Белоктар татаал түзүлүштөгү биологиялык полимерлер. Алар жогорку молекулярдык салмакка ээ жана аминокислоталардан, витаминдер, липиддер жана углеводдор кошулмаларынан турган протездик топтордон турат. Курамында углеводдор, витаминдер, металлдар же липиддер бар белоктор комплекстүү деп аталат. Жөнөкөй белоктор пептиддик байланыштар менен байланышкан аминокислоталардан гана турат.
Пептиддер
Зат кандай түзүлүшкө ээ болбосун, белоктордун мономерлери аминокислоталар болуп саналат. Алар негизги полипептиддик чынжырды түзүп, андан белоктун фибриллярдык же глобулярдык структурасы пайда болот. Ошол эле учурда белок тирүү ткандарда гана синтезделет - өсүмдүк, бактерия, козу карын, жаныбар жана башка клеткаларда.
Белок мономерлерин бириктире албаган жалгыз организмдер бул вирустар жана жөнөкөйлөр. Калгандарынын баары структуралык белокторду түзүүгө жөндөмдүү. Бирок протеин мономерлери кандай заттар жана алар кантип пайда болот? Бул тууралуу жана белок биосинтези, полипептиддер жана белоктун комплекстүү түзүлүшүнүн пайда болушу, аминокислоталар жана алардын касиеттери жөнүндө окуңуз.төмөндө.
Белок молекуласынын жападан жалгыз мономери – бул ар кандай альфа-аминокислота. Белок - бул полипептид, аминокислоталар чынжырчасы. Анын пайда болушуна катышкан аминокислоталардын санына жараша дипептиддер (2 калдык), трипептиддер (3), олигопептиддер (2-10 аминокислотадан турат) жана полипептиддер (көп аминокислоталар) бөлүнөт.
Белоктун структурасын карап чыгуу
Белоктун түзүлүшү биринчилик, бир аз татаалыраак - экинчилик, андан да татаал - үчүнчү жана эң татаал - төртүнчүлүк болушу мүмкүн.
Негизги түзүлүшү протеин мономерлери (аминокислоталар) пептиддик байланыш (CO-NH) аркылуу туташкан жөнөкөй чынжыр. Экинчи структура альфа спираль же бета бүктөмдөр болуп саналат. Үчүнчүлүк - коваленттик, иондук жана суутек байланыштарынын, ошондой эле гидрофобдук өз ара аракеттешүүлөрдүн натыйжасында экинчиликтен пайда болгон дагы татаал үч өлчөмдүү белок структурасы.
Төртүнчүлүк түзүлүш эң татаал жана клетка мембраналарында жайгашкан рецептордук белокторго мүнөздүү. Бул углевод, липид же витамин топтору менен толукталган үчүнчү даражалуу түзүлүшкө ээ бир нече молекулалардын айкалышынын натыйжасында пайда болгон супрамолекулярдык (домендик) структура. Мында биринчилик, экинчилик жана үчүнчү даражадагы структуралардагыдай эле белоктордун мономерлери альфа-аминокислота болуп саналат. Алар ошондой эле пептиддик байланыштар менен байланышкан. Бир гана айырмасы түзүмдүн татаалдыгында.
Амин кислоталары
Жалгыз мономерлербелок молекулалары альфа аминокислоталар болуп саналат. Алардын 20сы гана бар, алар дээрлик жашоонун негизин түзөт. Пептиддик байланыштын пайда болушу урматында белок синтези мүмкүн болду. Ал эми белок өзү андан кийин структура түзүүчү, рецептордук, ферменттик, транспорттук, ортомчу жана башка кызматтарды аткара баштаган. Мунун аркасында тирүү организм иштеп, көбөйө алат.
Альфа аминокислотасынын өзү альфа көмүртек атомуна туташтырылган аминотобу бар органикалык карбон кислотасы. Акыркысы карбоксил тобунун жанында жайгашкан. Бул учурда белок мономерлери органикалык заттар катары каралат, аларда терминалдык көмүртек атому аминди да, карбоксил тобун да алып жүрөт.
Пептиддер менен белоктордогу аминокислоталардын байланышы
Амин кислоталары пептиддик байланыш аркылуу димерлерге, тримерлерге жана полимерлерге байланышкан. Ал бир альфа-аминокислотасынын карбоксил жеринен гидроксил (-ОН) тобунун жана башка альфа-аминокислотасынын амин тобунан суутектин (-Н) ажырашынан пайда болот. Өз ара аракеттенүүнүн натыйжасында суу бөлүнүп, карбоксилдин аягында карбоксил калдыгынын көмүртекинин жанында эркин электрону бар C=O жери калат. Башка кислотанын амин тобунда азот атомунда эркин радикалы бар калдык (NH) бар. Бул байланыш (CONH) түзүү үчүн эки радикалды бириктирүүгө мүмкүндүк берет. Ал пептид деп аталат.
Альфа аминокислота варианттары
23 альфа-аминокислота белгилүү. Аларкатары тизмеленген: глицин, валин, аланин, изолецин, лейцин, глутамат, аспартат, орнитин, треонин, серин, лизин, цистин, цистеин, фенилаланин, метионин, тирозин, пролин, триптофан, гидроксипролин, аргинин, гпаратин, г. Бул аминокислоталар адамдын организми тарабынан синтезделишине жараша, маанилүү эмес жана маанилүү эмес болуп экиге бөлүнөт.
Маанилүү эмес жана маанилүү аминокислоталар түшүнүгү
Алмаштыра турган заттарды адамдын организми синтездей алат, ал эми эң керектүү азыктар тамактан гана алынышы керек. Ошол эле учурда белок биосинтези үчүн маанилүү жана маанилүү эмес кислоталар да чоң мааниге ээ, анткени аларсыз синтез бүтпөйт. Бир аминокислота болбосо, башкалардын баары бар болсо да, клетка өз функцияларын аткарышы үчүн керектүү белокту так куруу мүмкүн эмес.
Биосинтездин кайсы бир стадиясында бир ката - жана протеин мындан ары ылайыктуу эмес, анткени ал электрондук тыгыздыктын жана атом аралык өз ара аракеттенүүнүн бузулушунан улам керектүү структурага чогула албайт. Ошондуктан, адам (жана башка организмдер) үчүн маанилүү аминокислоталарды камтыган белок тамактарды керектөө маанилүү. Алардын тамак-ашта жоктугу бир катар белок алмашуунун бузулушуна алып келет.
Пептиддик байланышты түзүү процесси
Белоктун жалгыз мономерлери альфа-аминокислота болуп саналат. Алар акырындык менен полипептиддик чынжырга биригет, анын түзүлүшү ДНКнын (же бактерия биосинтези каралса, РНКнын) генетикалык кодунда алдын ала сакталат. Белок аминокислота калдыктарынын катуу ырааттуулугу. Бул белгилүү бир иреттелген чынжырклеткада алдын ала программаланган функцияны аткарган структура.
Белок биосинтезинин кадам ырааттуулугу
Белоктун пайда болуу процесси бир чынжырдан турат: ДНКнын (же РНКнын) бөлүгүнүн репликациясы, РНКнын маалымат тибинин синтези, анын ядродон клетканын цитоплазмасына чыгышы, рибосома менен байланышы жана трансфер РНК менен камсыз болгон аминокислота калдыктарынын акырындык менен кошулушу. Протеин мономери болгон зат гидроксил тобун жана суутек протонун жок кылуунун ферменттик реакциясына катышып, андан кийин өсүп жаткан полипептиддик чынжырга кошулат.
Ошентип, полипептиддик чынжыр алынат, ал клеткалык эндоплазмалык ретикулумда мурунтан эле белгилүү бир структурага тизилип, керек болсо углевод же липид калдыктары менен толукталат. Бул белоктун "жетилиши" процесси деп аталат, андан кийин ал клеткалык транспорттук система тарабынан көздөгөн жерине жөнөтүлөт.
Синтезделген белоктордун функциялары
Протеин мономерлери – алардын негизги түзүлүшүн куруу үчүн зарыл болгон аминокислоталар. Кээде ферменттердин жана башка заттардын катышуусун талап кылат, бирок экинчилик, үчүнчү жана төртүнчүлүк түзүлүш өзүнөн өзү пайда болгон. Бирок, алар белоктордун өз функцияларын аткаруусу үчүн өтө маанилүү болгону менен, мындан ары маанилүү эмес.
Белок мономери болгон аминокислота углеводдор, металлдар же витаминдер үчүн тиркеме жерлерге ээ болушу мүмкүн. Үчүнчү же төртүнчү түзүлүштүн түзүлүшү киргизүү топтору үчүн дагы көп жерлерди табууга мүмкүндүк берет. Бул сизден түзүүгө мүмкүндүк беретферменттин, рецептордун ролун аткарган белоктун туундусу, клетканын ичине же андан тышкары заттарды алып жүрүүчүсү, иммуноглобулин, мембрананын же клетка органеллинин структуралык компоненти, булчуң протеини.
Аминокислоталардан пайда болгон белоктор жашоонун жалгыз негизи. Ал эми бүгүнкү күндө жашоо аминокислота пайда болгондон кийин жана анын полимеризациясынын натыйжасында пайда болгон деп эсептелет. Анткени, бул жашоонун, анын ичинде акылдуу жашоонун башталышы белоктордун молекулалар аралык өз ара аракети. Калган бардык биохимиялык процесстер, анын ичинде энергетикалык процесстер белок биосинтезинин ишке ашырылышы жана натыйжада жашоонун андан ары уланышы үчүн зарыл.
