|
-mavzu: Hemerali oqsillar
|
| bet | 12/14 | | Sana | 27.05.2024 | | Hajmi | 15,56 Mb. | | #255427 |
Bog'liq Gen muhandisligi mavzular to\'plami9-mavzu: Hemerali oqsillar
Reja
1.Oqsil molekulasining tuzilishi va tarkibi
2. Oqsillarning xossalari
3. Oqsil tuzilmasi va funksiyasi
4. Nuklein kislotala
Mavzu bo‘yicha asosiy tushuncha va iboralar: .Mikroelementlar, makroelementlar, oqsillar, nuklein kislotalar, anorganik, organik, biomolekulalar, uglevodlar, protein, proteid, karboksil guruh, dikarbon, monokarbon, monoamino, diamino, radikal, gidroksil, element.
Ma’ruza mavzusining bayoni
Barcha tirik organizmlarning tarkibiy qismini tashkil etadigan eng muhim va ahamyatlisi oqsillardir. Ular xayot faoliyatining barcha proseslarida hal qiluvchi rol o‘ynaydi.
Hujayrada yuz beradigan har qanday kimyoviy o‘zgarishlar oqsillar ishtirokisiz ro‘y bermaydi. Bunda oqsil sustrat yo enzim yoki bir vaqtning o‘zida ham substrat ham enzim sifatida ishtirok etadi.
Oqsillar birikmalarning alohida bir sinfi degan fikr XVIII-XIX asrlarda paydo bo‘lgan. XIX asrning boshlarida moddalar element analizining bir muncha takomillashuvi metodlari paydo bo‘ldi va oqsillarning elementar tartibi o‘rganildi. Oqsillarda C, H, N, O, S, F borligi aniqlandi.
Oqsillarning elementar tartibi.
№
|
Elementlar nomi
|
Miqdori
|
1
|
Uglerod
|
55-56 %
|
2
|
Vodorod
|
65-73 %
|
3
|
Azot
|
15-17 %
|
4
|
Kislorod
|
21-24 %
|
5
|
Oltingugurt
|
0-2,4 %
|
Golland ximigi va vrachi G.Ya.Mulder oqsillar tuzilishi tog’risida birinchi nazariyani taklif qilgan. Mashxur ximig Bersellyuzning taklifi bilan bu moddalar 1838 yili protein deb nomlandi.
Oqsillar hujayrada juda turli tuman va qiziq funksiyalarni ado etadi. Ularning eng muhim vazifalari quyidagilardan iboratdir va shu xususiyatdan kelib chiqib ularni guruhlarga jamlash mumkin.
1.Transport oqsillari: Gemoglabin, zardob albumini, transferin: Trans memebrana, transport oqsillari.
2.Fermentlar yoki katalitik funksiyasi:
3.Regulyator oqsillar: Oqsil garmonlar (insulin, glikogon, somatostatein) ayrim fermentlar.
4.Strkutura oqsillari: Nukleosomalar, briktiruvchi to‘qima oqsillari (krotein, kallogen,elastein) tromlarning fibrini.
5.Ximoyalovchi oqsillar (imminoglobulinlar)
6.Qisqaruvchi oqsillar (aktin va leozin)
7.Zahira ozuqa sifatidagi oqsillar: Ular o‘sayotgan homila, donda, sutda tuxumlarda mavjud.
Yuqoridagilardan tashqari oqsillarning ba’zi organizmlardagi boshqa muhim vazifalari ham mavjud. Masalan: ayrim zaharli hayvonlarning zahari oqsil tabiatli, ko‘rish pigmenti radopsin, fibrinogen ham oqsillardir. Trik hujayrada ma’lum bir funksiyani ado etib boradigan oqsil bir necha shaklda bo‘lishi mumkin.
Izofunksional oqsillar yoki izooqsillar deb shularga aytiladi.
Masalan: Odam eritrositlarida gemoglobinning bir necha shakli topilgan: Katta yoshli odamda ustun turadigan NA (butun gemoglabinning 96 % ni tashkil qiladi.) NF va NF2 dir. (Har qaysisi 2% dan.)
2. oqsillarni kislotalar va hazm shiralari yordamida parchalash metodlari yordamida ular aminokislotalardan iborat ekanligi ma’lum bo‘ldi. 1820 yili Fransuz olimi A.Brakonno 1-aminokislota glikokol (yelim qanti)ni ajratib oldi. XIX asr oxirlariga kelib oqsillardan 10 dan ortiq aminokislotalar ajratib olindi. Oqsillar gidrolizi mahsulotlarini o‘rganish natijalariga asoslanib nemis ximigi E.Fisher oqsillar aminokislotalardan tuzilgan taxminga keldi. Hozirgi kunda aminokislotalarning 300 dan ortiq turi aniqlangan bo‘lib ularni yarmidan ko‘prog’i oqsillar tarkibiga kirmaydi.
Aminoklislotalar sof holatda rangsiz kristal moddalar bo‘lib ularning suvdagi ertimalari neytral kuchsiz kislotali yoki ishqoriy reaksiyali bo‘lishi mumkin, chunki ularning molekulalarida (-NH2) amin va (-COOH) karboksil funksional guruxlari mavjud. Aminokislotalar molekulasidagi amin va korboksil guruxlarning soniga qarab suvli ertimalarda har-hil muhit hosil qilishi mumkin. Masalan: monoaminomonokarbon kislotalar suvdagi eritmalarida neytral reaksiyaga ega. Chunki bir (-NH2) guruxga bir-COOH guruxi to‘g’ri keladi. Bunday aminokislotalar eritmalari lakmus qog’ozi rangini o‘zgartirmaydi. Monoaminodekarbon kislotalar esa asosli muhitga ega. Tabiatda mavjud barcha aminokislotalar molekulasidagi CN zanjirlarining tuzilishiga qarab
1.Ochiq zanjirli (asiklik) yoki amfotik aminokislotalar; monoaminomonokarbon kislotalar;
Glisin yoki glikogol (aminosirka kislota):
1820 yilda Brakkarno Jelotinadan ajratib olingan altik faol emas, organizmda sinaladi.
Alamin 1850 yilda sintetik yo‘l bilan va 1886 yilda shoyining ishoriy gidrolizatidan ajratib olingan. Organizmda uning dezaminlanishi natijasida pereuzum kislotalar hosil bo‘ladi. Serin, trionin, sistin kislotalarning sintezlanishida oraliq mahsulot bo‘lib hizmat qiladi.
Serin 1856 yilda shoyi gidrolizatidan ajratib olingan. Sut oqsili kazein va fosfatidlar tarkibiga kiradi.
Trionin 1935 yilda fibrin gidrolizatidan olingan. Organizmda sintezlanmaydi.
Valin organizmda oqsillarning gidjrolizlanishi natijasida hosil bo‘ladi. Organizmda sintezlanmaydi.
Leysin 1839 yilda topilib tuzilishi 1891 yilda aniqlangan organizmda sintezlanmaydi.
Izoleysin oqsillar gidrolizlanish natijasidja hosil bo‘lib organizmda sintezlanmaydi, oqsil sintezida ishtirok etadi.
B) Oltingugurtli aminokislotalar.
Sistein- u serin aminokislotasi tarkibidagi gidroksil (OH) guruxining tio (-SH) guruxiga almashinish natijasida hosil bo‘ladi. Uning sof holatda ajratib olish qiyin chunki –SH gurux tezda oksidlanish hususiyatiga ega.
Sistin- sistinning ikki molekulasi brikishidan hosil bo‘lgan. 1810 yilda soch oqsili gidrolizatidan ajratib olingan u soch tirnoq, jun va pat kabi oqsillar tarkibida ko‘p.
Metionin- 1922 yilda sut oqsili kazlin gidrolizatidan olingan. Organizmda ko‘pgina metinlanish jarayonlarida metin guruhi mambai sifatida ishtirok etadi.
Monoamiodikarbon kislotalar:
Aspartat kislota- 1868 yilda o‘simlik osillaridan ajraib olingan. Organizmda sintezlanishi mumkin.
Gellyutamin kislota- 1866 yilda o‘simlik va hayvonlar oqsili gidrolizatidan ajratib olingan. Organizmda sintezlanadi.
G) Diamino kislotalar:
Lizin- 1889 yilda sut oqsili kazlin gidrolizatidan olingan. Organizmda sintezlanmaydi.
Oksilizin- 1938 yilda jelatina gidrolizatidan ajratib olingan. Organizmda sintezlanmaydi.
Arginin- 1886 yilda protemin, giston kabi oddiy oqsillar hamda hujayra yadrolariga kiruvchi oqsillar tarkibida bor eyeanligi aniqlandi. Mochavina biosintezida aktiv ishtirok etadi.
Ornitin- u orgini aminokislotasining gidrolizlanish mahsuloti bo‘lib u organizmda (ayniqsa qushlarda) benzoy kislotasiga brikib uni zararsiz kislotaga aylantiradi.
II Siklik (halqali) aminokislotalar:
A) Aromatik aminokislotalar.
Fenil-alanin-1879 yilda Lyunin o‘simligi ekstrakti tarkibidan ajratib olingan. Barcha oqsillar tarkibida uchraydi. Organizmda sintezlanmaydi.
Tirozin- 1846 yilda sut oqsili kazeinning gidrolizatidan ajratib olingan. Organizmda oqsillarning gidrolizlanishidan hosil bo‘ladi.
B) Geterosiklik aminokislotalar.
Gistidin- 1896 yilda oddiy oqsil protamin va sut oqsili kazein gidrolizatidan ajratib olingan. Medada xlorid kislotalarning rag’batlantiradigan brikmalar hosil qilishda ishtirok etadi.
Triptofan-1901 yilda sut oqsili kazein gidrolizatidan ajratib olingan. Organizmda sintezlamaydi (RR) nikotin kislota vitamin va triptamin (qon tomirlarining qisqaruvchanligini ta’minlovchi modda) hosil bo‘lishda ishtirok etadi.
Amino kislotalar:
Prolin- u 1901 yilda uningoksibrikmasi yani oksiprolin 1904 yilda kazein va jelatina gidrolizatidan ajratib olingan. Ular tarkibida NH2 guruhi emas –NH(iminoguruhini briktirib keladi. Shuning uchun ular imini kislotalar deb ataladi. Ular briktiruvchi to‘qima oqsillari tarkibida uchraydi.
Oqsillarning ximyaviy tuzilishini o‘rganish uchun ularni tarkibiy qismlarga parchalash lozim bo‘ladi. Bu jarayon bir necha hil usullarda ya’ni fermentlar tasirida yoki 2,5 % li sulfat yoki 30 % li xlorid kislota yoki ishqorlarning eritmalari ishtirokida olib boriladi.
Oqsillar tuzilishini o‘rganishda rus olimi prof. A.Ya.Donilevskiyning (1888 yil) ilmiy ishlari katta ahamiyatga ega. U birinchi bo‘lib oqsil struktura tarkibini tashkil qiluvchi aminokislotalar bir biri bilan peptid bog’lari yordamida o‘zaro brikib uzun zanjir hosil qilishi mumkinligi haqida fikr yuritdi. Keyinchalik uning fikrlarini Fisher rivojlantirdi. Uning fikricha aminokislotaning COOH va NH2 guruhi hisobidan 1 molekula suv ajralib chiqib ular o‘zaro birikadi. Aminokislotalarning eng muhim hossalaridan biri ularning optik aktivlikka ega bo‘lishidir. Glisindan boshqa barcha Aminokislotalar molekulasining assimetrik uglerod atomlari borligi uchun ularning suvli eritmasi qutiblangan nur satxini o‘ngga yoki chapga buradi. Ularning bu xususiyati molekulasi xirallik hossaga ega ekanligini yani unda simmetrik markaz va simmetrik satxga ega bo‘lmasligi bilan belgilanadi.
Aminokislotalarning fazodagi strukturasi asosida ularni ikkita qatorga L (Leve- chap), D(dexter-o‘ng ajraladi). Aminokislotalarning ko‘pchiligi yani oqsillar tarkibidagi hamma aminokislotalar L qatoriga mansub h -qatoridagi aminokislotalar qutiblangan nurni chapga burishni bildirmaydi balki molekulaning fazoviy joylashishini bildiradi, yani molekuladagi d uglerod atomi bilan bog’langan vodorod amin gruppa chap tomonda joylashgan bo‘ladi.
COOH
R- C-NH2
R
D-aminokislota
|
|
COOH
H2N- C-H
R
|
D- qatorga mansub aminokislotalar tabiatda kam uchraydi. Ular tuban o‘simliklar, zambrug’lar va bakteriyalarda topilgan.
Oqsillar o‘zlarining ximyaviy xossalari jihatdan amfoter brikmalardir, chunki ular bir vaqtning o‘zida, muhit sharoitiga qarab kislotlalar va asoslar hossasini namoyon qiladi. Buning sababi ularning molekulalaridan asos hossasiga ega bo‘lgan NH2 va kislota hossasiga ega bo‘lgan COOH guruxlari mavjud. Oqsil molekulasida NH2 guruxlarini bo‘lishi oqsilning asosiy hossasini bildiradi. Chunki aminogurux karboksil guruxning dissosialanish natijasida hosil bo‘ladigan protonlarning briktirib olib NH3Q ionini hosil qiladi. Eritmadagi oqsilning kalloid earrachalari musbat va manfiy zaryadlarga ega bo‘ladi. Ular amfionlar deb ham nomlanadi. Amfionlar o‘zlarini elektroneytral zarrachalar sinari tutadi. Chunki ulardagi zaryadlar yig’indisi nolga teng. Lekin ertimadagi oqsil zrrachalari muhitdagi kichkina pH ga qarab o‘z zaryadini o‘zgartirishi mumkin.
Oqsil ertimasida muhit pH ning ma’lum kattaligida oqsil zaryadlari elektr maydonida na anodga va na katodga qarab harakatlanadi., chunki oqsil moleulasi elektr zaryadining yig’indisi nolga teng bo‘ladi. Shu sharoitdagi muhitning pH ni kattaligiga oqsillarning izoelektrik nuqtasi deyiladi.
Oqsil eritmasiga suyultirilgan kislota qo‘shilsa tarkibidagi kislotali gruppalarning disosiyalanishi kamayadi. Demak kislotali sharoitda oqsil molekulalari musbat zaryadga ega bo‘lib elektr maydon katodga tamon harakatlanadi. Oqsil ertimasiga ishqor qo‘shilganda buning aksi bo‘ladi.
Eritmaning pH izoelektrik nuqtaga teng yoki unga yaqni bo‘lgan oqsillar o‘ta beqaror bo‘ladi. I.E.N.da oqsillar eng kam eruvchan bo‘ladi va ularning qovushqoqligi ham juda past bo‘ladi va ular osonlik bilan cho‘kmaga tushadi.
Organizmdagi biologik suyuqliklar tarkibidagi oqsillarning tuzilishini o‘rganish birinchi navbatda ularni shu suyuqliklar tarkibidan toza holda ajratib ola boshlagan. Lekin bu jarayon uncha oson emas. Buning sababi shuki birinchidan ular turg’un emas yani turli hil moddalar (kislotalar, ishqorlar va boshqa reaktivlar) ta’sirida ularning eruvchanlik hususiyati o‘zgaradi. Ikkinchidan ular lipit uglevodlar nuklein kislotalar bilan kompleks brikmalar holatida tarqalgan.
Oqsillarni ajratish va tozalash jarayonlarida quyidagilarga e’tibor qilish shart.
A) Jarayonlarning barcha bosqtchida harakat mumikn qadar past darajada saqlanish ko‘pincha erituvchi muzlash darjasida bo‘lishi e’tiborga olinadi. Bu jarayonni maxsus sovuq honalarda o‘tkazish tavsiya etiladi.
B) Eritmaning muhit darajasi (pH) ga katta e’tibor bilan qaraladi. Oqsillarning eruvchanligi eritmaning pH ga qarab kuchli darajada o‘zgaradi.
V) Eritmada oqsil konsentrasiyasi ancha baland saqlanishi kerak. Chunki suyultirish ko‘pincha denaturasiya jarayoniga yordam beradi.
Bunda ko‘pincha quyidagi usullardan foydalaniladi.
Tuzlar ta’sirida cho‘ktirish.
1.Izoelektrik nuqtaga asoslanib cho‘ktirish.
2.Organik erituvchilar (aseton, metanol, etanol va boshqalar) ta’sirida cho‘ktirish.
3.Adsorbsiyalab tozalash.
4.Ion almashinuvi xromotografiya usuli bilan ajratish.
5.Molekulyar filtirlash usulidan foydalanib oqsillarni molekulyar og’riliklariga qarab bir-biridan ajratish.
6.Oqsillarning elektroliz usuli yordamida ajratish va ular-ning tozalash ya’ni bir hil tarkibli ekanligini aniqlash.
7.Oqsillarni kristallash va qayta kristallash usuli yordamida tozalash.
|
| |
