Zülal növləri, funksiyaları və quruluşu

Oparin-Haldane nəzəriyyəsinə görə, planetimizdəki həyat bir coartervate damlasından çıxdı. Bir protein molekülü idi. Yəni, bu kimyəvi birləşmələr bu gün mövcud olan bütün canlıların əsasını təşkil edir. Amma protein strukturları nədir? Bədəndə və insanların həyatında bu gün hansı rol oynayırlar? Hansı növ zülallar var? Anlamaq üçün çalışaq.

Proteinlər: ümumi konsepsiya

Kimyəvi struktur baxımından, sözügedən maddənin molekülü peptid bağları ilə bir araya gələrək amin turşularının bir ardıcıllığıdır.

Hər bir amin turşusu iki funksional qrupa malikdir:

• Karboksil-COOH;
• Amino qrupu -NH ₂ .

Aralarında fərqli molekullarda bir bağ meydana gəlməsi meydana gəlir. Beləliklə, peptid bağı -CO-NH formasına malikdir. Bir zülal molekulunda yüzlərlə və minlərlə bu cür qruplar ola bilər, bu maddənin asılıdır. Zülalların növləri çox müxtəlifdir. Onların arasında bədən üçün əvəzolunmaz amin turşuları olanlar vardır və buna görə də bədəni qida ilə daxil etməlidirlər. Hüceyrə membranında və sitoplazmasında əhəmiyyətli funksiyaları yerinə yetirən belə növlər var. Bioloji təbiət katalizatorları da təcrid olunur - protein molekulları olan fermentlər. Onlar geniş istifadə olunur və insan həyatında, yalnız canlıların biokimyəvi proseslərində iştirak etmir.

Sözügedən birləşmələrin molekulyar çəkisi bir neçə ilə on milyon arasında dəyişə bilər. Nəhayət, böyük bir polipeptid zəncirindəki monomerik birləşmələrin sayı məhdud deyil və xüsusi maddənin növündən asılıdır. Xammal şəklində bir toyuq yumurtası nəzərdən keçirərkən, özünün doğma konformasiyasında saf formada zülal görülə bilər . Yağlı sarı, şəffaf və qalın koloidal kütləsi, içərisində sarısı olan istənilən maddədir. Yağsız südçəli pendir haqqında da eyni şey deməkdir, bu məhsul təbii formada da demək olar ki, saf proteindir.

Bununla belə, bütün tədqiq edilmiş birləşmələr eyni məkan quruluşuna malik deyildir. Cəmi, molekulun dörd təşkilatı. Protein strukturlarının növləri xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir və strukturun mürəkkəbliyi haqqında danışır. Daha spatially qarışmış molekulların insan bədənində və heyvanlarında hərtərəfli emaldan keçdiyi bilinir.

Protein strukturlarının növləri

Bütün dörddə var. Onların hər birinin nə olduğunu düşünək.

1. İbtidai. Peptid bağları ilə əlaqəli amin turşularının adi xətti ardıcıllığıdır. Heç bir spatial katlanmış, spiral yoxdur. Polipeptidə daxil olan polipeptid elementlərinin sayı bir neçə minə çata bilər. Bənzər bir quruluşa malik zülal növləri - qlikylalanin, insulin, histon, elastin və s.
2. İkincisi. Spiral şəklində bükülmüş və formalaşmış növbə ilə bir-birinə doğru yönəldilmiş iki polipeptid zənciridir. Eyni zamanda hidrogen bağları aralarından ibarətdir, onları bir yerdə saxlayır. Beləliklə, bir zülal molekulası meydana gəlir. Bu tip zülal növləri aşağıdakılardır: lizozim, pepsin və s.
3. Tersiyer konformasiya. Bu sıx dolu və kompakt quraşdırılmış ikincil strukturdur. Burada hidrogen əlaqələrinə əlavə olaraq qarşılıqlı digər növlər var - bu van der Waals qarşılıqlı və elektrostatik cəlb gücləri, hidrofilik-hidrofobik əlaqədir. Yapı nümunələri albümin, fibroin, ipək zülalı və başqalarıdır.
4. Quaternary. Bir neçə polipeptid zəncirindən ibarət olan ən spesifik struktur bir spiralə bükülmüş, bir topa toqquşmış və birlikdə bir globula birləşdirilmişdir. İnsülin, ferritin, hemoglobin, kollagen kimi nümunələr, zülalların belə bir konformasiyasını əks etdirir.

Bütün verilmiş molekulyar strukturları kimyəvi baxımdan ətraflı nəzərdən keçirsək, analiz çox uzun sürəcək. Əslində, konfiqurasiya nə qədər yüksək olsa, onun strukturu daha mürəkkəb və mürəkkəbdir, molekulda daha çox qarşılıqlı təsirlər müşahidə olunur.

Zülal molekullarının denatürasiyası

Polipeptidlərin ən əhəmiyyətli kimyəvi xüsusiyyətlərindən biri, müəyyən şərtlərin və ya kimyəvi maddələrin təsiriylə həddini aşma qabiliyyətidir. Məsələn, zülalların müxtəlif denatürasiyası geniş yayılmışdır. Bu proses nədir? Bu, zülalın doğma quruluşunun məhvindən ibarətdir. Yəni, əvvəlcə molekulyar üçüncü dərəcəli bir quruluşa sahib olsaydı, xüsusi agentlərin hərəkətindən sonra bu çökəcək. Lakin, amin turşusu qalıqlarının ardıcıllığı molekulda dəyişməz qalır. Denatülan proteinlər tez-tez fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərini itirirlər.

Hansı reaktivlər konformasiya məhvinə səbəb ola bilər? Belə bir neçə var.

1. Temperatur. Qızdırıldığında molekulun dördüncü, üçüncü, ikincil strukturu tədricən məhv edilir. Görmə qabiliyyətinə görə, məsələn, normal bir toyuq yumurtasını qovuranda müşahidə oluna bilər. Nəticədə "protein" xam məhsulda olan albümin polipeptidinin əsas strukturudur.
2. Radiasiya.
3. Güclü kimyəvi maddələrin hərəkətləri: asidlər, alkaliler, ağır metallar duzları, solventlər (məsələn, spirtlər, eterlər, benzol və s.).

Bu proses bəzən molekulyarın əriməsi adlanır. Zülalların denatürasiyasının növləri onun əmələgəlməsinə səbəb olan agentdən asılıdır. Bu halda, bəzi hallarda, düşünülmüş birinə tərs bir proses var. Renatürasiya. Bütün proteinlər quruluşunu geri ala bilmir, ancaq bunların bir hissəsi bunu edə bilər. Beləliklə, Avstraliya və Amerika kimyaçıları bəzi reagentlər və santrifüqasiya üsulu ilə qaynadılmış toyuq yumurtalarının rənglənməsini həyata keçirmişlər.

Bu proses polipeptid zəncirlərinin sintezində canlı orqanizmlər üçün ribosomlar və hüceyrələrdə rRNA ilə vacibdir.

Protein molekulunun hidrolizi

Denaturasiya ilə yanaşı, zülallar digər kimyəvi maddələr - hidroliz ilə xarakterizə olunur. Bu da doğma konformasiya məhv, lakin əsas struktur qədər deyil, tamamilə fərdi amin turşuları qədər. Həzm mühüm bir hissəsi protein hidrolizidir. Polipeptidlərin hidrolizi növləri aşağıdakılardır.

1. Kimyəvi. Bu, turşuların və ya qələvilərin hərəkətinə əsaslanır.
2. Bioloji və ya enzimatik.

Lakin, prosesin mahiyyəti dəyişməz olaraq qalır və hansı protein növlərinin hidrolizindən asılı deyildir. Nəticədə, bütün hüceyrələrə, orqanlara və toxuma nəql edilən amin turşuları meydana gəlir. Onların daha da dəyişməsi yeni polipeptidlərin, xüsusi bir orqanizm üçün artıq zəruri olanların sintezinin iştirakından ibarətdir.

Sənayedə, protein molekullarının hidroliz prosesi yalnız istənilən amin turşularını hazırlamaq üçün istifadə olunur.

Bədəndə zülalların funksiyaları

Müxtəlif növ zülallar, karbohidratlar, yağlar hər hansı bir hüceyrənin normal həyati fəaliyyəti üçün həyati komponentlərdir. Və bütün bir orqanizmi bir bütün deməkdir. Buna görə, bir çox cəhətdən, onların rolu canlılıq içərisində yüksək dərəcədə əhəmiyyətli və yayılmış yayılma ilə izah olunur. Polipeptid molekullarının bir neçə əsas funksiyası fərqlənə bilər.

1. Katalitik. Bu, strukturun protein təbiətinə malik olan fermentlər tərəfindən həyata keçirilir. Daha sonra bunları izah edəcəyik.
2. Struktur. Bədəndə zülalların növləri və funksiyaları, ilk növbədə, hüceyrənin strukturunu, onun formasını təsir edir. Bundan əlavə, bu rolu yerinə yetirən polipeptidlər saç, dırnaq, mollusk qabıqları, quşların lələkləridir. Onlar hüceyrə orqanında xüsusi bir armaturdur. Kıkırdamalar da bu növ zülallardan ibarətdir. Nümunələr: tubulin, keratin, aktin və s.
3. Tənzimləyici. Bu funksiya transplantasiya, tərcümə, hüceyrə dövrü, splicing, mRNA oxuması və s. Kimi proseslərdə polipeptidlərin iştirakı ilə ortaya çıxır. Onların hamısında tənzimləyicinin mühüm rol oynayırlar.
4. Siqnal. Bu funksiya hüceyrə membranında yerləşən zülallar tərəfindən həyata keçirilir. Onlar müxtəlif sinyalleri bir vahiddən digərinə ötürürlər və bu, toxumaların öz aralarında birləşməsinə gətirib çıxarır. Nümunələr: sitokinlər, insulin, böyümə faktorları və s.
5. Nəqliyyat. Bəzi zülal növləri və onların yerinə yetirən funksiyaları sadəcə həyati əhəmiyyət kəsb edir. Bu, məsələn, protein hemoglobinlə baş verir. Bu hüceyrədən oksigenlə qan içindəki hüceyrəyə daşıyır. İnsan üçün vacibdir.
6. Yedək və ya ehtiyat. Belə polipeptidlər əlavə qidalanma və enerji qaynağı olaraq bitki və ovum heyvanlarında yığılır. Məsələn qlobulinlərdir.
7. Motor. Xüsusilə ən sadə organizmalar və bakteriyalar üçün çox vacib funksiya. Bütün bunlardan ötəri, yalnız bayraqlı və ya kilsə köməyi ilə hərəkət edə bilirlər. Və bu organoidlər təbiətinə görə zülallardan başqa bir şey deyildir. Belə polipeptidlərin nümunələri aşağıdakılardır: miyozin, aktin, kinein və s.

Aydındır ki, insan bədənində və digər canlılarda olan zülalların funksiyaları çox sayda və vacibdir. Bu bir daha təsdiq edir ki, biz düşünürük ki, əlaqələr olmadan planetimizin həyatı qeyri-mümkündür.

Zülalların qoruyucu funksiyası

Polipeptidlər müxtəlif effektlərdən qoruya bilər: kimyəvi, fiziki, bioloji. Məsələn, bir orqanizm bir virus və ya bir yad təbiəti olan bir bakteriya ilə təhdid edilərsə, immunoglobulinlər (antikorlar) qoruyucu bir rol oynayaraq onlarla döyüşə girərlər.

Fiziki təsirlərdən danışmaq olarsa, məsələn qan laxtalanma ilə məşğul olan fibrin və fibrinogen tərəfindən böyük rol oynayır.

Protein qidası

Qida zülalının növləri aşağıdakılardır:

• Tam təminat - bədən üçün lazım olan bütün amin turşularını ehtiva edənlər;
• Inferior - qismən amin turşusu tərkibinin olduğu yerlər.

Ancaq insan orqanizmi üçün də əhəmiyyətlidir. Xüsusilə ilk qrup. Hər kəs, xüsusilə sıx inkişaf dövründə (uşaqlıq və ergenlik) və ergenlik dövründə özlərində sabit bir səviyyədə zülal təmin etməlidir. Axı, biz bu gözəl molekulların əmələ gətirdiyi funksiyaları hesab etdik və bilirik ki, faktiki olaraq heç bir proses, polipeptidlərin iştirakı olmadan bizim içimizdə heç bir biyokimyəvi reaksiya ola bilməz.

Buna görə hər gün aşağıdakı məhsullarda olan zülalların gündəlik normasını istifadə etməlisiniz:

• Yumurta;
• Süd;
• Pendir;
• Ət və balıq;
• Fasulye;
• Soya yeməyi;
• Fasulye;
• Yer fıstığı;
• Buğda;
• Yulaflar;
• Mərcim və digərləri.

Gündə kiloqram kiloqram başına gündə 0.6 q polipeptidi istehlak etsəniz, bir insanın bu birləşmələrin çatışmazlığı olmayacaq. Uzun müddət bədənin zəruri proteinlər olmadığı halda, amma amin turşusu açlığı adlı bir xəstəlik gəlir. Bu maddə mübadiləsinin güclü pozulması və nəticədə bir çox digər xəstəliklərə gətirib çıxarır.

Bir kafedə zülallar

Bütün canlıların ən kiçik struktur bölməsində - hüceyrələr - zülallar da var. Və yuxarıda göstərilən funksiyaların hamısını yerinə yetirirlər. Birincisi mikrotubullardan ibarət olan bir hüceyrənin bir sitoskeletonu, mikrofilamentlər meydana gəlir. Bu, şəklində saxlamaq üçün, eləcə də orqanelərin içərisində nəqliyyat üçün xidmət edir. Zülal molekullarında kanallar və ya relslər vasitəsilə müxtəlif ionlar və birləşmələr hərəkət edir.

Membrana dalmış və yer üzündə yerləşən zülalların əhəmiyyətli rolu. Burada həm reseptor, həm də siqnal funksiyaları yerinə yetirilir, membranın özünün tikintisində iştirak edirlər. Gözətçi saxlayır və buna görə də qoruyucu rol oynayır. Hücredə hansı növ zülalların bu qrupla əlaqəsi ola bilər? Bir çox nümunə var, bir az veririk.

1. Actin və myosin.
2. Elastin.
3. Keratin.
4. Kollajen.
5. Tubulin.
6. Hemoglobin.
7. İnsülin.
8. Transkobalamin.
9. Transferrin.
10. Albümin.

Ümumiyyətlə, hər bir hüceyrədə daim hərəkət edən bir neçə yüz müxtəlif növ zülal vardır.

Bədəndə zülalların növləri

Əlbəttə ki, onlar böyük bir çeşiddir. Bütün mövcud zülalları qruplara bölüşdürməyə çalışırsan, bu təsnifat çıxa bilər.

1. Globular zülallar. Bunlar üçüncül bir quruluş, yəni sıx dolu bir qlobül ilə təmsil edilənlərdir. Belə strukturların nümunələri bunlardır: immunoglobulinlər, fermentlərin əhəmiyyətli bir hissəsi, bir çox hormon.
2. Fibrilar zülalları. Onlar doğru məkan simmetriyası olan qətiyyən əmr edilmiş işlənmiş iplərdir. Bu qrup birincil və ikincil strukturu olan zülalları ehtiva edir. Məsələn keratin, kollagen, tropomyozin, fibrinogen.

Ümumiyyətlə, bədənin tərkibində olan zülalların təsnifatı üçün bir çox xüsusiyyətləri əsas götürmək mümkündür. Vahid hələ yoxdur.

Enzimler

Bütün davam edən biyokimyəvi prosesləri yüksək dərəcədə sürətləndirən protein təbiətinin bioloji katalizatorları . Bu maddələr olmadan normal metabolizm sadəcə mümkün deyildir. Sintez və ayrışmanın bütün prosesləri, molekulların toplanması və onların replikasiyası, tərcüməsi və transkripsiyası və s. Spesifik bir növ fermentin təsiri altında həyata keçirilir. Bu molekulların nümunələri:

• Oxidoreductase;
• Transferasiya;
• Katalaz;
• Hidrolazlar;
• İsomeraz;
• Lyases və başqaları.

Bu gün fermentlər gündəlik həyatda istifadə olunur. Belə ki, deterjan pudraları istehsal edərkən, fermentlər adətən istifadə olunur - bunlar bioloji katalizatorlardır. Onlar müəyyən temperatur şəraitində yuyulma keyfiyyətini artırırlar. Asanlıqla kir parçacıklarına bağlayaraq onları toxumaların səthindən çıxarın.

Lakin, zülal təbiətinə görə, fermentlər çox isti suya və ya qələvi və ya asidik dərmanlara yaxınlaşmağa məcbur deyildir. Bu vəziyyətdə denatürasiya prosesi baş verəcəkdir.