Белоктар (полипептиддер, белоктор) пептиддик байланыш аркылуу байланышкан альфа-аминокислоталарды камтыган макромолекулярдык заттар. Тирүү организмдердеги белоктордун курамы генетикалык код менен аныкталат. Эреже катары, синтезде 20 стандарттуу аминокислоталардын топтому колдонулат.
Белок классификациясы
Белокторду бөлүү ар кандай критерийлер боюнча жүргүзүлөт:
- Молекуланын формасы.
- Композиция.
- Функциялар.
Акыркы критерий боюнча белоктор классификацияланат:
- Структуралык.
- Аш болумдуу жана запас.
- Транспорт.
- Подрядчылар.
Структуралык белоктор
Буларга эластин, коллаген, кератин, фиброин кирет. Структуралык полипептиддер клетка мембранасынын пайда болушуна катышат. Алар каналдарды түзүп же аларда башка функцияларды аткара алышат.
Азыктандыруучу, сактоочу белоктор
Азыктандыруучу полипептид бул казеин. Анын эсебинен өсүп жаткан организм кальций, фосфор жанааминокислоталар.
Резервдик белоктор - маданий өсүмдүктөрдүн уруктары, жумуртканын агы. Алар эмбриондордун өнүгүү стадиясында керектелишет. Адамдын денесинде жаныбарлардагыдай эле белоктор резервде сакталбайт. Аларды тамак-аш менен үзгүлтүксүз алуу керек, антпесе дистрофиянын өнүгүшү мүмкүн.
Ташуу полипептиддери
Гемоглобин мындай белоктордун классикалык мисалы болуп саналат. Канда гормондордун, липиддердин жана башка заттардын кыймылына катышкан башка полипептиддер да кездешет.
Клетка мембраналарында иондорду, аминокислоталарды, глюкозаны жана башка кошулмаларды клетка мембранасы аркылуу өткөрүү жөндөмдүүлүгү бар белоктор бар.
Жыйырма белоктор
Бул полипептиддердин функциялары булчуң жипчелеринин иши менен байланыштуу. Мындан тышкары, алар жөнөкөйлөрдөгү кирпиктердин жана флагеллалардын кыймылын камсыздайт. Жыйырылуучу белоктор клетканын ичиндеги органеллдерди ташуу милдетин аткарышат. Алардын болушунан улам уюлдук формалардын өзгөрүшү камсыз кылынат.
Жыйырылуучу белокторго миозин жана актин мисал боло алат. Бул полипептиддер булчуң жипчелеринин клеткаларында гана эмес деп айтууга болот. Жыйырылуучу белоктор дээрлик бардык жаныбарлардын кыртыштарында өз милдеттерин аткарышат.
Функциялар
Клеткаларда жеке полипептид, тропомиозин кездешет. жыйрылышы булчуң белок миозин анын полимери болуп саналат. Ал актин менен комплекс түзөт.
Жыйырма булчуң белоктору сууда эрибейт.
Полипептиддердин синтезинин ылдамдыгы
Ал калкан бези менен жөнгө салынатстероиддик гормондор. Клеткага кирип, алар белгилүү бир рецепторлор менен байланышат. Түзүлгөн комплекс клетканын ядросуна кирип, хроматин менен байланышат. Бул ген деңгээлинде полипептиддердин синтезинин ылдамдыгын жогорулатат.
Активдүү гендер белгилүү РНКнын жогорулаган синтезин камсыз кылат. Ал ядродон чыгып, рибосомаларга барып, жаңы структуралык же жыйрылуучу белоктордун, ферменттердин же гормондордун синтезин активдештирет. Бул гендердин анаболикалык эффекти.
Ошол эле учурда, клеткалардагы белок синтези өтө жай процесс. Бул жогорку энергетикалык чыгымдарды жана пластикалык материалдарды талап кылат. Демек, гормондор зат алмашууну тез башкара алышпайт. Алардын негизги милдети - организмдеги клеткалардын өсүшүн, дифференциациясын жана өнүгүүсүн жөнгө салуу.
Булчуңдардын жыйрылышы
Бул белоктордун жыйрылуу функциясынын эң сонун мисалы. Изилдөөнүн жүрүшүндө булчуңдардын жыйрылышынын негизи полипептиддин физикалык касиеттеринин өзгөрүшү экени аныкталган.
Жыйыруу функциясын аденозин-трифосфор кислотасы менен өз ара аракеттенген актомозин белок аткарат. Бул байланыш миофибрилдердин жыйрылышы менен коштолот. Мындай өз ара аракеттенүүнү денеден тышкары да байкоого болот.
Мисалы, сууга малынган (мацерацияланган) булчуң жипчелери дүүлүгүүсү жок, аденозинтрифосфат эритмеси менен таасирленсе, алардын тирүү булчуңдардын жыйрылышы сыяктуу кескин жыйрылышы башталат. Бул тажрыйбанын практикалык зор мааниси бар. Ал муну далилдейтбулчуңдардын жыйрылышы үчүн жыйрылуучу белоктордун энергияга бай зат менен химиялык реакциясы талап кылынат.
Витаминдин аракети
Бир жагынан, ал негизги клетка ичиндеги антиоксидант болуп саналат. Е витамини майларды жана башка оңой кычкылдануучу кошулмаларды кычкылдануудан коргойт. Ошол эле учурда ал электрон алып жүрүүчү ролду ойнойт жана бөлүнүп чыккан энергияны сактоо менен байланышкан редокс реакцияларына катышат.
Е витамининин жетишсиздиги булчуң тканынын атрофиясын пайда кылат: жыйрылуучу белок миозиндин курамы кескин азайып, анын ордун инерттүү полипептид болгон коллаген түзөт.
Миозиндин өзгөчөлүгү
Ал негизги жыйрылуучу белоктордун бири болуп эсептелет. Бул булчуң тканындагы полипептиддердин жалпы мазмунунун болжол менен 55% түзөт.
Миофибриллдердин жиптери (калың жиптери) миозинден турат. Молекулада эки спиралдуу түзүлүшкө ээ узун фибриллярдык бөлүк жана баштар (глобулярдуу структуралар) болот. Миозин 6 суббирдикти камтыйт: глобулярдык бөлүгүндө жайгашкан 2 оор жана 4 жеңил чынжыр.
Фибриллярдык аймактын негизги милдети - миозин жипчелеринин байламталарын же жоон протофибрилдерди түзүү жөндөмдүүлүгү.
Баштарында АТФазанын активдүү жери жана актинди байланыштыруучу борбор жайгашкан. Бул ATP гидролизин жана актин жиптери менен байланышын камсыздайт.
Сорттор
Актин менен миозиндин субтиптери:
- Желек жана кирпиктердин динейнипротозоа.
- Эритроцит мембранасындагы спектрин.
- Перисинаптикалык мембраналардын нейростениндери.
Концентрация градиентинде ар кандай заттардын кыймылына жооптуу бактериялык полипептиддерди актин менен миозиндин түрлөрүнө да кошууга болот. Бул процесс химотаксис деп да аталат.
Аденозин-трифосфор кислотасынын ролу
Эгер сиз актомиозин жиптерин кислота эритмесине салып, калий жана магний иондорун кошсоңуз, алардын кыскарганын көрүүгө болот. Бул учурда АТФтин бузулушу байкалат. Бул кубулуш аденозин-трифосфор кислотасынын ыдырашы жыйрылуучу белоктун физикалык-химиялык касиеттеринин өзгөрүшү менен, демек, булчуңдардын иштеши менен белгилүү бир байланышта экенин көрсөтүп турат. Бул кубулушту биринчи жолу Сент-Джорги жана Энгельхардт аныкташкан.
АТФтин синтези жана ажырашы химиялык энергияны механикалык энергияга айландыруу процессинде маанилүү. Аденозин-трифосфор жана креатин фосфор кислоталарынын дефосфорлануусундагыдай эле сүт кычкылынын түзүлүшү менен коштолгон гликогендин ыдырашында кычкылтектин катышуусу талап кылынбайт. Бул обочолонгон булчуңдун анаэробдук шарттарда иштөө жөндөмдүүлүгүн түшүндүрөт.
Сүт кислотасы жана аденозин-трифосфор жана креатинфосфор кислоталарынын ажырашында пайда болгон продуктулар анаэробдук чөйрөдө иштегенде чарчаган булчуң жипчелеринде чогулат. Натыйжада, заттардын запастары түгөнүп, бөлүү учурунда керектүү энергия бөлүнүп чыгат. Чарчаган булчуңду кычкылтек камтыган чөйрөгө жайгаштырса, ал болотаны керектөө. Сүт кислотасынын кээ бирлери кычкылдана баштайт. Натыйжада суу жана көмүр кычкыл газы пайда болот. Бөлүнгөн энергия креатин-фосфордук, аденозин-трифосфор кислоталарын жана ажыроо продуктыларынан гликогенди ресинтездөө үчүн колдонулат. Ушундан улам булчуң кайра иштөө жөндөмдүүлүгүнө ээ болот.
Скелет булчуңдары
Полипептиддердин индивидуалдуу касиеттерин алардын функцияларынын, б.а. татаал иш-аракеттерге кошкон салымынын мисалы менен гана түшүндүрүүгө болот. Белок менен органдын функциясынын ортосунда корреляция аныкталган бир нече структуралардын арасында скелет булчуңдары өзгөчө көңүл бурууга татыктуу.
Анын клеткасы нерв импульстары (мембранага багытталган сигналдар) менен активдешет. Молекулярдык жактан жыйрылуу актин, миозин жана Mg-ATP ортосундагы мезгил-мезгили менен өз ара аракеттенүү аркылуу кайчылаш көпүрөлөрдүн айлануусуна негизделген. Кальцийди байланыштырган белоктор жана Ca иондору эффекторлор менен нерв сигналдарынын ортосунда ортомчу болуп иштешет.
Медиация "күйгүзүү/өчүрүү" импульстарына жооп берүү ылдамдыгын чектейт жана өзүнөн-өзү жыйрылуунун алдын алат. Ошол эле учурда канаттуу курт-кумурскалардын маховик булчуң жипчелеринин кээ бир термелүүсү (тербелүүсү) иондор же ушул сыяктуу төмөнкү молекулалуу бирикмелер тарабынан эмес, түздөн-түз жыйрылуучу белоктор тарабынан башкарылат. Ушундан улам, өтө тез жыйрылышы мүмкүн, алар жандангандан кийин өз алдынча уланат.
Полипептиддердин суюк кристаллдык касиеттери
Булчуң жипчелерин кыскарткандапротофибрилдер түзгөн тордун мезгили өзгөрөт. Ичке жиптерден турган тор коюу элементтердин структурасына киргенде, тетрагоналдык симметрия алты бурчтууга алмашат. Бул кубулушту суюк кристаллдык системадагы полиморфтук өтүү деп кароого болот.
Механохимиялык процесстердин өзгөчөлүктөрү
Алар химиялык энергиянын механикалык энергияга айланышына чейин кайнашат. Митохондриялык клетка мембраналарынын ATP-аза активдүүлүгү скелет булчуңдарынын иозиндик системасынын актысына окшош. Жалпы өзгөчөлүктөр алардын механохимиялык касиеттеринде да белгиленет: алар АТФ таасири астында азаят.
Демек, митохондриялык мембраналарда жыйрылуучу протеин болушу керек. Жана ал чындап эле ошол жерде. Митохондриянын механикохимиясында жыйрылуучу полипептиддер катышары аныкталган. Бирок процесстерде фосфатидилинозитол (мембраналык липид) да маанилүү роль ойной турганы белгилүү болду.
Кошумча
Миозин белок молекуласы ар кандай булчуңдардын жыйрылышына гана салым кошпостон, клетка ичиндеги башка процесстерге да катыша алат. Бул, атап айтканда, органеллдердин кыймылы, актин жипчелеринин мембраналарга жабышы, цитоскелеттин пайда болушу жана иштеши ж. белок.
Актомиозин молекулалары АТФтен фосфор кислотасынын калдыктары бөлүнүп чыкканда бөлүнүп чыккан химиялык энергиянын таасири астында узундугун өзгөртө ала тургандыгы далилденген. Башкача айтканда, бул процессбулчуңдардын жыйрылышына себеп болот.
АТФ системасы ушундайча химиялык энергиянын бир түрү катары иштейт. Керек болсо, актомиозин аркылуу түз механикалыкка айланат. Ошол эле учурда башка элементтердин өз ара аракеттенүү процесстеринин – жылуулук энергиясына өтүү процесстерине мүнөздүү аралык баскычы жок.
