Күрделі белоктың құрамында белок компонентінің өзінен басқа табиғаты басқа (протездік) қосымша топ бар. Бұл компонент ретінде көмірсулар, липидтер, металдар, фосфор қышқылының қалдықтары, нуклеин қышқылдары әрекет етеді. Бұл мақалада қарапайым протеиндердің күрделілерден қалай ерекшеленетіні, бұл заттардың қандай түрлерге бөлінетіні және олардың ерекшеліктері қандай екендігі айтылады. Қарастырылып отырған заттардың негізгі айырмашылығы олардың құрамында.
Күрделі ақуыздар: анықтама
Бұл қарапайым ақуызды (пептидтік тізбектер) және белокты емес затты (протездік топ) қамтитын екі компонентті заттар. Олардың гидролизі процесінде аминқышқылдары, белокты емес бөлігі және ыдырау өнімдері түзіледі. Қарапайым белоктардың күрделі белоктардан айырмашылығы қандай? Біріншісі тек аминқышқылдарынан тұрады.
Күрделі белоктардың классификациясы және сипаттамасы
Бұл заттар қосымша топтың түріне қарай түрлерге бөлінеді. Кешенгеақуыздарға жатады:
- Гликопротеиндер – молекулаларында көмірсу қалдығы бар белоктар. Олардың ішінде құрылымына мукополисахаридтер кіретін протеогликандар (жасушааралық кеңістіктің құрамдас бөліктері) ерекшеленеді. Гликопротеиндерге иммуноглобулиндер жатады.
- Липопротеиндер құрамында липидті компонент бар. Оларға липидтерді тасымалдау қызметін атқаратын аполипопротеидтер жатады.
- Металлопротеиндер донор-акцепторлық әрекеттесу арқылы байланысқан металл иондарын (мыс, марганец, темір және т.б.) қамтиды. Бұл топқа профирин сақинасының темірмен қосылыстары және құрылымы бойынша оларға ұқсас қосылыстар (әсіресе хлорофилл) кіретін гем белоктары кірмейді.
- Нуклеопротеидтер – нуклеин қышқылдарымен (ДНҚ, РНҚ) ковалентті емес байланысы бар белоктар. Олар хромосомалардың құрамдас бөлігі болып табылатын хроматинді қамтиды.
- 5. Казеинді (күрделі сүзбе ақуызы) қамтитын фосфопротеиндер ковалентті байланысқан фосфор қышқылының қалдықтарын қамтиды.
Хромопротеиндер протездік компоненттің түсімен біріктірілген. Бұл сыныпқа гем белоктары, хлорофиллдер және флавопротеиндер кіреді
Гликопротеиндер мен протеогликандардың ерекшеліктері
Бұл белоктар күрделі заттар. Протеогликандар құрамында көмірсулардың көп бөлігі (80-85%), кәдімгі гликопротеиндердегі мөлшері 15-20% құрайды. Урон қышқылдары тек протеогликан молекуласында болады, олардың көмірсулары қайталанатын бірліктері бар қалыпты құрылыммен сипатталады. Күрделі гликопротеин белоктарының құрылысы мен қызметі қандай? Олардың көмірсулар тізбегі тек 15 буыннан тұрады және тұрақты емес.құрылым. Гликопротеидтердің құрылымында көмірсулардың ақуыздық құрамдас бөлігімен байланысы әдетте серин немесе аспаргин сияқты аминқышқылдарының қалдықтары арқылы жүзеге асады.
Гликопротеиндердің қызметі:
- Олар бактериялық жасуша қабырғасының, дәнекер сүйек пен шеміршек тінінің бөлігі, коллаген мен эластин талшықтарын қоршайды.
- Қорғаныс рөлін ойнаңыз. Мысалы, антиденелер, интерферондар, қан ұю факторлары (протромбин, фибриноген) осындай құрылымға ие.
- Эффектормен әрекеттесетін рецепторлар - белокты емес шағын молекула. Соңғысы ақуызға қосылып, оның конформациясының өзгеруіне әкеледі, бұл белгілі бір жасушаішілік реакцияға әкеледі.
- Гормоналды функцияны орындау. Гликопротеидтерге гонадотропты, адренокортикотропты және қалқанша безді ынталандыратын гормондар кіреді.
- Қандағы заттар мен иондарды жасуша мембранасы арқылы тасымалдайды (трансферрин, транскортин, альбумин, Na+, K+ -АТФаза).
Гликопротеин ферменттеріне холинэстераза және нуклеаза кіреді.
Протеогликандар туралы толығырақ
Әдетте, күрделі протеогликан протеогликанының құрамына нерон қышқылының қандай да бір түрінен және амин қантынан тұратын қайталанатын дисахаридтердің қалдықтары бар ірі көмірсулар тізбектері кіреді. Олиго- немесе полисахаридті тізбектерді гликандар деп атайды. Біріншісінде әдетте 2-10 мономерлік бірлік бар.
Көмірсулар тізбегінің құрылымына қарай олардың әртүрлі типтері ажыратылады, мысалы, қышқылқышқыл топтары немесе гликозаминогликандар, соның ішінде амин топтары көп гетерополисахаридтер. Соңғысына мыналар кіреді:
- Гиалурон қышқылы, ол косметологияда белсенді қолданылады.
- Гепарин, қанның ұюын болдырмайды.
- Кератан сульфаттары шеміршек пен қасаң қабықтың құрамдас бөлігі болып табылады.
- Хондроитин сульфаттары шеміршек пен синовиальды сұйықтықтың бөлігі болып табылады.
Бұл полимерлер жасушааралық кеңістікті толтыратын, суды ұстап тұратын, буындардың қозғалатын бөліктерін майлайтын және олардың құрылымдық құрамдас бөліктері болып табылатын протеогликандардың құрамдас бөліктері болып табылады. Протеогликандардың гидрофильділігі (суда жақсы ерігіштігі) олардың жасушааралық кеңістікте үлкен молекулалар мен микроорганизмдер үшін тосқауыл жасауға мүмкіндік береді. Олардың көмегімен желе тәрізді матрица жасалады, оған коллаген сияқты басқа маңызды ақуыздардың талшықтары батырылады. Оның протеогликандық ортадағы жіптері ағаш пішініне ие.
Липопротеиндердің ерекшеліктері мен түрлері
Күрделі ақуызды липопротеиннің жақсы анықталған қос гидрофильді және гидрофобты сипаты бар. Молекуланың өзегі (гидрофобты бөлігі) полярлы емес холестерин эфирлері мен триацилглицеридтерден тұрады.
Гидофильді аймақтың сыртында белок бөлігі, фосфолипидтер, холестерин бар. Липопротеин белоктарының құрылымына қарай бірнеше түрі бар.
Липопротеиндердің негізгі кластары:
- Тығыздығы жоғары күрделі ақуыз (HDL, α-липопротеиндер). Холестеринді бауырға және шеткі тіндерге жылжытады.
- Төмен тығыздық (LDL, β-липопротеиндер). қоспағандахолестерин триацилглицеридтер мен фосфолипидтер арқылы тасымалданады.
- Тығыздығы өте төмен (VLDL, пре-β-липопротеиндер). LDL-ге ұқсас функцияны орындаңыз.
- Хиломикрондар (XM). Тамақ қабылдағаннан кейін май қышқылдары мен холестеринді ішектен тасымалдаңыз.
Атеросклероз сияқты тамыр патологиясы қандағы липопротеидтердің әртүрлі түрлерінің дұрыс емес қатынасының нәтижесінде пайда болады. Құрамының сипаттамаларына сәйкес фосфолипидтер құрылымындағы (HDL-ден хиломикрондарға дейін) бірнеше тенденцияларды анықтауға болады: ақуыздар (80-ден 10% -ға дейін) және фосфолипидтер үлесінің төмендеуі, триацилглицеридтер пайызының жоғарылауы (20-дан 90%-ға дейін.
Металлопротеиндер арасында көптеген маңызды ферменттер бар
Металлопротеинге бірнеше металдардың иондары кіруі мүмкін. Олардың болуы ферменттің белсенді (каталитикалық) жеріндегі субстраттың бағдарлануына әсер етеді. Металл иондары белсенді жерде локализацияланған және каталитикалық реакцияда маңызды рөл атқарады. Көбінесе ион электронды қабылдаушы ретінде қызмет етеді.
Ферменттік металлопротеидтердің құрылымындағы металдардың мысалдары:
- Мыс цитохромоксидазаның құрамына кіреді, оның құрамында геммен бірге осы металдың ионы бар. Фермент тыныс алу тізбегінің жұмысы кезінде АТФ түзілуіне қатысады.
- Темірдің құрамында жасушадағы темірді тұндыру қызметін атқаратын ферритин сияқты ферменттер бар; трансферрин – қандағы темірді тасымалдаушы; каталаза сутегі асқын тотығын бейтараптандыру реакциясына жауап береді.
- Мырыш – металға тәнэтил және ұқсас спирттердің тотығуына қатысатын алкогольдегидрогеназа; лактатдегидрогеназа – сүт қышқылының алмасуындағы фермент; CO2 және H2O-дан көмір қышқылының түзілуін катализдейтін карбоангидраза; әртүрлі қосылыстармен фосфор қышқылының күрделі эфирлерінің гидролитикалық ыдырауын жүзеге асыратын сілтілі фосфатаза; α2-макроглобулин – протеазаға қарсы қан ақуызы.
- Селений тиреопероксидазаның бөлігі болып табылады, ол қалқанша без гормондарының түзілуіне қатысады; антиоксиданттық қызмет атқаратын глутатионпероксидаза.
- Кальций крахмалдың гидролитикалық ыдырауына арналған фермент α-амилазаның құрылымына тән.
Фосфопротеиндер
Фосфопротеиндердің күрделі белоктарының құрамына не кіреді? Бұл категория гидроксилмен (тирозин, серин немесе треонин) аминқышқылдары арқылы ақуыздық бөлікпен байланысқан фосфат тобының болуымен сипатталады. Фосфор қышқылының белок құрылымындағы қызметі қандай? Ол молекуланың құрылымын өзгертеді, заряд береді, ерігіштігін арттырады, ақуыздың қасиеттеріне әсер етеді. Фосфопротеиндердің мысалдары сүт казеині мен жұмыртқа альбумині болып табылады, бірақ ферменттер негізінен күрделі белоктардың осы санатына жатады.
Фосфат тобы маңызды функционалды рөл атқарады, өйткені көптеген ақуыздар онымен тұрақты байланыспайды. Жасушада үнемі фосфорлану және фосфорлану процестері жүреді. Нәтижесінде белоктардың жұмысын реттеу орындалады. Мысалы, гистондар нуклеин қышқылдарымен байланысқан белоктар болса, олар өтедіфосфорланған күйге ауысады, содан кейін геномның (генетикалық материалдың) белсенділігі артады. Гликоген синтаза және гликоген фосфорилаза сияқты ферменттердің белсенділігі фосфорлануға байланысты.
Нуклеопротеиндер
Нуклеопротеидтер нуклеин қышқылдарымен байланысқан ақуыздар. Олар генетикалық материалды сақтау мен реттеудің құрамдас бөлігі, ақуыз синтезі қызметін атқаратын рибосомалардың жұмысы. Вирустардың ең қарапайым тіршілік формаларын рибо- және дезоксирибонуклеопротеидтер деп атауға болады, өйткені олар генетикалық материал мен белоктардан тұрады.
Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) мен гистондар қалай әрекеттеседі? Хроматинде ДНҚ-мен байланысқан белоктардың 2 түрі ажыратылады (гистон және гистон емес). Біріншілері ДНҚ нығыздалуының бастапқы сатысына қатысады. Нуклеин қышқылының молекуласы белоктарды орап, нуклеосомаларды түзеді. Алынған жіп моншақтарға ұқсайды, олар асқын ширатылған құрылымды (хроматиндік фибрилді) және суперкпиртті (фазааралық хромонема) құрайды. Гистон протеиндері мен жоғары деңгейдегі белоктардың әрекетінің арқасында ол ДНҚ өлшемін мыңдаған есе азайтумен қамтамасыз етіледі. Ақуыздардың маңыздылығын бағалау үшін хромосомалардың өлшемін және нуклеин қышқылының ұзындығын салыстыру жеткілікті (тиісінше 6-9 см және 10-6 мкм).
Хромопротеиндер дегеніміз не
Хромопротеиндер өте алуан түрлі топтардан тұрады, олардың ортақ бір ғана қасиеті бар – протездік құрамдас бөлікте түстің болуы. Бұл категорияның күрделі белоктары бөлінеді: гемопротеиндер (құрылымында гем бар), ретинальды ақуыздар (А дәрумені), флавопротеидтер (В2 витамині),кобамид белоктары (В12 витамині).
Гемопротеидтер атқаратын қызметтеріне қарай ферментативті емес (гемоглобин және миоглобин белогы) және ферменттер (цитохромдар, каталаза, пероксидаза) болып жіктеледі.
Флавопротеиндер протездік компонент ретінде В2 витаминінің флавин мононуклеотидінің (FMN) немесе флавин адениндинуклеотидінің (FAD) туындыларын қамтиды. Бұл ферменттер тотығу-тотықсыздану процестеріне де қатысады. Оларға оксидоредуктазалар жатады.
Цитохромдар дегеніміз не?
Жоғарыда сипатталғандай, гем порфириннен тұрады. Оның құрылымына 4 пиррол сақинасы және темір темір кіреді. Гемдік ферменттердің ерекше тобы – цитохромдар, аминқышқылдарының құрамы мен пептидтік тізбектерінің саны бойынша ерекшеленеді, тыныс алу тізбегіндегі электрондардың тасымалдануын қамтамасыз ететін тотығу-тотықсыздану реакцияларын жүргізуге маманданған. Бұл ферменттер микросомалық тотығуға қатысады - ксенобиотиктердің биотрансформациясының бастапқы реакциялары, олардың бейтараптануына және көптеген экзогендік және экзогендік заттардың алмасуына, мысалы, стероидтар, қаныққан май қышқылдары.
Протездік топтың әсері
Күрделі белоктардың құрамына кіретін протездік топ оның қасиеттеріне әсер етеді: зарядын, ерігіштігін, термопластикалық қасиетін өзгертеді. Мысалы, фосфор қышқылының қалдықтары немесе моносахаридтер осындай әсер етеді. Күрделі ақуыздың құрамына кіретін көмірсулар бөлігі оны протеолизден (гидролиз процесі нәтижесінде жойылудан) қорғайды, молекулалардың жасуша арқылы енуіне әсер етеді.мембрана, олардың бөлінуі және сұрыпталуы. Липидті фрагмент суда нашар еритін (гидрофобты) қосылыстарды тасымалдау үшін ақуыз арналарын жасауға мүмкіндік береді.
Күрделі белоктардың құрылымы мен қызметтері толығымен протездік топқа тәуелді. Мысалы, гемоглобиндегі темірі бар гем оттегі мен көмірқышқыл газын байланыстырады. Гистондардың, протаминдердің ДНҚ немесе РНҚ-мен әрекеттесуі нәтижесінде түзілетін нуклеопротеидтердің арқасында генетикалық материал қорғалады, жинақы сақталады, ақуыз синтезі кезінде РНҚ байланысады. Нуклеопротеиндер – белоктар мен нуклеин қышқылдарының тұрақты кешендері.
Қорытынды
Осылайша, күрделі белоктар организмде кең ауқымды қызмет атқарады. Сондықтан макро- және микроэлементтерді қабылдау денсаулықты сақтау үшін өте маңызды. Металдар көптеген ферменттердің құрамына кіреді. Биохимияны, денсаулығыңыздың сипаттамаларын және тұрғылықты жеріңіздің экологиялық жағдайын біле отырып, сіз өзіңіздің диетаңызды реттей аласыз. Мысалы, кез келген элементтің тапшылығымен сипатталатын аумақтарды бөліңіз. Оны диетаға қоспалар түрінде қосымша енгізу тапшылықтың орнын толтыруға мүмкіндік береді.
