Белоктун түрлөрү, алардын функциялары жана түзүлүшү

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 17:51

Опарин-Халдан теориясына ылайык, биздин планетадагы жашоо коасерваттуу тамчыдан келип чыккан. Ал ошондой эле бир белок молекуласы болгон. Башкача айтканда, тыянак дал ушул химиялык кошулмалар бүгүнкү күндө жашап жаткан бардык жашоонун негизи болуп саналат. Бирок белок структуралары деген эмне? Бүгүнкү күндө алар денеде жана адамдардын жашоосунда кандай роль ойнойт? Белоктордун кандай түрлөрү бар? Келгиле, аны түшүнүүгө аракет кылалы.

Белоктар: жалпы түшүнүк

Химиялык түзүлүш көз карашынан алганда, сөз болуп жаткан заттын молекуласы пептиддик байланыштар менен бири-бири менен байланышкан аминокислоталардын ырааттуулугу болуп саналат.

Ар бир аминокислота эки функционалдык топко ээ:

• карбоксил -COOH;
• амин тобу -NH_2.

Алардын ортосунда ар кандай молекулаларда байланыш түзүлөт. Ошентип, пептиддик байланыш -CO-NH формасына ээ. Белок молекуласында жүздөгөн же миңдеген топтор болушу мүмкүн, ал белгилүү бир затка жараша болот. Белоктордун түрлөрү абдан ар түрдүү. Алардын арасында организм үчүн маанилүү аминокислоталарды камтыгандары бар, демек, аларды тамак менен ичүү керек. Клетка кабыкчасында жана маанилүү кызматтарды аткарган түрлөрү баранын цитоплазмасы. Биологиялык катализаторлор да изоляцияланган - ферменттер, алар да белок молекулалары. Алар адамдын жашоосунда кеңири колдонулат жана тирүү жандыктардын биохимиялык процесстерине гана катышпастан.

Каралып жаткан кошулмалардын молекулярдык салмагы бир нече ондогондон миллиондорго чейин болушу мүмкүн. Анткени, чоң полипептиддик чынжырдагы мономердик бирдиктердин саны чексиз жана белгилүү бир заттын түрүнө жараша болот. Протеиндин таза түрүндө, анын нукура конформациясында тооктун чийки жумурткасын изилдөөдө көрүүгө болот. Ачык сары, тунук, тыгыз коллоиддик масса, анын ичинде сарысы жайгашкан - бул керектүү зат. Ошол эле аз майлуу быштак үчүн да ушуну айтууга болот, Бул продукт да табигый түрдө дээрлик таза белок болуп саналат.

Бирок, каралып жаткан бардык кошулмалар бирдей мейкиндик түзүлүшкө ээ эмес. Бардыгы болуп, молекуланын төрт уюму айырмаланат. Белок структураларынын түрлөрү анын касиеттерин аныктайт жана түзүлүштүн татаалдыгын көрсөтөт. Ошондой эле мейкиндикте чырмалышкан молекулалар адамдарда жана жаныбарларда кеңири иштетиле турганы белгилүү.

Белок структураларынын түрлөрү

Жалпысынан төртөө бар. Алардын ар бири эмне экенин карап көрүңүз.

1. Негизги. Пептиддик байланыштар менен байланышкан аминокислоталардын кадимки сызыктуу ырааттуулугун билдирет. Эч кандай мейкиндик ийрилүүлөрү, спирализациясы жок. Полипептидге кирген шилтемелердин саны бир нече миңге жетиши мүмкүн. менен белоктордун түрлөрүокшош түзүлүш - гликилаланин, инсулин, гистондор, эластин жана башкалар.
2. Экинчи. Ал эки полипептиддик чынжырдан турат, алар спираль түрүндө буралып, пайда болгон бурулуштар менен бири-бирине ориентацияланган. Бул учурда алардын ортосунда суутек байланыштары пайда болуп, аларды бириктирет. Бир белок молекуласы ушундайча пайда болот. Бул түрдөгү белоктордун түрлөрү төмөнкүдөй: лизоцим, пепсин жана башкалар.
3. Үчүнчү конформация. Бул жыш жыймалуу жана компакттуу оролгон экинчи структура. Бул жерде суутек байланыштарынан башка өз ара аракеттенүүнүн башка түрлөрү пайда болот - бул ван-дер-Ваальс өз ара аракеттешүүсү жана электростатикалык тартылуу күчтөрү, гидрофиль-гидрофобдук контакт. Түзүмдөрдүн мисалдары: альбумин, фиброин, жибек протеин жана башкалар.
4. Төртүнчү. Эң татаал түзүлүш, бул бир нече полипептиддик чынжырчалар спиральга айланып, тоголонуп, бир шарга бириктирилген. Инсулин, ферритин, гемоглобин, коллаген сыяктуу мисалдар дал ушундай белок конформациясын көрсөтөт.

Эгерде молекулалардын бардык берилген структураларын химиялык көз караштан майда-чүйдөсүнө чейин карап чыга турган болсок, анда анализ көп убакытты талап кылат. Чынында эле, конфигурация канчалык жогору болсо, анын структурасы ошончолук татаал жана татаал болсо, молекулада ошончолук көп өз ара аракеттенүү түрлөрү байкалат.

Белок молекулаларынын денатурациясы

Полипептиддердин эң маанилүү химиялык касиеттеринин бири – бул алардын белгилүү бир шарттардын же химиялык агенттердин таасири астында бузулуу жөндөмдүүлүгү. Ошентип,мисалы, белоктун денатурациясынын ар кандай түрлөрү кеңири таралган. Бул процесс деген эмне? Ал белоктун тупку структурасын бузуудан турат. Башкача айтканда, алгач молекула үчүнчү даражалуу түзүлүшкө ээ болсо, анда атайын агенттердин аракетинен кийин ал кыйрайт. Бирок аминокислота калдыктарынын ырааттуулугу молекулада өзгөрүүсүз калат. Денатурацияланган белоктор физикалык жана химиялык касиеттерин тез жоготот.

Кайсы реагенттер конформациянын бузулушуна алып келиши мүмкүн? Алардын бир нечеси бар.

1. Температура. Ысытканда молекуланын төртүнчү, үчүнчү, экинчилик структурасынын акырындык менен бузулушу байкалат. Визуалдык түрдө бул, мисалы, кадимки тооктун жумурткасын кууруп жатканда байкаса болот. Натыйжадагы "белок" чийки продуктудагы альбумин полипептидинин негизги түзүмү болуп саналат.
2. Радиация.
3. Күчтүү химиялык заттар менен аракет: кислоталар, щелочтор, оор металлдардын туздары, эриткичтер (мисалы, спирттер, эфирлер, бензол жана башкалар).

Бул процесс кээде молекулалык эрүү деп да аталат. Белоктун денатурациясынын түрлөрү анын таасири астында пайда болгон агентке жараша болот. Анын үстүнө, кээ бир учурларда, тескери жараян ишке ашат. Бул ренатурация. Бардык белоктор өз түзүлүшүн кайра калыбына келтире албайт, бирок алардын маанилүү бөлүгү муну жасай алат. Ошентип, Австралиядан жана Америкадан келген химиктер кайнатылган тоок жумурткасын ренатурациялоону кээ бир реагенттер жана центрифугалоо ыкмасы менен ишке ашырышты.

Бул процесс тирүү организмдер үчүн полипептиддердин синтезинде маанилүүклеткалардагы рибосомалардын жана рРНКнын чынжырлары.

Белок молекуласынын гидролизи

Денатурация менен катар белоктор дагы бир химиялык касиети – гидролиз менен мүнөздөлөт. Бул ошондой эле жергиликтүү конформациянын бузулушу, бирок негизги түзүлүшкө эмес, жеке аминокислоталарга толугу менен. Тамак сиңирүүнүн маанилүү бөлүгү протеиндин гидролизи. Полипептиддердин гидролизинин түрлөрү төмөнкүдөй.

1. Химиялык. Кислоталардын же щелочтордун аракетине негизделген.
2. Биологиялык же ферменттик.

Бирок процесстин маңызы өзгөрүүсүз бойдон калууда жана белоктун гидролизинин кандай түрлөрү өтөөрүнө көз каранды эмес. Натыйжада аминокислоталар пайда болуп, алар бардык клеткаларга, органдарга жана ткандарга жеткирилет. Алардын андан аркы трансформациясы белгилүү бир организм үчүн зарыл болгон жаңы полипептиддердин синтезине катышуудан турат.

Өнөр жайда белок молекулаларынын гидролиз процесси жөн гана керектүү аминокислоталарды алуу үчүн колдонулат.

Организмдеги белоктордун функциялары

Белоктордун, углеводдордун, майлардын ар кандай түрлөрү ар кандай клетканын нормалдуу иштеши үчүн маанилүү компоненттер болуп саналат. Ал эми бул бүтүндөй организмди билдирет. Демек, алардын ролу көбүнчө тирүү жандыктардын ичиндеги жогорку мааниге жана бардык жерде болушуна байланыштуу. Полипептиддик молекулалардын бир нече негизги функцияларын айырмалоого болот.

1. Катализатор. Белок түзүлүшүнө ээ болгон ферменттер тарабынан ишке ашырылат. Алар тууралуу кийинчерээк сүйлөшөбүз.
2. Структуралык. Белоктордун түрлөрү жана алардынорганизмдеги функциялар биринчи кезекте клетканын түзүлүшүнө, анын формасына таасир этет. Мындан тышкары, бул кызматты аткарган полипептиддер чачты, тырмакты, моллюскалардын кабыктарын жана канаттуулардын жүнүн түзөт. Алар ошондой эле клетканын денесиндеги белгилүү бир арматура. Кемирчектер да белоктордун ушул түрлөрүнөн турат. Мисалдар: тубулин, кератин, актин жана башкалар.
3. Жөнгө салуу. Бул функция полипептиддердин: транскрипция, трансляция, клетка цикли, сплайсинг, мРНКны окуу жана башка процесстерге катышуусунда көрүнөт. Алардын баарында алар жол кыймылын көзөмөлдөөчү катары маанилүү роль ойношот.
4. Сигнал. Бул функцияны клетка кабыкчасында жайгашкан белоктор аткарат. Алар бир бөлүмдөн экинчисине ар кандай сигналдарды өткөрүп беришет жана бул кыртыштар ортосундагы байланышка алып келет. Мисалдар: цитокиндер, инсулин, өсүү факторлору жана башкалар.
5. Транспорт. Белоктордун кээ бир түрлөрү жана алар аткарган функциялары өтө маанилүү. Бул, мисалы, гемоглобин белок менен болот. Ал кандагы кычкылтекти клеткадан клеткага ташыйт. Адам үчүн ал алмаштыргыс.
6. Запастык же камдык көчүрмө. Мындай полипептиддер кошумча тамактануунун жана энергиянын булагы катары өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын жумурткаларында топтолот. Мисал глобулиндер.
7. Мотив. Өзгөчө эң жөнөкөй организмдер жана бактериялар үчүн өтө маанилүү функция. Анткени, алар желекчелердин же кирпиктердин жардамы менен гана кыймылдай алышат. Жана бул органеллдер табияты боюнча белоктордон башка эч нерсе эмес. Мындай полипептиддердин мисалдары: миозин, актин, кинезин жана башкалар.

Адамдын денесиндеги белоктордун функциялары жана башка экендиги айдан ачыктирүү жандыктар абдан көп жана маанилүү. Бул дагы бир жолу биздин планетада биз карап жаткан кошулмаларсыз жашоо мүмкүн эмес экенин тастыктайт.

Белоктордун коргоочу функциясы

Полипептиддер ар кандай таасирлерден коргой алат: химиялык, физикалык, биологиялык. Мисалы, организмге бөтөн табияттагы вирус же бактерия түрүндө коркунуч келип калса, анда иммуноглобулиндер (антителолор) алар менен согушуп, коргоочу ролду аткарышат.

Эгер физикалык эффекттер жөнүндө айта турган болсок, анда кандын уюшуна катышкан фибрин менен фибриноген бул жерде чоң роль ойнойт.

Тамак белоктору

Диеталык белоктун түрлөрү төмөнкүдөй:

• толук - организм үчүн зарыл болгон бардык аминокислоталарды камтыгандар;
• толук эмес - толук эмес аминокислота курамы барлар.

Бирок экөө тең адамдын организми үчүн маанилүү. Айрыкча биринчи топ. Ар бир адам, өзгөчө интенсивдүү өнүгүү (балалык жана өспүрүм курак) жана жыныстык жетилүү мезгилдеринде, өзүндөгү протеиндердин туруктуу деңгээлин кармап турууга тийиш. Анткени, биз бул укмуштуудай молекулалар аткара турган кызматтарды карап чыктык жана бизде полипептиддердин катышуусусуз иш жүзүндө бир дагы процесс, бир дагы биохимиялык реакция жасай албасын билебиз.

Ошондуктан күн сайын төмөнкү азыктарда камтылган протеинди күн сайын керектөө керек:

• жумуртка;
• сүт;
• быштак;
• эт жана балык;
• фасоль;
• соя;
• фасоль;
• жержаңгак;
• буудай;
• сулу;
• жасмык жана башкалар.

Эгерде сиз суткасына кг салмакка 0,6 г полипептидди колдонсоңуз, анда адам эч качан бул кошулмалардан жетишпей калат. Эгерде узак убакыт бою организм керектүү белокторду албаса, анда аминокислота ачарчылык деп аталган оору пайда болот. Бул зат алмашуунун оор бузулушуна жана натыйжада башка көптөгөн ооруларга алып келет.

Капастагы белоктор

Бардык жандыктардын эң кичинекей структуралык бирдигинин – клеткалардын ичинде да белоктор бар. Болгондо да, жогоруда айтылган функциялардын дээрлик бардыгын ошол жерде аткарышат. Биринчиден, микротүтүкчөлөрдөн, микрофиламенттерден турган клетканын цитоскелети түзүлөт. Ал форманы сактап калуу үчүн, ошондой эле органеллдердин ортосундагы ички ташуу үчүн кызмат кылат. Ар кандай иондор жана бирикмелер белок молекулалары боюнча, мисалы, каналдар же рельстер боюнча жылат.

Мембранага чөмүлгөн жана анын бетинде жайгашкан белоктордун ролу да маанилүү. Бул жерде алар кабылдагыч жана сигнал функцияларын аткарышат, мембрананын курулушуна катышышат. Алар күзөттө турушат, демек алар коргоочу ролду ойношот. Бул топко клеткадагы белоктордун кандай түрлөрүн кошууга болот? Мисалдар көп, бул жерде бир нече.

1. Актин жана миозин.
2. Эластин.
3. Кератин.
4. Коллаген.
5. Тубулин.
6. Гемоглобин.
7. Инсулин.
8. Транскобаламин.
9. Трансферрин.
10. Альбумин.

Бир нече жүздөр барар бир клетканын ичинде тынымсыз кыймылдап турган протеиндердин ар кандай түрлөрү.

Организмдеги белоктордун түрлөрү

Алар, албетте, ар түрдүү. Эгер сиз кандайдыр бир жол менен бардык протеиндерди топторго бөлүүгө аракет кылсаңыз, ушул классификацияга окшош нерсени аласыз.

1. Глобулярдык белоктор. Булар үчүнчү даражадагы түзүлүш, башкача айтканда, жыш жыш толгон глобула менен чагылдырылгандар. Мындай түзүлүштөрдүн мисалдары: иммуноглобулиндер, ферменттердин олуттуу үлүшү, көптөгөн гормондор.
2. Фибриллярдык белоктор. Алар туура мейкиндик симметриясы менен катуу иреттелген жиптер. Бул топко биринчилик жана экинчилик түзүлүштөгү белоктор кирет. Мисалы, кератин, коллаген, тропомиозин, фибриноген.

Жалпысынан организмдеги белокторду классификациялоо үчүн көптөгөн өзгөчөлүктөр негиз катары алынышы мүмкүн. Азырынча эч ким жок.

Ферменттер

Бардык жүрүп жаткан биохимиялык процесстерди кыйла тездетүүчү протеиндик жаратылыштын биологиялык катализаторлору. Бул кошулмаларсыз кадимки метаболизм жөн эле мүмкүн эмес. Бардык синтез жана ажыроо процесстери, молекулаларды чогултуу жана алардын копияланышы, трансляция жана транскрипция жана башка процесстер ферменттин белгилүү бир түрүнүн таасири астында ишке ашат. Бул молекулалардын мисалдары:

• оксидоредуктаза;
• трансфералар;
• каталаза;
• гидролаза;
• isomerase;
• lyases жана башкалар.

Бүгүнкү күндө ферменттер күнүмдүк жашоодо колдонулат. Ошентип, кир жуугуч өндүрүштөПорошок көбүнчө энзим деп аталгандарды колдонушат - бул биологиялык катализаторлор. Алар белгиленген температуралык режимди сактоо менен жуунуунун сапатын жакшыртышат. Кир бөлүкчөлөрүнө оңой байланып, аларды кездемелердин бетинен жок кылат.

Бирок, протеиндик табиятынан улам ферменттер өтө ысык сууга же щелочтуу же кычкыл дарылардын жакындыгына чыдабайт. Чынында эле, бул учурда денатурация процесси болот.