OQSILLARNING KIMYOVIY TARKIBI, FUNKSIYASI. AMINOKISLOTALAR, ULARNING FIZIK-KIMYOVIY XOSSALARI. OQSILLARNING FIZIK-KIMYOVIY XOSSALARI (Oqsillarning polipeptid tuzilishi, Oqsillarning funksiyalari)
Yuklangan vaqt
2024-05-12
Yuklab olishlar soni
1
Sahifalar soni
10
Faytl hajmi
46,2 KB
Ilmiybaza.uz
OQSILLARNING KIMYOVIY TARKIBI, FUNKSIYASI.
AMINOKISLOTALAR, ULARNING FIZIK-KIMYOVIY XOSSALARI.
OQSILLARNING FIZIK-KIMYOVIY XOSSALARI
Reja:
1. Oqsillarning qisqacha tavsifi
2. Oqsillar kimyosida qo’llaniladigan uslublar
3. Oqsillarning xossalari. Peptidlar va polipeptidlar. Almashinuvchi va
almashinmovchi aminokislotalar.
4. Oqsillarning funksiyalari
5.Oqsillarning polipeptid tuzilishi
Ilmiybaza.uz
Oqsillarning qisqacha tavsifi
Tirik organizm o’z tarkibiy komponentlarining yuqori darajadagi tartibdaligi
va undagi fenotipik jarayonlar kabi turli xil biologik funksiyalarning ham sodir
bo’lishini ta‘minlaydigan noyob tarkibiy tuzilishga ega ekanligi bilan ajralib turadi.
Bu hayotning mohiyatini tashkil etadigan organizmlarning strukturaviy-funksional
tartib birligida oqsillar hal qiluvchi rol o’ynaydi va ularni boshqa organik birikmalar
guruhlari bilan almashtirib bo’lmaydi.
Oqsillar yuqori molekulyar, tarkibida azot tutuvchi organik moddalar bo’lib,
ularning molekulalari aminokislotalar qoldiqlaridan tashkil topgan. Ular
hujayraning tarkibiy tuzilishi va funksiyalarida muhim rol o’ynaydi, chunki ular
yordamida genetik axborotning ko’chirilishi amalga oshadi. Boshqachasiga ular
proteinlar deb nomlanadi (yunoncha, ―protos‖ ‒ ―birlamchi‖, ―muhim‖).
Darhaqiqat, oqsillar tirik organizmlar uchun miqdoriy ko’rsatkich jihatdan ham,
organizmdagi ahamiyati jihatidan ham birlamchi hisoblanadi, hayvonlar
organizmida oqsil quruq massa hisobida 40-50 % va undan ko’proq miqdorni tashkil
qilsa, o’simliklarda kamroq 1 % dan 16 % gacha, bakteriyalar, viruslar va achitqida
13 % dan 99 % gacha bo’ladi (3-jadval).
3-jadval. Ba‘zi organizmlarning quruq modda qoldig’idagi oqsil miqdori
Organizm turi
O’rtacha oqsil miqdori (%
hisobida)
Odam va hayvon organizmi
45-70
Baliq
40-47
O’tchil o’simliklar
9-16
Daraxtlar
1-2
Bakteriyalar
50-93
Viruslar
81-99
Ilmiybaza.uz
Achitqi
31-62
Mog’or zamburug’i
13-43
3-jadvaldan ko’rinib turibdiki, o’simliklar tarkibidagi oqsil miqdori ancha kam,
lekin o’simlikning jadal o’suvchi va modda almashinuvi kuchli bo’lgan qismlarida
oqsil miqdori yuqori bo’ladi. Oqsillar boshqa xil organik birikmalar uchun xos
bo’lmagan qator xususiyatlarga ega. Bu xususiyatlar ularning hayotiy jarayonlarini
namoyon bo’lishini ta‘minlovchi oqsillarning funksiyalari bilan bog’liqdir. Bu
xususiyatlar jumlasiga quyidagilar kiradi:
-
strukturasini cheksiz xilma-xilligi va shu bilan birgalikda, uning turga
xos bo’lgan maxsusligi;
-
fizik va kimyoviy o’zgarishlarning o’ta darajadagi xilma-xilligi;
-
hujayra ichida yuz beradigan o’zaro ta‘sirlanish qobiliyati;
-
tashqi ta‘sirga molekula konfiguratsiyasini o’zgartirish orqali javob
berish va ta‘sir tugagan zamon dastlabki holatni tiklash qobiliyati;
-
boshqa kimyoviy birikmalar bilan komplekslar va tuzilmalarni hosil
qilish yo’li bilan o’zaro ta‘sirlanishga moyilligi;
-
biokatalitik va boshqa xildagi xususiyatlarning mavjudligi.
Tirik organizmlar oqsillarining elementar tarkibiga kelsak, miqdor jihatdan ular
quyidagicha bo’ladi: uglerod 50,0-55,0 %; vodorod 6,5-7,3 %; azot 15,0-18,0 %;
kislorod 21,0-24,0 %; oltingugurt 0,0-20,54 %; kul qoldig’i 0,0-0,5 %.
3.2. Oqsillar kimyosida qo’llaniladigan uslublar
Oqsillarni ajratish va tozalashning birinchi bosqichi ularni hujayralardan xoli
qilishdan boshlanadi. Buning uchun hujayralarning butunligi buziladi, ya‘ni ular
gemogenatga
aylantiriladi.
Hujayralar va
to’qimalarni
gomogen
holatga keltirishning turli xil uslublari mavjud va ularni tanlash
dastlabki obyektning xususiyatlari, tarkibi, barqarorlik holati bilan belgilanadi. Ular
jumlasiga quyidagilar kiradi:
Ilmiybaza.uz
1)
o’simlik to’qimalari va hujayralarini qattiq tavsifli material-abraziv
(kvars qumi) bilan gomogenlash;
2)
porshensimon-pestikli aylanib turuvchi gomogenizator yordamida
gomogenlash;
3)
hujayralar suspenziyasini diametri 50-500 mikron bo’lgan kichik shisha
bo’lakchalar qo’shib silkitib gomogenlash;
4)
bosimni oshirish va pasaytirish asosida gomogenlash;
5)
hujayra suspenziyasini elakday qurilmadan siqib o’tkazish orqali
gomogenlash;
6)
maxsus ultratovush-dezintegrator qurilmalari yordamida gomogenlash;
7)
hujayrali biomaterialni muzlatib va eritib turishni takror-takror amalga
oshirish asosida shikastlash.
Biomaterialni gomogenlashdan keyin undagi oqsillar ekstraksiyalanadi. So’ng
ularni fraksiyalarga ajratish uchun ―tuzlash‖ amalga oshiriladi. Tuz qo’shish yo’li
bilan ajratilgan oqsil fraksiyalarida ko’p miqdorda tuz mavjud bo’lganligi sababli,
ularni ajratish uchun oqsil cho’kmasi dializlanadi yoki molekulyar elak orqali
gelfiltratsiyalanadi.
Oqsillarni tozalashning keyingi bosqichi xromatografiya yordamida fraksiyalash
yo’li bilan amalga oshiriladi. Xromatografiya yo’li bilan fraksiyalashning:
adsorbsion, taqsimlovchi, ion almashinuvi orqali, molekulyar elakli va affin
xromatografiyasi uslublari mavjud. Oqsillarni elektroforez (qog’oz, kraxmal va
poliakrilamid-gellari yordamidagi) uslubida fraksiyalashdan ham foydalaniladi.
Tozalangan oqsil preparatlari, dializlanadi, so’ng liofilizatsiyalanadi (ya‘ni
sublimatsiyalanadi ‒ eritmalarini muzlatib, vakuumga joylashtirib bug’lantiriladi),
keyin ularning gomogenligi aniqlanadi, gidrolizlagandan keyin aminokislota tarkibi
aniqlanadi.
3.3. Oqsillarning xossalari. Peptidlar va polipeptidlar. Almashinuvchi
va almashinmovchi aminokislotalar.
Ilmiybaza.uz
Oqsillar amfoter elektrolitlar hisoblanadi, chunki ularning molekulalarida ham
kislotali, ham asosli guruhlar mavjud. Oqsillarning kislota-asos xususiyatlari,
asosan, ionlanish xossasiga ega bo’lgan amino-kislotalarning yon radikallari bilan
belgilanadi. Bunda terminal (molekulalarning uchlaridagi) amino va karboksil
guruhlarining hissasi juda oz. Oqsillarda dissotsiatsiyalangan guruhlarning
mavjudligi, ularning umumiy zaryadini belgilovchi omil hisoblanadi, u vodorod
ionlari konsentratsiyasiga bog’liq bo’ladi.
Har bir oqsil uchun muhitning shu xildagi faol reaksiya qiymati mavjudki, unda
molekuladagi musbat va manfiy zaryadlar miqdori teng bo’ladi. Zaryadlari o’zaro
teng bo’lgan ko’rsatkichda bo’lgan oqsil molekulasi elektr maydonida
harakatlanmaydi, uni oqsilning izoelektrik nuqtasi (IEN) deb nomlanadi va pH
ko’rsatkichi tarzida belgilanadi. Pepsinning izoelektrik nuqtasi PI = 1,0; ureazaniki
‒ 5,1; katalazaniki ‒ 5,6; ribonukleazaniki ‒ 7,8; lizozimniki ‒ 11.0 ga teng bo’ladi.
Bunda agar oqsil tarkibida asosli aminokislotalarning miqdori ko’p bo’lsa, IEN
darajasi 7 dan yuqori, nordon aminokislotalar ko’p bo’lganda esa, 7 dan past bo’ladi.
Oqsillarning izoelektrik nuqtasini izoion nuqtadan farqli ekanligini tushunib olish
lozim, chunki ularning ko’rsatkichlari har doim bir-biriga mos kelavermaydi.
Oqsilning izoion nuqtasi oqsil molekulasidagi dissotsiatsiyalangan kislota guruhlari
protoni sonini, asosli guruhlar bilan birikkan qiymatiga teng bo’lgan pH ko’rsatkichi
hisoblanadi. Shunday qilib, oqsilning izoion nuqtasi pH ko’rsatkichining shu
darajasiga mos keladiki, unda oqsil eritmasidagi oqsil molekulasining yig’indi
zaryadi nolga teng bo’ladi.
Oqsillarning ko’p qismi gidrofil moddalar bo’lib, ular suvli eritmalarda yaxshi
eriydi. Ularning eruvchanligi boshqa makromolekulyar moddalar kabi molekulaning
yuza qismi konformatsiyasini makonda joylashuvi orqali belgilanadi. Oqsillarning
suvda eruvchanligi neytral tuzlarning kichik konsentratsiyasini qo’shilishi natijasida
oshadi. Eruvchanlik erituvchining pH ko’rsatkichiga, tarkibiga, haroratiga ham
bog’liq. Eritmalarda oqsillar kolloid eritma xossalarni namoyon qiladi, ular
aralashmada sekin taqsimlanadi, yarim o’tkazgich membranadan o’tmaydi, nurni
tarqatadi va yuqori darajadagi yopishqoqligi bilan ajralib turadi. Shu bilan birga,
Ilmiybaza.uz
oqsil eritmalari odatdagi kolloid eritmalar emasligini yodda tutish kerak, chunki
oqsillar yakka molekulalargacha dispersiyalanadi va gomogen eritma hosil qiladi.
Tabiiy oqsillar aniq belgili fazoviy konfiguratsiyaga ega, harorat va pHning
fiziologik ko’rsatkichlarida qator fizik-kimyoviy va biologik xossalarni namoyon
qiladi. Turli xil fizikaviy va kimyoviy omillar ta‘sirida oqsillar iviydi va cho’kmaga
tushadi, tabiiy xossalarini yo’qotadi, ya‘ni denaturatsiyaga uchraydi. Shunday qilib,
denaturatsiya – bu noyob tuzilishga ega bo’lgan oqsil molekulasi tartibining
buzilishi bo’lib, uning natijasida oqsilning o’ziga xos xususiyatlari (eruvchanlik,
elektroforetik harakatchanlik, biologik faollik va boshqalar)ni yo’qolishiga olib
keladi.
Aksariyat oqsillar eritmalari 50-60° Cdan yuqori haroratgacha qizdirilganda
denaturatsiyaga uchraydi. Denaturatsiya paytida, asosan, kovalent bo’lmagan
bog’lar va disulfid bog’larga putur yetadi, peptid bog’larga esa ta‘sir qilmaydi. Oqsil
eritmasiga qisqa muddatdagi ta‘sirdan keyin uni denaturatsiyani keltirib chiqaruvchi
agentdan xolis qilganda oqsilning dastlabki strukturasi, funksional xossasi, xususan
biologik funksiyasi ham to’liq tiklanadi.
Odatda, barcha oqsillar ultrabinafsha (UB) nurlarni yutadi. Oqsillarning
ultrabinafsha (UB) nurlari spektor chegarasida yutish xususiyatidan foydalanib,
ularni miqdorini 280 nm to’lqin uzunligida spektrofotometrik yo’l bilan tahlil qilish
uslubi ishlab chiqilgan. Oqsil eritmalari optik faol bo’lib, ular qutblangan nurlarni
burish qobiliyatiga ega hamda sirkular tarzda o’ng va chap tomonga qutblangan
yorug’likni bir xil yutmaydi.
Aminokislotalar haqida fikr yuritilsa, ular ham optik faollikka ega. Glitsindan
tashqari hamma aminokislotalar optik faol va juft – L- va D-izomer holatda uchraydi,
chunki aminoguruhli (NH2) karbon atomi asimmetrik hisoblanadi.
Polarizatsiyani burish yo’nalishi ―+‖ yoki ―‒‖ ishoralar bilan belgilanadi. Tirik
organizmlarda L va D shakldagi aminokislotalar uchraydi.
Tabiiy oqsillar tarkibida faqat L-aminokislotalar bo’ladi. Aminokislotalar suvda
yaxshi eriydi. Neytral suvli eritmalardan dissotsiatsiyalanmagan molekulalar tarzida
emas, balki bipolar (amfoter) ionlar (svitterionlar) tarzida kristallanadi.
Ilmiybaza.uz
Alanin Svitterion alanin
Kristall aminokislotani suvda eritganda u o’zini yo kislota (protonning donori)
sifatida:
NH3+CH/CH3/COO- = H+ + NH2/CHCH3/COO-
yoki asos (akseptor) sifatida namoyon qiladi:
NH3CH/CH3/COO-+ H+ = NH3+CH/CH3/COOH
Aminokislotaning muhim xossalaridan biri bu ularning optik faolligidir. Ular suv
(yoki HCl)da eruvchan bo’lib, qutblangan nurni burish qobiliyatiga ega. Bu narsa
barcha (glitsindan tashqari) aminokislotalarning zanjirini α-qismida asimmetrik
karbon atomi mavjudligidandir (ya‘ni bunda karbonning to’rttala valentliklari ham
bir-biridan farqlanuvchi guruhlar bilan bog’langan bo’ladi).
Aminokislotalarning o’ng yoki chap tomonga qarab solishtirma burish ko’rsatkichi
optik zichlikning miqdoriy tavsifi hisoblanadi va ko’p aminokislotalar uchun [α]+25D
u 10 dan 30° gachani tashkil qiladi; oqsillar tarkibida uchraydigan
aminokislotalarning yarmidan ko’prog’i o’ngga buruvchi bo’lib, ular (Ala, Ile, Glu,
Liz va boshq.) ―+‖ ishora bilan belgilanadi, yarmidan kamrog’i esa chapga buruvchi
(Fen, Trp, Ley va boshq.) hisoblanadi, ular ―‒‖ ishora bilan belgilanadi.
Yuqorida keltirilganidek, tirik organizmlar tarkibidagi oqsillarning aminokislotalari
L-izomer hisoblanadi. Treonin va izoleysindan tashqari barcha aminokislotalarda
bittadan asimmetrik karbon atomi uchrab, ikkitadan (L va D) izomeri bo’lsa, treonin
va izoleysinlarda ikkitadan asimmetrik karbon atomi uchraydi va to’rttadan izomeri
bo’ladi, masalan:
L-alanin D-alanin