Zülallar üzvi maddələrdir. Bu makromolekulyar birləşmələr müəyyən tərkibi ilə xarakterizə olunur və hidroliz zamanı amin turşularına parçalanır. Protein molekulları müxtəlif formalarda olur, onların çoxu çoxsaylı polipeptid zəncirlərindən ibarətdir. Zülalın strukturu haqqında məlumat DNT-də kodlanır və zülal sintezi prosesi tərcümə adlanır.
Zülalların kimyəvi tərkibi
Orta protein ehtiva edir:
- 52% karbon;
- 7% hidrogen;
- 12% azot;
- 21% oksigen;
- 3% kükürd.
Protein molekulları polimerlərdir. Onların quruluşunu başa düşmək üçün onların monomerlərinin, amin turşularının nə olduğunu bilmək lazımdır.
Amin turşuları
Onlar adətən iki kateqoriyaya bölünür: daimi baş verən və bəzən baş verənlər. Birinciyə 18 protein monomeri və daha 2 amid daxildir: aspartik və qlutamik turşular. Bəzən yalnız üç turşu olur.
Bu turşuları bir çox cəhətdən təsnif etmək olar: yan zəncirlərin təbiətinə və ya onların radikallarının yükünə görə onları CN və COOH qruplarının sayına görə də bölmək olar.
Zülalın ilkin quruluşu
Zülal zəncirindəki amin turşularının ardıcıllığını müəyyən edironun sonrakı təşkilat səviyyələri, xassələri və funksiyaları. Monomerlər arasındakı əlaqənin əsas növü peptiddir. O, bir amin turşusundan hidrogeni, digərindən isə OH qrupunu ayırmaqla əmələ gəlir.
Zülal molekulunun təşkilinin birinci səviyyəsi onun tərkibindəki amin turşularının ardıcıllığıdır, sadəcə zülal molekullarının quruluşunu təyin edən zəncirdir. O, nizamlı quruluşa malik “skelet”dən ibarətdir. Bu təkrarlanan ardıcıllıqdır -NH-CH-CO-. Ayrı-ayrı yan zəncirlər amin turşusu radikalları (R) ilə təmsil olunur, onların xassələri zülalların strukturunun tərkibini müəyyən edir.
Zülal molekullarının quruluşu eyni olsa belə, onların xassələri yalnız monomerlərinin zəncirdə fərqli ardıcıllığa malik olması ilə fərqlənə bilər. Zülaldakı amin turşularının düzülüşü genlər tərəfindən müəyyən edilir və zülala müəyyən bioloji funksiyaları diktə edir. Eyni funksiyadan məsul olan molekullarda monomerlərin ardıcıllığı müxtəlif növlərdə çox vaxt yaxın olur. Belə molekullar - təşkili baxımından eyni və ya oxşardır və müxtəlif növ orqanizmlərdə eyni funksiyaları yerinə yetirir - homoloji zülallardır. Gələcək molekulların quruluşu, xassələri və funksiyaları artıq amin turşusu zəncirinin sintezi mərhələsində müəyyən edilmişdir.
Bəzi ümumi xüsusiyyətlər
Zülalların strukturu uzun müddətdir öyrənilmişdir və onların ilkin strukturunun təhlili bəzi ümumiləşdirmələr aparmağa imkan vermişdir. Əksər zülallar, xüsusilə çoxlu qlisin, alanin, aspartik turşu, qlutamin və az miqdarda triptofan, arginin, metionin olan iyirmi amin turşusunun hamısının olması ilə xarakterizə olunur.histidin. Yalnız istisnalar müəyyən zülal qrupları, məsələn, histonlardır. Onlar DNT qablaşdırması üçün lazımdır və çoxlu histidin ehtiva edir.
İkinci ümumiləşdirmə: qlobulyar zülallarda amin turşularının növbələşməsinin ümumi qanunauyğunluqları yoxdur. Lakin hətta bioloji aktivliyə görə uzaq olan polipeptidlər də kiçik eyni molekul fraqmentlərinə malikdir.
İkinci struktur
Polipeptid zəncirinin təşkilinin ikinci səviyyəsi onun hidrogen bağları ilə dəstəklənən fəza düzülüşüdür. α-sarmal və β-qat ayırın. Zəncirin bir hissəsi nizamlı quruluşa malik deyil, belə zonalar amorf adlanır.
Bütün təbii zülalların alfa spiralı sağ əllidir. Sarmaldakı amin turşularının yan radikalları həmişə xaricə baxır və oxunun əks tərəflərində yerləşir. Qütbsüzdürlərsə, onlar spiralın bir tərəfində qruplaşdırılır və nəticədə müxtəlif spiral hissələrinin yaxınlaşması üçün şərait yaradan qövslər yaranır.
Beta-qıvrımlar - yüksək uzunsov spirallər - zülal molekulunda yan-yana yerləşməyə meyllidirlər və paralel və qeyri-paralel β qatlı təbəqələr əmələ gətirirlər.
Üçüncü protein quruluşu
Zülal molekulunun üçüncü təşkili səviyyəsi spirallərin, qıvrımların və amorf kəsiklərin yığcam bir quruluşa bükülməsidir. Bu, monomerlərin yan radikallarının bir-biri ilə qarşılıqlı təsiri ilə əlaqədardır. Bu cür əlaqələr bir neçə növə bölünür:
- qütb radikalları arasında hidrogen bağları əmələ gəlir;
- hidrofobik– qeyri-qütblü R-qrupları arasında;
- elektrostatik cazibə qüvvələri (ion bağları) – yükləri əks olan qruplar arasında;
- sistein radikalları arasında disulfid körpüləri.
Sonuncu bağ növü (–S=S-) kovalent qarşılıqlı təsirdir. Disulfid körpüləri zülalları gücləndirir, strukturları daha davamlı olur. Ancaq bu cür əlaqələr tələb olunmur. Məsələn, polipeptid zəncirində çox az sistein ola bilər və ya onun radikalları yaxınlıqda yerləşir və "körpü" yarada bilməz.
Dördüncü təşkilat səviyyəsi
Bütün zülallar dördüncü quruluş təşkil etmir. Dördüncü səviyyədə zülalların strukturu polipeptid zəncirlərinin (protomerlərin) sayı ilə müəyyən edilir. Onlar disulfid körpüləri istisna olmaqla, əvvəlki təşkilat səviyyəsi ilə eyni bağlarla bir-birinə bağlıdırlar. Molekul hər birinin öz xüsusi (və ya eyni) üçüncü quruluşuna malik olan bir neçə protomerdən ibarətdir.
Təşkilatın bütün səviyyələri meydana çıxan zülalların yerinə yetirəcəyi funksiyaları təyin edir. Zülalların quruluşunun birinci səviyyəsindəki quruluşu onların hüceyrədə və bütövlükdə orqanizmdə sonrakı rolunu çox dəqiq müəyyənləşdirir.
Protein Funksiyaları
Zülalların hüceyrə fəaliyyətindəki rolunun nə qədər əhəmiyyətli olduğunu təsəvvür etmək belə çətindir. Yuxarıda onların quruluşunu araşdırdıq. Zülalların funksiyaları birbaşa ondan asılıdır.
Tikinti (struktur) funksiyasını yerinə yetirərək istənilən canlı hüceyrənin sitoplazmasının əsasını təşkil edirlər. Bu polimerlər bütün hüceyrə membranlarının əsas materialı olduqdalipidlərlə kompleksləşir. Bura həm də hüceyrənin hər birinin öz reaksiyaları olan bölmələrə bölünməsi daxildir. Fakt budur ki, hüceyrə proseslərinin hər bir kompleksi öz şərtlərini tələb edir, xüsusən də mühitin pH-ı mühüm rol oynayır. Zülallar hüceyrəni sözdə bölmələrə ayıran nazik arakəsmələr qurur. Və bu fenomenin özü bölmələrə bölünmə adlanır.
Katalizator funksiyası hüceyrənin bütün reaksiyalarını tənzimləməkdir. Bütün fermentlər mənşəcə sadə və ya mürəkkəb zülallardır.
Orqanizmlərin hər cür hərəkəti (əzələlərin işi, hüceyrədə protoplazmanın hərəkəti, ibtidailərdə kirpiklərin titrəməsi və s.) zülallar vasitəsilə həyata keçirilir. Zülalların quruluşu onlara hərəkət etməyə, liflər və halqalar əmələ gətirməyə imkan verir.
Nəqliyyat funksiyası ondan ibarətdir ki, bir çox maddələr xüsusi daşıyıcı zülallar vasitəsilə hüceyrə membranı vasitəsilə daşınır.
Bu polimerlərin hormonal rolu dərhal aydın olur: bir sıra hormonlar strukturda zülallardır, məsələn, insulin, oksitosin.
Ehtiyat funksiyası zülalların çöküntü əmələ gətirə bilməsi ilə müəyyən edilir. Məsələn, yumurta valgumini, süd kazeini, bitki toxumu zülalları - onlar çoxlu miqdarda qida saxlayırlar.
Bütün vətərlər, oynaq oynaqları, skeletin sümükləri, dırnaqlar zülallar tərəfindən əmələ gəlir, bu da bizi onların növbəti funksiyasına - dəstəkləyici funksiyasına gətirir.
Protein molekulları müəyyən maddələrin seçici tanınmasını həyata keçirən reseptorlardır. Bu rolda qlikoproteinlər və lektinlər xüsusilə tanınır.
Ən vacibitoxunulmazlıq amilləri - antikorlar və mənşəyinə görə komplement sistemi zülallardır. Məsələn, qanın laxtalanması prosesi fibrinogen zülalında dəyişikliklərə əsaslanır. Qida borusunun və mədənin daxili divarları selikli qişa zülallarının qoruyucu təbəqəsi - likinlərlə örtülmüşdür. Toksinlər də mənşəli zülallardır. Heyvanların orqanizmini qoruyan dərinin əsasını kollagen təşkil edir. Bu protein funksiyalarının hamısı qoruyucudur.
Yaxşı, sonuncu funksiya tənzimləyicidir. Genomun işini idarə edən zülallar var. Yəni transkripsiya və tərcüməni tənzimləyirlər.
Zülalların rolu nə qədər əhəmiyyətli olsa da, zülalların quruluşu elm adamları tərəfindən uzun müddətdir ki, açılıb. İndi onlar bu bilikdən istifadə etməyin yeni yollarını kəşf edirlər.
