Белоктар органикалык заттар. Бул макромолекулярдык бирикмелер белгилүү бир курамы менен мүнөздөлөт жана гидролизден кийин аминокислоталарга ажырайт. Белок молекулалары ар кандай формада болот, алардын көбү бир нече полипептиддик чынжырлардан турат. Белоктун түзүлүшү жөнүндөгү маалымат ДНКда коддолгон жана протеин синтези процесси трансляция деп аталат.
Белоктордун химиялык курамы
Орточо белоктун курамында:
- 52% көмүртек;
- 7% суутек;
- 12% азот;
- 21% кычкылтек;
- 3% күкүрт.
Белок молекулалары полимерлер. Алардын түзүлүшүн түшүнүү үчүн алардын мономерлери, аминокислоталары эмне экенин билүү зарыл.
Амин кислоталары
Алар адатта эки категорияга бөлүнөт: дайыма пайда болгон жана анда-санда пайда болгон. Биринчисине 18 протеин мономери жана дагы 2 амид кирет: аспарагин жана глутамин кислотасы. Кээде үч гана кислота болот.
Бул кислоталарды ар кандай жолдор менен классификациялоого болот: каптал чынжырлардын табияты же радикалдарынын заряды боюнча, аларды CN жана COOH топторунун саны боюнча да бөлүүгө болот.
Белоктун негизги түзүлүшү
Белок чынжырындагы аминокислоталардын ырааттуулугу аныктайтанын кийинки уюштуруу деңгээли, касиеттери жана функциялары. Мономерлердин ортосундагы байланыштын негизги түрү пептид болуп саналат. Ал бир аминокислотадан суутекти жана экинчисинен OH тобун бөлүү аркылуу пайда болот.
Белок молекуласынын түзүлүшүнүн биринчи деңгээли – бул андагы аминокислоталардын тизмеги, жөн эле протеин молекулаларынын түзүлүшүн аныктоочу чынжыр. Ал үзгүлтүксүз түзүлүшкө ээ «скелеттен» турат. Бул кайталануучу ырааттуулук -NH-CH-CO-. Өзүнчө каптал чынжырлар аминокислота радикалдары (R) менен берилген, алардын касиеттери белоктордун структурасынын курамын аныктайт.
Белок молекулаларынын структурасы бирдей болгон күндө да, алардын мономерлеринин чынжырда башка ырааттуулукка ээ болгондугу менен гана касиеттери боюнча айырмаланышы мүмкүн. Белоктогу аминокислоталардын тизилиши гендер тарабынан аныкталат жана белокко белгилүү биологиялык функцияларды аткарат. Бир эле функцияга жооп берген молекулалардагы мономерлердин ырааттуулугу ар башка түрлөрдө көп учурда жакын болот. Мындай молекулалар - уюштуруу жагынан бирдей же окшош жана ар кандай типтеги организмдерде бирдей функцияларды аткарган - гомологдук белоктор. Келечектеги молекулалардын түзүлүшү, касиеттери жана функциялары аминокислота чынжырынын синтези стадиясында белгиленген.
Айрым жалпы функциялар
Белоктордун структурасы узак убакыт бою изилденип келген жана алардын биринчи структурасын талдоо кээ бир жалпылоолорду жасоого мумкундук берди. Көпчүлүк белоктор бардык жыйырма аминокислоталардын болушу менен мүнөздөлөт, алардын ичинен өзгөчө көп глицин, аланин, аспарагин кислотасы, глутамин жана азыраак триптофан, аргинин, метионин,гистидин. Бир гана өзгөчөлүктөр белоктордун белгилүү бир топтору, мисалы, гистондор. Алар ДНКны таңгактоо үчүн зарыл жана көп гистидинди камтыйт.
Экинчи жалпылоо: глобулярдык белоктордо аминокислоталардын кезектешүүсүнүн жалпы закон ченемдүүлүктөрү жок. Бирок биологиялык активдүүлүгү боюнча алыс болгон полипептиддерде да молекулалардын кичинекей бирдей фрагменттери бар.
Экинчи структура
Полипептиддик чынжырды уюштуруунун экинчи деңгээли анын суутек байланыштары менен бекемделген мейкиндикте жайгашуусу. α-спиралды жана β-бүктөмдү бөлүңүз. Чынжырдын бир бөлүгү тартиптүү түзүлүшкө ээ эмес, мындай зоналар аморфтук деп аталат.
Бардык табигый протеиндердин альфа спиралы оң колдуу. Спиральдагы аминокислоталардын каптал радикалдары дайыма сыртты карап, анын огунун карама-каршы тарабында жайгашкан. Эгерде алар полярдуу эмес болсо, алар спиралдын бир тарабында топтолуп, натыйжада ар кандай спиралдык бөлүмдөрдүн конвергенциясы үчүн шарттарды түзгөн догалар пайда болот.
Бета-бүктөмдөр - өтө узун спиралдар - белок молекуласында жанаша жайгашып, параллелдүү жана параллель эмес β-бүрөмдүү катмарларды түзөт.
Үчүнчү белоктун түзүлүшү
Белок молекуласынын үчүнчү уюшкандык деңгээли – бул спиральдардын, бүктөлмөлөрдүн жана аморфтук бөлүмдөрдүн компакттуу түзүлүшкө бүктөлүшү. Бул мономерлердин каптал радикалдарынын бири-бири менен өз ара аракеттенүүсү менен шартталган. Мындай байланыштар бир нече түргө бөлүнөт:
- сутек байланыштары полярдык радикалдардын ортосунда пайда болот;
- гидрофобдук– полярдуу эмес R-топторунун ортосунда;
- электростатикалык тартылуу күчтөрү (иондук байланыштар) – заряддары карама-каршы болгон топтордун ортосундагы;
- цистеиндин радикалдарынын ортосундагы дисульфиддик көпүрөлөр.
Байланыштын акыркы түрү (–S=S-) коваленттик өз ара аракеттенүү. Дисульфиддик көпүрөлөр белокторду бекемдейт, алардын түзүлүшү бышык болуп калат. Бирок мындай байланыштар талап кылынбайт. Мисалы, полипептиддик чынжырда цистеин өтө аз болушу мүмкүн же анын радикалдары жакын жайгашкандыктан "көпүрө" түзө албайт.
Уюмдун төртүнчү деңгээли
Бардык белоктор төртүнчү түзүлүштү түзө бербейт. Төртүнчү деңгээлдеги белоктордун түзүлүшү полипептиддик чынжырлардын (протомерлердин) саны менен аныкталат. Алар дисульфиддик көпүрөлөрдү кошпогондо, уюштуруунун мурунку деңгээли сыяктуу эле байланыштар менен бири-бири менен байланышкан. Молекула бир нече протомерлерден турат, алардын ар бири өзүнүн өзгөчө (же окшош) үчүнчү даражалуу түзүлүшүнө ээ.
Уюмдун бардык деңгээлдери пайда болгон белоктор аткара турган функцияларды аныктайт. Уюштуруунун биринчи деңгээлиндеги белоктордун түзүлүшү алардын клеткадагы жана бүтүндөй организмдеги кийинки ролун абдан так аныктайт.
Белок функциялары
Клеткадагы белоктордун ролу канчалык маанилүү экенин элестетүү да кыйын. Жогоруда биз алардын түзүлүшүн карап чыктык. Белоктордун функциялары андан түздөн-түз көз каранды.
Курулуш (структуралык) функциясын аткарып, алар ар кандай тирүү клетканын цитоплазмасынын негизин түзөт. Бул полимерлер качан бардык клетка мембраналарынын негизги материалы болуп саналатлипиддер менен комплекстүү болот. Буга клетканын ар биринин өз реакциялары бар бөлүмдөргө бөлүнүшү да кирет. Чындыгында клеткалык процесстердин ар бир комплекси өзүнүн шарттарын талап кылат, өзгөчө чөйрөнүн рНы маанилүү ролду ойнойт. Протеиндер клетканы деп аталган бөлүктөргө бөлүүчү жука бөлүктөрдү түзүшөт. Ал эми кубулуштун өзү компартменттештирүү деп аталат.
Катализдик функция клетканын бардык реакцияларын жөнгө салуу болуп саналат. Бардык ферменттер жөнөкөй же татаал протеиндер.
Организмдердин ар кандай кыймыл-аракети (булчуңдардын иши, клеткадагы протоплазманын кыймылы, жөнөкөйлөрдөгү кирпиктердин бүлбүлдөөсү ж. б.) белоктор тарабынан ишке ашырылат. Белоктордун түзүлүшү алардын кыймылдашына, жипчелерди жана шакекчелерди түзүүгө мүмкүндүк берет.
Ташуу функциясы – бул көптөгөн заттар клетка мембранасы аркылуу атайын ташуучу белоктор аркылуу ташылат.
Бул полимерлердин гормоналдык ролу дароо айкын көрүнүп турат: бир катар гормондор түзүлүшү боюнча белоктор, мисалы, инсулин, окситоцин.
Запастык функция белоктордун кендерди пайда кыла ала тургандыгы менен аныкталат. Мисалы, жумуртканын вальгумини, сүт казеин, өсүмдүктүн урук белоктору – аларда көп сандагы азык сакталат.
Бардык тарамыштар, муун муундары, скелеттин сөөктөрү, туяктар белоктордон түзүлөт, бул бизди алардын кийинки функциясына - колдоочуга алып келет.
Белок молекулалары – кээ бир заттарды тандап таанууну жүзөгө ашыруучу рецепторлор. Бул ролдо гликопротеиндер жана лектиндер өзгөчө белгилүү.
Эң негизгисииммунитет факторлору - антителолор жана келип чыгышы боюнча комплемент системасы белоктор болуп саналат. Мисалы, кандын уюшу процесси фибриноген протеининин өзгөрүшүнө негизделген. Кызыл өңгөчтүн жана ашказандын ички дубалдары былжырлуу белоктордун – лициндердин коргоочу катмары менен капталган. Токсиндер да келип чыгышы боюнча белоктор болуп саналат. Жаныбарлардын денесин коргоочу теринин негизин коллаген түзөт. Бул белок функцияларынын баары коргоочу.
Жакшы, акыркы функция жөнгө салуучу. Геномдун ишин көзөмөлдөгөн белоктор бар. Башкача айтканда, алар транскрипцияны жана которууну жөнгө салат.
Белоктордун ролу канчалык маанилүү болбосун, белоктордун түзүлүшү илимпоздор тарабынан көптөн бери ачылып келген. Эми алар бул билимди колдонуунун жаңы жолдорун таап жатышат.
