Белоктар – күрделі құрылымы бар биологиялық полимерлер. Олардың жоғары молекулалық салмағы бар және аминқышқылдарынан, витаминдер, липидтер мен көмірсулар қосындыларымен ұсынылған протездік топтардан тұрады. Құрамында көмірсулар, витаминдер, металдар немесе липидтер бар белоктар күрделі деп аталады. Қарапайым белоктар тек пептидтік байланыспен байланысқан амин қышқылдарынан тұрады.
Пептидтер
Зат қандай құрылымға ие болса да, белоктардың мономерлері амин қышқылдары болып табылады. Олар негізгі полипептидтік тізбекті құрайды, содан кейін белоктың фибриллярлық немесе глобулярлық құрылымы түзіледі. Сонымен бірге ақуыз тек тірі ұлпада – өсімдік, бактерия, саңырауқұлақ, жануар және басқа жасушаларда синтезделеді.
Белок мономерлерін біріктіре алмайтын жалғыз организмдер – вирустар мен қарапайымдылар. Қалғандарының барлығы құрылымдық белоктарды түзуге қабілетті. Бірақ ақуыз мономерлеріне қандай заттар жатады және олар қалай түзіледі? Бұл туралы және ақуыз биосинтезі туралы, полипептидтер және күрделі ақуыз құрылымының қалыптасуы туралы, аминқышқылдары және олардың қасиеттері туралы оқыңыз.төменде.
Белок молекуласының жалғыз мономері – кез келген альфа-амин қышқылы. Ақуыз - полипептид, байланысқан амин қышқылдарының тізбегі. Оның түзілуіне қатысатын аминқышқылдарының санына байланысты дипептидтер (2 қалдық), трипептидтер (3), олигопептидтер (2-10 аминқышқылдарынан тұрады) және полипептидтер (көп аминқышқылдары) бөлінеді.
Белок құрылымына шолу
Белок құрылымы біріншілік, сәл күрделірек – екіншілік, одан да күрделі – үшіншілік және ең күрделі – төрттік болуы мүмкін.
Негізгі құрылым – бұл протеиндік мономерлер (амин қышқылдары) пептидтік байланыс (CO-NH) арқылы қосылатын қарапайым тізбек. Екінші реттік құрылым - альфа спираль немесе бета қатпарлары. Үшіншілік - коваленттік, иондық және сутектік байланыстардың, сондай-ақ гидрофобты әрекеттесулердің пайда болуына байланысты қайталамадан түзілген одан да күрделі үш өлшемді ақуыз құрылымы.
Төрттік құрылым ең күрделі және жасуша мембраналарында орналасқан рецепторлық белоктарға тән. Бұл көмірсу, липидтік немесе витаминдік топтармен толықтырылған үшінші реттік құрылымы бар бірнеше молекулалардың қосылуы нәтижесінде пайда болған супрамолекулалық (домендік) құрылым. Бұл жағдайда біріншілік, екіншілік және үшінші реттік құрылымдардағы сияқты белоктардың мономерлері альфа-амин қышқылдары болып табылады. Олар сонымен қатар пептидтік байланыстар арқылы байланысады. Жалғыз айырмашылық құрылымның күрделілігінде.
Аминқышқылдары
Жалғыз мономерлерақуыз молекулалары альфа аминқышқылдары болып табылады. Олардың небәрі 20-сы ғана, өмірдің негізі дерлік. Пептидтік байланыстың пайда болуының арқасында ақуыз синтезі мүмкін болды. Ал белоктың өзі осыдан кейін құрылым түзуші, рецепторлық, ферментативті, тасымалдаушы, медиаторлық және басқа қызметтерді атқара бастады. Осының арқасында тірі ағза жұмыс істейді және көбеюге қабілетті.
Альфа амин қышқылының өзі – альфа көміртегі атомына қосылған амин тобы бар органикалық карбон қышқылы. Соңғысы карбоксил тобының жанында орналасқан. Бұл жағдайда белок мономерлері органикалық заттар ретінде қарастырылады, онда соңғы көміртегі атомы аминді де, карбоксилді де алып жүреді.
Пептидтер мен белоктардағы аминқышқылдарының байланысы
Аминқышқылдары пептидтік байланыс арқылы димерлерге, тримерлерге және полимерлерге қосылады. Ол бір альфа-амин қышқылының карбоксил аймағынан гидроксил (-ОН) тобының және басқа альфа-амин қышқылының амин тобынан сутегінің (-Н) ыдырауынан түзіледі. Өзара әрекеттесу нәтижесінде су бөлініп, карбоксил ұшында карбоксил қалдығының көміртегіне жақын бос электроны бар C=O учаскесі қалады. Басқа қышқылдың амин тобында азот атомында бос радикалы бар қалдық (NH) бар. Бұл байланыс (CONH) құру үшін екі радикалды біріктіруге мүмкіндік береді. Ол пептид деп аталады.
Амин қышқылының альфа нұсқалары
23 альфа-амин қышқылдары белгілі. Олартөмендегідей тізімделген: глицин, валин, аланин, изолецин, лейцин, глутамат, аспартат, орнитин, треонин, серин, лизин, цистин, цистеин, фенилаланин, метионин, тирозин, пролин, триптофан, гидроксипролин, аргинин, гпаратин, г. Адам ағзасы синтездей алатындығына байланысты бұл аминқышқылдары маңызды емес және маңызды емес болып екіге бөлінеді.
Маңызды емес және алмастырылмайтын аминқышқылдары туралы түсінік
Ауыспалы заттарды адам ағзасы синтездей алады, ал ең қажетті заттар тек тағамнан болуы керек. Сонымен қатар ақуыз биосинтезі үшін алмастырылмайтын және алмастырылмайтын қышқылдардың да маңызы зор, өйткені оларсыз синтез аяқталмайды. Бір амин қышқылы болмаса, тіпті басқалары болса да, жасуша өз функцияларын орындау үшін қажет ақуызды дәл құрастыру мүмкін емес.
Биосинтездің кез келген кезеңдеріндегі бір қателік – ал ақуыз енді жарамсыз, себебі ол электронды тығыздықтардың және атомаралық әрекеттесулердің бұзылуына байланысты қажетті құрылымға жинала алмайды. Сондықтан адамға (және басқа организмдерге) маңызды аминқышқылдары бар ақуызды тағамдарды тұтыну маңызды. Олардың тағамда болмауы бірқатар ақуыз алмасуының бұзылуына әкеледі.
Пептидтік байланысты құру процесі
Белоктардың жалғыз мономерлері – альфа-амин қышқылдары. Олар бірте-бірте полипептидтік тізбекке біріктіріледі, оның құрылымы ДНҚ-ның генетикалық кодында (немесе бактериялық биосинтез қарастырылса, РНҚ-да) алдын ала сақталады. Ақуыз - бұл аминқышқылдары қалдықтарының қатаң тізбегі. Бұл белгілі бір реттелген тізбекұяшықта алдын ала бағдарламаланған функцияны орындайтын құрылым.
Ақуыз биосинтезінің қадам тізбегі
Белок түзілу процесі келесі кезеңдерден тұрады: ДНҚ (немесе РНҚ) бөлімін репликациялау, ақпараттық типті РНҚ синтезі, оның ядродан жасуша цитоплазмасына шығуы, рибосомамен байланысы және. тасымалдау РНҚ-мен қамтамасыз етілетін аминқышқылдарының қалдықтарының біртіндеп қосылуы. Протеин мономері болып табылатын зат гидроксил тобы мен сутегі протонын жоюдың ферментативті реакциясына қатысады, содан кейін өсіп келе жатқан полипептидтік тізбекке қосылады.
Осылайша, полипептидтік тізбек алынады, ол қазірдің өзінде жасушалық эндоплазмалық ретикулумда алдын ала анықталған құрылымға реттелген және қажет болған жағдайда көмірсу немесе липидті қалдықпен толықтырылған. Бұл ақуыздың «жетілуі» процесі деп аталады, содан кейін ол тасымалдау жасушалық жүйе арқылы тағайындалған жерге жіберіледі.
Синтезделген белоктардың қызметі
Ақуыз мономерлері – олардың бастапқы құрылымын құру үшін қажетті аминқышқылдары. Екінші, үшінші және төрттік құрылым өздігінен қалыптасады, дегенмен кейде ол ферменттер мен басқа заттардың қатысуын қажет етеді. Дегенмен, олар белоктардың өз функцияларын орындауы үшін маңызды болғанымен, енді маңызды емес.
Белок мономері болып табылатын амин қышқылының көмірсулар, металдар немесе витаминдер үшін тіркесу орындары болуы мүмкін. Үшіншілік немесе төрттік құрылымның қалыптасуы кірістіру топтары үшін одан да көп орындарды табуға мүмкіндік береді. Бұл сізге жасауға мүмкіндік бередіфермент рөлін атқаратын ақуыз туындысы, рецептор, жасушаға немесе жасушадан тыс заттарды тасымалдаушы, иммуноглобулин, мембрананың немесе жасуша органелласының құрылымдық компоненті, бұлшықет ақуызы.
Амин қышқылдарынан түзілген белоктар – тіршіліктің бірден-бір негізі. Ал бүгінгі күні тіршілік амин қышқылы пайда болғаннан кейін және оның полимерленуі нәтижесінде ғана пайда болды деп есептеледі. Өйткені, бұл өмірдің, оның ішінде интеллектуалды өмірдің бастауы болып табылатын ақуыздардың молекулааралық әрекеттесуі. Барлық басқа биохимиялық процестер, соның ішінде энергетикалық процестер белок биосинтезін жүзеге асыру және нәтижесінде өмірдің одан әрі жалғасуы үшін қажет.
