Дайындаған: Абдиев Санжар Группа: 113 жм қабылдаған
жүктеу/скачать 48,83 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Дайындаған
|
«Астана медициналық университеті» КеАҚ «Молекулалық биология және медициналық генетика» кафедрасы БӨЖ Тақырыбы: Нәруыздың кеңістіктегі құрылымы мен фолдингі Дайындаған: Абдиев Санжар Группа: 113 ЖМ Қабылдаған: Төлепбергенова Салтанат Астана қ. 2023 Жоспар:
Негізгі бөлім.......................................................................................................... Нәруыздың құрылысы Нәруыздың қызметтері Нәрыздың кеңістіктегі құрылымы Нәруыздардың химиялық қасиеттері Нәруыз фолдингі Қорытынды............................................................................................................ Пайданылған әдебиеттер...................................................................................... Кіріспе
Нәруыздардың құрамы мен құрылысы өте күрделі. Молекулалық массалары жүздеген мыңнан миллионға дейін жетеді. Олардың құрылымы бұзылса, денатурацияға ұшырап, организмдегі қызметін атқара алмайды. Одоардо Беккори (1843-1920) белоктар туралы алғашқы мәліметтер 18 ғасырдан белгілі. 1745 ж. италиялық ғалым Беккори бидай ұнынан желімтіктелген ақуызды бөліп алған. Нәруыз молекуласын тұңғыш рет 1736 жылы Я. Беккори зерттеді. Ол бидай ұнынан желімтіктелген нәруыз алған болатын, бірақ оның құрамы тек жүз жылдан кейін басқа ғалымдардың жүргізген тәжірибелерінің нәтижесінде анықталды. 1888 жылы орыс биохимигі А.Я.Данилевский өз тәжірибелеріне сүйеніп, нәруыз молекуласындағы амин қышқылдары қалдықтарының арасында пептидтік байланыстың болатындығы туралы болжам айтты 1820 жылы француз ғалымы А.Броконно нәруызды ыдырату арқылы глицинді алды. Ең соңғы 20-шы амин қышқылы треонин 1935 жылы фибрин нәруызынан алынған. Сонымен 20 амин қышқылын ашуға 130 жылдай уақыт кеткен. Нәруыз молекуласын зерттеу әдістері.Нәруыз молекуласын химиялық, физикалық және рентген- құрылымдық әдіспен зерттеу. XX ғасырдың басында нәруыз молекула –сын зерттеуде неміс ғалымы Э.Фишер үлкен жетістікке жетті. Белгілі пепсин және трипсин ферменттерінің нәруызды пептондарға ыдырата алмайтынын, ал қышқылмен қосып қыздырғанда –жеке аминқышқылдарына ыдырайтындығын химиялық жолмен зерттеп, терең талдап берді. Негізгі бөлім 1.1 Нәруыздың құрылысы Нәруыздың құрамында жиырма түрлі аминқышқылдар болады. Әртүрлі ақуыздардың аминқышқылы құрамы жағынан да, олардың тізбектегі орналасу тәртібі жағынан да бір-бірінен айырмашылығы зор. Табиғатта ақуыз түрлерінің көп болуы да осыған байланысты. Мысалы, үш аминқышқылының қосылуынан алты түрлі, төрт аминқышқылдан жиырма төрт түрлі ақуыз изомерлері пайда болады. Ақуыз молекуласы амин қышқылдарының өзара моншақтай тізіле байланысқан полипептидтік тізбегінен құралады. Ақуыз молекуласының сыртқы пішіні екі түрлі болады. Глобулярлы нәруыздар - полипептид тізбектері сфера немесе эллипс тәрізді тығыздалып бүктелген, молекулалық құрылымы шағын органикалық заттар. Молекуласының сырт жағында амин қышқылдарының полярлы топтары және зарядталған атомдары жинақталғандықтан, глобулярлы нәруыздардың көпшілігі суда және полярлы ерітінділерде жақсы ериді. Табиғаттағы барлық ферменттер, антиденелер, кейбір гормондар жəне өсімдіктер мен жануарлардағы қоректік нәруыздар (альбуминдер, глобулиндер, протаминдер гистондар, проламиндер, глутелиндер) глобулярлы нәруыз болып табылады. Фибриллярлық ақуыздар нәруыз молекулаларының пішіні бойынша ерекшеленетін нәруыздардың үш негізгі түрінің бірі болып табылады (глобулярлық және мембраналық ақуыздармен бірге). Олар организмдерде қатты немесе пластикалық күйде болады, негізінен құрылымдық қызмет атқарады, мүшелерді механикалық беріктікпен қамтамасыз етеді, сыртқы орта әсерінен қорғайды, сонымен қатар жасушалар мен мембраналар ішінде соңғыларының өткізгіштігіне әсер ететін тірек торлы құрылымдарды құрайды. ұзартылған жіп тәрізді құрылым, онда молекуланың ұзын осінің қысқаға қатынасы (ассиметрия дәрежесі) 80-ден 150-ге дейін ауытқиды. Фибриллярлық нәруыздардың көпшілігі суда ерімейді, үлкен молекулалық массаға және өте дұрыс кеңістіктік құрылымға ие , ол негізінен әртүрлі полипептидтер, тізбектер арасындағы өзара әрекеттесу (соның ішінде ковалентті) арқылы тұрақталады. Фибриллярлық нәруыздың бастапқы және қайталама құрылымы да әдетте қалыпты Көптеген фибриллярлық нәруыздардың полипептидтік тізбектері бір ось бойынша бір-біріне параллель болып, ұзын талшықтар (фибрилдер) немесе қабаттар құрайды Нәруыздардың жіктелуі •Молекулаларының пішіні бойынша –глобулярлы және фибриллярлы •Молекулалық массасы бойынша-төменмолекулалық, жоғарымолекулалық •Химиялық құрамы бойынша –нәруыз емес бөлігінің болуы немесе болмауы •Атқаратын қызметі бойынша-транспорттық ,қорғаныштық және тағыда басқалары •Жасушада орналасуы бойынша –ядролық, цитоплазмалық, лизосомалық және тағыда басқалары 1.2 Нәруыздардың қызметтері •Нәруыздардың құрылымдық қызметі - барлық дерлік жасуша органеллаларының түзілуіне қатысады, олардың құрылымын (пішінін) анықтайды; жасушалар мен көптеген органеллаларға пішін беретін және бірқатар ұлпалардың механикалық пішінін қамтамасыз ететін цитоскелет құрайды;тіндердің құрылымын және жануарлар денесінің пішінін негізінен анықтайтын жасушааралық заттың бөлігі болыптабылады. •Өршіткі қызметін атқаратын нәруыздар Өршіткі қызметін атқаратын нәруыздар организмдегі химиялық реакцияларды жүзеге асырады. Ферменттің катализдік белсенділігі өте жоғары болады. Олар реакцияның жүруін ондаған, жүздеген мың есе тездетеді. Мысалы, қарын сөлінен бөлінетін пепсин ферменті нәруыздарды протеидтерге дейін гидролиздейді. •Нәруыздардың келесі маңызды қызметі – тасымалдау. Нәруыздардың бұл тобы әртүрлі маңызды заттарды жасуша ішінде және бүкіл организм бойынша бір жерден екінші жерге тасымалдау қызметін жүзеге асырады.Мысалы, қан нәруызы гемоглобин оттекті қосып алып, оны дененің бүкіл ұлпалары мен мүшелеріне таратады. Ал Альбумин жасушаның энергетикалық шикізаты- май қышқылын тасымалдайды. •Қозғалыс қызметін атқаратын нәруыздар Бұлшықеттің маңызды нәруыздары – актин және миозин. Нәруыздардың бұл тобы жасуша мен организмдегі түрлі қозғалыс процестерін жүзеге асырады. Мысалы, хромосоманың, талшықтардың қозғалуы. •Нәруыздардың жабынды тіректік және құрылыстық қызметі Бұл топқа көптеген нәруыздар жатады.Мысалға, тасбақа сауыты, құс тұмсығы, тырнақ, шаш, тері, ішек пен қантамырларлың қабырғасы осы нәруыздардан құралған. Құрылымдық нәруыздар – микрофибрилдер де осы топқа жатады. •Қорғаныштық қызмет атқаратын нәруыздар Қорғаныштық қызмет атқаратын нәруыздарға, мысалы, денеге түскен бөгде заттарды зарарсыздандыратын антиденелер- Иммуноглобулиндер жатады. Фибриноген нәруызы қан ұюына қатысады. Бұл жарақаттанғанда қан кетуден сақтайды. •Қабылдағыш қызмет атқаратын нәруыздар Қабылдағыш қызмет атқаратын нәруыздар әртүрлі сигналдарды қабылдап, оларды өңдеуде үлкен рөл атқарады. Мысалы, родопсин нәруызы жарық сигналдарын қабылдап алып таратады. Тілде болатын әртүрлі қабылдағыштар заттардың дәмін анықтайды. •Коректік заттармен қамтамасыз ететін нәруыздар Организмді коректік заттармен қамтамасыз ететін нәруыздар, мысалы, сүт нәруызы – казеин жасушада аминқышқылына дейін ыдырайды. 1г нәруыз толық ыдырағанда 17,6 кДЖ энергия бөлінеді. •Гормоналды функция Ағзаның әртүрлі жасушаларындағы зат алмасуды реттеу және үйлестіру гормондар арқылы жүзеге асырылады. Инсулин және глюкагон сияқты гормондар белоктар, барлық гипофиз гормондары пептидтер немесе ұсақ белоктар болып табылады. •Рецепторлық қызмет Бұл функция гормондардың, биологиялық белсенді заттардың және мембраналардың бетіндегі немесе жасушалардың ішіндегі медиаторлардың таңдамалы байланысуынан тұрады. Нәруыздың қасиеті 1.Суда ерігіштігі әртүрлі. Еритін белоктар коллоидты ерітінділер түзеді. 2.Гидролиз – минералды қышқылдар немесе ферменттер ерітінділерінің әсерінен белоктың біріншілік құрылымы бұзылып, аминқышқылдарының қоспасы түзіледі. 3.Денатурация – берілген белок молекуласына тән кеңістіктік құрылымның жартылай немесе толық бұзылуы. Денатурация мыналардың әсерінен жүреді: •Жоғары температура •Қышқылдардың, сілтілердің және концентрлі тұздардың ерітінділері •Ауыр металдар тұздарының ерітінділері •Кейбір органикалық заттар (формальдегид, ) •Радиоактивті сәулелену Физикалық қасиеттер Белоктардың агрегаттық күйі олардың молярлық массасына және кеңістіктік құрылымына байланысты. Кейбір белоктар қатты, олардың фибриллярлы құрылымы бар (кератин). Глобулярлы құрылымды ақуыздар жартылай сұйық (желе тәрізді) немесе сұйық (альбуминдер). Белоктардың суда ерігіштігі олардың агрегация күйіне және молекулалық массасына байланысты. Қатты белоктар суда ерімейді, сұйық және жартылай сұйықтар ери алады. Молекулярлық салмағы аз белоктар жақсы ериді. Химиялық қасиеттері Денатурация. Қыздырғанда, сондай-ақ қышқылдардың, сілтілердің, кейбір тұздардың және сәулеленудің әсерінен белоктың кеңістіктік құрылымы бұзылады. Бұл құбылыс денатурация деп аталады. Денатурация кезінде полипептидтік тізбек сақталады, бірақ екіншілік және үшіншілік құрылымның бұзылуына байланысты белоктың қасиеттері өзгереді.Денатурация қайтымды немесе қайтымсыз болуы мүмкін. Белок молекулаларының қайтымды денатурациясы Биохимиялық процестерде маңызды рөл атқарады. Қайтымсыз денатурация жоғары температурада, сәулеленудің немесе химиялық заттардың әсерінен тірі жасушалардың өліміне әкелуі мүмкін. Гидролиз. Барлық белоктар аминқышқылдарына ыдырайды. Тірі организмдерде бұл процесс ферменттердің қатысуымен жүреді; денеден тыс, ол белоктарды сілтілер немесе қышқылдар ерітінділерімен қыздырғанда жүреді. Гидролиз кезінде полипептидтік тізбек бұзылып, α-аминқышқылдарының қоспасы түзіледі.Гидролиздің тірі организмдердегі белок алмасу процестерінде үлкен маңызы бар. Жануарлар мен адамның ас қорыту органдарында белоктар аминқышқылдарына ыдырайды, олардың молекулалары қанға түсіп, барлық ұлпалар мен жасушаларға тасымалданады. Жасушаларда ақуыздар қайтадан осы аминқышқылдарынан синтезделеді, бірақ қазірдің өзінде осы ағзаға қажет. 3.Ыдырау. Күшті қыздыру кезінде ақуыздар газ тәрізді қосылыстардың пайда болуымен ыдырайды. Ақуыздардың құрылысы өте күрделі. Ақуыз молекуласы құрылымын: бірінші реттік, екінші реттік, үшінші реттік және төртінші реттік деп бөліп қарастырады. 1.3 Нәрыздың кеңістіктегі құрылымы Ақуыздың бастапқы құрылымы немесе бірінші реттік құрлымы деп полипептидтік тізбектегі пептидтік байланыстар арқылы бір-бірімен байланысқан аминқышқылдарының қалдықтарының саны мен реттілігі түсініледі.Полипептидтік тізбектің бір ұшында пептидтік байланыстың түзілуіне қатыспайтын бос NH2 тобы бар; бұл бөлім N-терминус ретінде белгіленеді. Қарама-қарсы жағында пептидтік байланыстың түзілуіне қатыспайтын бос HOOC тобы бар; бұл С-терминусы. N-терминусы тізбектің басы ретінде алынады, аминқышқылдарының қалдықтарының нөмірленуі осыдан басталады: Инсулиннің аминқышқылдарының тізбегін Ф.Сэнгер (Кэмбридж университеті) белгіледі. Бұл ақуыз екі полипептидтік тізбектен тұрады.Аминкышкылдары бір-бірімен пептидтік байланыстар аркылы косылады. Бұл байланыстар бір аминкышкылының аминтоптарын баска аминкышкылдарының карбоксил тобымен әрекеттесуі барысында, су молекулаларынын белінуі нәтижесінде құрылады. Судын белінуімен журетін реакция - конденсация реакциясы, ал пайда болған ковалентті азот-кеміртек байланысы пептидтік байланыс деп аталады. Нәруыздар бір-бірінен бірінші реттік құрылымды түзетін амин- қышқылдарының реттілігі бойынша ажыратылады. . Әрбір ақуыздың бастапқы құрылымы туралы ақпарат генде (ДНҚ молекуласының бөлімі) кодталады және транскрипция (мРНҚ туралы ақпаратты қайта жазу) және трансляция (полипептидтік тізбектің синтезі) кезінде жүзеге асырылады. Осыған байланысты белоктың алғашқы құрылымын сәйкес геннің белгілі құрылымынан да анықтауға болады.Гомологиялық белоктардың бастапқы құрылымына сәйкес түрлердің таксономиялық қатынасын бағалауға болады. Гомологиялық белоктар - бұл әртүрлі түрлерде бірдей функцияларды орындайтын ақуыздар. Мұндай ақуыздардың аминқышқылдарының реттілігі ұқсас. Мысалы, көптеген түрлердегі цитохром С ақуызының салыстырмалы молекулалық салмағы шамамен 12500 және құрамында 100-ге жуық амин қышқылы қалдықтары бар. Екі түрдің С цитохромының бастапқы құрылымындағы айырмашылықтар осы түрлер арасындағы филогенетикалық айырмашылыққа пропорционал. Сонымен, жылқы мен ашытқының С цитохромдары 48 аминқышқылының қалдықтарында, тауық пен үйректе - екіде, тауық пен күркетауықтың цитохромдары бірдей. Екінші реттік құрлымы Ақуыздың екінші реттік құрылымы пептидтік топтар арасында сутектік байланыстардың түзілуіне байланысты түзіледі. Екінші реттік құрылымның екі түрі бар: α-спиральды және β-құрылым (немесе қатпарлы қабат). Ақуыздарда полипептидтік тізбектің екінші реттік құрылымды түзмейтін бөлімдері де болуы мүмкін.α-спираль пішіні бойынша серіппеге ұқсайды. α-спираль түзілу кезінде әрбір пептидтік топтың оттегі атомы тізбек бойымен төртінші NH тобының сутегі атомымен сутектік байланыс түзеді. Спиральдың әрбір айналымы спиральдың келесі айналымына бірнеше сутегі байланыстары арқылы қосылады, бұл құрылымға айтарлықтай беріктік береді. α-спираль келесі сипаттамаларға ие: спиралдың диаметрі 0,5 нм, спиралдың қадамы 0,54 нм және бір айналымда 3,6 амин қышқылы қалдықтары болады. Аминқышқылдарының бүйірлік радикалдары -спиральдан сыртқа бағытталған бүйірлік радикалдардың кеңістіктегі орналасуын көрсетеді. Полипептидтік тізбектің кеңістіктегі оралма тәрізді болып келген пішінін нәруыздың екінші реттік құрылымы деп атайды. Наруыздың екінші реттік кұрылымы сутектік байланыстар аркылы орындалады. Полипептидтік тізбектің кеңістіктегі оралма тәрізді болып келген пішінін нәруыздың екінші реттік құрылымы деп аталады. Нәруыздын екінші реттік кұрылымы сутектік байланыстар аркылы орындалады.Нәруыздың екінші реттік кұрылымының типі оның бірінші реттік кұрылымымен аныкталады. Мысалы, пептидтік тізбек пролиннін қалдығы орналасқан орынға иілім жасайды да, амин-қышқылдарының арасында сутектік байланыс түзілмейді. Сол себепті кұрамында пролиннін (Мысалы, коллаген) көрсеткіші жоғары нәруыздар а-шиыршық түзуге кабілетсіз. Электр зарядын жеткізуші аминқышқылдарының радикалдары да шиыршықтануға кедергі келтіред і Табиғи L-амин қышқылдарынан оң жақ және сол жақ спиралды жасауға болады. Табиғи белоктардың көпшілігі оң жақ спиралмен сипатталады. D-амин қышқылдарын сол жақ және оң жақ спиралын құру үшін де қолдануға болады. D- және L-амин қышқылы қалдықтарының қоспасынан тұратын полипептидтік тізбек спираль түзуге қабілетсіз.Кейбір аминқышқылдарының қалдықтары α-спиральдың түзілуіне кедергі жасайды. Мысалы, бірнеше оң немесе теріс зарядталған аминқышқылдарының қалдықтары тізбекте орналасса, ұқсас зарядталған радикалдардың өзара тебілуіне байланысты мұндай учаске α-спиральдық құрылымды қабылдамайды. β-спиральдардың түзілуіне үлкен мөлшердегі амин қышқылы қалдықтарының радикалдары кедергі жасайды. α-спиралдың түзілуіне кедергі болып полипептидтік тізбекте пролин қалдықтарының болуы да табылады. Басқа амин қышқылымен пептидтік байланыс түзетін азот атомындағы пролин қалдығында сутегі атомы болмайды. Сондықтан полипептидтік тізбектің бөлігі болып табылатын пролин қалдығы тізбек ішілік сутектік байланыс түзе алмайды. Сонымен қатар пролиндегі азот атомы қатты сақинаның бір бөлігі болып табылады, бұл N–C байланысының айналасында айналуды және спираль түзуді мүмкін емес етеді.α-спиральдан басқа, спиральдың басқа түрлері де сипатталған. Бірақ олар сирек кездеседі, негізінен қысқаша кесінділерде.Көршілес полипептидтік тізбек фрагменттерінің пептидтік топтары арасында сутектік байланыстардың түзілуі β-құрылымның, немесе қатпарлы қабаттың пайда болуына әкеледі. спиральдың пайда болуына жол бермейді. Сондықтан полипептидтік тізбектің бөлігі болып табылатын пролин қалдығы тізбек ішілік сутектік байланыс түзе алмайды. Сонымен қатар пролиндегі азот атомы қатты сақинаның бір бөлігі болып табылады, бұл N–C байланысының айналасында айналуды және спираль түзуді мүмкін емес етеді.α-спиральдан басқа, спиральдың басқа түрлері де сипатталған. Бірақ олар сирек кездеседі, негізінен қысқа кесінділерде.Көршілес полипептидтік тізбек фрагменттерінің пептидтік топтары арасында сутектік байланыстардың түзілуі β-құрылымның, немесе қатпарлы қабаттың пайда болуына әкеледі. α-спиральдан айырмашылығы, бүктелген қабат аккордеонға ұқсас зигзаг пішініне ие. Параллельді және антипараллельді қатпарлы қабаттар бар. Бағыттары сәйкес келетін полипептидтік тізбектің бөлімдері арасында параллель β-құрылымдар түзіледі. Антипараллельді β-құрылымдар полипептидтік тізбектің қарама-қарсы бағытталған бөлімдерінің арасында түзіледі. β-құрылымдар екіден көп полипептидтік тізбектер арасында түзілуі мүмкін:Кейбір белоктарда екінші реттік құрылым тек α-спиральмен, басқаларында тек β-құрылымдармен (параллель немесе антипараллель немесе екеуі де), басқаларында α-спираль аймақтарымен бірге β-құрылымдар да бейнеленуі мүмкін. қатысу. Үшінші реттік құрлымы Көптеген белоктарда екінші реттік ұйымдасқан құрылымдар (α-спиральдар, -құрылымдар) белгілі бір түрде ықшам шар тәрізді бүктелген. Нәруызды үшінші реттік құрылымы бұл нәруыз молекулаларының барлық атомдарынын кеңістікте бөлінуі немесе басқаша айтатын болсақ, шиыршықталған полипептидтік тізбектің кеңістіктегі оралымға айналуы. Нәруыздың үшінші реттік құрылымының түзілуінде аминқышқылдары радикалдары арасындагы әрекеттесудін нәтижесінде қалыптасқан сутектік иондық, гидрофобтык және дисульфидтік байланыстар негізгі орынды алады Молекула пішініне және үшінші реттік құрылымының қалыптасу pesenicine байланысты нәруыздар глобулаты глобулалы және фибриллярлы болып бөлінеді Глобулярлы белоктардың кеңістіктегі ұйымдасуын үшінші реттік құрылым деп атайды. Осылайша, үшінші құрылым полипептидтік тізбек бөлімдерінің кеңістіктегі үш өлшемді орналасуын сипаттайды. Үшіншілік құрылымның түзілуіне иондық және сутектік байланыстар, гидрофобты әсерлесулер, ван-дер-Ваальс күштері қатысады. Дисульфидті көпірлер үшіншілік құрылымды тұрақтандырады.Белоктардың үшінші реттік құрылымы олардың аминқышқылдарының реттілігімен анықталады. Оның түзілуі кезінде полипептидтік тізбекте айтарлықтай қашықтықта орналасқан аминқышқылдары арасында байланыстар пайда болуы мүмкін. Еритін белоктарда амин қышқылдарының полярлық радикалдары, әдетте, белок молекулаларының бетінде және сирек молекуланың ішінде пайда болады, гидрофобты радикалдар глобула ішінде жинақы оралып, гидрофобты аймақтарды құрайды.Қазіргі уақытта көптеген заттардың үшінші реттік құрылымы. Белоктар анықталды. Екі мысалды қарастырайық. Миоглобин Миоглобин – салыстырмалы массасы 16700, оттегімен байланыстыратын ақуыз. Оның қызметі – бұлшықеттерде оттегін сақтау. Оның молекуласында 153 амин қышқылы қалдықтарынан тұратын бір полипептидтік тізбек және оттегімен байланысуда маңызды рөл атқаратын гемогруппа бар.Миоглобиннің кеңістіктік ұйымдастырылуы Джон Кендру мен оның әріптестерінің еңбектерінің арқасында құрылған. Бұл ақуыздың молекуласында 8 α-спиральді бөлімдер бар, олар барлық амин қышқылы қалдықтарының 80% құрайды. Миоглобин молекуласы өте жинақы, оның ішіне тек төрт су молекуласы сияды, аминқышқылдарының полярлық радикалдарының барлығы дерлік молекуланың сыртқы бетінде, гидрофобты радикалдардың көпшілігі молекуланың ішінде, бетіне жақын жерде гем. – оттегімен байланысуға жауапты белок емес топ. Рибонуклеаза Рибонуклеаза – глобулярлы ақуыз. Оны ұйқы безінің жасушалары шығарады, бұл РНҚ-ның ыдырауын катализдейтін фермент. Миоглобиннен айырмашылығы, рибонуклеаза молекуласының α-спиральді бөліктері өте аз және β-конформациядағы сегменттер саны айтарлықтай көп. Ақуыздың үшінші реттік құрылымының күші 4 дисульфидтік байланыс арқылы беріледі. Төртінші реттік құрлымы Наруыздын тортінші реттік құрылымы нәруыздын болек поли- пептидтік тізбектерінен түзілген, бір-бірімен озара әрекеттесетін суббірліктердін кеңістікте орналасуы. Төртінші реттік құрылым наруыз молекуласы құрылымының жоғары денгейі, онын устіне, мін- детті емес. Себебі бізге белгілі нәруыздардын жартысынан астамында олар жок. Нәруыздың төртінші реттік құрылымына нарды олигомер нәруыздар ал олардын кұрамына кіретін полипептидтік тізбекті суббірліктер немесе протомерлер деп атайды. Кейбір нәруыздар тобында мұндай суббірліктер бірдей немесе кұрылысы ұксас, ал кейбір нәруыздар әртүрлі тішті тіз- бегі бар суббірліктерден тұрады. Протомерлердін әркайсысы бірнеше ретшумакталган оралымнан (глобулага) тұратын болек полипептидтік тізбек түріндесинтезделеді. Әр суббірліктің белгілі учаскелері бар, олар баска суббірліктердін белгіліучаскелерімен әрекеттесуге кабілетті. Бұләрекеттесулер әртүрлі тізбектін құра- мында сутектік, пондык, гидрофобтык байланыстар аркылы жүзеге асады. Олигомерлі нәруыздар бірнеше туракты конформация түрінде болады және аллостерикалык касиетинер кер- сетеді, ягни бір конформациядан баска конформацияга функционалдык белсен- ділігін өзгерту аркылы ауыса алады. Эритроцитті нәруыз гемоглобин, фосфо- фруктокиназа ферменті және т.б. олигомерлі нәруыздардын мысалы бола алады. Молекуласы дисульфидті тізбектермен (инсулин, тромбин) байланыскан бір немесе одан да көп полипептидтік тізбектерден құралатын нәруыздарда белгілі. Мұндай нәруыздарды олигомерлі деп санауғаболмайды. Көптеген белоктар сутегі және иондық байланыстар, гидрофобты әрекеттесулер және ван-дер-Ваальс күштері арқылы бір-бірімен байланысқан арнайы екінші және үшінші құрылымдары бар бірнеше, екі немесе одан да көп белок суббірліктерінен немесе молекулалардан тұрады. Белок молекулаларының мұндай ұйымдасуын төрттік құрылым, ал белоктардың өзін олигомерлі деп атайды. Олигомерлі белоктағы бір суббірлік немесе ақуыз молекуласы протомер деп аталады.Олигомерлі белоктардағы протомерлердің саны әр түрлі болуы мүмкін. Мысалы, креатинкиназа 2 протомерден, гемоглобин – 4 протомерден, E. coli РНҚ полимеразасы – РНҚ синтезіне жауапты фермент – 5 протомерден, пируватдегидрогеназа кешені – 72 протомерден тұрады. Егер белок екі протомерден тұрса, оны димер, төртеуі - тетрамер, алтауы - гексамер деп атайды. Көбінесе олигомерлі ақуыз молекуласында 2 немесе 4 протомер болады. Олигомерлі ақуыздың құрамында бірдей немесе әртүрлі протомерлер болуы мүмкін. Егер ақуыздың құрамында екі бірдей протомер болса, онда ол гомодимер, ал егер әртүрлі болса, ол гетеродимер. Гемоглобин молекуласының ұйымдастырылуын қарастырайық. Гемоглобиннің негізгі қызметі – оттегін өкпеден ұлпаларға және көмірқышқыл газын кері бағытта тасымалдау. Оның молекуласы екі түрлі типтегі төрт полипептидтік тізбектен – екі α-тізбектен және екі β-тізбектен және гемнен тұрады. Гемоглобин - миоглобинге жататын ақуыз. Миоглобин мен гемоглобин протомерлерінің екінші және үшінші құрылымдары өте ұқсас. Гемоглобиннің әрбір протомерінде миоглобин сияқты полипептидтік тізбектің 8 α-спиральдық бөлімдері бар. Миоглобин мен гемоглобин протомерінің бастапқы құрылымдарында тек 24 аминқышқылының қалдығы бірдей болатынын атап өткен жөн. Сондықтан бастапқы құрылымы бойынша айтарлықтай ерекшеленетін белоктар ұқсас кеңістіктік ұйымға ие болуы және ұқсас функцияларды орындауы мүмкін. 1.4 Нәруыз фолдингі Фолдинг және фолдинг факторлары Фолдинг – фолдазалар және шаперондардың қатысуымен жүреді, және де энергетикалы және функциональді жағынан ең оптимальді пептидті тізбекті қалыптастырады.Мысалы, кейбір ауыр жүйке ауруларында фолдинг өз қызметін дұрыс атқармайды.Фолдинг факторларын келесі екі топқа бөлуге болады: №1 топ - катализдік белсенділікті ақуыздар, яғни фолдинг ферменттері - фолдазалар 2 топ - молекулалық шаперондар, бұл ақуыз әрекеті әртүрлі механизмді, бірақ олар фолдингтің соңғы өнімдері құрамына кірмейді (олар фолдинг процесіне мүмкіндік береді) және пептидті тізбектегі дұрыс емес әрекеттестікті ескертеді. Шаперондар дегеніміз - қосымша белоктар.Шаперондар және оның сипаттамасы Шаперондарда - рефолдингті бақылау жүреді. Рефолдинг - қайтадан құрылу деген мағынаны білдіреді. Шаперондар барлық органеллаларда және цитоплазмада табылды. Ақуыздар-шаперондар полипептидтердің белсенді бетімен негізінен байланысу жолымен әрекеттеседі, мысалы, гидрофильді бетімен. Шаперондар бұл белсенді беттерді қоршайды және агрегациядан сақтайды, полипептидті шынжырдың дұрыс қалануын жеңілдетеді. Йельск университетінен Артуру Горвич (Arthur L. Horwich) мәліметі бойынша, бұл шаперон көптеген суббірліктерден тұратын таңқурайдың жемісіне ұқсас құрылысты. Оның ішкі құрылысы жоғары гидрофобты және өзінде гидрофобты аминқышқылдарын тартады. Ақуыз глобулаларын дұрыс жинақтауына байланысты HSP60 шаперондар фолдаза атына ие болды. (ағылшын тілінен. to fold - «жинақтау,орау»). HSP100 ақуызын қарама-қарсы антифолдазалар (от to unfold- «бұру») деп атайды. Оның да суббірілікті құрылым бар және HSP70 шаперондарымен бірігіп қызмет жасайды. HSP60 ақуыз типінен, көптеген шаперондардың ерекшелігі субстратты өзіне қарай тартпайды. Егерде ақуыздар қажетті пішіндерін алмаған болса, бұл шаперондардың тиісті қызметтерін атқармағандығын білдіреді жəне қосындылар деп аталатын ерімейтін агрегаттар түрінде жинақтала береді. Жасуша құрамында су мөлшері көп болатыны белгілі. Мұның ішіндегі молекулалар көбінесе зарядталған, яғни гидрофильді болып келсе, ал зарядталмағандары гидрофобты деп аталады. Ұзына бойына тізбектеле орналасқан ақуыз құрылымында гидрофильді бөліктері мен гидрофобты тұстары да кездеседі. Сулы орта жағдайында ақуыздың гидрофобты жасушалы бөлігі ақуыз молекуласының ішкі жағына қарай ығысып, сырт жаққа гидрофильді бөліктерін қояды жəне олар су молекулаларымен əрекетке түседі. Көлемі шағын келетін фолдинг-шаперон молекулаларының негізгі қызметтері – ақуыздың гидрофобты бетімен əрекетке түсу арқылы оларды зарядтау, немесе керісінше – қажетті жағдайда зарядталған бөліктерін бүркеу арқылы ақуыздардың дұрыс пішінге ие болуларын қамтамасыз ету. Ұстап тұрғыш шаперондар, фолдинг шаперондары босап, ақуыздармен өз қызметтерін бастағанға дейін, ақуыздарды тұтып-сақтап тұратын резервуар қызметін атқарады. Ұстап тұрғыш шаперондары, жасуша ішіндегі жағдай ақуыздың дұрыс фолдингін қамтамасыз ете алатын дəрежеге жеткенше, ақуыздарға қажетті химиялық жəне жылулық ортаны жасап тұрады. Бұл, жасушаның ақуыздың қате фолдингінің жүрмеуін қамтамасыз ету үшін пайдаланатын механизмдерінің біреуі. Екінші механизмі дезагрегациялаушы шаперондарды пайдалануға байланысты. Дезагрегациялаушы шаперондар қате фолдинг жүрген ақуыздарды (дұрыс түзілмеген) рефолдинг (қайта шешу) қызметін атқарады. Олар жасушадағы дұрыс түзілмеген ақуыздарды бақылап, қажетсіз өнімдерден тазарту қызметін атқарады. Осындай механизмнің бар болғанымен, жасушада ақуыздардың белгілі бір пайызы қажетсіз қалдық қосындылары ретінде жиналып қалады. Мұндай қалдықтар жасушада кішігірім тығыз түйіршіктер ретінде байқалып тұрады. Қорытынды: Нәруыздар жасушаның ең маңызды макремолекуласы . Нәруыздар жасушаның мембранасын қалыптастыру қызметінде атқарады.Ақуыздардың құрылысы өте күрделі. Ақуыз молекуласы құрылымын: бірінші реттік, екінші реттік, үшінші реттік және төртінші реттік деп бөліп қарастырады. Нәруыздың бірінші реттік құрылымы фенотиппен анықталады . Ал екінші үшінші реттік құрылымы бірінші реттік құрылымына байланысты болады. Белоктар биополимерлер болып табылады, оларды моншақтармен салыстыруға болады, мұнда моншақ пептидтік байланыстар арқылы өзара байланысқан амин қышқылдары болып табылады (осылайша белоктардың басқа атауы - полипептидтер). Жасушада белоктар арнайы молекулалық машиналар – рибосомаларда синтезделеді. Рибосомадан шығып, полипептидтік тізбек қатпарланып, ақуыз белгілі бір конформацияға, яғни кеңістіктік құрылымға ие болады Ақуыздың организмде белгілі бір формада болуы өмірлік маңызды, яғни конформация «дұрыс» (туған) болуы керек. Протеиннің қатпарлану процесі фолдинг деп аталады (ағылшын тілінен бүктеу - бүктеу, қабаттау; «бүктеу» термині тек ақуыздарға ғана қатысты емес екенін ескеріңіз). Ең қызығы, үш өлшемді құрылым туралы ақпарат аминқышқылдарының тізбегінің өзінде «енгізілген». Осылайша, жергілікті құрылымды қабылдау үшін ақуызға қандай ретпен және қандай аминқышқылдарының қалдықтары бар екенін «білу» керек. Ақуыз фолдингін зерттеу — бұл қазіргі заманғы биохимия мен молекулалық микробиологияның,нанотехнологияның маңызды мәселелерінің бірі, сонымен қатар фолдинг процесін зерттеу бізге көптеген қатерлі аурулармен күресуге мүмкіндік береді.Мысалға, Альцгеймер, Паркинсон,II типті диабет ,Крейтцфельдт — Якоб ауруы (сиыр құтыру) және склероз сияқты ауыр ауруларды жақсы түсінуге және емдеуге мүмкіндік береді. Шаперондар тегінің универсалдығын негізге ала отырып, оны қандай да бір ортадағыақуыздардың қате фолдингі нəтижелерін түзету мақсатындағы биоинженерлік жұмыстарында пайдалануға болады деген қорытындыға келуге болады. Жалпы ақуыз өте маңызды молекула болып табылады. Қолданылған әдебиеттер: •Б. С Мамбетпаева. Жасушаның молекулалық биологиясы •С. А Абилаев Медициналық биология және генетика •https://kk.m.wikipedia.org/wiki •http://www.iref.kz/n-ruyizdar-olardyi-asiet •https://melimde.com/saba-60-kni-23-04-2018j-s-rahimov-atindafi-jalpi-orta-mektep.html •https://toitumine.ee/ru/energiya-i-potrebnost-v-pitatelnyh-veshhestvah/osnovnye-pitatelnye-veshhestva/belkiAi •https://ebooks.grsu.by/osnovi_biohimii/8-prostranstvennaya-organizatsiya-belkovoj-molekuly.html жүктеу/скачать 48,83 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|