koacervat damcıdan yaranmışdır. O, həm də bir protein molekulu idi. Yəni, nəticə belə olur ki, bu gün mövcud olan bütün həyatın əsasını məhz bu kimyəvi birləşmələr təşkil edir. Bəs protein strukturları nədir? Bu gün bədəndə və insanların həyatında onlar hansı rol oynayırlar? Hansı növ zülallar var? Gəlin bunu anlamağa çalışaq.
Zülallar: ümumi anlayış
Kimyəvi quruluş baxımından sözügedən maddənin molekulu peptid bağları ilə bir-birinə bağlı olan amin turşuları ardıcıllığıdır.
Hər bir amin turşusu iki funksional qrupa malikdir:
- karboksilik -COOH;
- amin qrupu -NH2.
Məhz onların arasında müxtəlif molekullarda rabitə yaranır. Beləliklə, peptid bağı -CO-NH formasına malikdir. Zülal molekulunda yüzlərlə və ya minlərlə belə qrup ola bilər, bu, konkret maddədən asılı olacaq. Zülalların növləri çox müxtəlifdir. Onların arasında bədən üçün əvəzolunmaz amin turşularını ehtiva edənlər var, yəni qida ilə qəbul edilməlidir. Hüceyrə membranında mühüm funksiyaları yerinə yetirən növlər var vəonun sitoplazması. Bioloji katalizatorlar da təcrid olunur - fermentlər, onlar da protein molekullarıdır. Onlar insan həyatında geniş istifadə olunur və təkcə canlıların biokimyəvi proseslərində iştirak etmir.
Nəzərdə tutulan birləşmələrin molekulyar çəkisi bir neçə on ilə milyonlarla arasında dəyişə bilər. Axı, böyük bir polipeptid zəncirindəki monomer vahidlərinin sayı qeyri-məhduddur və müəyyən bir maddənin növündən asılıdır. Çiy toyuq yumurtasını tədqiq edərkən saf formada, doğma konformasiyasında olan zülal görünə bilər. Açıq sarı, şəffaf, sıx bir koloidal kütlə, içərisində sarısı yerləşmişdir - bu, istənilən maddədir. Eyni şeyi az yağlı kəsmik üçün də demək olar, Bu məhsul həm də təbii formada demək olar ki, təmiz proteindir.
Lakin nəzərdən keçirilən birləşmələrin hamısı eyni məkan quruluşuna malik deyil. Ümumilikdə molekulun dörd təşkilatı fərqlənir. Zülal strukturlarının növləri onun xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir və strukturun mürəkkəbliyini göstərir. O da məlumdur ki, daha çox fəzada dolaşan molekullar insanlarda və heyvanlarda geniş emaldan keçir.
Zülal strukturlarının növləri
Onlardan cəmi dördü var. Onların hər birinin nə olduğunu düşünün.
- İlkin. Peptid bağları ilə əlaqəli amin turşularının adi xətti ardıcıllığını təmsil edir. Heç bir məkan bükülmələri, spirallaşmalar yoxdur. Polipeptidə daxil olan əlaqələrin sayı bir neçə minə çata bilər. Ilə zülal növlərioxşar struktur - glisilalanin, insulin, histonlar, elastin və başqaları.
- İkinci. Spiral şəklində bükülmüş və formalaşmış növbələrlə bir-birinə yönəlmiş iki polipeptid zəncirindən ibarətdir. Bu zaman onların arasında hidrogen bağları yaranır, onları bir yerdə saxlayır. Tək bir zülal molekulu belə əmələ gəlir. Bu tip zülalların növləri aşağıdakılardır: lizozim, pepsin və başqaları.
- Üçüncü uyğunlaşma. Bu, sıx şəkildə yığılmış və yığcam şəkildə qıvrılmış ikinci dərəcəli strukturdur. Burada hidrogen bağlarına əlavə olaraq digər qarşılıqlı təsir növləri meydana çıxır - bu, van der Waals qarşılıqlı təsiri və elektrostatik cazibə qüvvələri, hidrofilik-hidrofobik təmasdır. Strukturlara misal olaraq albumin, fibroin, ipək zülalı və başqalarını göstərmək olar.
- Dördüncü dövr. Ən mürəkkəb quruluş, spiral şəklində bükülmüş bir neçə polipeptid zəncirindən ibarətdir, bir topa yuvarlanır və hamısı birlikdə kürə şəklində birləşir. İnsulin, ferritin, hemoglobin, kollagen kimi nümunələr məhz belə bir zülal konformasiyasını göstərir.
Molekulların bütün verilmiş strukturlarını kimyəvi baxımdan ətraflı nəzərdən keçirsək, onda analiz çox vaxt aparacaq. Həqiqətən, əslində, konfiqurasiya nə qədər yüksək olarsa, strukturu bir o qədər mürəkkəb və mürəkkəb olarsa, molekulda bir o qədər çox növ qarşılıqlı təsir müşahidə edilir.
Zülal molekullarının denaturasiyası
Polipeptidlərin ən mühüm kimyəvi xassələrindən biri onların müəyyən şərtlərin və ya kimyəvi maddələrin təsiri altında parçalanma qabiliyyətidir. Belə ki,məsələn, zülal denatürasiyasının müxtəlif növləri geniş yayılmışdır. Bu proses nədir? Zülalın yerli strukturunun məhv edilməsindən ibarətdir. Yəni əvvəlcə molekul üçüncü dərəcəli quruluşa malik idisə, o zaman xüsusi agentlərin təsirindən sonra o, dağılacaq. Bununla belə, amin turşusu qalıqlarının ardıcıllığı molekulda dəyişməz olaraq qalır. Denatürləşdirilmiş zülallar fiziki və kimyəvi xassələrini tez itirirlər.
Hansı reagentlər konformasiyanın məhv edilməsi prosesinə səbəb ola bilər? Onlardan bir neçəsi var.
- Temperatur. Qızdırıldıqda molekulun dördüncü, üçüncü, ikincili strukturunun tədricən məhv edilməsi baş verir. Vizual olaraq, bu, məsələn, adi bir toyuq yumurtasını qızardarkən müşahidə edilə bilər. Nəticədə yaranan "zülal" xam məhsulda olan albumin polipeptidinin əsas strukturudur.
- Radiasiya.
- Güclü kimyəvi maddələrlə təsir: turşular, qələvilər, ağır metalların duzları, həlledicilər (məsələn, spirtlər, efirlər, benzol və başqaları).
Bu proses bəzən molekulyar ərimə də adlanır. Protein denaturasiyasının növləri onun təsiri altında baş verən agentdən asılıdır. Üstəlik, bəzi hallarda tərs proses baş verir. Bu renaturasiyadır. Bütün zülallar öz strukturunu bərpa edə bilmir, lakin onların əhəmiyyətli bir hissəsi bunu edə bilir. Beləliklə, Avstraliya və Amerikadan olan kimyaçılar bəzi reagentlərdən və sentrifuqa üsulundan istifadə edərək qaynadılmış toyuq yumurtasının renaturasiyasını həyata keçiriblər.
Bu proses canlı orqanizmlər üçün polipeptidin sintezində vacibdirhüceyrələrdə ribosom və rRNT zəncirləri.
Zülal molekulunun hidrolizi
Zülallar denatürasiya ilə yanaşı, başqa kimyəvi xassə ilə - hidroliz ilə xarakterizə olunur. Bu həm də yerli konformasiyanın məhvidir, lakin ilkin quruluşa deyil, tamamilə fərdi amin turşularına. Həzmin vacib hissəsi protein hidrolizidir. Polipeptidlərin hidroliz növləri aşağıdakılardır.
- Kimyəvi. Turşuların və ya qələvilərin təsirinə əsaslanır.
- Bioloji və ya enzimatik.
Lakin prosesin mahiyyəti dəyişməz olaraq qalır və zülal hidrolizinin hansı növlərinin baş verməsindən asılı deyil. Nəticədə bütün hüceyrələrə, orqanlara və toxumalara daşınan amin turşuları əmələ gəlir. Onların sonrakı çevrilməsi artıq müəyyən bir orqanizm üçün zəruri olan yeni polipeptidlərin sintezində iştirakdan ibarətdir.
Sənayedə zülal molekullarının hidrolizi prosesi yalnız düzgün amin turşularını əldə etmək üçün istifadə olunur.
Zülalların orqanizmdəki funksiyaları
Müxtəlif növ zülallar, karbohidratlar, yağlar hər hansı bir hüceyrənin normal fəaliyyəti üçün vacib komponentlərdir. Və bu, bütövlükdə bütün orqanizm deməkdir. Buna görə də, onların rolu əsasən canlılar içərisində yüksək əhəmiyyət və hər yerdə olması ilə bağlıdır. Polipeptid molekullarının bir neçə əsas funksiyasını ayırd etmək olar.
- Katalitik. Zülal quruluşuna malik olan fermentlər tərəfindən həyata keçirilir. Onlar haqqında daha sonra danışacağıq.
- Struktur. Zülalların növləri və onlarınbədəndəki funksiyalar ilk növbədə hüceyrənin özünün quruluşuna, formasına təsir göstərir. Bundan əlavə, bu rolu yerinə yetirən polipeptidlər saç, dırnaq, molyusk qabıqları və quş tüklərini əmələ gətirir. Onlar həmçinin hüceyrənin bədənində müəyyən bir armaturdur. Qığırdaq da bu tip zülallardan ibarətdir. Nümunələr: tubulin, keratin, aktin və başqaları.
- Tənzimləyici. Bu funksiya polipeptidlərin transkripsiya, tərcümə, hüceyrə dövrü, splicing, mRNT oxunması və digər proseslərdə iştirakında özünü göstərir. Onların hamısında trafik nəzarətçisi kimi mühüm rol oynayırlar.
- Siqnal. Bu funksiyanı hüceyrə membranında yerləşən zülallar yerinə yetirir. Onlar bir vahiddən digərinə müxtəlif siqnallar ötürürlər və bu, toxumalar arasında əlaqə yaradır. Nümunələr: sitokinlər, insulin, böyümə faktorları və başqaları.
- Nəqliyyat. Bəzi zülal növləri və onların yerinə yetirdiyi funksiyalar sadəcə həyati əhəmiyyət daşıyır. Bu, məsələn, protein hemoglobin ilə baş verir. O, qanda hüceyrədən hüceyrəyə oksigeni nəql edir. İnsan üçün o, əvəzolunmazdır.
- Ehtiyat və ya ehtiyat. Belə polipeptidlər əlavə qida və enerji mənbəyi kimi bitki və heyvan yumurtalarında toplanır. Məsələn, qlobulinlər.
- Motiv. Xüsusilə ən sadə orqanizmlər və bakteriyalar üçün çox vacib bir funksiya. Axı, onlar yalnız flagella və ya kirpiklərin köməyi ilə hərəkət edə bilirlər. Və bu orqanoidlər öz təbiətlərinə görə zülaldan başqa bir şey deyillər. Belə polipeptidlərin nümunələri aşağıdakılardır: miozin, aktin, kinesin və başqaları.
Aydındır ki, zülalların insan orqanizmində və digər funksiyalarıcanlılar çox sayda və əhəmiyyətlidir. Bu, bir daha təsdiqləyir ki, planetimizdə həyatın nəzərdən keçirdiyimiz birləşmələr olmadan mümkün deyil.
Zülalların qoruyucu funksiyası
Polipeptidlər müxtəlif təsirlərdən qoruya bilər: kimyəvi, fiziki, bioloji. Məsələn, orqanizm yad təbiətli virus və ya bakteriya şəklində təhlükə altındadırsa, o zaman immunoqlobulinlər (antikorlar) qoruyucu rol oynayaraq onlarla döyüşə girirlər.
Fiziki təsirlərdən danışsaq, onda qanın laxtalanmasında iştirak edən fibrin və fibrinogen burada böyük rol oynayır.
Qida zülalları
Pəhriz zülal növləri aşağıdakılardır:
- tam - bədən üçün lazım olan bütün amin turşularını ehtiva edənlər;
- natamam - natamam amin turşusu tərkibi olanlar.
Lakin hər ikisi insan orqanizmi üçün vacibdir. Xüsusilə birinci qrup. Hər bir insan, xüsusilə intensiv inkişaf dövrlərində (uşaqlıq və yeniyetməlik) və yetkinlik dövründə, özündə sabit bir protein səviyyəsini saxlamalıdır. Axı biz bu heyrətamiz molekulların yerinə yetirdiyi funksiyaları artıq nəzərdən keçirmişik və bilirik ki, polipeptidlərin iştirakı olmadan praktiki olaraq heç bir proses, heç bir biokimyəvi reaksiya içimizdə baş verə bilməz.
Ona görə də hər gün aşağıdakı məhsullarda olan gündəlik protein qəbulunu istehlak etməlisiniz:
- yumurta;
- süd;
- kəsmik;
- ət və balıq;
- lobya;
- soya;
- lobya;
- fındıq;
- buğda;
- yulaf;
- mərci və başqaları.
Hər gün hər kq çəkiyə 0,6 q polipeptid qəbul etsəniz, insanda bu birləşmələr heç vaxt əskik olmayacaq. Əgər uzun müddət bədən lazımi zülalları qəbul etmirsə, o zaman amin turşusu aclığının adı olan bir xəstəlik meydana gəlir. Bu, ağır metabolik pozğunluqlara və nəticədə bir çox başqa xəstəliklərə səbəb olur.
Qəfəsdəki zülallar
Bütün canlıların ən kiçik struktur vahidi olan hüceyrələrin içərisində zülallar da var. Üstəlik, yuxarıda göstərilən funksiyaların demək olar ki, hamısını orada yerinə yetirirlər. İlk növbədə mikrotubullardan, mikrofilamentlərdən ibarət hüceyrənin sitoskeleti əmələ gəlir. O, formanı saxlamağa, həmçinin orqanoidlər arasında daxili daşınmaya xidmət edir. Müxtəlif ionlar və birləşmələr zülal molekulları boyunca, məsələn, kanallar və ya relslər boyunca hərəkət edir.
Membrana batırılmış və onun səthində yerləşən zülalların rolu da vacibdir. Burada həm reseptor, həm də siqnal funksiyalarını yerinə yetirir, membranın özünün qurulmasında iştirak edirlər. Onlar keşik çəkirlər, yəni qoruyucu rol oynayırlar. Hüceyrədəki zülalların hansı növlərini bu qrupa aid etmək olar? Çoxlu nümunələr var, burada bir neçəsi var.
- Aktin və miozin.
- Elastin.
- Keratin.
- Kollagen.
- Tubulin.
- Hemoqlobin.
- İnsulin.
- Transkobalamin.
- Transferrin.
- Albumin.
Bir neçə yüz varhər hüceyrənin daxilində daim hərəkət edən müxtəlif növ zülallar.
Bədəndəki zülal növləri
Onlar, əlbəttə, böyük müxtəliflik. Bütün mövcud zülalları bir şəkildə qruplara bölməyə çalışsanız, bu təsnifat kimi bir şey əldə edə bilərsiniz.
- Qlobulyar zülallar. Bunlar üçüncü dərəcəli quruluşla, yəni sıx şəkildə yığılmış kürəciklə təmsil olunanlardır. Belə strukturlara misal olaraq aşağıdakıları göstərmək olar: immunoqlobulinlər, fermentlərin əhəmiyyətli bir hissəsi, çoxlu hormonlar.
- Fibrilyar zülallar. Onlar düzgün məkan simmetriyası ilə ciddi şəkildə sifariş edilmiş iplərdir. Bu qrupa birincili və ikincil quruluşlu zülallar daxildir. Məsələn, keratin, kollagen, tropomiozin, fibrinogen.
Ümumiyyətlə, orqanizmdəki zülalları təsnif etmək üçün bir çox xüsusiyyət əsas götürülə bilər. Hələ heç kim yoxdur.
Fermentlər
Bütün gedən biokimyəvi prosesləri əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirən zülal təbiətli bioloji katalizatorlar. Bu birləşmələr olmadan normal metabolizm sadəcə mümkün deyil. Bütün sintez və parçalanma prosesləri, molekulların yığılması və onların təkrarlanması, tərcüməsi və transkripsiyası və başqaları müəyyən bir ferment növünün təsiri altında həyata keçirilir. Bu molekulların nümunələri:
- oksidoredüktaza;
- transferlər;
- katalaz;
- hidrolazalar;
- izomeraz;
- lyases və başqaları.
Bu gün fermentlər gündəlik həyatda istifadə olunur. Belə ki, yuma istehsalındaTozlar tez-tez sözdə fermentlərdən istifadə edirlər - bunlar bioloji katalizatorlardır. Müəyyən edilmiş temperatur rejiminə riayət etməklə yuyulma keyfiyyətini yaxşılaşdırırlar. Çirk hissəciklərinə asanlıqla bağlanır və onları parçaların səthindən təmizləyir.
Lakin zülal təbiətinə görə fermentlər çox isti suya və ya qələvi və ya turşu dərmanlara yaxınlığa dözmürlər. Həqiqətən də, bu halda denatürasiya prosesi baş verəcək.
