Oqsillar almashinuvi Darsning maqsadi: Talabalarga oqsillar almashinuvi, organizmda hosil bo’ladigan aminokislotalarning parchalanishi, oqsillar va ularning chala parchalangan hosilalari tripsin, ximotripsin, karboksipeptidaza, aminopeptidiza va dipeptidazalar ta’sirida aminokislotalargacha gidrolizlananish kabi ma’lumotlarni o’rgatish. Barcha tirik organizmlarning funksional molekulalari oqsillardan iborat. Hujayraning asosiy fiziologik va kimyoviy jarayonlari oqsillar orqali amalga oshadi. Uglevod va yog‘lardan farqli o‘laroq, oqsillar organizmda zahira holda to‘planmaydilar. To‘qima va a’zolarda, ayniqsa, inson organizmida oqsillar almashinuvi tez yuz beradi. Har sutkada inson tanasida umumiy miqdorga nisbatan 1-2% oqsil yangilanadi. Demak, bir kunda shuncha oqsil sintezlanadi. Organizmda hosil bo‘lgan aminokislotalarning 2 /3 qismi oqsillar parchalanishidan bo‘lib, qolgan 1 /3 ulushi esa ovqat tarkibidagi aminokislotalar hisobiga hosil bo‘ladi. Organizm tashqaridan qabul qilgan aminokislotalarni bir qator azot tutuvchi birikmalar sinteziga sarflaydi. Jumladan, oqsil sintezi, neyromediator, gormonlar va bo‘lak birikmalarga aminokislotalar ishlatilib, qolganlari esa parchalanadi. Degradatsiya natijasida hosil bo‘lgan aminokislota azoti mochevina sifatida tashqariga chiqariladi. Uglerod skeleti esa ularning struktura tuzilishi asosida, uglevod va yog‘larga aylanishi yoki energetik ehtiyojiga qarab oksidlanishi mumkin. Shunday qilib, oqsillar aminokislotalar orqali uglevod, lipid va nuklein kislotalar almashinuvi bilan bog‘langan holda, organizmda bir butun metabolizmni tashkil qiladi. Fermentlar oqsil tabiatiga ega bo‘lib, organizmda faqat katalitik vazifani bajarmasdan, balki regulyator vazifasini ham o‘taydilar. Bir necha xil gormonlar oqsil bo‘lib, aminokislotalardan sintezlanadi. Demak, oqsillar va ularning almashinuvi organizmda sodir bo‘ladigan turli xil kimyoviy jarayonlarning koordinatsiya, regulyasiya va integratsiyasida bevosita ishtirok etadi. Insonning bir sutkadagi oqsilga bo‘lgan ehtiyoji 80-100 g bo‘lib, jismoniy mehnat bilan shug‘ullanuvchilar uchun 120-150 g atrofida bo‘ladi. Oqsillarning gidrolitik parchalanishi o‘simlik va hayvon organizmida keng tarqalgan bo‘lib, bu jaraѐnni proteoliz deyiladi. Proteolitik fermentlar asosan lizosomada qisman hujayra sitoplazmasida ham uchraydi. O‘simliklar organizmida oqsillarning parchalanishi, urug‘ unayotganda intensiv bo‘lib, gidrolitik fermentlar ta’sirida aminokislotalar hosil bo‘ladi. Keyinchalik hosil bo‘lgan erkin aminokislotalar o‘sayotgan murtakning oziqlanishi uchun va yosh nihol a’zolarining shakllanishiga sarflanadi. Hayvonlar organizmida oqsillar qisman yoki to‘la gidrolizlanadi. Oshqozon ichak yo‘lida turli xil spetsifik xususiyatga ega bo‘lgan proteolitik fermentlar mavjud. Peptidlarning ichki bog‘larini endopeptidazalar, oxirgi aminokislota qoldig‘ini esa ekzopeptidaza fermentlari gidrolizlaydi: Hamma proteolitik fermentlar faol bo‘lmagan holda sintezlanib, ularni zimogenlar yoki profermentlar deb ataladi. Shunday qilib, hujayralar faol fermentlarning bevosita ta’siri va avtolizdan himoyalangan holda bo‘ladilar. Oqsillarning parchalanishi hayvonlar oshqozonidagi suyuqlik tarkibidagi fermentlar ta’sirida boshlanadi. Oshqozon devorining shilliq pardasidagi bezlar oshqozon suyuqligini ajratadi. Uning tarkibi 99% suv, xlorid kislota va pepsin fermentidan iborat. YOsh hayvonlar oshqozonining suyuqligida yana boshqa proteolitik ferment–ximozin bo‘ladi. Pepsin faol bo‘lmagan proferment pepsinogen shaklida ajralib, xlorid kislota ta’sirida undan bir qism peptid ajralib, parchalash qobiliyatiga ega bo‘lgan faol pepsin hosil bo‘ladi. Pepsin faqat xlorid kislota tomonidan hosil qilinadigan kislotali muhitda (pH=1,5- 2) optimal holatda bo‘ladi. Pepsin ta’sirida oqsillar qisman gidrolizlanadi, natijada peptonlar va proteozlar hosil bo‘ladi. Denaturlangan ozuqa oqsillari bakterotsid xususiyatiga ega bo‘lib, ozuqa bilan oshqozonga tushgan ayrim mikroorganizmlarni o‘ldiradi. Pepsin endonukleaza fermentlariga kirib, ta’siri natijasida peptidlar aralashmasi to‘planib qoladi. Mazkur ferment aromatik aminokislotalar-tirozin, fenilalanin, triptofanlar hosil qiladigan NH-guruhli peptit bog‘larini faol gidrolizlaydi. Bunday reaksiyalarni amalga oshiruvchi enzimni tezkor pepsin deyiladi. Sekin pepsinlar esa karboksil guruhlari tutgan leysin, asparagin va glutamin kislotalar tomonidan hosil qilgan peped bog‘lariga ta’sir qiladi. Pepton va protieozlar aralashmasi keyinchalik o‘n ikki barmoqli ichak orqali ingichka ichakka tushadi va fermentativ parchalanish davom etadi. Oshqozonning shilimshiq pardasida sintezlanadigan ximozin ta’sirida sut tarkibidagi oqsil kazenogenni kazinga aylantiradi. U esa kalsiy tuzlari ta’sirida cho‘kib, ivigan holga keladi. Ximozin faqat yosh hayvonlar va yosh bolalar oshqozonidagina ko‘p miqdorda bo‘lib, ivigan kazinni aminokislotalarigacha parchalaydi. Ingichka ichakda oqsillar va ularning chala parchalangan hosillari tripsin, ximotripsin, karboksipeptidaza, aminopeptidiza va dipeptidazalar ta’sirida aminokislotalargacha gidrolizlanadi. Pankreatik shira tarkibida profermentlardan tripsinogen va ximotripsinogenlarni tutadi. Tripsinogen enterkinaza ta’sirida faol tripsinga aylanadi, tripsin esa o‘z navbatida, faol bo‘lmagan ximotripsinogenni faol ximotripsinga aylantiradi. Tripsin arginin va lizinlarning karboksil guruhlari ishtirokida hosil bo‘lgan peptid bog‘ini, ximotripsin esa finilalanin, tirozin va triptofanlardagi kimѐviy bog‘larni gidroliz qiladi. Fermentlar ta’sirida kichik bo‘lakli peptidlar ichak shirasidagi aminopeptidaza, karboksipeptidaza va dipeptidoza enzimlar ta’sirida parchalanadi. Karboksipeptidaza polipeptid zanjirining erkin karboksil guruhi tomonidan, aminopeptidaza erkin amino guruhi tomonidan gidrolizlaydi, natijada hosil bo‘lgan dipeptidlar dipeptidaza fermentlari ta’sirida aminokislotalar hosil bo‘ladi. Inson oqsilli ozuqa iste’mol qilib, 15 minut o‘tgandan so‘ng qon tarkibida yangi aminokislota paydo bo‘lishini nishonlangan azot orqali kuzatilgan. Qonda aminokislotalar miqdori eng ko‘p bo‘lgan vaqti, ovqatdan so‘ng 30-50 minut o‘tganda sodir bo‘ladi. Shunday qilib, ovqat moddasi sifatida qabul qilingan oqsillar oshqozon-ichak yo‘lida fermentativ gidrolizga uchrab, aminokislotalargacha parchalanadi. Hosil bo‘lgan aminokislotalar ingichka ichakdagi spetsifik transport tizimi orqali faol surilib, qon orqali to‘qima va a’zolarga yetkaziladi. Yuqorida ta’kidlanganidek, oqsillar oshqozon-ichak yo‘lida parchalanishidan hosil bo‘ladigan aminokislotalarning asosiy qismi qonga so‘rilsa, ma’lum qismi turli o‘zgarish va reaksiyalarga uchraydi, o‘zlashtirilmay qolganlari esa ichakdagi mikroflora tomonidan foydalaniladi. Aminokislotalarning asosiy qismi oqsil sintezida ishtirok etsa ham, ayrimlari turli reaksiyalarda qatnashib, turli xil o‘zgarishlarga uchraydi. Bir qism aminokislotalardan fiziologik faollikka ega bo‘lgan moddalar hosil bo‘ladi. Masalan, tirozin buyrak osti bezida adrenalin gormoniga, qalqonsimon bezida esa tiroksinga aylanishi mumkin, triptofan esa markaziy nerv tizimsining qator vazifasini izga soluvchi serotonin hosil bo‘lishida asosiy xom ashѐ hisoblanadi. O‘simliklar organizmida barcha aminokislotalar sintezlansa, hayvonlarda esa ayrimlari sintezlanmaydi. Organizmda sintezlanmaydigan-almashmaydigan aminokislotalarga: treonin, metionin, valin, izoleysin, fenilalanin, gistidin, triptofan, lizin, leysin va argininlar kiradi. Qolgan aminokislotalar almashinadigan qatordan joy olgan. Aminokislotalar metabolizmida keng qo’llaniladi. Aminokislotalar metabolizmida keng tarqalgan va muhim reaksiyalardan transaminirlanish (pereaminirlanish), oksidlanishli dezaminirlanish va dekaboksillanishlarni ko‘rsatish mumkin. Pereaminirlanish reaksiyasi, bu aminotransferaza fermenti ishtirokida α-aminokislotalar va α-ketokislotalarning o‘zaro almashinuvidan iborat. Sut emizuvchi hayvonlarning to‘qimalarida ikki xil aminotransferaza-alanin-aminotransferaza va glyutamat-aminotransferaza fermentlari uchraydi. Ular ko‘pchilik α- aminokislotalardan amino guruhini ko‘chirib, alaninni (pirouzum kislotasidan) va gulatimin kislotalarini (α-ketoglutarat kislotasidan) hosil qiladilar. Har qaysi aminotransferaza α-amino-va α- ketokislota juftlari uchun spetsifik faoliyat ko‘rsatadi. α- Ketokislotalar akseptori sifatida aksariyat, αketoglyutarat kislotasi xizmat qiladi: Ko‘pchilik α-aminokislotalar aminotransferaza fermentlari uchun substrat hisoblanib, istisno sifatida treonin, prolin va lizinlar hisoblanadi. Transaminazalar ikki komponentli fermentlar bo‘lib, ularning kofaktori sifatida piridoksal’fosfat xizmat qiladi. Oksidlanish bilan boradigan dezaminlanish reaksiyalarini jigarda, buyrakda va o‘simlik to‘qimalarida kuzatish mumkin. Bunday reaksiyalarning mahsuloti sifatida α- ketokislotalar hosil bo‘ladi. Mazkur reaksiyalarni degidrogenaza fermentlari amalga oshirib, ularning kofermentlari NAD va NADFlar hisoblanadi. Organizmda keng tarqalgan degidrogenazalardan glutamatdegidrogenaza bo‘lib, quyidagi reaksiyani katalizlaydi: Hosil bo‘lgan ammiakning ma’lum miqdori tashqariga chiqariladi va uning bir qismi kislotali xususiyatiga ega bo‘lgan mahsulotlar bilan birikib, ammoniyli tuz hosil qiladi. Bu uch xil dezaminlanish ko‘proq mikroorganizmlar va o‘simliklarda uchraydi. Aminokislotalarning dekarboksillanishi muhim metabolitik jaraѐn bo‘lib, bu reaksiya mahsuloti sifatida biologik faol aminlar hosil bo‘ladi. Aminokislotalarning dekarboksilaza fermentlari murakkab bo‘lib, koferment sifatida piridoksalfosfat ishtirok etadi. Glutamin va -aminomoy (GAMK) kislotalar neyromediatorlar hisoblanadi. Ular neyromushaklar faoliyatida sodir bo‘ladigan elektrik potensiallarni uzatilishida ishtirok etadilar. Nerv impulslarining uzatilishini GAMK ingibirlaydi, glutamin kislota esa faollantiradi. Gistidinning dekarboksillanishidan hosil bo‘lgan gistamin ichki sekretsiya bezlarining faoliyatiga ijobiy ta’sir qiladi. Shunday qilib, aminokislotalarning katabolizmi natijasida oxirgi mahsulot sifatida α-ketokislotalar, aminlar, CO2 va ammiak hosil bo‘ladi. Organik birikmalar organizmdagi metabolitik jarayonga tortiladi, CO2 gazi tashqariga chiqariladi, ammiakning bog‘lanishidan esa glutamin, asparagin va mochevinalar hosil bo‘ladi. Fol tajribasi