Oqsillarning asosiy aminokislitalari

Bir aminokislotaning L-karboksil va boshqa aminokislotaning L-aminogruppasi aminokislotalar qoldiqlarini bir-biri bilan biriktirib, amid bog’i hosil qilishi mumkin:

R H R

O

Mana shu amid bog’i peptid bog’ deb ataladi. Aminokislotalari pepnid bog’lari bilan birikkan birikmalar esa peptidlar (dioeotidlar, tripeptidlar va hokazo oligopeptidlar; polipeptidlar) deyiladi.

R H R R H R

H₂N-CH-C-OH+H-N-CH-C-OH H₂O+H₂N-CH-C-N-CH-C-OH

O O O O

Suv muhitida bu reaksiya muvozanati erkin aminokislotalar hosil bo’lish tomoniga qarab suriladigan, ya’ni peptidlar gidrolizi bo’lib o’tadi. Peptidlar sintezi ximiyaviy laboratoriyalarda bo’lsib, tirik hujayrada bo’lsinbilvosita yo’l bilan yuzaga chiqadi. Masalan, aminokislotalarni oldin xlorangidridlarga aylantirish, ulardan esa peptid hosil qilish mumkin:

R H R R H R

NH₂-CH-C-Cl+H-N-CH-C-OH HCl+H₂N-CH-C-N-CH-C-OH

O O O O

Xlorangidrid Aminokislota Dipeptid

E. Fisher tarkibida bir-biri bilan ketma-ket birikkan yigirmatacha aminokislotasi bor peptidlarni xuddi ana shu yo’l bilan sintez qiladi. Bu moddalar o’z xossalari jihatidan aqsillarga va oqsillarning qisman gidrolizi mahsulotlariga o’xshar ediki, shu narsa oqsillar peptidlardan tuzilgan, degan nazariyani yaratish uchun eng muhim dalillardan biri bo’ldi. Hozirgi vaqtda har qanday uzunlikdagi va berilgan har qanday tuzilishdagi peptidlarni hosil qilishga mohiyat e’tibori bilan imkon beradigan sintez metodlari ishlab chiqilgan.

Oqsillar molekulalarida –NH-CH-CO- gruppasi ko’p marta takrorlanib, peptid zanjiri asosini:

H₂N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-….NH-CH-COOH hosil qiladi. Mana shu peptid asosi hamma oqsillarga xos bo’lgan strukturadir. Har bir peptidda ikkita uchki aminokislota qoldiqlaridan biri erkin aminogruppa (N-uchki aminokislota), ikkinchi esa erkin L-karboksil gruppaga (C-uchki aminokislota) ega bo’ladi. Peptidlar strukturasini N-uchki aminokislotadan boshlab tasvirlangan rasm bo’ladi; aminokislotalar qoldiqlarini nomerlash ham o’shaning o’zidan boshlanadi. Bunga aminokislotaga qoldiqlari simvollar bilan belgilanadi. Masalan:

Ala-Typ-Len-Ser-Typ-….Cys

1 2 3 4 5 n

Bunday yozuv erkin L-aminogruppasi alanin qoldig’iga (N-uchi), erkin L-karboksil gruppasi esa sistein qoldig’iga (C-uchi) mansub bo’lgan peptidni tasvirlaydi. Shundan yozuvni o’qishga so’nggi aminokislotadan tashqari barcha aminokislotalar nomlarining suffiksi – il deb o’zgartiriladi. Masalan, Ala-Typ-Leu tripeptidi mana bunday o’qiladi: alanil-tirozil-leysin. Turli peptidlar va oqsillarning o’ziga xos, ya’ni spesifik xususiycatlari peptid zanjirining uzunligiga (shunga yarasha molekulyar massaga ham) tarkibidagi aminokislotalarning xiliga va aminokislotalar qoldiqlari (ya’ni peptid asosi radikallari R)ning navbatlanish tartibiga bog’liqdir.

Organizmdagi uchraydigan peptidlar bilan oqsillardagi peptid bog’ining uzunligi keng doiralarda o’zgaradi – aminokislota qoldiqlari ikkitadan tortib necha yuz va hatto necha mingtagacha boradi. Oqsillar, deb aslida yigirma-o’ttiz va bundan ko’ra ko’p aminokislotalardan iborat polipeptidlarni aytiladi. Ellikdan ko’p aminokislotadan iborat yuqori polimer birikma oqsildir.

Hujayra tarkibidagi oqsillar. Oqsillarning tuzilishi va tarkibi.

Oqsillar juda murakkab tuzilishlarnu hosil qilib, tirik organizmlarning tiriklik xossalarini namoyon qilib turadi. Oqsillarning tarkibidagi organik birikmalarning asosiy qismini va umuman hujayra quruq moddasining yarmidan ko’pini 50-80% ni tashkil etadi. Oqsil nomi “tuxum oqi” atamasidan kelib chiqqan bo’lib, “birinchi”, “eng muhim” degan ma’noni anglanadigan protein nomi bilan ataladi. Molekulaning ikkinchi qismi barcha aminokislotalarga har xil bo’ladi va radikal deb ataladi. Tirik organizmlarni hosil qilib turgan aminokislotalar “sehrli” aminokislotalar degan nom olgan. Oqsillar tarkibida yuqori molekulyar azot tutuvchi biologik polimerlar bo’lib, ular asosan 20 xil aminokislotadan tashkil topgan. Ularning proteinlar de atalishi ham, bu guruhdagi moddalarning birinchi darajali biologik ahamiyatga ega ekanligini ko’rsatadi. Oqsillarning monomerlari aminokislotalardir.

Aminokislota molekulasi ikki qismdan tashkil topgan. Uning birinchi qismi bir xildagi

H – C – NH₂ guruhidir. U COOH aminoguruh (-NH₂) hamma unga yonma-yon COOH bo’lgan.

(COOH) dan iborat. Oqsillarning eng muhim pbiologik funksiyalaridan biri fermentativ faolligidir. Fermentativ xarakterga ega bo’lgan oqsillar tirik organizmlarda boradigan kimyoviy reaksiyalarni katalizlaydi. Hozirgi vaqtda mingdan ortiq fermentlar ishtirokida boradigan reaksiyalar ma’lum.

Oqsillarning fermentativ faolligi kimyoviy reaksiyalarning tezligi orqali biologik jarayonlar qat’iy, ma’lum tartibda borishi va boshqarilishiga imkon beradi. Oqsillar hujayradagi boshqa molekulalardan o’zlarining yuqori molekulyar massaga ega bo’lishi bilan va tarkibida azot atomlari tutishi bilan afrq qiladi.

Oqsillarning elementar tarkibi quyidagicha:C-5-55%, O₂-21-24%, H₂-6,5-7,3%, N₂-15-18%, S-0-25%, kul-0-05%.

Uglevodlarning molekulyar massasi oqsillarga nisbatan kichikroq:

Glyukoza-180, neytral yog’-420, moy kislota-88.

O’rtacha oqsilning molekulyar massasi 30-40 ming D (dalton) deb qabul qilsak, u aksariyat uglevod va lipidlarning molekulyar massasidan ancha yuqori.

Hujayrada oqsil molekulalaridan tashqari, yana bir qator polimerlar: nuklein kislotalar, polisaxaridlar mavjud. Kraxmal, kletchatka molekulasi gomopolimer va geteropolimer bo’lishi memkin. Masalan, 20 xil aminokislotalar geteropolimerdir. Ayrim oqsillarning molekulyar massasi: 1. Mioglobin-17600;

2. Pepsin – 350000;

3. Tuxum albumini-46000;

4. Ot gemoglobini – 68000;

5. Katalaza – 250000;

6. Ureaza – 483000;

7. Tamaki mozaikasi virusi – 40000000

Oqsil molekulasidagi polimerlarni quyidagicha ko’rsatishimiz mumkin:

A-A-A-A-A-A- monomerlar.

Oqsil molekulasining tuzilishi va tarkibi.

Oqsillarning molekulyar massasi ancha murakkab bo’lib, uning elementar tarkibi ham o’ziga xosdir. Oqsillarning tarkibida fosfor, yod, temir, kremniy va boshqa elementlar juda kam misdorda topilgan. Oqsilning foiz miqdori oqsildagi azot miqdorining 6,25 ga ko’paytirilganiga teng. Oqsildagi bu miqdor 1g azotga to’g’ri keladi. Oqsillarning kimyoviy tuzilishiga e’tibor qilsak, uning kimyoviy tuzilishi gidroliz usuli bilan o’rganiladi. Oqsillar suv ishtirokida gidrolizlanganda tarkibiy qismlarga parchalanadi. Gidroliz ishqorli, kislotali va fermentativ bo’lishi mumkin. Kislotali va ishqoriy gidroliz konsentrlangan mineral kislota va ishqorlar ishtirokida 110⁰C haroratga 24-96 soat davomida o’tadi. Fermentativ gidroliz oqsilning prolitik fermentlar bilan 35-40⁰C haroratda parchalanishidan iborat. Bu usullar ayrim kamchiliklardan holi emas. Kislotali va ishqoriy gidrolizda oqsillarning ayrim tarkibiy qismlai parchalansa, fermentativ gidrolizda va gidrolizat fermentlarining parchalanish mahsulotlaridan ifloslanadi, chunki ular ham oqsil tabiatiga ega. Organik kislota nolekulasi bir yoki bir nechta vodorod atomiga –NH₂ almashinishidan hosil bo’ladi, NH₂ guruh ko’pincha karboksil –COOH guruhga qo’shni (alfa) uglerod atomining vodorodi o’rniga kiradi va alfa aminokislota hosil bo’ladi. Tabiiy aminokislotalar soni bitta yoki ikkita bo’lishi mumkin. Lekin, alfa aminoguruh bitta bo’ladi.

Aminokislotalar tarkibiga amino (NH₂) va karboksil –COOH guruh tutuvchi organik birikmalardir. Qoshni uglerod atomi vodorodi o’rniga COOH guruh kiradi. Aminokislotalar NH₃ va COOH tutganligi uchun amfoter xossaga ega.

Aminoguruhning soni karboksil guruhdan ko’p bo’lsa, asos xossasi kuchli.

Agar karboksil guruh soni aminoguruhdan ko’p bo’lsa, kristalli xossasi kuchli bo’ladi.

Aminokislotalar ishqoriy muhitda manfiy, kislotali muhitda musbat zaryadlanib qolishi mumkin. Shuning uchun ham ular ham kislotali, ham asoslar bilan reaksiyaga kirishadi. Aminokislotalar suvdagi eritmalarda bir vaqtning o’zida ham musbat, ham manfiy ionlangan bo’lishi mumkin: aminokislota tarkibidagi –COOH va NH₃ turkumlar ionlangan bo’lib, yo kislota, yo asos sifatida, ya’ni bipolyar ikki qutbli ion shaklida ifodalanishi mumkin. Xullas, aminokislotalar qo’shilishidan hosil bo’lgan mahsulot peptid, aminokislotani bir-biriga bog’lovchi aloqa peptid bog’i deb ataladi. Peptid ikkita aminokislotadan uzilgan bo’lsa, dipeptid, uchta aminokislotadan tuzilgan bo’lsa, tri peptid, to’rtta aminokislotadan tuzilgan bo’lsa tetropeptid; ko’p aminokislotalardan tuzilgan bo’lsa polipeptid deb ataladi va quyidagicha ifodalanadi:

R R R R

Polipeptid zanjirda aminokislotalar soni 50 tadan kam bo’lsa, polipeptid, 50 tadan ko’p bo’lsa oqsillar deyiladi.