Қазақстан республикасы жоғары оқу орындарының Қауымдастығы с. Қ. Тұртабаев

35
Белоктың бірінші деңгейдегі құрылымы
.
 
Белок молекуласы-
ның бірінші деңгейдегі құрылымы полипептидтік тізбектегі амин 
қышқылдарының реттеліп орналасуы. Бірінші деңгейдегі құ-
рылымға тəн пептидтік байланыс ұзындығы 0,132 нм, бұл –С– 
N- байланысынан (0,149 нм) кіші, С = N қос байланысынан ұзын 
(0,127 нм) (3-сурет). Кейбір ғалымдар пептидтік байланысты 
ішінара қос байланыс, ішінара дара байланыс деген пікір айту-
да. Л. Полинг пен Р. Кори рентген құрылымдық анализ əдісімен 
пептидтік байланыс бұрышын анықтап, полипептидтік тізбек 
бір жазықтықта орналасқанын дəлелдеді. Дара байланыстардың 
бұралу бұрыштары торсионды болып келеді де, N-С
α
бұрышы φ, 
ал С-С
α
бұрышы – ψ деп белгіленеді. Əр амин қышқылының өзіне 
тəн бұралу бұрышы болады, бұл белоктардың екінші құрылымын 
сипаттайды. Пептидтік тізбектегі орынбасушы топтар пептидтік 
байланысқа цис- немесе транс- жағдайында ие болуы мүмкін 
жəне транс- жағдайдағы пептидтік байланыс мықтырақ келеді, 
бұл табиғи белоктарда (полипептидтерде) көп таралған, ал цис- 
пептидтік байланыстар сиректеу кездеседі жəне көбінесе оны 
пролин қалдықтары түзеді.
Соңғы жылдары белоктар биохимиясының дамуының арқа-
сында белоктардың бірінші құрылымы туралы мəліметтер жи-
нақталуда, қазіргі кезде 14-тен астам белоктардың бірінші құ-
рылымы белгілі болды.
Белок молекуласында бір немесе бірнеше тізбек болуы мүм-
кін, мысалы рибонуклеазада 1 тізбек, инсулинде – 2, гемоглобин-
де – 4, т.б.
Полипептидтік тізбектің екі соңы бар. Бос NH
2
-тобы бар 
соңын N - шеті деп, ал бос СООН тобы бар соңын С - шеті деп 
белгілейді. Əдетте тізбектің басын N шетінен бастайды. Ең 
бірінші өткен ғасырдың 50-ші жылдарында инсулин гормонының 
бірінші деңгейдегі құрылымын анықтаған ағылшын биохимигі 
Ф. Сенгер болды. Ол белокты 1-фтор-2,4-динитробензолмен 
(ДНФБ) өңдеген, бұл реагент белоктың бос NH
2
тобымен бай-
ланысып, сары түсті полипептидтік 2,4 - динитро-фенилді ту-
ындысын түзеді. Осы қосылысты қышқылмен өңдегенде оның 
құрамындағы барлық пептидтік байланыстар үзіледі, бірақ ДНФБ-
мен N-шеткі амин қышқылының арасындағы коваленттік байла-

36
ныс өзгеріссіз қалады. N-шеткі амин қышқылы ерітіндіде 2,4-ди-
нитрофенил туындысы түрінде болады, ал белок молекуласының 
құрамындағы басқа амин қышқылдары жеке-жеке бөлініп кетеді. 
ДНФБ мен байланысқан ең бастапқы N-шеткі амин қышқылын 
хроматографикалық əдісті пайдалана отырып, оңай анықтауға бо-
лады:
Белок молекуласының N–шетіндегі амин қышқылын анық-
тайтын тағы бір əдіс Эдман ұсынған фенилтиоционат əдісі. Бұл 
əдіс бойынша белокқа фенилтиоцианатпен (Эдман реактиві) əсер 
етеді.
C
6
H
5 
– N = C + H
2
N – CH– CO – HN – CH– CO – HN – – – COOH
║ │ │
S R
1
R
2
:
C
6
H
5 
– NH – C – HN – CH– CO – HN – CH – CO – HN – – – COOH 
║ │ : │
S R
1
R
2
Түзілген аралық қосылысқа сусыз хлорлы сутегімен əсер ет-
кенде, N шеткі амин қышқылы Эдман реактивімен байланысқан 
күйінде белоктың молекуласынан бөлініп сақиналанады да, фе-
нилтиотидантоин түзеді. Оның қандай амин қышқылы екенін 
хроматографиялық əдіс арқылы анықтауға болады. Бұл əдістің 
бір артықшылығы - қалған белок молекуласына осы əдісті қайта 
қолдана отырып, екінші, үшінші т.б. орында тұрған N шеткі амин 
қышқылдарын біртіндеп анықтауға болады. Міне, осы принципке 
сүйене отырып, белоктың немесе пептидтің құрамындағы амин 
қышқылдарының реттеліп орналасу тəртібін N шетінен бастап 
анықтайтын автоматты анализатор жасалынған. Осылардан басқа 
N шеткі амин қышқылын белокқа дансилхлорид реагентімен əсер 
ете отырып, анықтауға болады. Белок молекуласының бос кар-
боксил тобы бар С-шетіндегі амин қышқылын анықтайтын да 
бірнеше əдістер бар. Солардың ішінде жапон ғалымы С. Акоба-
ри ұсынған əдіс. Бұл жағдайда белок молекуласын гидразинмен 
өңдеп ыдыратады. Нəтижесінде пептидтік байланыстар үзіліп, 

37
бөлініп шыққан əрбір амин қышқылдары гидразинмен байланыса 
отырып, амин қышқылдарының гидразидін түзеді. Тек ең соңғы 
С-шеткі амин қышқылы бос күйінде бөлінеді. Оны жоғарыда 
айтылғандай хроматографиялық əдіспен анықтайды.
H
2
N–CH–CO–HN–CH–CO–HN– – – – CO–HN–CH–COOH + 2NH
2
–NH
2
│ │ │
R
1
R
2
R
x
гидразин
(H
2
N–CH–CONHNH
2
)
n-1
+ R
x
CH–COOH
│ │
R NH
2
амин қышқылдарының гидразиді бос аминқышқылдары
С-соңғы амин қышқылын карбоксипептидаза ферментімен 
əсер етіп бөліп алуға да болады. Бұл фермент белок құрамында-
ғы пептидтік байланысты тек бос СООН - тобы бар жағынан 
үзеді. Полипепидтен бөлінген С-шеткі амин қышқылын хро-
могографиялық əдісті қолдана отырып, анықтауға болады. 
Белоктағы амин қышқылдарының орналасу тəртібін (бірінші 
деңгейдегі құрылымын) толық анықтау үшін алдымен ұзын 
полипептидтік тізбекті - белок молекуласын кішірек фрагмент-
терге бөлшектейді. Ол үшін белокты əртүрлі ферменттердің 
əсерімен немесе химиялық əдіспен қысқа пептидтерге ыдыра-
тады да, солардағы амин қышқылдарының орналасу тəртібін 
жоғарыда келтірілген əдістерді қолдана отырып анықтайды.

жүктеу/скачать 1,75 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: