Oqsillarning biologik xossalari
A. Oqsillarning kimyoviy tarkibi
Organizmda mavjud bo’lgan necha o’n minglab oqsillarning har biri timsoli yo’q, o’ziga xos tuzilishga ega bo’lib, uning hujayradagi qanchadan-qancha har turli molekulalar orasidan ma’lum bir molekulani taniy oladigan va shuni tanlab turib, u bilan o’zaro ta’sir qila oladigan faol markazi bor. Oqsillarning ana shu xossasi tufayli tirik hujayradagi moddalarning struktura tuzilishi, ximiyaviy o’zgarishlar va fizik-ximiyaviy proseslarning yo’nalishi bilan tarkibi ta’minlanib turadi.
Oqsillar birikmalarning bir toifasi, sinfidir degan fikr XVIII-XIX asrlarda paydo bo’ldi. Shu davrda hayvonot dunyosining turli-tuman obyektlari (o’simlik urug’lari va shiralari, muskullar, ko’z gavhari, qon, sut va boshqalar) dan o’xshash xossalarga ega bo’lgan moddalar ajratib olindi: bu moddalar yopishqoq, quyuq eritmalar hosil qilar, qizdirilganda ivib qolar, ko’pirilganida shoxsimon massa hosil bo’lar, “olov bilan analiz qilib ko’rilganida” jizg’anok bo’lgan jun yoki shox hidi kelar va ammiak ajralib chiqar edi.
XIX asr boshlarida moddalar element analizining birmuncha takomillashgan metodlari paydo bo’ladi va oqsillarning element tarkibini tekshirishga kirishiladi.
Oqsillarda uglevod, vodorod, azot, kislorod, oltingugurt va fosfor borligi topildi. Golland ximigi va vrachi G. Ya. Mulder (1802-1880) oqsillarning tuzilishi to’g’risidagi birinchi nazariyani taklif etdi. Oqsillar element tarkibini tekshirishga asoslanib turib, Mulder bularning tarkibida bitta oltingugurt, yoxud fosfor, yo bo’lmasa shularning ikkalasi yordamida birgalikda birikkan bir necha C40H62N10O2 gruppalari (“radikallar”) bo’ladi, degan xulosaga keldi. U mana shu gruppani belgilash uchun “protein” degan terminni taklif etdi (yunoncha protein – birinchi degan so’zdan olingan), chunki bu modda “organik olamda ma’lum bo’lgan jismlarning, shak-shubhasiz, eng muhimi va usiz, chamasi, sayyoramizda hayot bo’lishi mumkin emas” deb hisoblanadi. Ana shunday gruppa bor, degan fikr tez orada rad etildi, “proteinlar” terminining ma’nosi esa o’zgarib qoldi va bu termin hozir “oqsil” terminining sinonimi tariqasida ishlatiladi.
Oqsillarni kislotalar va hazm shiralari bilan parchalash metodlarining rivojlanishi ularning tuzilishini o’rganishda muhim rol o’ynaydi.
1820 yili A. Brakonno (Fransiya) hayvonlarning terisi va boshqa to’qimalariga sulfat kislotani necha soatlab ta’sir ettirib ko’rdi, keyin aralashmani neytrallab filtrat oldi, bu filtrat bug’lantirib ko’rilganida, modda kristallari cho’kib tushdi, u shu moddaga glikokal (“yelim qondi”) deb nom berdi. Bu oqsillardan ajratib olingan dastlabki aminokislota edi.
XIX asr oxiriga kelib oqsillardan o’ndan ortiq aminokislota ajratib olindi. Oqsillar gidrolizi mahsulotlarini o’rganish natijalariga asoslanib turib, nemis ximigi E. Fisher (1852-1919) oqsillar aminokislotalardan tuzilgan deb taxmin qildi. Shu fikr uning amionokislotalar va oqsillar ximiyasi ustidagi ko’p yillik tekshirishlari uchun asos bo’ldi, bu tekshirishlar XX asr boshlarida oqsillar tuzilishining peptid nazariyasini yaratish bilan poyoniga yetdi. E. Fisher ishlari natijasida oqsillarning amid (peptid) bog’i bilan bir-biriga birikkan L-aminokislotalarning chiziqli polimerlaridan iborat ekanligi, bu sinfga kiradigan birikmalarning juda ham xilma-xil bo’lishi esa aminokislotalar tarkibi va polimer zanjiridagi turli aminokislotalarning navbatlashib borishi tartibiga bog’liq bo’la olishi ravshan bo’lib qoldi. Biroq bu nuqnai nazariyani hamma ham darrov e’tirof qila olmadi: oqsillarning tuzilishi to’g’risida yana uch, o’n yilliklar davomida boshqa nazariyalar, jumladan, aminokislotalar oqsillarning struktura elementlari bo’lmasdan, balki oqsillar, kislotalar yoki ishqorlar ishtirokida parchalanganida ikkilamchi mahsulotlar tariqasi yuzaga keladi, degan nazariyalar ham paydo bo’lib turdi.
Oqsillar ustidagi dastlabki tekshirishlar tuxum oqsili, qon zardobi, o’simlik va hayvon to’qimalarining ekstraktlari singari oqsil almashmalari, gohida esa tabiiy holdagi to’qimalar bilan olib borildi. Oqsillarni neytral tuzlar yordamida cho’ktirish yo’li bilan ajratib olish metodlari XIX asrning oxirlaridagina rasm bo’la boshladi. XX asrning 30-yillarida kristall holdagi dastlabki oqsillar olindi. Moddani kristall ko’rinishida olish preparatning tozaligiga (gomogenligini) isbot etadigan ishonchli dalillarning biri bo’lib xizmat qiladi. Jumladan, 1926 yili D. Samner kanavaliya urug’laridan ureaza oqsilini (fermentini) kristall holda ajratib oldi; 1930-1930 yillarda D. Nortrop va M. Kunits pepsin va tripsin kristallarini hosil qilishdi. Ana shu dastlabki ishlardan keyin yakka oqsillarni ajratib olish bioximiya tarixida, ayniqsa, fraksiyalashning zamonaviy metodlari – sellyulozali va gidrofil ion almashinuvlarda olib boriladigan xromotagrafiya, gelfiltratsiya (“molekulyar elash”) yangi elektroforez metodlari va boshqalarni qo’llashga kirishilgan, 50-yillardan keyin, tez-tez uchraydigan hodisa bo’lib qoldi. Hozirgi vaqtda relib ma’lum bo’lgan yakka oqsillar soni, guda taxminiy hisoblarda ko’ra, bir necha mingga boradi.
Hozirgi zamonda oqsillarning o’rganishning asosiy yo’nalishlari quyidagilar:
Yakka oqsillarning fazoviy tuzilishini o’rganish;
Turli oqsillarning biologik funksiyalarini o’rganish;
Yakka oqsillarning funksiyalarini ado etib borish mexanizmlarini o’rganish (oqsil molekulasining ayrim atomlari va atom gruppalari darajasida).
Oqsillarning peptid asosi.
Oqsillarning monomerlari bo’lib L-aminokislotalar xzmat qiladi, bularning umumiy belgisi ikkinchi uglerod atomi (L-uglerod atomi)da karboksil gruppasi va aminogruppa bo’lishidir:
RH2N – CH – COOH
L
Oqsillarda odatda 20 ta har xil aminokislota topiladi, jumladan, anig’ini aytganda, aminokislota bo’lmish prolin ham hisobga kiradi. Ba’zi oqsillarda kamdan-kam uchraydigan boshqa aminokislatalar ham bor. Masalan, kollogen tarkibida gidroksirromen va gidroksilizin bo’ladi:
HO – CN - CH2 H2N – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH-COOH
H2C CH – COOH OH NH2
N
4-gidroksiprolin (Hyp) 5-gidroksilizin (Hyl)
Kam uchraydigan aminokislotalar addiy aminokislotalardan ular oqsil molekulasiga qo’shilganidan keyin hosil bo’ladi.
Tirik tabiatda uchraydigan L-aminokaslotalar odatda, L-konfiguratsiyaga ega bo’ladi. Biroq talaygina mikroorganizmlar hujayralarida, jumladan, hujayra devori moddasiga va ba’zi antibiotiklar tarkibida D-aminokislotalar ham bor.
|
