Белок молекуласының әртүрлі деңгейлері

Белоктық макромолекуласының формасы шарик /глобула./ Табиғи белоктың полипептидті жібі ширақталған /закруг./ зерттеулердің көрсетулері бойынша полипептидті жіпте ешнәрсе ХААС түрінде орналаспай, барлығы рет-ретімен, әрбір белокқа анық және тұрғылықты және пайда болатын құрылым полипептидті шындың сипатына /хар-р/ байланысты, басқаша айтқанда амин қышқылының орналасу тәртібі мен наборунан.

Белок молекуласының құрылысы толық түсіну үшін дат ғалымы биохимик Линденштрем - Ланга белоктың бірнеше деңгейге бөлуді ұсынды.

Бірінші, ең қарапайым, полипептидті шынжыр, б.а. арасында полипептид шынжырымен байланысқан амин қышқылдары және оны бірінші деңгейлі деп атайды. Бірінші құрылымда байланыстары ковалентті /ең берік байланыс/. Бір бөлігі пептидті /CO-NH₂- байл./, екінші бөлігі - С - С - байл.

Келесі, ектнші деңгейдегі құрлым:

белок жіпшесі спираль тәрізді ширақталады. Спмральдың ұштары бір-біріне өте жақын арақашықтықта орналасады да, ауылдас атомдармен, атомдар тобында бір – біріне тарту /притяжение/ басталады. Бір спиральда орналасқан CO тобы мен, екінші спиральда орналасқан NH топтарының арасында сутегі байланысы пайда боладн. Сутегі байланысы, коваленттіге қарағанда бостау, бірақ көп қайталанғанда берік болады.

Екінші деңгейлі белок әрі қарай жинақталады. Оның формасы екінші деңгейдегіге қарағанда күрделірек, бірақ әрқайсысының орны рет-ретімен орналасқан. Екінші деңгейдегі белоктың күрделенуінің салдарынан үшінші деңгейдегі белок құрлымы шығады. Рентген структуралық анализге сүйене оотырып, белок үшінші дәрежелі белок құрлымы, көп рет бұралған полипептид спиралінен тұратыны көрсетілді. Фигураның ішіндегі дөңгелек - темір атомының орны. Үшінші деңгейлі белок құрылымын байланыстырған байланыстар, сутегі байланысынан да нашар. Олар гидрофобты байланыстарға жатады. Бұл терминмен, неполярлы молекулалар арасында немесе неполярлы радикалдардың арасында болатын тартылыс күшін атайды. /Суды еске алып, су ортасында поляр емес молекулалар арасында гидрофобты тартылыс күші бар/. Ал белоктың бүйір топтарында таза гидрофобта радикалдар көп/м; лейцин қалдықтары, валин, фенилаланин т.б., және олар су ерітіндісінде бір-біріне тартылып, қосылады да белок құрылымын бірқалыпты етеді.

Үшінші деңгейлі белокты тек қана гидрофоб күштен басқа, ковалентті - -S - S - байланысы да біріктіреді.

Үшінші деңгейлі белокта соңы емес. Әдетте белок макро-молекула, сол сияқты макромолекула немесе басқа белок қосындылар қосылады. Сондықтан, егер белок үшінші деңгейлі болып қалыптасқанда, оны төртінші деңгейлі деп атайды. Мысалы, эритроциттағы болатын гемоглабин белогы 4 макромолекуладан тұрады және тек осындай комплексте ғана гемогдабин, оттегіні тасымалдайды.

ДЕНАТУРАЦИЯ

Сыртқы ортаның әсерінен: -t тұзды орта, химиялық заттардың әсерінен т.б. макромолекуланың байланыстары үзіледі, демек белок құрлымы да және белок қасиеті өзгереді. Бұл процесті денатурация деп атайды.

Белок денатурациясы қайтымды процесс». Бірақ ол әсер етуші күшке байланысты. Жылдық денатурация, және радиоактивті әсер, қайтымы қиын.

Белоктың клетка өміріндегі ролі.

1. Белок биокатализатор /олардаі ферменттер немесе энзин деп атайды/. Мыс.: каталаза ферменті:

Н₂О₂ =2Н₂О ⁺ О₂ реакц.10¹¹ тездетеді.

2. Сигнал функцясы. Сыртқы әсерді клеткаға жеткізеді.

3. Барлық қозғалу реакциялар қысқарғыш белок орындалады.

Мыс.: Жануарлар белогы бар бұлшық еттері қозғалғанда, + АТФ қышқыл бұзады да, өздері қысқарады. АТФ шыққан энергиж механикалық жұмыс істейді.

III - қысқартатан функция.

4. Оттегі барлық денеге - қан белогы гемоглабинмен таратылады. Альбумин сарысуы /сывороты/ липоид сипаттағы заттарды тасиды. 4 - қасиет транспорт.

Клетка және оның құрылымы белоктан құралады. Белоктан клетканың сыртқы қабығы және ішкі мембраналары құралады. Жоғарғы организмдері белоктан, қан тамырлары, көз роговицасы, шаш т.б. құралады. 5-қызметі - құрушы /құрылымы/.

Көмірсулар барлық клеткаларда кездеседі. Әсіресе олар өсімдік клеткасында көп болады: жапырақтарда, тұқымдарда, өсімдік түйнектерінде кепкен қалдықтарының 90% - құралады. Жануар клеткасында /кебу қалдығынан/ 1%/« - қана. Тек бауыр және бұлшық еттерде углеводтардың 5% /көп.қалд./ бар. Химиялық құрамына қарай көмірсулар 2 түрге, қарапайым және күрделі болып бөлінеді.

Қарапайым көмірсулар - бұлар альдегид-спирттер мен кетон спирттер. Ең қарапайым көмірсулар - гексоза мен пентоза. Гексозедан - глюкоза және фруктоза маңызды. Бірінштсі - альдогексозаны, екіншісі кетогексозамен көрсетілген.

Пентозадан рибоза және дезоксирибоза маңызды. Екеуі де альдопентозаға жатады.

Көмірсулардың қарапайым құрылымдары қысқа шынжырлардан /биоза, триоза, тетроза/ тұрады. Ал күрделі көмірсулар ұзын шьын-жырлардан - пентоза, гексоза - оғай сақиналар құрайды. 5-6 бөлікті сақиналар тез пайда болады. Пентоза мен гексоза бос болғанда, олардың молекулаларының көп бөлігі шығыршықты /кольчатый/ формада болады. Бірақ молекуланың аз бөлігі ашық формада болады. Шығыршықты және ашық формаларынын арасында жылжымалы тепе-теңдік орнайды және олар бір-біріне ауысып тұрады.

Байлаулы жағдайда /қарапайым көмірсулар полимерлердің құрамына кіреді - АТФ, нуклеин қышқылы/ гексоза мен пентоза тек шығыршықты формада болады.

Күрделі көмірсулар— ди, үш және полимерлер құрамына кіреді. Мыс: тростаикті қант - димер. Фруктоза және глюкозадан тұрады. Крахмал - күрделі полимер. Онын мономері глюкоза. Басқа сызықты полимерлерден, бұтақты болып келетінімен айырмашылығы бар.

Ең көп тараған көмірсуларға - клетчатка /целлюлоза/ жатады. Құрылымы жағынан целлюлоза жай сызықты полимер. Мономер глюкоза целлюлозаның бір молекуласы 100-150 глюкоза монорерінен тұрады.

Клетка активтілігін көтеретін энергияның көзі болып табылады. Клетканың қозғалысы, секрециясы, биосинтетикалық реакциялар т.б. энергияны қажет етеді. Бұл энергияны клетка негізінен көмірсулардың ыдырауы мен тотығу-тотықсыздану реакциясы кезінде алады. Энергиялық ролінен басқа құрылыс функциясын орындайды. Клетчатка көмірсуларынан өсімдік клеткасының қабықшасы тұрады, насекомдардың сыртқы қатты қабықшасы - көмірсуларға жақын жаттардан - хитиннин тұрады.

Майлар өсімдік және жануарлар клеткасында да кездеседі. Олардың кепкен салмағанын 5-15% тұрады. Кейбір клеткалар 20% тұрады. Оларға май ұлпаның құрамындағы клеткалар жатады. Жануарларда май клеткалары терінің астында, көкірек бездерінде, сонымен қатар кейбір органдарды, мыс: бүйректі май пердесі қоршап жатыр. Өсімдіктерде майлар тұқымдарда, жемістерде мыс: жаңғақ, күнбағыста кездеседі. Май сүтқоректі жануарлардың сүттерінде кездеседі.

Майдың негізгі қасиеті - суда ерімейді. Оны еріту үшін -бензин, хлороформ, эфир қолданады.

Майлар мен липоидтардың химиялық құрамы.

Майлар күрделі эфир үшатомды спирт глицериннен және жоғары молекулалы май қышқылы - амин, пальмитин және стеариннен тұрады. Олардың жалпы аты - глицеридтер.

нейтрал майдың структурасы

Майдңғ молекуласының бір бөлігі глицерин қалдығынан - суда жақсы ериді, екінші бөлігі май қышқылының қалдығынан тұрады, және олар суда ерімейді. Майдың бір тамшысын суға тамызса, су бөлігіне май модекуласының глицерин бөлігі, ал судан жоғары қарай көмірсутек шынжыры көтеріліп жатыр.

Бос күйінде амин қышқылы - сұйықтық, пальмитин және стебрин қышқылын - қатты зат. Пальмит қышқылы - 430, ал стеорин - 60% ериді. Соньмен сұйық майлар глицеридтердің амин қышқылынан, ал қатты майлар - шошқа, сиыр, қой майлары - лальмитин және стеарин қышқылдарынан тұрады.

Майлардан басқа клеткада, қасиеттері өздеріне ұқсас заттар көп. Олар суда ерімейді, бірақ май еріткіштерінде /бензин, хлороформ, эфир/ ериді. Бұл заттарды липоидтар деп атайды. Олардың кейбір түрлері химиялық құрлымы жағынан майларға ұқсас, басқалары басқа ерекше химиялық қосылыстардан тұрады. Негізінен липоидтер бос күйінде емес, белоктармен қосылып - липопротеиндерден тұрады.

Липоидтарда - фосфатидтер кеңінен таралған.

Лицитин барлық клеткаларда кездеседі, әсіресе нерв ұлпаларының клеткаларында кездеседі.

Липоидтардың 2-ші маңызды класы стериодтары. Стереоид - белгілі өкілі - холестерин құрылымы. Холестерин күрделі полициклдық қосылыс. Оның модекуласында гидроксил бар, сондықтан холестерин спирт. хим. және физикалық жағынан холестерин аз активті. Ол барлық клеткаларда табылған және оның саны жас өскен сайын көбейеді. Холестерин құрлымы кейбір активті заттармен ұқсас келеді. Бірақ бұл заттар холестерин клеткаларынан ба, немесе өмір сүру процесінде активті емес холестеринге ауысады ма белгісіз.