№1. Zülallar: peptid bağı, onların aşkarlanması.

Zülallar bioloji obyektlərdə polikondensasiya reaksiyası nəticəsində a-amin turşularının əmələ gətirdiyi xətti poliamidlərin makromolekullarıdır.

dələlər əsasında qurulmuş makromolekulyar birləşmələrdir amin turşuları. Zülalların əmələ gəlməsində 20 amin turşusu iştirak edir. Onlar böyük molekulyar ağırlıqlı protein molekulunun onurğasını təşkil edən uzun zəncirlərdə birləşirlər.

Orqanizmdə zülalların funksiyaları

Zülalların özünəməxsus kimyəvi və fiziki xassələrinin birləşməsi bu xüsusi üzvi birləşmələr sinfini həyat hadisələrində mərkəzi rolla təmin edir.

Zülallar aşağıdakı bioloji xüsusiyyətlərə malikdir və ya canlı orqanizmlərdə aşağıdakı əsas funksiyaları yerinə yetirirlər:

1. Zülalların katalitik funksiyası. Bütün bioloji katalizatorlar - fermentlər zülallardır. Bu günə qədər minlərlə ferment səciyyələndirilib, onların çoxu kristal şəklində təcrid olunub. Demək olar ki, bütün fermentlər reaksiyaların sürətini ən azı milyon dəfə artıran güclü katalizatorlardır. Zülalların bu funksiyası unikaldır, digər polimer molekulları üçün xarakterik deyil.

2. Qidalandırıcı (zülalların ehtiyat funksiyası). Bunlar, ilk növbədə, inkişaf edən embrionun qidalanması üçün nəzərdə tutulmuş zülallardır: süd kazeini, yumurta ovalbumini, bitki toxumlarının saxlama zülalları. Bir sıra digər zülallar, şübhəsiz ki, orqanizmdə amin turşularının mənbəyi kimi istifadə olunur ki, bu da öz növbəsində metabolik prosesi tənzimləyən bioloji aktiv maddələrin prekursorlarıdır.

3. Zülalların daşıma funksiyası. Bir çox kiçik molekullar və ionlar xüsusi zülallarla daşınır. Məsələn, qanın tənəffüs funksiyası, yəni oksigenin daşınması qırmızı qan hüceyrələrində olan bir protein olan hemoglobin molekulları tərəfindən həyata keçirilir. Serum albuminləri lipidlərin daşınmasında iştirak edir. Bir sıra digər zərdab zülalları yağlar, mis, dəmir, tiroksin, A vitamini və digər birləşmələrlə komplekslər əmələ gətirir, onların müvafiq orqanlara çatdırılmasını təmin edir.

4. Zülalların qoruyucu funksiyası. Qorunmanın əsas funksiyası bakteriyaların, toksinlərin və ya virusların (antigenlərin) orqanizmə daxil olmasına cavab olaraq xüsusi qoruyucu zülalların - antikorların sintezini təmin edən immunoloji sistem tərəfindən həyata keçirilir. Antikorlar antigenləri bağlayır, onlarla qarşılıqlı əlaqə qurur və bununla da onların bioloji təsirini neytrallaşdırır və orqanizmin normal vəziyyətini saxlayır. Qan plazması zülalının - fibrinogenin laxtalanması və zədələr zamanı qan itkisindən qoruyan qan laxtasının əmələ gəlməsi zülalların qoruyucu funksiyasının başqa bir nümunəsidir.

5. Zülalların daralma funksiyası. Bir çox zülal əzələlərin daralma və rahatlama aktında iştirak edir. Bu proseslərdə əsas rolu aktin və miyozin - əzələ toxumasının xüsusi zülalları oynayır. Büzülmə funksiyası hüceyrənin həyati fəaliyyətinin ən yaxşı proseslərini təmin edən subhüceyrəvi strukturların zülallarına da xasdır,

6. Zülalların struktur funksiyası. Bu funksiyaya malik zülallar insan orqanizmindəki digər zülallar arasında birinci yerdədir. Kollagen kimi struktur zülallar birləşdirici toxumada geniş yayılmışdır; saçda, dırnaqda, dəridə keratin; elastin - damar divarlarında və s.

7. Zülalların hormonal (tənzimləyici) funksiyası. Bədəndə maddələr mübadiləsi müxtəlif mexanizmlərlə tənzimlənir. Bu tənzimləmədə daxili sekresiya vəziləri tərəfindən istehsal olunan hormonlar mühüm yer tutur. Bir sıra hormonlar zülallar və ya polipeptidlərlə təmsil olunur, məsələn, hipofiz vəzinin hormonları, mədəaltı vəzi və s.

Peptid bağı

Formal olaraq, bir protein makromolekulunun meydana gəlməsi α-amin turşularının polikondensasiya reaksiyası kimi təqdim edilə bilər.

Kimyəvi nöqteyi-nəzərdən zülallar yüksək molekulyar azot tərkibli üzvi birləşmələrdir (poliamidlər), molekulları amin turşusu qalıqlarından qurulur. Zülal monomerləri α-amin turşularıdır, ümumi xüsusiyyəti ikinci karbon atomunda (α-karbon atomu) bir karboksil qrupunun -COOH və bir amin qrupunun -NH 2 olmasıdır:

Zülal hidrolizi məhsullarının tədqiqinin nəticələrinə əsasən və A.Ya. Danilevskinin zülal molekulunun qurulmasında peptid bağlarının -CO-NH- rolu haqqında fikirləri, alman alimi E.Fişer 20-ci əsrin əvvəllərində zülalların quruluşunun peptid nəzəriyyəsini təklif etdi. Bu nəzəriyyəyə görə, zülallar bir peptidlə bağlanmış α-amin turşularının xətti polimerləridir. bağ - polipeptidlər:

Hər bir peptiddə bir terminal amin turşusu qalığı sərbəst α-amin qrupuna (N-terminus), digərində isə sərbəst α-karboksil qrupuna (C-terminus) malikdir. Peptidlərin quruluşu adətən N-terminal amin turşusundan başlayaraq təsvir edilir. Bu halda amin turşusu qalıqları simvollarla göstərilir. Məsələn: Ala-Tyr-Leu-Ser-Tyr- - Cys. Bu giriş N-terminal α-amin turşusunun olduğu bir peptidi ifadə edir ­ lyatsya alanin və C-terminal - sistein. Belə bir qeydi oxuduqda, sonuncular istisna olmaqla, bütün turşuların adlarının sonları - "yl" olaraq dəyişir: alanil-tirosil-leucyl-seryl-tirosyl--sistein. Bədəndə olan peptidlər və zülallardakı peptid zəncirinin uzunluğu iki ilə yüzlərlə və minlərlə amin turşusu qalıqları arasında dəyişir.

№ 2. Sadə zülalların təsnifatı.

üçün sadə (zülallara) hidroliz edildikdə yalnız amin turşuları verən zülallar daxildir.

Proteinoidlər ____heyvan mənşəli sadə zülallar, suda, duz məhlullarında, seyreltilmiş turşularda və qələvilərdə həll olunmur. Əsasən dəstəkləyici funksiyaları yerinə yetirirlər (məsələn, kollagen, keratin

protaminlər - molekulyar çəkisi 10-12 kDa olan müsbət yüklü nüvə zülalları. Təxminən 80% qələvi amin turşularından ibarətdir ki, bu da onların ion bağları vasitəsilə nuklein turşuları ilə qarşılıqlı əlaqəsini təmin edir. Onlar gen fəaliyyətinin tənzimlənməsində iştirak edirlər. Suda yaxşı həll olunur;

histonlar - gen aktivliyinin tənzimlənməsində mühüm rol oynayan nüvə zülalları. Onlar bütün eukaryotik hüceyrələrdə olur və molekulyar çəkisi və amin turşusu ilə fərqlənən 5 sinfə bölünür. Histonların molekulyar çəkisi 11-dən 22 kDa-a qədərdir və amin turşusu tərkibindəki fərqlər lizin və argininlə əlaqədardır, məzmunu müvafiq olaraq 11-29% və 2-14% arasında dəyişir;

prolaminlər - suda həll olunmur, lakin 70% spirtdə həll olunur, kimyəvi quruluş xüsusiyyətləri - çoxlu prolin, qlutamik turşu, lizin yoxdur ,

glutelinlər - qələvi məhlullarda həll olunur ,

qlobulinlər - suda və ammonium sulfatın yarı doymuş məhlulunda həll olunmayan, lakin duzların, qələvilərin və turşuların sulu məhlullarında həll olunan zülallar. Molekulyar çəki - 90-100 kDa;

albuminlər - suda və şoran məhlullarda həll olunan heyvan və bitki toxumalarının zülalları. Molekulyar çəkisi 69 kDa;

skleroproteinlər - heyvanların dəstəkləyici toxumalarının zülalları

Sadə zülallara misal olaraq ipək fibroini, yumurta serum albumini, pepsin və s.

№ 3. Zülalların izolyasiyası və çökdürülməsi (təmizlənməsi) üsulları.

№ 4. Zülallar polielektrolitlər kimi. Zülalın izoelektrik nöqtəsi.

Zülallar amfoter polielektrolitlərdir, yəni. həm asidik, həm də əsas xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Bu, zülal molekullarında ionlaşma qabiliyyətinə malik olan amin turşusu radikallarının, həmçinin peptid zəncirlərinin uclarında sərbəst α-amino və α-karboksil qruplarının olması ilə əlaqədardır. Zülalın turşu xassələri turşu amin turşuları (aspartik, qlutamik), qələvi xassələri isə əsas amin turşuları (lizin, arginin, histidin) ilə verilir.

Zülal molekulunun yükü amin turşusu radikallarının turşu və əsas qruplarının ionlaşmasından asılıdır. Mənfi və müsbət qrupların nisbətindən asılı olaraq zülal molekulu bütövlükdə ümumi müsbət və ya mənfi yük alır. Zülal məhlulu turşulaşdıqda, anion qruplarının ionlaşma dərəcəsi azalır, kation qruplarının isə artır; qələviləşdikdə - əksinə. Müəyyən bir pH dəyərində müsbət və mənfi yüklü qrupların sayı eyni olur və zülalın izoelektrik vəziyyəti görünür (ümumi yük 0-dır). Zülalın izoelektrik vəziyyətdə olduğu pH dəyəri izoelektrik nöqtə adlanır və amin turşularına bənzər pI ilə işarələnir. Əksər zülallar üçün pI 5,5-7,0 diapazonunda yerləşir ki, bu da zülallarda turşu amin turşularının müəyyən üstünlük təşkil etdiyini göstərir. Bununla belə, qələvi zülallar da var, məsələn, salmin - qızılbalıq südündən əsas protein (pl=12). Bundan əlavə, çox aşağı pI dəyəri olan zülallar var, məsələn, mədə şirəsinin fermenti olan pepsin (pl=l). İzoelektrik nöqtədə zülallar çox qeyri-sabitdir və ən az həll olunma qabiliyyətinə malik olmaqla asanlıqla çökürlər.

Əgər zülal izoelektrik vəziyyətdə deyilsə, onda elektrik sahəsində onun molekulları ümumi yükün işarəsindən asılı olaraq və dəyərinə mütənasib sürətlə katoda və ya anoda doğru hərəkət edəcək; elektroforez metodunun mahiyyəti budur. Bu üsul müxtəlif pI dəyərlərinə malik zülalları ayıra bilir.

Zülalların tampon xüsusiyyətləri olmasına baxmayaraq, onların fizioloji pH dəyərlərində tutumu məhduddur. İstisna çoxlu histidin olan zülallardır, çünki yalnız histidin radikalı 6-8 pH diapazonunda tampon xüsusiyyətlərinə malikdir. Bu zülalların çox az hissəsi var. Məsələn, demək olar ki, 8% histidin ehtiva edən hemoglobin qırmızı qan hüceyrələrində güclü hüceyrədaxili tampondur və qanın pH səviyyəsini sabit səviyyədə saxlayır.

№ 5. Zülalların fiziki-kimyəvi xassələri.

Zülallar müxtəlif kimyəvi, fiziki və bioloji xüsusiyyətlərə malikdir, bunlar hər bir zülalın amin turşusu tərkibi və məkan təşkili ilə müəyyən edilir. Zülalların kimyəvi reaksiyaları çox müxtəlifdir, onlar NH 2 -, COOH qruplarının və müxtəlif təbiətli radikalların olması ilə əlaqədardır. Bunlar nitrasiya, asilləşmə, alkilləşmə, esterləşmə, redoks və başqa reaksiyalardır. Zülallar turşu-əsas, tampon, kolloid və osmotik xüsusiyyətlərə malikdir.

Zülalların turşu-əsas xassələri

Kimyəvi xassələri. Zülalların sulu məhlullarının zəif istiləşməsi ilə denatürasiya baş verir. Bu çöküntü yaradır.

Zülalları turşularla qızdırdıqda hidroliz baş verir və amin turşularının qarışığı əmələ gəlir.

Zülalların fiziki-kimyəvi xassələri

Zülalların yüksək molekulyar çəkisi var.

Zülal molekulunun yükü. Bütün zülallarda ən azı bir sərbəst -NH və -COOH qrupu var.

Protein məhlulları- müxtəlif xassələrə malik kolloid məhlullar. Zülallar turşu və əsasdır. Turşu zülallarda əlavə karboksil və daha az amin qrupları olan çoxlu qlu və asp var. Qələvi zülallarda çoxlu liz və arg var. Sulu məhluldakı hər bir zülal molekulu hidratasiya qabığı ilə əhatə olunmuşdur, çünki zülallarda amin turşularına görə çoxlu hidrofilik qruplar (-COOH, -OH, -NH 2, -SH) vardır. Sulu məhlullarda zülal molekulunun yükü var. Suda zülalın yükü pH-dan asılı olaraq dəyişə bilər.

Protein çöküntüsü. Zülalların nəmləndirici qabığı, yapışmasının qarşısını alan bir yük var. Çöküntü üçün hidrat qabığını çıxarmaq və doldurmaq lazımdır.

1. Nəmləndirmə. Nəmləndirmə prosesi suyun zülallarla bağlanması deməkdir, eyni zamanda hidrofilik xüsusiyyətlər nümayiş etdirirlər: şişir, kütləsi və həcmi artır. Zülalın şişməsi onun qismən əriməsi ilə müşayiət olunur. Ayrı-ayrı zülalların hidrofilliyi onların quruluşundan asılıdır. Tərkibində mövcud olan və zülal makromolekulunun səthində yerləşən hidrofilik amid (–CO–NH–, peptid bağı), amin (NH2) və karboksil (COOH) qrupları su molekullarını ciddi şəkildə molekulun səthinə yönəldir. . Zülal globullarını əhatə edən hidrat (su) qabığı zülal məhlullarının sabitliyinə mane olur. İzoelektrik nöqtədə zülalların suyu bağlamaq qabiliyyəti ən azdır, zülal molekullarının ətrafındakı nəmləndirici qabıq məhv olur, buna görə də onlar birləşərək böyük aqreqatlar əmələ gətirirlər. Zülal molekullarının aqreqasiyası bəzi üzvi həlledicilərlə, məsələn, etil spirti ilə susuzlaşdırıldıqda da baş verir. Bu, zülalların çökməsinə səbəb olur. Mühitin pH-ı dəyişdikdə zülalın makromolekulu yüklənir və onun nəmləndirmə qabiliyyəti dəyişir.

Yağış reaksiyaları iki növə bölünür.

Zülalların duzlanması: (NH 4)SO 4 - yalnız nəmləndirici qabıq çıxarılır, zülal öz strukturunun bütün növlərini, bütün bağları saxlayır, yerli xüsusiyyətlərini saxlayır. Belə zülallar sonra yenidən həll oluna və istifadə oluna bilər.

Doğma zülal xüsusiyyətlərinin itirilməsi ilə çökmə geri dönməz bir prosesdir. Nəmləndirici qabıq və yük zülaldan çıxarılır, zülaldakı müxtəlif xüsusiyyətlər pozulur. Məsələn, mis, civə, arsen, dəmir, konsentratlı qeyri-üzvi turşuların duzları - HNO 3, H 2 SO 4, HCl, üzvi turşular, alkaloidlər - taninlər, civə yodidi. Üzvi həlledicilərin əlavə edilməsi nəmlənmə dərəcəsini aşağı salır və zülalın çökməsinə səbəb olur. Belə bir həlledici kimi aseton istifadə olunur. Zülallar da duzların, məsələn, ammonium sulfatın köməyi ilə çökdürülür. Bu metodun prinsipi, məhluldakı duz konsentrasiyasının artması ilə zülalların əks ionları tərəfindən əmələ gələn ion atmosferlərinin sıxılmasına əsaslanır ki, bu da onların kritik məsafəyə yaxınlaşmasına kömək edir, bu zaman mikrobun molekullararası qüvvələri. der Waals cazibəsi əks ionların dəf edilməsinin Coulomb qüvvələrini üstələyir. Bu, protein hissəciklərinin yapışmasına və onların çökməsinə gətirib çıxarır.

Qaynadıqda, zülal molekulları təsadüfi hərəkət etməyə başlayır, toqquşur, yük çıxarılır və nəmləndirici qabıq azalır.

Məhluldakı zülalları aşkar etmək üçün aşağıdakılardan istifadə olunur:

rəng reaksiyaları;

yağış reaksiyaları.

Zülalların ayrılması və təmizlənməsi üsulları.

homogenləşmə- hüceyrələr homojen bir kütləə üyüdülür;

zülalların su və ya su-duz məhlulları ilə çıxarılması;

1. duzlamaq;

   elektroforez;

   xromatoqrafiya: adsorbsiya, parçalanma;

   ultrasentrifuqa.

Zülalların struktur təşkili.

İlkin Struktur- peptid zəncirindəki amin turşularının ardıcıllığı ilə müəyyən edilir, kovalent peptid bağları (insulin, pepsin, kimotripsin) ilə sabitləşir.

ikinci dərəcəli quruluş- zülalın məkan quruluşu. Bu ya spiral, ya da bükülmədir. Hidrogen bağları yaranır.

Üçüncü quruluş globular və fibrilyar zülallar. Onlar hidrogen bağlarını sabitləşdirir, elektrostatik qüvvələr (COO-, NH3+), hidrofobik qüvvələr, sulfid körpüləri, ilkin quruluşla müəyyən edilir. Qlobulyar zülallar - bütün fermentlər, hemoglobin, miyoqlobin. Fibrilyar zülallar - kollagen, miyozin, aktin.

Dördüncü quruluş- yalnız bəzi zülallarda olur. Belə zülallar bir neçə peptiddən hazırlanır. Hər bir peptid protomerlər adlanan özünəməxsus birincili, ikincili, üçüncü dərəcəli quruluşa malikdir. Bir neçə protomer birləşərək bir molekul əmələ gətirir. Bir protomer zülal kimi deyil, yalnız digər protomerlərlə birlikdə fəaliyyət göstərir.

Misal: hemoglobin \u003d -globule + -globule - O 2-ni ayrı-ayrılıqda deyil, məcmuda daşıyır.

Protein renaturasiya edə bilir. Bu agentlərə çox qısa məruz qalma tələb edir.

6) Zülalların aşkarlanması üsulları.

Zülallar yüksək molekullu bioloji polimerlərdir, struktur (monomer) vahidləri -amin turşularıdır. Zülallarda olan amin turşuları bir-biri ilə peptid bağları ilə bağlıdır. meydana gəlməsi karboksil qrupunun dayanması hesabına baş verir -bir amin turşusunun karbon atomu və -su molekulunun sərbəst buraxılması ilə başqa bir amin turşusunun amin qrupu. Zülalların monomer vahidlərinə amin turşusu qalıqları deyilir.

Peptidlər, polipeptidlər və zülallar təkcə kəmiyyətinə, tərkibinə görə deyil, həm də amin turşusu qalıqlarının ardıcıllığına, fiziki-kimyəvi xassələrinə və orqanizmdə yerinə yetirilən funksiyalarına görə fərqlənirlər. Zülalların molekulyar çəkisi 6 mindən 1 milyona qədər və ya daha çox dəyişir. Zülalların kimyəvi və fiziki xassələri onların amin turşusu qalıqlarını təşkil edən radikalların kimyəvi təbiəti və fiziki-kimyəvi xassələri ilə bağlıdır. Bioloji obyektlərdə və qida məhsullarında zülalların aşkarlanması və kəmiyyətinin müəyyən edilməsi, həmçinin onların toxumalardan və bioloji mayelərdən təcrid edilməsi üsulları bu birləşmələrin fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərinə əsaslanır.

Müəyyən kimyəvi maddələrlə qarşılıqlı əlaqədə olan zülallar rəngli birləşmələr verir. Bu birləşmələrin əmələ gəlməsi amin turşusu radikallarının, onların xüsusi qruplarının və ya peptid bağlarının iştirakı ilə baş verir. Rəng reaksiyaları təyin etməyə imkan verir bioloji obyektdə zülalın olması və ya həll və mövcudluğunu sübut etmək bir protein molekulunda müəyyən amin turşuları. Rəng reaksiyaları əsasında zülalların və amin turşularının kəmiyyət təyini üçün bəzi üsullar işlənib hazırlanmışdır.

Universal hesab edin biuret və ninhidrin reaksiyaları, çünki bütün zülallar onları verir. Ksantoprotein reaksiyası, Fohl reaksiyası və digərləri spesifikdir, çünki onlar zülal molekulunda müəyyən amin turşularının radikal qrupları ilə bağlıdır.

Rəng reaksiyaları tədqiq olunan materialda bir zülalın varlığını və onun molekullarında müəyyən amin turşularının varlığını təyin etməyə imkan verir.

Biuret reaksiyası. Reaksiya zülallarda, peptidlərdə, polipeptidlərdə olması ilə əlaqədardır peptid bağları ilə qələvi mühitdə olan mis (II) ionları rəngli mürəkkəb birləşmələr bənövşəyi (qırmızı və ya mavi çalarlı) rəng. Rəng, molekulda ən azı iki qrupun olması ilə əlaqədardır -CO-NH- birbaşa bir-birinə və ya karbon və ya azot atomunun iştirakı ilə bağlıdır.

Mis (II) ionları =C─O ˉ qrupları ilə iki ion rabitəsi və azot atomları ilə dörd koordinasiya rabitəsi (=N−) ilə bağlanır.

Rəngin intensivliyi məhluldakı zülalın miqdarından asılıdır. Bu, zülalın kəmiyyət təyini üçün bu reaksiyadan istifadə etməyə imkan verir. Rəngli məhlulların rəngi polipeptid zəncirinin uzunluğundan asılıdır. Zülallar mavi-bənövşəyi rəng verir; onların hidroliz məhsulları (poli- və oliqopeptidlər) qırmızı və ya çəhrayı rəngdədir. Biuret reaksiyası təkcə zülallar, peptidlər və polipeptidlərlə deyil, həm də biuret (NH 2 -CO-NH-CO-NH 2), oksamid (NH 2 -CO-CO-NH 2), histidin tərəfindən verilir.

Qələvi mühitdə əmələ gələn peptid qrupları ilə misin (II) kompleks birləşməsi aşağıdakı quruluşa malikdir:

Ninhidrin reaksiyası. Bu reaksiyada zülal, polipeptidlər, peptidlər və sərbəst α-amin turşularının məhlulları ninhidrinlə qızdırıldıqda mavi, mavi-bənövşəyi və ya çəhrayı-bənövşəyi rəng verir. Bu reaksiyadakı rəng α-amino qrupuna görə inkişaf edir.

-amin turşuları ninhidrinlə çox asanlıqla reaksiya verir. Onlarla yanaşı, Rueman mavi-bənövşəyi də zülallar, peptidlər, ilkin aminlər, ammonyak və bəzi digər birləşmələrdən əmələ gəlir. İkinci dərəcəli aminlər, məsələn, prolin və hidroksiprolin sarı rəng verir.

Ninhidrin reaksiyası amin turşularını aşkar etmək və kəmiyyətini təyin etmək üçün geniş istifadə olunur.

ksantoprotein reaksiyası. Bu reaksiya zülallarda aromatik amin turşusu qalıqlarının - tirozin, fenilalanin, triptofan olduğunu göstərir. Bu, sarı rəngli nitro birləşmələrin (yunanca "Xanthos" - sarı) əmələ gəlməsi ilə bu amin turşularının radikallarının benzol halqasının nitrasiyasına əsaslanır. Nümunə olaraq tirozindən istifadə edərək, bu reaksiya aşağıdakı tənliklər şəklində təsvir edilə bilər.

Qələvi mühitdə amin turşularının nitro törəmələri narıncı rəngli quinoid strukturunun duzlarını əmələ gətirir. Ksantoprotein reaksiyası benzol və onun homoloqları, fenol və digər aromatik birləşmələrlə verilir.

Azaldılmış və ya oksidləşmiş vəziyyətdə olan tiol qrupu olan amin turşularına reaksiyalar (sistein, sistin).

Fohl reaksiyası. Qələvi ilə qaynadıldığında, kükürd qələvi mühitdə natrium sulfid əmələ gətirən hidrogen sulfid şəklində sisteindən asanlıqla ayrılır:

Bu baxımdan, məhlulda tiol tərkibli amin turşularının təyini üçün reaksiyalar iki mərhələyə bölünür:

Kükürdün üzvi vəziyyətdən qeyri-üzvi vəziyyətə keçidi

Məhlulda kükürdün aşkarlanması

Natrium sulfidini aşkar etmək üçün, natrium hidroksid ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, plumbitinə çevrilən qurğuşun asetat istifadə olunur:

Pb(CH 3 COO) 2 + 2NaOH Pb(ONa) 2 + 2CH 3 COOH

Kükürd ionları və qurğuşunun qarşılıqlı təsiri nəticəsində qara və ya qəhvəyi qurğuşun sulfid əmələ gəlir:

Na 2 S + Pb(Üzərində üstündə) 2 + 2 H 2 O PbS (qara çöküntü) + 4NaOH

Kükürd tərkibli amin turşularını təyin etmək üçün sınaq məhluluna bərabər həcmdə natrium hidroksid və bir neçə damcı qurğuşun asetat məhlulu əlavə edilir. 3-5 dəqiqə intensiv qaynama ilə maye qara olur.

Sistin varlığı bu reaksiyadan istifadə etməklə müəyyən edilə bilər, çünki sistin asanlıqla sisteinə qədər azalır.

Millon reaksiyası:

Bu, tirozin amin turşusuna reaksiyadır.

Tirozin molekullarının sərbəst fenolik hidroksilləri, duzlarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, çəhrayı-qırmızı rəngli tirozinin nitro törəməsinin civə duzunun birləşmələrini verir:

Histidin və tirozin üçün Pauli reaksiyası . Pauli reaksiyası diazobenzolsulfon turşusu ilə albalı-qırmızı kompleks birləşmələr əmələ gətirən zülalda histidin və tirozin amin turşularını aşkarlamağa imkan verir. Diazobenzolsulfon turşusu sulfanilik turşunun natrium nitritlə turşu mühitdə reaksiyası zamanı diazotlaşma reaksiyasında əmələ gəlir:

Sınaq məhluluna bərabər həcmdə sulfanilik turşunun turşulu məhlulu (xlorid turşusundan istifadə etməklə hazırlanır) və ikiqat həcmdə natrium nitrit məhlulu əlavə edilir, yaxşıca qarışdırılır və dərhal soda (natrium karbonat) əlavə edilir. Qarışdırıldıqdan sonra, sınaq məhlulunda histidin və ya tirozin olması şərti ilə qarışıq albalı qırmızıya çevrilir.

Adamkeviç-Hopkins-Kohl (Schulz-Raspail) triptofana reaksiya (indol qrupuna reaksiya). Triptofan asidik mühitdə aldehidlərlə reaksiyaya girərək rəngli kondensasiya məhsulları əmələ gətirir. Reaksiya triptofanın indol halqasının aldehidlə qarşılıqlı təsiri nəticəsində baş verir. Məlumdur ki, formaldehid sulfat turşusunun iştirakı ilə qlioksilik turşudan əmələ gəlir:

R
Qlikoksilik və sulfat turşularının iştirakı ilə triptofan olan məhlullar qırmızı-bənövşəyi rəng verir.

Glyoxylic acid buzlaq sirkə turşusunda həmişə kiçik miqdarda olur. Buna görə reaksiya sirkə turşusundan istifadə etməklə aparıla bilər. Eyni zamanda sınaq məhluluna bərabər həcmdə buzlaq (konsentratlı) sirkə turşusu əlavə edilir və çöküntü həll olunana qədər yumşaq qızdırılır.Soyuduqdan sonra əlavə edilmiş qlioksilik turşunun həcminə bərabər həcmdə qatılaşdırılmış sulfat turşusu əlavə edilir. divar boyunca diqqətlə qarışdırın (mayelərin qarışmaması üçün). 5-10 dəqiqədən sonra iki təbəqənin interfeysində qırmızı-bənövşəyi halqanın əmələ gəlməsi müşahidə olunur. Qatları qarışdırsanız, yeməyin məzmunu bərabər şəkildə bənövşəyi rəngə çevriləcəkdir.

üçün

triptofanın formaldehidlə kondensasiyası:

Kondensasiya məhsulu bis-2-triptofanilkarbinola oksidləşir, mineral turşuların iştirakı ilə mavi-bənövşəyi duzlar əmələ gətirir:

7) Zülalların təsnifatı. Amin turşusu tərkibinin öyrənilməsi üsulları.

Zülalların ciddi nomenklaturası və təsnifatı hələ də mövcud deyil. Zülalların adları təsadüfi olaraq verilir, əksər hallarda zülal izolyasiyasının mənbəyi və ya müəyyən həlledicilərdə həll olunma qabiliyyəti, molekulun forması və s.

Zülallar tərkibinə, hissəcik formasına, həll olma qabiliyyətinə, amin turşularının tərkibinə, mənşəyinə və s.

1. Tərkibi Zülallar iki böyük qrupa bölünür: sadə və mürəkkəb zülallar.

Sadə (zülallara) hidroliz zamanı yalnız amin turşuları verən zülallar (proteinoidlər, protaminlər, histonlar, prolaminlər, qlutelinlər, qlobulinlər, albuminlər) daxildir. Sadə zülallara misal olaraq ipək fibroini, yumurta serum albumini, pepsin və s.

Kompleks (proteidlər) sadə zülaldan və zülal olmayan təbiətə malik əlavə (protez) qrupdan ibarət zülalları əhatə edir. Kompleks zülallar qrupu zülal olmayan komponentin xarakterindən asılı olaraq bir neçə alt qrupa bölünür:

Polipeptid zənciri ilə birbaşa əlaqəli metalları (Fe, Cu, Mg və s.) ehtiva edən metalloproteinlər;

Fosfoproteinlər - serin, treoninin hidroksil qruplarının yerində ester bağları ilə zülal molekuluna bağlanan fosfor turşusunun qalıqlarını ehtiva edir;

Qlikoproteinlər - onların protez qrupları karbohidratlardır;

Xromoproteinlər - sadə zülaldan və onunla əlaqəli rəngli qeyri-zülal birləşməsindən ibarətdir, bütün xromoproteinlər bioloji cəhətdən çox aktivdir; protez qrupları kimi onların tərkibində porfirin, izoalloksazin və karotin törəmələri ola bilər;

Lipoproteinlər - prostetik qrup lipidlər - trigliseridlər (yağlar) və fosfatidlər;

Nukleoproteinlər tək bir zülaldan və onunla əlaqəli bir nuklein turşusundan ibarət zülallardır. Bu zülallar orqanizmin həyatında böyük rol oynayır və aşağıda müzakirə olunacaq. Onlar hər hansı bir hüceyrənin bir hissəsidir, bəzi nukleoproteinlər təbiətdə patogen aktivliyə malik xüsusi hissəciklər (viruslar) şəklində mövcuddur.

2. Hissəcik forması- zülallar fibrilyar (ipşəkilli) və kürəvari (sferik) bölünür (bax. səhifə 30).

3. Amin turşusu tərkibinin həllolma qabiliyyəti və xüsusiyyətləri ilə sadə zülalların aşağıdakı qrupları fərqləndirilir:

Proteinoidlər - dəstəkləyici toxumaların zülalları (sümüklər, qığırdaqlar, bağlar, tendonlar, saçlar, dırnaqlar, dəri və s.). Bunlar əsasən böyük molekulyar çəkiyə (> 150.000 Da) malik fibrilyar zülallardır, ümumi həlledicilərdə: su, duz və su-spirt qarışıqlarında həll olunmur. Onlar yalnız xüsusi həlledicilərdə həll olunur;

Protaminlər (ən sadə zülallar) - suda həll olunan və 80-90% arginin və məhdud sayda (6-8) digər amin turşularından ibarət zülallar müxtəlif balıqların südündə olur. Argininin yüksək tərkibinə görə onlar əsas xüsusiyyətlərə malikdirlər, onların molekulyar çəkisi nisbətən kiçikdir və təxminən 4000-12000 Da-ya bərabərdir. Onlar nukleoproteinlərin tərkibində protein komponentidir;

Histonlar suda və seyreltilmiş turşu məhlullarında (0,1 N) yüksək dərəcədə həll olur, yüksək miqdarda amin turşularına malikdir: arginin, lizin və histidin (ən azı 30%) və buna görə də əsas xüsusiyyətlərə malikdir. Bu zülallar nukleoproteinlərin bir hissəsi kimi hüceyrələrin nüvələrində əhəmiyyətli miqdarda olur və nuklein turşusu mübadiləsinin tənzimlənməsində mühüm rol oynayır. Histonların molekulyar çəkisi kiçikdir və 11000-24000 Da-ya bərabərdir;

Qlobulinlər duz konsentrasiyası 7%-dən çox olan suda və şoran məhlullarında həll olunmayan zülallardır. Globulinlər ammonium sulfat ilə məhlulun 50% doymasında tamamilə çökdürülür. Bu zülallar qlisinin yüksək tərkibi (3,5%), onların molekulyar çəkisi > 100.000 Da ilə xarakterizə olunur. Qlobulinlər zəif turşu və ya neytral zülallardır (p1=6-7,3);

Albuminlər suda və güclü şoran məhlullarında çox həll olunan zülallardır və duz konsentrasiyası (NH 4) 2 S0 4 doyma səviyyəsinin 50%-dən çox olmamalıdır. Daha yüksək konsentrasiyalarda albuminlər duzlanır. Qlobulinlərlə müqayisədə bu zülalların tərkibində 3 dəfə az qlisin var və molekulyar çəkisi 40000-70000 Da təşkil edir. Albuminlər qlutamin turşusunun çox olması səbəbindən artıq mənfi yükə və turşu xassələrinə (pl=4,7) malikdir;

Prolaminlər dənli bitkilərin qlütenində olan bir qrup bitki zülallarıdır. Onlar yalnız etil spirtinin 60-80% sulu məhlulunda həll olurlar. Prolaminlərin xarakterik amin turşusu tərkibi var: onların tərkibində çoxlu (20-50%) qlutamik turşu və prolin (10-15%) var, buna görə də onların adını almışdır. Onların molekulyar çəkisi 100.000 Da-dan çoxdur;

Glutelinlər - bitki zülalları suda, duz məhlullarında və etanolda həll olunmur, lakin qələvilərin və turşuların seyreltilmiş (0,1 N) məhlullarında həll olunur. Amin turşularının tərkibinə və molekulyar çəkisinə görə, onlar prolaminlərə bənzəyirlər, lakin daha çox arginin və daha az prolin ehtiva edirlər.

Amin turşusu tərkibinin öyrənilməsi üsulları

Zülallar həzm şirələrində fermentlər tərəfindən amin turşularına parçalanır. İki mühüm nəticə çıxarıldı: 1) zülalların tərkibində amin turşuları var; 2) hidroliz üsulları zülalların kimyəvi, xüsusən də amin turşularının tərkibini öyrənmək üçün istifadə edilə bilər.

Zülalların amin turşusu tərkibini öyrənmək üçün turşu (HCl), qələvi [Ba(OH) 2 ] və daha nadir hallarda fermentativ hidroliz və ya onlardan birinin birləşməsindən istifadə olunur. Müəyyən edilmişdir ki, tərkibində çirkləri olmayan saf zülalın hidrolizi zamanı 20 müxtəlif α-amin turşusu ayrılır. Heyvanların, bitkilərin və mikroorqanizmlərin toxumalarında aşkar edilmiş bütün digər amin turşuları (300-dən çox) təbiətdə sərbəst vəziyyətdə və ya digər üzvi maddələrlə qısa peptidlər və ya komplekslər şəklində mövcuddur.

Zülalların ilkin strukturunun müəyyən edilməsində ilk addım müəyyən bir fərdi zülalın amin turşusu tərkibinin keyfiyyət və kəmiyyət qiymətləndirilməsidir. Yadda saxlamaq lazımdır ki, tədqiqat üçün digər zülalların və ya peptidlərin çirkləri olmadan müəyyən miqdarda təmiz proteinə sahib olmaq lazımdır.

Zülalın turşu hidrolizi

Amin turşusu tərkibini müəyyən etmək üçün zülaldakı bütün peptid bağlarını məhv etmək lazımdır. Təhlil edilən zülal 6 mol/l HC1-də təxminən 110 °C temperaturda 24 saat ərzində hidroliz edilir.Bu müalicə nəticəsində zülalda peptid bağları məhv olur və hidrolizatda yalnız sərbəst amin turşuları olur. Bundan əlavə, glutamin və asparagin qlutamik və aspartik turşulara hidrolizə olunur (yəni, radikaldakı amid bağı pozulur və amin qrupu onlardan ayrılır).

İon mübadiləsi xromatoqrafiyasından istifadə edərək amin turşularının ayrılması

Zülalların turşu hidrolizi ilə əldə edilən amin turşularının qarışığı kation dəyişdirici qatran ilə bir sütunda ayrılır. Belə bir sintetik qatran, Na + ionlarının birləşdiyi mənfi yüklü qrupları (məsələn, sulfon turşusu qalıqları -SO 3 -) ehtiva edir (Şəkil 1-4).

Amin turşularının qarışığı, amin turşularının əsasən kationlardan ibarət olduğu turşu mühitdə (pH 3.0) kation dəyişdiricisinə daxil edilir, yəni. müsbət yük daşıyır. Müsbət yüklü amin turşuları mənfi yüklü qatran hissəciklərinə yapışır. Amin turşusunun ümumi yükü nə qədər çox olarsa, onun qatranla əlaqəsi bir o qədər güclü olar. Beləliklə, amin turşuları lizin, arginin və histidin kation dəyişdiricisinə ən güclü, aspartik və qlutamik turşular isə ən zəif bağlanır.

Amin turşularının sütundan ayrılması onların ion gücü (yəni NaCl konsentrasiyasının artması ilə) və pH-nın artması ilə bufer məhlulu ilə yuyulması (elütasiyası) yolu ilə həyata keçirilir. PH artması ilə amin turşuları bir proton itirir, nəticədə onların müsbət yükü azalır və deməli, mənfi yüklü qatran hissəcikləri ilə əlaqə gücü.

Hər bir amin turşusu sütundan müəyyən bir pH və ion gücü ilə çıxır. Sütunun aşağı ucundan məhlulu (eluat) kiçik hissələr şəklində toplayaraq, tərkibində fərdi amin turşuları olan fraksiyalar əldə etmək olar.

("hidroliz" haqqında daha ətraflı məlumat üçün 10-cu suala baxın)

8) Zülal strukturunda kimyəvi bağlar.

9) Zülalların iyerarxiyası və struktur təşkili anlayışı. (12-ci suala baxın)

10) Zülalların hidrolizi. Reaksiya kimyası (addım, katalizatorlar, reagentlər, reaksiya şəraiti) - hidrolizin tam təsviri.

11) Zülalların kimyəvi çevrilmələri.

Denaturasiya və renaturasiya

Zülal məhlulları 60-80%-ə qədər qızdırıldıqda və ya zülallarda qeyri-kovalent bağları məhv edən reagentlərin təsiri altında zülal molekulunun üçüncü (dördüncü) və ikincili strukturu məhv olur, təsadüfi bir rulon şəklini alır. az və ya çox dərəcədə. Bu proses denatürasiya adlanır. Denaturlaşdırıcı reagentlər kimi turşular, qələvilər, spirtlər, fenollar, karbamid, quanidin xlorid və s. istifadə edilə bilər.Onların təsirinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, onlar peptid onurğasının = NH və = CO - qrupları və turşu qrupları ilə hidrogen bağları yaradırlar. amin turşusu radikalları, zülalda öz intramolekulyar hidrogen bağlarını əvəz edir, bunun nəticəsində ikincili və üçüncü dərəcəli strukturlar dəyişir. Denatürasiya zamanı zülalın həllolma qabiliyyəti azalır, o, “laxtalanır” (məsələn, toyuq yumurtasını qaynadarkən) və zülalın bioloji aktivliyi itir. Buna əsaslanaraq, məsələn, antiseptik kimi karbol turşusunun (fenol) sulu məhlulunun istifadəsi. Müəyyən şəraitdə, denatürləşdirilmiş zülalın məhlulunun yavaş soyuması ilə renaturasiya baş verir - orijinal (doğma) uyğunluğun bərpası. Bu, peptid zəncirinin bükülməsinin təbiətinin ilkin quruluşla müəyyən edildiyini təsdiqləyir.

Fərdi zülal molekulunun denatürasiya prosesi, onun "sərt" üçölçülü strukturunun parçalanmasına səbəb olur, bəzən molekulun əriməsi adlanır. Xarici şəraitdə demək olar ki, hər hansı nəzərə çarpan dəyişiklik, məsələn, istilik və ya pH-da əhəmiyyətli dəyişiklik, zülalın dördüncü, üçüncü və ikincili strukturlarının ardıcıl pozulmasına gətirib çıxarır. Adətən denaturasiya temperaturun artması, güclü turşuların və qələvilərin, ağır metalların duzlarının, müəyyən həlledicilərin (spirt), radiasiyanın və s.

Denatürasiya çox vaxt zülal molekullarının kolloid məhlulunda zülal hissəciklərinin daha böyük hissəciklərə yığılması prosesinə gətirib çıxarır. Vizual olaraq, bu, məsələn, yumurta qovurarkən "zülal" meydana gəlməsi kimi görünür.

Renaturasiya zülalların öz təbii quruluşuna qayıtdığı denaturasiyanın əks prosesidir. Qeyd etmək lazımdır ki, bütün zülallar renaturasiya etməyə qadir deyil; əksər zülallarda denaturasiya geri dönməzdir. Əgər zülalın denaturasiyası zamanı fiziki-kimyəvi dəyişikliklər polipeptid zəncirinin sıx yığılmış (sifariş edilmiş) vəziyyətdən nizamsız vəziyyətə keçməsi ilə bağlıdırsa, renaturasiya zamanı zülalların özünü təşkil etmək qabiliyyəti özünü göstərir. polipeptid zəncirindəki amin turşularının ardıcıllığı ilə əvvəlcədən müəyyən edilir, yəni onun ilkin quruluşu irsi məlumatla müəyyən edilir. Canlı hüceyrələrdə bu məlumat, yəqin ki, pozulmuş polipeptid zəncirinin ribosomda biosintezi zamanı və ya ondan sonra yerli zülal molekulunun strukturuna çevrilməsi üçün həlledicidir. İki zəncirli DNT molekulları təxminən 100 ° C temperaturda qızdırıldıqda, əsaslar arasındakı hidrogen bağları pozulur və tamamlayıcı zəncirlər ayrılır - DNT denatürasiya olunur. Bununla belə, yavaş-yavaş soyuduqda, tamamlayıcı iplər adi ikiqat spiral şəklində yenidən birləşdirilə bilər. DNT-nin bu renaturasiya qabiliyyəti süni DNT hibrid molekullarını istehsal etmək üçün istifadə olunur.

Təbii protein cisimləri müəyyən, ciddi şəkildə müəyyən edilmiş məkan konfiqurasiyasına malikdir və fizioloji temperaturda və pH dəyərlərində bir sıra xarakterik fiziki-kimyəvi və bioloji xüsusiyyətlərə malikdir. Müxtəlif fiziki və kimyəvi amillərin təsiri altında zülallar laxtalanmaya məruz qalır və çöküntülərə məruz qalır, öz doğma xüsusiyyətlərini itirir. Beləliklə, denaturasiya dedikdə, yerli zülal molekulunun unikal strukturunun ümumi planının, əsasən onun üçüncü strukturunun pozulması, onun xarakterik xüsusiyyətlərinin (həlledicilik, elektroforetik hərəkətlilik, bioloji aktivlik və s.) itirilməsi başa düşülməlidir. Əksər zülallar məhlulları 50-60°C-dən yuxarı qızdırıldıqda denatürasiya olunur.

Denaturasiyanın xarici təzahürləri, xüsusən də izoelektrik nöqtədə həll olma qabiliyyətinin itirilməsinə, protein məhlullarının özlülüyünün artmasına, sərbəst funksional SH qruplarının sayının artmasına və rentgen şüalarının səpilməsinin təbiətinin dəyişməsinə qədər azalır. . Denatürasiyanın ən xarakterik əlaməti bioloji aktivliyinin (katalitik, antigen və ya hormonal) zülal tərəfindən kəskin azalması və ya tam itirilməsidir. 8M karbamid və ya başqa bir agentin səbəb olduğu zülal denatürasiyası zamanı əsasən qeyri-kovalent bağlar (xüsusilə hidrofobik qarşılıqlı təsirlər və hidrogen bağları) məhv edilir. Disulfid bağları reduksiya edən merkaptoetanolun iştirakı ilə pozulur, polipeptid zəncirinin özünün onurğa sümüyünün peptid bağları isə təsirlənmir. Bu şəraitdə yerli zülal molekullarının qlobulları açılır və təsadüfi və nizamsız strukturlar əmələ gəlir (Şəkil 2).

Zülal molekulunun denaturasiyası (sxem).

a - ilkin vəziyyət; b - molekulyar quruluşun geri dönən pozulmasının başlanğıcı; c - polipeptid zəncirinin geri dönməz yerləşdirilməsi.

Ribonükleazanın denaturasiyası və renaturasiyası (Anfinsenə görə).

a - yerləşdirmə (karbamid + merkaptoetanol); b - yenidən qatlama.

1. Protein hidrolizi: H+

[− NH2─CH─ CO─NH─CH─CO − ]n +2nH2O → n NH2 − CH − COOH + n NH2 ─ CH ─ COOH

│ │ ‌‌│ │

Amin turşusu 1 amin turşusu 2

2. Zülalların çökməsi:

a) geri çevrilə bilən

Məhlulda zülal ↔ protein çöküntüsü. Na+, K+ duzlarının məhlullarının təsiri altında baş verir

b) geri dönməz (denaturasiya)

Xarici amillərin (temperatur; mexaniki təsir - təzyiq, sürtmə, silkələmə, ultrasəs; kimyəvi maddələrin - turşuların, qələvilərin və s.) təsiri altında denaturasiya zamanı zülalın ikinci, üçüncü və dördüncü strukturlarında dəyişiklik baş verir. makromolekul, yəni onun yerli məkan quruluşu. Zülalın ilkin quruluşu və nəticədə kimyəvi tərkibi dəyişmir.

Denatürasiya zamanı zülalların fiziki xassələri dəyişir: həllolma qabiliyyəti azalır, bioloji aktivlik itir. Eyni zamanda bəzi kimyəvi qrupların aktivliyi artır, proteolitik fermentlərin zülallara təsiri asanlaşır və nəticədə daha asan hidroliz olunur.

Məsələn, albumin - yumurta ağı - 60-70 ° temperaturda bir məhluldan çökdürülür (laxtalanır), suda həll olunma qabiliyyətini itirir.

Protein denatürasiyası prosesinin sxemi (zülal molekullarının üçüncü və ikincili strukturlarının məhv edilməsi)

3. Yanan zülallar

Zülallar azot, karbon qazı, su və bəzi digər maddələrin əmələ gəlməsi ilə yanır. Yanma, yandırılmış lələklərin xarakterik qoxusu ilə müşayiət olunur.

4. Zülallara rəng (keyfiyyət) reaksiyaları:

a) ksantoprotein reaksiyası (tərkibində benzol halqaları olan amin turşusu qalıqları üçün):

Zülal + HNO3 (konk.) → sarı rəng

b) biuret reaksiyası (peptid bağları üçün):

Protein + CuSO4 (sat) + NaOH (konc) → parlaq bənövşəyi rəng

c) sistein reaksiyası (kükürdlü amin turşusu qalıqları üçün):

Zülal + NaOH + Pb(CH3COO)2 → Qara boyanma

Zülallar Yerdəki bütün həyatın əsasını təşkil edir və orqanizmlərdə müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir.

Zülalların duzlanması

Tuzlama, qələvi və qələvi torpaq metallarının konsentratlaşdırılmış duzlarının neytral məhlulları ilə sulu məhlullardan zülalların ayrılması prosesidir. Zülal məhluluna yüksək konsentrasiyalarda duzlar əlavə edildikdə, zülallar çökərkən zülal hissəciklərinin susuzlaşması və yükün çıxarılması baş verir. Zülalın çökmə dərəcəsi çöküntü məhlulunun ion gücündən, zülal molekulunun hissəciklərinin ölçüsündən, yükünün böyüklüyündən və hidrofilliyindən asılıdır. Müxtəlif zülallar müxtəlif duz konsentrasiyalarında çökür. Buna görə də, duzların konsentrasiyasını tədricən artırmaqla əldə edilən çöküntülərdə fərdi zülallar müxtəlif fraksiyalarda olur. Zülalların duzlanması geri dönən bir prosesdir və duz çıxarıldıqdan sonra zülal öz təbii xüsusiyyətlərini bərpa edir. Buna görə də duzlamadan klinik praktikada qan zərdabında zülalların ayrılması, həmçinin müxtəlif zülalların ayrılması və təmizlənməsində istifadə olunur.

Əlavə edilmiş anionlar və kationlar zülal məhlullarının sabitlik faktorlarından biri olan zülalların nəmlənmiş protein qabığını məhv edir. Çox vaxt Na və ammonium sulfatların məhlulları istifadə olunur. Bir çox zülallar nəmləndirici qabığın ölçüsü və yükün böyüklüyü ilə fərqlənir. Hər bir zülalın öz duzlama zonası var. Duzlaşdırıcı maddə çıxarıldıqdan sonra zülal öz bioloji aktivliyini və fiziki-kimyəvi xassələrini saxlayır. Klinik praktikada duzlama üsulu qlobulinləri (50% ammonium sulfat (NH4)2SO4 əlavə etməklə çöküntü əmələ gətirir) və albuminləri (100% ammonium sulfat (NH4)2SO4 əlavə etməklə çöküntü əmələ gətirir) ayırmaq üçün istifadə olunur.

Tuzlanma aşağıdakılardan təsirlənir:

1) duzun təbiəti və konsentrasiyası;

2) pH mühitləri;

3) temperatur.

Əsas rolu ionların valentlikləri oynayır.

12) Zülalın ilkin, ikincili, üçüncü dərəcəli quruluşunun təşkili xüsusiyyətləri.

Hal-hazırda bir zülal molekulunun struktur təşkilatının dörd səviyyəsinin mövcudluğu eksperimental olaraq sübut edilmişdir: birincili, ikincili, üçüncülü və dördüncü quruluş.

dələlər- α-amin turşularının qalıqlarından ibarət yüksək molekullu üzvi birləşmələr.

AT protein tərkibi karbon, hidrogen, azot, oksigen, kükürd daxildir. Bəzi zülallar tərkibində fosfor, dəmir, sink və mis olan digər molekullarla komplekslər əmələ gətirir.

Zülalların molekulyar çəkisi böyükdür: yumurta albumini - 36 000, hemoglobin - 152 000, miozin - 500 000. Müqayisə üçün: spirtin molekulyar çəkisi 46, sirkə turşusu - 60, benzol - 78.

Zülalların amin turşularının tərkibi

dələlər- monomerləri olan qeyri-dövri polimerlər α-amin turşuları. Adətən 20 növ α-amin turşusu protein monomerləri adlanır, baxmayaraq ki, onların 170-dən çoxu hüceyrə və toxumalarda aşkar edilmişdir.

Amin turşularının insan və digər heyvanların orqanizmində sintez oluna bilməsindən asılı olaraq, bunlar var: əsas olmayan amin turşuları- sintez edilə bilər əsas amin turşuları- sintez edilə bilməz. Əsas amin turşuları qida ilə qəbul edilməlidir. Bitkilər bütün növ amin turşularını sintez edir.

Amin turşularının tərkibindən asılı olaraq, zülallar bunlardır: tam- bütün amin turşularını ehtiva edir; qüsurlu- bəzi amin turşuları onların tərkibində yoxdur. Zülallar yalnız amin turşularından ibarətdirsə, onlara deyilir sadə. Əgər zülalların tərkibində amin turşularından başqa qeyri-aminturşu komponenti də (protez qrup) varsa, onlar adlanır. kompleks. Protez qrupu metallar (metalloproteinlər), karbohidratlar (qlikoproteinlər), lipidlər (lipoproteinlər), nuklein turşuları (nukleoproteinlər) ilə təmsil oluna bilər.

Hamısı amin turşuları ehtiva edir: 1) bir karboksil qrupu (-COOH), 2) bir amin qrupu (-NH 2), 3) bir radikal və ya R-qrupu (molekulun qalan hissəsi). Müxtəlif növ amin turşularında radikalın quruluşu fərqlidir. Amin turşularını təşkil edən amin qruplarının və karboksil qruplarının sayından asılı olaraq: neytral amin turşuları bir karboksil qrupu və bir amin qrupu olan; əsas amin turşuları birdən çox amin qrupunun olması; turşulu amin turşuları birdən çox karboksil qrupuna malikdir.

Amin turşularıdır amfoter birləşmələr, çünki məhlulda onlar həm turşu, həm də əsas kimi çıxış edə bilirlər. Sulu məhlullarda amin turşuları müxtəlif ion formalarında olur.

Peptid bağı

Peptidlər- peptid bağı ilə bağlanmış amin turşusu qalıqlarından ibarət üzvi maddələr.

Peptidlərin əmələ gəlməsi amin turşularının kondensasiya reaksiyası nəticəsində baş verir. Bir amin turşusunun amin qrupu digərinin karboksil qrupu ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, onların arasında kovalent azot-karbon bağı yaranır ki, bu da adlanır. peptid. Peptidi təşkil edən amin turşusu qalıqlarının sayından asılı olaraq, var dipeptidlər, tripeptidlər, tetrapeptidlər və s. Peptid bağının əmələ gəlməsi dəfələrlə təkrarlana bilər. Bu formalaşmasına gətirib çıxarır polipeptidlər. Peptidin bir ucunda sərbəst amin qrupu (N-terminus adlanır), digər ucunda isə sərbəst karboksil qrupu (C-terminus adlanır) yerləşir.

Zülal molekullarının məkan təşkili

Zülallar tərəfindən müəyyən spesifik funksiyaların yerinə yetirilməsi onların molekullarının məkan konfiqurasiyasından asılıdır, əlavə olaraq, hüceyrənin zülalları genişlənmiş formada, zəncir şəklində saxlaması enerji baxımından əlverişsizdir, buna görə də polipeptid zəncirləri qatlanır, əldə edilir. müəyyən üçölçülü quruluş və ya konformasiya. 4 səviyyəni ayırın zülalların məkan təşkili.

Zülalın ilkin quruluşu- zülal molekulunu təşkil edən polipeptid zəncirindəki amin turşusu qalıqlarının ardıcıllığı. Amin turşuları arasındakı əlaqə peptiddir.

Əgər zülal molekulu yalnız 10 amin turşusu qalığından ibarətdirsə, onda amin turşularının növbə sırasına görə fərqlənən zülal molekullarının nəzəri cəhətdən mümkün variantlarının sayı 10 20-dir. 20 amin turşusu ilə siz onlardan daha müxtəlif kombinasiyalar yarada bilərsiniz. İnsan orqanizmində həm bir-birindən, həm də digər orqanizmlərin zülallarından fərqlənən on minə yaxın müxtəlif zülal aşkar edilmişdir.

Zülal molekullarının xüsusiyyətlərini və onun məkan konfiqurasiyasını təyin edən zülal molekulunun ilkin quruluşudur. Polipeptid zəncirində yalnız bir amin turşusunun digəri ilə əvəz edilməsi zülalın xassələrinin və funksiyalarının dəyişməsinə səbəb olur. Məsələn, hemoglobinin β-alt bölməsində altıncı qlutamin amin turşusunun valinlə əvəzlənməsi ona gətirib çıxarır ki, bütövlükdə hemoglobin molekulu öz əsas funksiyasını - oksigen nəqlini yerinə yetirə bilmir; belə hallarda insanda xəstəlik yaranır - oraq hüceyrəli anemiya.

ikinci dərəcəli quruluş- polipeptid zəncirinin spiral şəklində qatlanması (uzanmış yaya bənzəyir). Sarmal sarmalları karboksil qrupları və amin qrupları arasındakı hidrogen bağları ilə gücləndirilir. Demək olar ki, bütün CO və NH qrupları hidrogen bağlarının əmələ gəlməsində iştirak edir. Onlar peptidlərdən daha zəifdirlər, lakin dəfələrlə təkrarlanaraq bu konfiqurasiyaya sabitlik və sərtlik verirlər. İkinci dərəcəli quruluş səviyyəsində zülallar var: fibroin (ipək, tor), keratin (saç, dırnaqlar), kollagen (tendonlar).

Üçüncü quruluş- kimyəvi bağların (hidrogen, ion, disulfid) meydana gəlməsi və amin turşusu qalıqlarının radikalları arasında hidrofobik qarşılıqlı əlaqənin qurulması nəticəsində polipeptid zəncirlərinin globullara yığılması. Üçüncü strukturun formalaşmasında əsas rolu hidrofilik-hidrofobik qarşılıqlı təsirlər oynayır. Sulu məhlullarda hidrofobik radikallar qlobulun daxilində qruplaşaraq sudan gizlənməyə, hidrofilik radikallar isə nəmlənmə (su dipolları ilə qarşılıqlı təsir) nəticəsində molekulun səthində görünməyə meyllidirlər. Bəzi zülallarda üçüncü quruluş iki sistein qalığının kükürd atomları arasında əmələ gələn disulfid kovalent bağlarla sabitləşir. Üçüncü struktur səviyyəsində fermentlər, antikorlar, bəzi hormonlar var.

Dördüncü quruluş molekulları iki və ya daha çox kürəcikdən əmələ gələn mürəkkəb zülallar üçün xarakterikdir. Alt bölmələr molekulda ion, hidrofobik və elektrostatik qarşılıqlı təsirlərlə saxlanılır. Bəzən dördüncü quruluşun formalaşması zamanı subunitlər arasında disulfid bağları yaranır. Dördüncü quruluşa malik ən çox öyrənilmiş zülaldır hemoglobin. İki α-alt birlik (141 amin turşusu qalığı) və iki β-alt birlik (146 amin turşusu qalığı) tərəfindən əmələ gəlir. Hər bir alt bölmə dəmir ehtiva edən bir heme molekulu ilə əlaqələndirilir.

Əgər nədənsə zülalların məkan konformasiyası normadan kənara çıxarsa, zülal öz funksiyalarını yerinə yetirə bilməz. Məsələn, "dəli dana xəstəliyinin" (süngər formalı ensefalopatiya) səbəbi sinir hüceyrələrinin səthi zülalları olan prionların anormal konformasiyasıdır.

Protein xüsusiyyətləri

Amin turşusu tərkibi, zülal molekulunun quruluşu onu müəyyən edir xassələri. Zülallar amin turşusu radikalları ilə müəyyən edilən əsas və turşu xassələri birləşdirir: zülalda nə qədər çox turşulu amin turşusu varsa, onun turşu xassələri bir o qədər aydın olur. H + təyin etmək və bağlamaq qabiliyyəti zülalların tampon xüsusiyyətləri; ən güclü tamponlardan biri qanın pH səviyyəsini sabit səviyyədə saxlayan eritrositlərdə olan hemoglobindir. Orada həll olunan zülallar (fibrinogen), mexaniki funksiyaları yerinə yetirən həll olunmayan zülallar (fibroin, keratin, kollagen) var. Kimyəvi cəhətdən aktiv zülallar (fermentlər) var, kimyəvi cəhətdən qeyri-aktiv, müxtəlif ekoloji şəraitə davamlı və son dərəcə qeyri-sabitdir.

Xarici amillər (istilik, ultrabənövşəyi radiasiya, ağır metallar və onların duzları, pH dəyişiklikləri, radiasiya, susuzlaşdırma)

zülal molekulunun struktur təşkilatının pozulmasına səbəb ola bilər. Verilmiş zülal molekuluna xas olan üçölçülü konformasiyanın itirilməsi prosesi adlanır. denaturasiya. Denatürasiyanın səbəbi müəyyən bir protein strukturunu sabitləşdirən bağların qırılmasıdır. Başlanğıcda ən zəif bağlar qopur, şərtlər sərtləşdikdə isə daha da möhkəmlənir. Buna görə də əvvəlcə dördüncü, sonra üçüncü və ikinci dərəcəli strukturlar itir. Məkan konfiqurasiyasının dəyişməsi zülalın xüsusiyyətlərinin dəyişməsinə gətirib çıxarır və nəticədə zülalın öz bioloji funksiyalarını yerinə yetirməsini qeyri-mümkün edir. Denatürasiya ilkin strukturun məhvi ilə müşayiət olunmursa, o zaman ola bilər geri çevrilə bilən, bu zaman zülal üçün xarakterik olan konformasiyanın öz-özünə sağalması baş verir. Belə denatürasiya, məsələn, membran reseptor zülallarına məruz qalır. Denatürasiyadan sonra zülalın strukturunun bərpası prosesi deyilir renaturasiya. Zülalın məkan konfiqurasiyasının bərpası mümkün deyilsə, denaturasiya adlanır dönməz.

Zülalların funksiyaları

Funksiya	Nümunələr və izahatlar
Tikinti	Zülallar hüceyrə və hüceyrədənkənar strukturların əmələ gəlməsində iştirak edir: hüceyrə membranlarının (lipoproteinlər, qlikoproteinlər), saçların (keratin), vətərlərin (kollagen) bir hissəsidir və s.
Nəqliyyat	Qan zülalı hemoglobin oksigeni birləşdirir və onu ağciyərlərdən bütün toxuma və orqanlara nəql edir və onlardan karbon qazı ağciyərlərə keçir; Hüceyrə membranlarının tərkibinə müəyyən maddələrin və ionların hüceyrədən xarici mühitə və əksinə aktiv və ciddi şəkildə seçici ötürülməsini təmin edən xüsusi zülallar daxildir.
Tənzimləyici	Protein hormonları metabolik proseslərin tənzimlənməsində iştirak edir. Məsələn, insulin hormonu qanda qlükoza səviyyəsini tənzimləyir, qlikogen sintezini təşviq edir və karbohidratlardan yağların əmələ gəlməsini artırır.
Qoruyucu	Xarici zülalların və ya mikroorqanizmlərin (antigenlərin) bədənə nüfuz etməsinə cavab olaraq, xüsusi zülallar əmələ gəlir - onları bağlaya və neytrallaşdıra bilən antikorlar. Fibrinogendən əmələ gələn fibrin qanaxmanın dayandırılmasına kömək edir.
Motor	Aktin və miyozin kontraktil zülallar çoxhüceyrəli heyvanlarda əzələ daralmasını təmin edir.
Siqnal	Zülalların molekulları hüceyrənin səthi membranına yerləşdirilir, ətraf mühit amillərinin təsirinə cavab olaraq üçüncü quruluşunu dəyişdirməyə qadirdir, beləliklə, xarici mühitdən siqnallar alır və hüceyrəyə əmrlər ötürür.
Ehtiyat	Heyvanların bədənində zülallar, bir qayda olaraq, yumurta albumini, süd kazeini istisna olmaqla, saxlanılmır. Amma orqanizmdə olan zülallar sayəsində bəzi maddələr ehtiyatda saxlanıla bilir, məsələn, hemoglobinin parçalanması zamanı dəmir bədəndən xaric edilmir, ferritin zülalı ilə kompleks əmələ gətirərək saxlanılır.
Enerji	1 q proteinin son məhsullara parçalanması ilə 17,6 kJ ayrılır. Əvvəlcə zülallar amin turşularına, sonra isə son məhsullara - su, karbon qazı və ammonyaklara parçalanır. Lakin zülallar enerji mənbəyi kimi yalnız digər mənbələr (karbohidratlar və yağlar) tükəndikdə istifadə olunur.
katalitik	Zülalların ən vacib funksiyalarından biri. Zülallarla - hüceyrələrdə baş verən biokimyəvi reaksiyaları sürətləndirən fermentlərlə təmin edilir. Məsələn, ribuloza bifosfat karboksilaza fotosintez zamanı CO2 fiksasiyasını kataliz edir.

Fermentlər

Fermentlər, və ya fermentlər, bioloji katalizator olan zülalların xüsusi sinfidir. Fermentlər sayəsində biokimyəvi reaksiyalar böyük sürətlə gedir. Enzimatik reaksiyaların sürəti qeyri-üzvi katalizatorların iştirak etdiyi reaksiyaların sürətindən on minlərlə dəfə (bəzən milyonlarla) yüksəkdir. Bir fermentin fəaliyyət göstərdiyi maddə deyilir substrat.

Fermentlər qlobulyar zülallardır struktur xüsusiyyətləri Fermentləri iki qrupa bölmək olar: sadə və mürəkkəb. sadə fermentlər sadə zülallardır, yəni. yalnız amin turşularından ibarətdir. Kompleks fermentlər mürəkkəb zülallardır, yəni. protein hissəsinə əlavə olaraq, onlara qeyri-zülal təbiətli bir qrup daxildir - kofaktor. Bəzi fermentlər üçün vitaminlər kofaktor rolunu oynayır. Ferment molekulunda aktiv mərkəz adlanan xüsusi bir hissə təcrid olunur. aktiv mərkəz- fermentin kiçik bir hissəsi (üçdən on iki amin turşusu qalığı), burada substratın və ya substratın bağlanması bir ferment-substrat kompleksinin meydana gəlməsi ilə baş verir. Reaksiya başa çatdıqdan sonra ferment-substrat kompleksi fermentə və reaksiya məhsuluna (məhsullarına) parçalanır. Bəzi fermentlər (aktivdən başqa) allosterik mərkəzlər- fermentlərin iş sürətinin tənzimləyicilərinin bağlandığı yerlər ( allosterik fermentlər).

Enzimatik kataliz reaksiyaları aşağıdakılarla xarakterizə olunur: 1) yüksək effektivlik, 2) ciddi seçicilik və təsir istiqaməti, 3) substratın spesifikliyi, 4) incə və dəqiq tənzimləmə. Enzimatik kataliz reaksiyalarının substratı və reaksiya spesifikliyi E.Fişerin (1890) və D.Koşlandın (1959) fərziyyələri ilə izah olunur.

E. Fisher (açar kilidi hipotezi) təklif etdi ki, fermentin aktiv sahəsinin və substratın məkan konfiqurasiyaları bir-birinə tam uyğun olmalıdır. Substrat "açar", ferment - "kilid" ilə müqayisə edilir.

D. Koşland (“əl-əlcək” fərziyyəsi) substratın strukturu ilə fermentin aktiv mərkəzi arasında fəza uyğunluğunun yalnız onların bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı yarandığını irəli sürmüşdür. Bu fərziyyə də deyilir induksiya edilmiş uyğunluq hipotezi.

Enzimatik reaksiyaların sürəti aşağıdakılardan asılıdır: 1) temperaturdan, 2) ferment konsentrasiyası, 3) substratın konsentrasiyası, 4) pH. Vurğulamaq lazımdır ki, fermentlər zülal olduğundan onların aktivliyi fizioloji normal şəraitdə ən yüksək olur.

Əksər fermentlər yalnız 0 ilə 40°C arasında olan temperaturda işləyə bilər. Bu hüdudlar daxilində temperaturun hər 10 °C artması üçün reaksiya sürəti təxminən 2 dəfə artır. 40 ° C-dən yuxarı temperaturda zülal denatürasiyaya məruz qalır və fermentin fəaliyyəti azalır. Donmaya yaxın temperaturda fermentlər təsirsiz hala gəlir.

Substratın miqdarının artması ilə substrat molekullarının sayı ferment molekullarının sayına bərabər olana qədər fermentativ reaksiyanın sürəti artır. Substratın miqdarının daha da artması ilə nisbət artmayacaq, çünki fermentin aktiv sahələri doymuşdur. Fermentin konsentrasiyasının artması katalitik aktivliyin artmasına səbəb olur, çünki vahid vaxtda daha çox sayda substrat molekulu çevrilir.

Hər bir ferment üçün maksimum aktivlik nümayiş etdirdiyi optimal pH dəyəri var (pepsin - 2,0, tüpürcək amilazası - 6,8, pankreas lipazı - 9,0). Yüksək və ya aşağı pH dəyərlərində fermentin fəaliyyəti azalır. PH-da kəskin dəyişikliklərlə ferment denatürasiya olunur.

Allosterik fermentlərin sürəti allosterik mərkəzlərə bağlanan maddələrlə tənzimlənir. Bu maddələr reaksiyanı sürətləndirirsə, deyilir aktivatorlar yavaşlasalar - inhibitorları.

Fermentlərin təsnifatı

Katalizləşdirilmiş kimyəvi çevrilmələrin növünə görə fermentlər 6 sinfə bölünür:

1. oksidoreduktaza(hidrogen, oksigen və ya elektron atomlarının bir maddədən digərinə ötürülməsi - dehidrogenaz),
2. transferaz(metil, asil, fosfat və ya amin qrupunun bir maddədən digərinə ötürülməsi - transaminaza),
3. hidrolazlar(substratdan iki məhsulun əmələ gəldiyi hidroliz reaksiyaları - amilaza, lipaz),
4. lyases(substrata hidrolitik olmayan əlavə və ya ondan bir qrup atomun çıxarılması, C-C, C-N, C-O, C-S bağları pozula bilər - dekarboksilaza),
5. izomeraza(molekuldaxili yenidən qurulma - izomeraza),
6. ligazalar(C-C, C-N, C-O, C-S rabitələrinin əmələ gəlməsi nəticəsində iki molekulun əlaqəsi - sintetaza).

Siniflər öz növbəsində alt siniflərə və alt siniflərə bölünür. Mövcud beynəlxalq təsnifatda hər bir fermentin nöqtələrlə ayrılmış dörd rəqəmdən ibarət xüsusi kodu var. Birinci nömrə sinif, ikinci alt sinif, üçüncü alt sinif, dördüncü bu alt sinifdə olan fermentin seriya nömrəsidir, məsələn, arginaza kodu 3.5.3.1-dir.

Getmək 2 nömrəli mühazirələr"Karbohidratların və lipidlərin quruluşu və funksiyaları"

Getmək mühazirələr №4"ATP nuklein turşularının quruluşu və funksiyaları"

Zülalların xüsusiyyətləri haqqında danışmazdan əvvəl bu anlayışın qısa tərifini verməyə dəyər. Bunlar peptid bağı ilə bağlanan alfa-amin turşularından ibarət yüksək molekullu üzvi maddələrdir. Zülallar insan və heyvan qidasının vacib hissəsidir, çünki bütün amin turşuları bədən tərəfindən istehsal olunmur - bəziləri qidadan gəlir. Onların xüsusiyyətləri və funksiyaları hansılardır?

Amfoterik

Bu, zülalların ilk xüsusiyyətidir. Amfoter onların həm turşu, həm də əsas xüsusiyyətlərini nümayiş etdirmək qabiliyyətinə aiddir.

Onların strukturunda zülallar H 2 O məhlulunda ionlaşa bilən bir neçə növ kimyəvi qrupa malikdir. Bunlara aşağıdakılar daxildir:

• karboksil qalıqları. Daha dəqiq desək, glutamik və aspartik turşular.
• azot tərkibli qruplar. lizin ε-amino qrupu, arginin qalığı CNH(NH 2) və histidin adlanan heterosiklik alfa-amin turşusunun imidazol qalığı.

Hər bir zülalın izoelektrik nöqtəsi kimi bir xüsusiyyəti var. Bu anlayış səthin və ya molekulun elektrik yükünün olmadığı mühitin turşuluğu kimi başa düşülür. Belə şəraitdə zülalların nəmləndirilməsi və həllolma qabiliyyəti minimuma endirilir.

Göstərici əsas və turşu amin turşusu qalıqlarının nisbəti ilə müəyyən edilir. Birinci halda, nöqtə qələvi bölgəyə düşür. İkincidə - turş.

Həlledicilik

Bu xüsusiyyətə görə zülallar kiçik bir təsnifata bölünür. Bunlar nələrdir:

• Həll olunur. Onlara albuminlər deyilir. Onlar konsentratlaşdırılmış şoran məhlullarında az həll olur və qızdırıldıqda laxtalanırlar. Bu reaksiya denatürasiya adlanır. Albuminlərin molekulyar çəkisi təxminən 65000-dir.Onların tərkibində karbohidrat yoxdur. Albümindən ibarət olan maddələr isə albuminoidlər adlanır. Bunlara yumurta ağı, bitki toxumları və qan serumu daxildir.
• həll olunmayan. Onlara skleroproteinlər deyilir. Parlaq bir nümunə keratindir, mexaniki gücə malik fibrillar zülal yalnız xitindən sonra ikincidir. Məhz bu maddədən dırnaqlar, saçlar, quş dimdiklərinin ramfotekası və lələkləri, həmçinin kərgədan buynuzları əmələ gəlir. Bu zülal qrupuna sitokeratinlər də daxildir. Bu, epitel hüceyrələrinin sitoskeletinin hüceyrədaxili filamentlərinin struktur materialıdır. Digər həll olunmayan zülal fibroin adlanan fibrilyar zülaldır.
• hidrofilik. Su ilə aktiv şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olurlar və onu udurlar. Bunlara hüceyrələrarası maddənin, nüvənin və sitoplazmanın zülalları daxildir. Bədnam fibroin və keratin də daxil olmaqla.
• hidrofobik. Suyu dəf edirlər. Bunlara bioloji membranların tərkib hissəsi olan zülallar daxildir.

Denatürasiya

Bu, müəyyən sabitliyi pozan amillərin təsiri altında zülal molekulunun modifikasiyası prosesinin adıdır. Amin turşusu ardıcıllığı eyni qalır. Lakin zülallar öz təbii xassələrini itirirlər (hidrofillik, həll olma qabiliyyəti və s.).

Qeyd etmək lazımdır ki, xarici şəraitdə hər hansı əhəmiyyətli dəyişiklik protein strukturlarının pozulmasına səbəb ola bilər. Çox vaxt denaturasiya temperaturun artması, həmçinin qələvi, güclü turşu, radiasiya, ağır metal duzları və hətta müəyyən həlledicilərin zülala təsiri ilə baş verir.

Maraqlıdır ki, tez-tez denatürasiya zülal hissəciklərinin daha böyük hissələrə yığılmasına səbəb olur. Ən yaxşı misal pişmiş yumurtadır. Axı, hər kəs qızartma prosesində zülalın şəffaf mayedən necə əmələ gəldiyi ilə tanışdır.

Renaturasiya kimi bir fenomen haqqında da danışmalısınız. Bu proses denatürasiyanın əksidir. Bu müddət ərzində zülallar öz təbii quruluşlarına qayıdırlar. Və bu, həqiqətən mümkündür. ABŞ və Avstraliyadan olan bir qrup kimyaçı bərk qaynadılmış yumurtanın renatürasiyası üsulunu tapıblar. Yalnız bir neçə dəqiqə çəkəcək. Və bunun üçün karbamid (karbon turşusu diamidi) və sentrifuqa tələb olunacaq.

Struktur

Söhbət zülalların əhəmiyyətindən getdiyi üçün ayrıca deyilməlidir. Ümumilikdə, struktur təşkilatın dörd səviyyəsi var:

• İlkin. Polipeptid zəncirində amin turşusu qalıqlarının ardıcıllığı nəzərdə tutulur. Əsas xüsusiyyət konservativ motivlərdir. Bunlar amin turşusu qalıqlarının sabit birləşmələridir. Onlar bir çox mürəkkəb və sadə zülallarda olur.
• İkinci dərəcəli. Bu, hidrogen bağları ilə sabitləşən polipeptid zəncirinin bəzi yerli fraqmentinin sıralanmasına aiddir.
• Üçüncü. Bu, polipeptid zəncirinin məkan quruluşudur. Bu səviyyə bəzi ikinci dərəcəli elementlərdən ibarətdir (onlar hidrofobik olanların ən vacib olduğu müxtəlif növ qarşılıqlı təsirlərlə sabitləşirlər). Burada sabitləşmədə ion, hidrogen, kovalent bağlar iştirak edir.
• Dördüncü dövr. Buna domen və ya alt bölmə də deyilir. Bu səviyyə bütöv bir protein kompleksinin bir hissəsi kimi polipeptid zəncirlərinin qarşılıqlı düzülüşündən ibarətdir. Maraqlıdır ki, dördüncü quruluşa malik zülallara təkcə eyni deyil, həm də müxtəlif polipeptid zəncirləri daxildir.

Bu bölgü K. Lindstrom-Lanq adlı danimarkalı biokimyaçı tərəfindən təklif edilmişdir. Və köhnəlmiş hesab edilsə də, yenə də istifadə etməyə davam edirlər.

Bina növləri

Zülalların xassələrindən danışarkən onu da qeyd etmək lazımdır ki, bu maddələr struktur tipinə uyğun olaraq üç qrupa bölünür. Məhz:

• fibrilyar zülallar. Filamentli uzanmış bir quruluşa və böyük bir molekulyar çəkiyə malikdirlər. Onların əksəriyyəti suda həll olunmur. Bu zülalların strukturu polipeptid zəncirləri arasında qarşılıqlı təsirlə sabitləşir (onlar ən azı iki amin turşusu qalığından ibarətdir). Polimeri, fibrilləri, mikrotubulları və mikrofilamentləri əmələ gətirən fibrilyar maddələrdir.
• qlobulyar zülallar. Quruluşun növü onların suda həll olma qabiliyyətini müəyyənləşdirir. Molekulun ümumi forması isə sferikdir.
• membran zülalları. Bu maddələrin quruluşunun maraqlı bir xüsusiyyəti var. Onların hüceyrə membranını keçən domenləri var, lakin onların hissələri sitoplazmaya və hüceyrədənkənar mühitə çıxır. Bu zülallar reseptor rolunu oynayır - onlar siqnalları ötürür və qida maddələrinin transmembran daşınmasına cavabdehdirlər. Onların çox spesifik olduğunu qeyd etmək vacibdir. Hər bir zülal yalnız müəyyən bir molekul və ya siqnal keçir.

Sadə

Onlar haqqında bir az daha çox məlumat verə bilərsiniz. Sadə zülallar yalnız polipeptid zəncirlərindən ibarətdir. Bunlara daxildir:

• Protamin. Nüvə aşağı molekulyar zülal. Onun mövcudluğu DNT-nin nukleazların - nuklein turşularına hücum edən fermentlərin təsirindən qorunmasıdır.
• Histonlar. Güclü əsas sadə zülallar. Onlar bitki və heyvan hüceyrələrinin nüvələrində cəmləşmişdir. Onlar nüvədə DNT zəncirlərinin “qablaşdırılmasında”, həmçinin təmir, replikasiya və transkripsiya kimi proseslərdə iştirak edirlər.
• Albuminlər. Onlar artıq yuxarıda qeyd olunub. Ən məşhur albuminlər serum və yumurtadır.
• Qlobulin. Qanın laxtalanmasında, eləcə də digər immun reaksiyalarında iştirak edir.
• Prolaminlər. Bunlar taxılların saxlama zülallarıdır. Onların adları həmişə fərqlidir. Buğdada onlara ptialinlər deyilir. Arpanın hordeinləri var. Yulafın avsninləri var. Maraqlıdır ki, prolaminlər öz zülal siniflərinə bölünürlər. Onlardan yalnız ikisi var: S-zəngin (kükürd tərkibli) və S-kasıb (onsuz).

Kompleks

Bəs mürəkkəb zülallar? Onların tərkibində protez qrupları və ya amin turşuları olmayanlar var. Bunlara daxildir:

• Qlikoproteinlər. Onların tərkibində kovalent əlaqə ilə karbohidrat qalıqları var. Bu kompleks zülallar hüceyrə membranlarının ən mühüm struktur komponentidir. Onların tərkibində çoxlu hormonlar da var. Və eritrosit membranlarının qlikoproteinləri qan qrupunu təyin edir.
• Lipoproteinlər. Onlar lipidlərdən (yağ kimi maddələr) ibarətdir və bu maddələrin qanda “daşıma” rolunu oynayırlar.
• Metalloproteinlər. Bədəndəki bu zülallar böyük əhəmiyyət kəsb edir, çünki onlarsız dəmir mübadiləsi getmir. Onların molekullarında metal ionları var. Və bu sinfin tipik nümayəndələri transferrin, hemosiderin və ferritindir.
• Nukleoproteinlər. Onlar kovalent bağı olmayan RKN və DNT-dən ibarətdir. Görkəmli nümayəndəsi xromatindir. Məhz onun tərkibində genetik məlumat həyata keçirilir, DNT təmir olunur və təkrarlanır.
• Fosfoproteinlər. Onlar kovalent bağlanmış fosfor turşusu qalıqlarıdır. Buna misal olaraq süddə kalsium duzu kimi (birləşdirilmiş formada) olan kazeini göstərmək olar.
• Xromoproteinlər. Onların sadə bir quruluşu var: protez qrupuna aid bir protein və rəngli komponent. Hüceyrə tənəffüsündə, fotosintezdə, redoks reaksiyalarında və s. iştirak edirlər. Həmçinin xromoproteinlər olmadan enerji yığılması baş vermir.

Metabolizm

Zülalların fiziki-kimyəvi xassələri haqqında artıq yuxarıda çox şeylər deyilib. Onların maddələr mübadiləsində rolunu da qeyd etmək lazımdır.

Canlı orqanizmlər tərəfindən sintez olunmadığı üçün əvəzedilməz olan amin turşuları var. Məməlilər özləri onları qidadan alırlar. Onun həzm prosesində zülal məhv olur. Bu proses asidik mühitə yerləşdirildikdə denatürasiya ilə başlayır. Sonra - fermentlərin iştirak etdiyi hidroliz.

Bədənin sonda qəbul etdiyi müəyyən amin turşuları zülal sintezi prosesində iştirak edir, xüsusiyyətləri onun tam mövcudluğu üçün zəruridir. Qalanları isə qlükozaya - əsas enerji mənbələrindən biri olan monosaxaridlərə çevrilir. Pəhrizlər və ya aclıq baxımından zülal çox vacibdir. Qida ilə gəlmirsə, bədən "özünü yeməyə" başlayacaq - öz zülallarını, xüsusən də əzələ zülallarını emal edir.

Biosintez

Zülalların fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq, biosintez kimi bir mövzuya diqqət yetirmək lazımdır. Bu maddələr genlərdə kodlaşdırılan məlumat əsasında əmələ gəlir. İstənilən zülal, onu kodlayan gen tərəfindən müəyyən edilən amin turşusu qalıqlarının unikal ardıcıllığıdır.

Bu necə baş verir? Bir proteini kodlayan gen məlumatı DNT-dən RNT-yə ötürür. Buna transkripsiya deyilir. Əksər hallarda sintez daha sonra ribosomlarda baş verir - bu canlı hüceyrənin ən vacib orqanoididir. Bu proses tərcümə adlanır.

Qeyri-ribosomal sintez deyilən bir şey də var. Zülalların əhəmiyyətindən bəhs etdiyimiz üçün onu da qeyd etmək lazımdır. Bu cür sintez bəzi bakteriyalarda və aşağı göbələklərdə müşahidə olunur. Proses yüksək molekulyar ağırlıqlı zülal kompleksi (NRS sintaza kimi tanınır) vasitəsilə həyata keçirilir və ribosomlar burada iştirak etmir.

Və təbii ki, kimyəvi sintez də var. Qısa zülalları sintez etmək üçün istifadə edilə bilər. Bunun üçün kimyəvi bağlama kimi üsullardan istifadə edilir. Bu, ribosomlardakı bədnam biosintezin əksidir. Eyni üsul müəyyən fermentlərin inhibitorlarını əldə etmək üçün istifadə edilə bilər.

Bundan əlavə, kimyəvi sintez sayəsində zülalların tərkibinə adi maddələrdə olmayan amin turşusu qalıqlarını daxil etmək mümkündür. Tutaq ki, yan zəncirlərində flüoresan etiketləri olanlar.

Kimyəvi sintez üsullarının mükəmməl olmadığını qeyd etmək lazımdır. Müəyyən məhdudiyyətlər var. Əgər zülalın tərkibində 300-dən çox qalıq varsa, o zaman süni şəkildə sintez edilmiş maddənin yanlış struktur alma ehtimalı var. Və bu xüsusiyyətlərə təsir edəcəkdir.

Heyvan mənşəli maddələr

Onların nəzərə alınmasına xüsusi diqqət yetirilməlidir. Heyvan zülalı yumurta, ət, süd məhsulları, quş əti, dəniz məhsulları və balıqda olan bir maddədir. Onların tərkibində orqanizm üçün lazım olan bütün amin turşuları, o cümlədən 9 əsas amin turşusu var. Heyvan zülalının yerinə yetirdiyi bir sıra ən vacib funksiyalar bunlardır:

• Bir çox kimyəvi reaksiyaların katalizi. Bu maddə onları işə salır və sürətləndirir. Bunun üçün enzimatik zülallar "məsuliyyət daşıyır". Onların kifayət qədər miqdarı bədənə daxil olmazsa, oksidləşmə və reduksiya, molekulyar bağların bağlanması və qırılması, həmçinin maddələrin daşınması tam şəkildə davam etməyəcəkdir. Maraqlıdır ki, amin turşularının yalnız kiçik bir hissəsi müxtəlif növ qarşılıqlı təsirlərə girir. Və daha kiçik bir miqdar (3-4 qalıq) katalizdə birbaşa iştirak edir. Bütün fermentlər altı sinfə bölünür - oksidoreduktazalar, transferazlar, hidrolazalar, liyazlar, izomerazalar, ligazalar. Onların hər biri müəyyən bir reaksiya üçün məsuliyyət daşıyır.
• Hüceyrələrin quruluşunu meydana gətirən sitoskeletin əmələ gəlməsi.
• İmmun, kimyəvi və fiziki müdafiə.
• Hüceyrələrin böyüməsi və inkişafı üçün zəruri olan vacib komponentlərin daşınması.
• Bütün orqanizmin işləməsi üçün vacib olan elektrik impulslarının ötürülməsi, çünki onlar olmadan hüceyrələrin qarşılıqlı əlaqəsi mümkün deyil.

Və bu, bütün mümkün funksiyalar deyil. Ancaq buna baxmayaraq, bu maddələrin əhəmiyyəti aydındır. Hüceyrələrdə və bədəndə zülal sintezi insan onun mənbələrini yeməsə mümkün deyil. Onlar hinduşka əti, mal əti, quzu, dovşan ətidir. Yumurta, xama, qatıq, kəsmik, süddə çoxlu protein var. Pəhrizinizə vetçina, sakatat, kolbasa, güveç və dana əti əlavə etməklə də orqanizmin hüceyrələrində zülal sintezini aktivləşdirə bilərsiniz.

Dərsin məqsədi: zülal, onun quruluşu, fiziki və kimyəvi xassələri haqqında anlayış formalaşdırmaq.

Dərslər zamanı

I. Təşkilati məqam

II. Bilik yeniləməsi

(Tələbələr əvvəlcədən “Amin turşuları” mövzusunu təkrarlamağa dəvət olunur.)

İki şagird lövhədə işləyir.

Məşq 1. 2-aminopropanoik turşu (alanin) və 3-metil-2-aminobutanik turşu (valin) üçün düsturları yazın. Bu turşuların başqa hansı adlarını təklif edə bilərsiniz?

Tapşırıq 2. 2-aminoetan turşusunun düsturunu yazın. Bu turşunun başqa hansı adlarını bilirsiniz? Bu turşunun iki qalığından dipeptid hazırlayın. Peptid bağının yerini təyin edin.

Frontal söhbət.

Amin turşularında hansı iki funksional qrup var?
– Amin turşuları turşu-əsas xüsusiyyətlərinə görə hansılardır? Bu xassələr hansı funksional qruplar hesabına həyata keçirilir?
Peptid bağı anlayışını verin.
Amin turşuları hidrogen bağları yarada bilərmi? Hansı atom qruplarına görə?
Hansı maddələr polimer adlanır? Sizə məlum olan polimerlərə nümunələr verin.

III. Bilişsel vəzifənin qoyulması

Lövhədə işləyən tələbələr yerinə yetirilmiş tapşırığın hesabatını verirlər.

Lövhədə iki qlisin qalığından ibarət dipeptid və iki amin turşusunun formulları göstərilir: alanin və valin.

Müxtəlif tərkibli amin turşularından dipeptid əmələ gələ bilərmi? (Slayd 1.) Bu suala cavab vermək üçün peptid bağının dipeptiddəki yerinə diqqət yetirin.

Cavab verin. Bir amin turşusunun amin qrupu və digər amin turşusunun karboksil qrupu peptid bağının yaranmasında iştirak edir; amin turşularının yan radikalları dipeptidin əmələ gəlməsində iştirak etmir.

Bu maddəyə amin turşularını əlavə etmək mümkündürmü? Cavabı əsaslandırın.

Cavab verin. Qoşulmaq mümkündür, çünki dipeptid molekulu sərbəst karboksil qrupuna (C-terminus) və bir amin qrupuna (N-terminus) malikdir. Zəncir hər iki tərəfdən böyüyə bilər (slayd 2).

Neçə əlaqə variantı təklif edə bilərsiniz?

Cavab verin. iki. Amin turşusu qlisin birinci yerdə olduqda və amin turşusu glisin ikinci yerdə olduqda (slayd 3).

Cavab verin. Zülallar amin turşularından ibarət xətti bioloji polimerlərdir.

Bu tərifi iş vərəqlərinizə qeyd edin.

Burada iki polipeptid zənciri var. Peptidlərdən hansı zülalın bir hissəsi ola bilər və niyə? (Slayd 4.)

Cavab verin. Birincisi, onun α-amin turşuları tərəfindən əmələ gəlməsidir.

Zülalın ilkin strukturunu hansı bağlar təşkil edir?

Cavab verin.İlkin quruluş peptid bağları ilə formalaşır.

Bunu iş vərəqinizdəki cədvəldə qeyd edin.

Lakin zülal xətti polipeptid zəncirindən daha mürəkkəb makromolekuldur. Zülalın ilkin strukturu ilə yanaşı, ikinci, üçüncü və bəzi hallarda dördüncü strukturları nəzərə almaq lazımdır. Zülalın ikincil strukturunun formalaşmasında hidrogen bağları mühüm rol oynayır. Hidrogen bağları elektronmənfi atomlar (oksigen, azot və s.) tərəfindən əmələ gəlir, onlardan biri ilə hidrogen atomu bağlanır və hər üç atom eyni düz xətt üzərindədir.

Bəzi zülallar dördüncü quruluş əmələ gətirir ki, bu da hidrogen bağları, hidrofilik-hidrofobik qarşılıqlı təsirlər və elektrostatik cazibə qüvvələri hesabına həyata keçirilir. Dördüncü quruluşa malik bəzi zülallar metal ionundan və bir neçə zülal zəncirindən əmələ gələn zülal hissəsindən (ilkin quruluşda müxtəlif və ya eyni) ibarətdir (slayd 7). İş vərəqlərinə yazın.

Zülallar öz funksiyalarını yalnız müvafiq üçüncü (və əgər varsa dördüncü) strukturların mövcudluğunda düzgün yerinə yetirirlər.

Zülalların fiziki xassələri

Zülallar makromolekulyar birləşmələrdir, yəni. Bunlar yüksək molekulyar çəkiyə malik maddələrdir. Zülalların molekulyar çəkisi 5 mindən milyonlarla amu arasında dəyişir. (insulin - 6500 Da; qrip virusu proteini - 32 milyon Da).

Zülalların suda həll olması onların funksiyalarından asılıdır. Fibrilyar zülalların molekulları uzunsov, filamentlidir və liflərin əmələ gəlməsi ilə bir-birinin yanında qruplaşmaya meyllidirlər. Bu, tendon, əzələ və integumental toxumalar üçün əsas tikinti materialıdır. Bu zülallar suda həll olunmur.

Zülal molekullarının gücü sadəcə heyrətamizdir! İnsan saçı misdən daha möhkəmdir və xüsusi poladlarla rəqabət apara bilir. 1 sm 2 sahəsi olan bir saç dəstəsi 5 ton ağırlığa tab gətirə bilər və 200 min tükdən ibarət bir qadın hörükdə 20 ton ağırlığında yüklü KamAZ qaldıra bilərsiniz.

Qlobular zülallar toplara qatlanır. Bədəndə onların hərəkətliliyini tələb edən bir sıra bioloji funksiyaları yerinə yetirirlər. Buna görə də globulyar zülallar suda və ya duzların, turşuların və ya əsasların məhlullarında həll olur. Molekulların böyük ölçüsünə görə kolloid adlanan məhlullar əmələ gəlir. ( Albuminin suda həllinin nümayişi.)

Zülalların kimyəvi xassələri

Zülallar olduqca adi olmayan kimyəvi reaksiyalarda iştirak edir, tk. onlar polimer molekullarıdır. İş kartlarınıza baxın və aşağıdakı suallara cavab verin.

Hansı bağ daha güclüdür: peptid və ya hidrogen?

Cavab verin. Peptid, çünki bu bağ kovalent kimyəvi bağa aiddir.

Hansı protein strukturları daha sürətli və asan məhv ediləcək?

Cavab verin. Dördüncü (əgər varsa), üçüncü və ikincili. Birincil quruluş başqalarından daha uzun sürəcək, çünki. daha güclü bağlarla əmələ gəlir.

Denaturasiya zülalın ilkin strukturuna qədər məhv edilməsidir, yəni. peptid bağları qorunur (slayd 8).

Təcrübənin nümayişi. 5 kiçik sınaq borusuna 4 ml albumin məhlulu tökün. İlk borunu 6-10 s (buludlu olana qədər) qızdırın. İkinci boruya 2 ml 3M HCl əlavə edin. Üçüncüsü - 2 ml 3M NaOH. Dördüncüdə - 0,1 M AgNO 3-dən 5 damcı. Beşincidə - 0,1 M NaNO 3-dən 5 damcı.

Təcrübəni apardıqdan sonra tələbələr iş vərəqlərində “denaturasiya” anlayışının tərifindəki boşluqları doldururlar.

Zülallar denaturasiyadan sonra öz spesifik xüsusiyyətlərini göstərəcəkmi?

Cavab verin. Zülalların əksəriyyəti denatürasiya zamanı öz fəaliyyətini itirir, tk. zülallar öz spesifik xassələrini yalnız üçüncü və dördüncü strukturların mövcudluğunda göstərirlər.

Sizcə, zülalın ilkin strukturunu məhv etmək mümkündürmü?

Cavab verin. Bacarmaq. Bu, zülal həzm edildikdə bədəndə baş verir.

Zülalların ən mühüm xüsusiyyətlərindən biri onların hidroliz qabiliyyətidir. Protein hidrolizi zamanı ilkin struktur məhv olur.

Zülalın tam hidrolizi zamanı hansı maddələr əmələ gəlir?

Cavab verin. -amin turşuları.

Təcrübənin nümayişi (dərsdən əvvəl qoyulur). 2 ml toyuq protein məhlulu iki sınaq borusuna tökülür, onlardan birinə 1 ml doymuş festal məhlulu əlavə edilir (tablet əvvəllər hamar qabıqdan azad edilir). Festal həzmi asanlaşdıran ferment preparatıdır ki, bura lipaz (yağları parçalayır), amilaza (karbohidratları parçalayır), proteaz (zülalları parçalayır). Hər iki sınaq borusu 37-40 ° C temperaturda su banyosuna yerləşdirilir. 30 dəqiqə ərzində zülalın "həzm" prosesi davam edir. Qızdırmanın sonunda hər iki sınaq borusuna 2 ml ammonium sulfatın doymuş məhlulu və ya zülalın denaturasiyasına səbəb olan hər hansı digər reagent əlavə edilir. Birinci sınaq borusunda (nəzarət) bol ağ çöküntü əmələ gəlir - zülal denatürasiya olunur. İkinci sınaq borusunda (təcrübədə) belə hadisələr müşahidə edilmir - zülal hidrolizi baş verdi və kiçik molekulyar çəkiyə malik amin turşuları və peptidlər laxtalanmır.

Təcrübənin nəticələrinə əsasən iş vərəqlərində hidrolizin tərifindəki boşluqları doldurun.

Zülal hidrolizinin bədənimiz üçün əhəmiyyəti nədir və o, harada baş verir?

Cavab verin. Həzm prosesləri nəticəsində orqanizmin ehtiyacları üçün amin turşularının alınması mədədən başlayır, onikibarmaq bağırsaqda bitir.

Rəng reaksiyaları - zülallara keyfiyyətli reaksiyalar:

a) biuret reaksiyası ( təcrübənin nümayişi);
b) ksantoprotein reaksiyası ( təcrübənin nümayişi).

İş vərəqlərini doldurun (bu reaksiyaların baş vermə şərtlərinə diqqət yetirin, bu, növbəti dərsdə təcrübələr üçün lazım olacaq).

İş vərəqi Mövzu: “Dələlər. Struktur və xassələri» Zülallar ____________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Protein strukturlarının növləri Struktur adı Struktur diaqramı Kimyəvi bağın növü Qeydlər İlkin §3 "Ümumi biologiya" dərsliyinə uyğun olaraq red. D.K. Belyaev; §27 dərslik Qabrielyan O.S."Kimya, 10-cu sinif".

ZÜLALLAR (zülallar), canlı maddənin ən xarakterik və vacib (nuklein turşuları ilə birlikdə) komponentləri olan kompleks azot tərkibli birləşmələr sinfi. Zülallar çoxlu və müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir. Zülalların əksəriyyəti kimyəvi reaksiyaları kataliz edən fermentlərdir. Fizioloji prosesləri tənzimləyən bir çox hormonlar da zülallardır. Kollagen və keratin kimi struktur zülallar sümük toxumasının, saçın və dırnaqların əsas komponentləridir. Əzələlərin kontraktil zülalları mexaniki işi yerinə yetirmək üçün kimyəvi enerjidən istifadə edərək uzunluqlarını dəyişdirmək qabiliyyətinə malikdir. Zülallar zəhərli maddələri bağlayan və zərərsizləşdirən antikorlardır. Xarici təsirlərə (işıq, qoxu) cavab verə bilən bəzi zülallar qıcıqlanmanı qəbul edən hiss orqanlarında reseptor kimi xidmət edir. Hüceyrə daxilində və hüceyrə membranında yerləşən bir çox zülal tənzimləyici funksiyaları yerinə yetirir.

19-cu əsrin birinci yarısında bir çox kimyaçılar və onların arasında ilk növbədə J. von Liebig, tədricən zülalların azotlu birləşmələrin xüsusi bir sinfi olduğu qənaətinə gəldi. Adı "zülallar" (yunan dilindən.

proto- birinci) 1840-cı ildə holland kimyaçısı Q. Mulder tərəfindən təklif edilmişdir. FİZİKİ XÜSUSİYYƏTLƏRİ Zülallar bərk vəziyyətdə ağ, lakin məhlulda rəngsizdir, əgər onlar hemoglobin kimi bəzi xromofor (rəngli) qrupu daşımırsa. Müxtəlif zülalların suda həllolma qabiliyyəti çox dəyişir. O, həmçinin pH və məhluldakı duzların konsentrasiyası ilə dəyişir, beləliklə, bir zülalın digər zülalların iştirakı ilə seçici olaraq çökəcəyi şərtləri seçmək olar. Bu "tuzlama" üsulu zülalları təcrid etmək və təmizləmək üçün geniş istifadə olunur. Təmizlənmiş zülal çox vaxt məhluldan kristal şəklində çökür.

Digər birləşmələrlə müqayisədə zülalların molekulyar çəkisi çox böyükdür - bir neçə mindən çox milyonlarla daltona qədər. Buna görə də, ultrasentrifuqa zamanı zülallar çökdürülür və üstəlik, müxtəlif sürətlərdə. Zülal molekullarında müsbət və mənfi yüklü qrupların olması səbəbindən onlar elektrik sahəsində müxtəlif sürətlə hərəkət edirlər. Bu, elektroforezin əsasını təşkil edir, mürəkkəb qarışıqlardan fərdi zülalları təcrid etmək üçün istifadə olunan bir üsuldur. Zülalların təmizlənməsi də xromatoqrafiya ilə həyata keçirilir.

KİMYƏSİ XÜSUSİYYƏTLƏRİ Struktur. Zülallar polimerlərdir, yəni. rolunu oynadıqları təkrarlanan monomerik vahidlərdən və ya alt vahidlərdən zəncir kimi qurulmuş molekullar a -amin turşuları. Amin turşularının ümumi formulası harada R - hidrogen atomu və ya bəzi üzvi qrup.

Zülal molekulu (polipeptid zənciri) yalnız nisbətən az sayda amin turşularından və ya bir neçə min monomer vahidindən ibarət ola bilər. Zəncirdə amin turşularının birləşməsi mümkündür, çünki onların hər biri iki müxtəlif kimyəvi qrupa malikdir: əsas xüsusiyyətlərə malik bir amin qrupu,

NH2 , və turşulu karboksil qrupu, COOH. Bu qrupların hər ikisi ilə əlaqəlidir a - karbon atomu. Bir amin turşusunun karboksil qrupu digər amin turşusunun amin qrupu ilə amid (peptid) bağı yarada bilər:
İki amin turşusu bu şəkildə birləşdirildikdən sonra ikinci amin turşusuna üçdə birini əlavə etməklə zəncir uzana bilər və s. Yuxarıdakı tənlikdən göründüyü kimi, peptid bağı yarandıqda su molekulu ayrılır. Turşuların, qələvilərin və ya proteolitik fermentlərin iştirakı ilə reaksiya əks istiqamətdə gedir: polipeptid zənciri suyun əlavə edilməsi ilə amin turşularına parçalanır. Bu reaksiya hidroliz adlanır. Hidroliz kortəbii şəkildə gedir və amin turşularını bir polipeptid zəncirində birləşdirmək üçün enerji tələb olunur.

Bir karboksil qrupu və bir amid qrupu (və ya ona bənzər bir imid qrupu - amin turşusu prolin vəziyyətində) bütün amin turşularında mövcuddur, amin turşuları arasındakı fərqlər isə həmin qrupun təbiəti və ya "yan" ilə müəyyən edilir. zəncir", yuxarıda məktubla qeyd olunur

R . Yan zəncirin rolunu amin turşusu qlisində olduğu kimi bir hidrogen atomu və ya histidin və triptofanda olduğu kimi hansısa həcmli qrup oynaya bilər. Bəzi yan zəncirlər kimyəvi cəhətdən təsirsizdir, digərləri isə yüksək reaktivdir.

Minlərlə müxtəlif amin turşuları sintez edilə bilər və təbiətdə çoxlu müxtəlif amin turşuları olur, lakin zülal sintezi üçün yalnız 20 növ amin turşusu istifadə olunur: alanin, arginin, asparagin, aspartik turşu, valin, histidin, qlisin, qlutamin, qlutamik. turşu, izolösin, leysin, lizin, metionin, prolin, serin, tirozin, treonin, triptofan, fenilalanin və sistein (zülallarda sistein dimer kimi ola bilər)

– sistin). Düzdür, bəzi zülallarda müntəzəm olaraq meydana gələn iyirmidən başqa başqa amin turşuları da var, lakin onlar zülalın tərkibinə daxil edildikdən sonra sadalanan iyirmidən hər hansı birinin modifikasiyası nəticəsində əmələ gəlir.optik fəaliyyət. Glisin istisna olmaqla, bütün amin turşuları, a Karbon atomu dörd müxtəlif qrupa malikdir. Həndəsə baxımından dörd müxtəlif qrup iki şəkildə əlavə edilə bilər və müvafiq olaraq iki mümkün konfiqurasiya və ya onun güzgü görüntüsünə bir obyekt kimi bir-biri ilə əlaqəli iki izomer var, yəni. soldan sağa kimi. Bir konfiqurasiya sol və ya solaxay adlanır ( L ), digəri isə sağ və ya dekstrorotator ( D ), çünki iki belə izomer qütbləşmiş işığın müstəvisinin fırlanma istiqamətində fərqlənir. Yalnız zülallarda olur L -amin turşuları (istisna qlisindir; o, yalnız bir formada təmsil oluna bilər, çünki onun dörd qrupundan ikisi eynidir) və hamısı optik aktivliyə malikdir (çünki yalnız bir izomer var). D -amin turşuları təbiətdə nadirdir; onlar bəzi antibiotiklərdə və bakteriyaların hüceyrə divarında olur.Amin turşularının ardıcıllığı. Polipeptid zəncirindəki amin turşuları təsadüfi deyil, müəyyən sabit qaydada düzülür və zülalın funksiyalarını və xassələrini təyin edən də məhz bu nizamdır. 20 növ amin turşusunun sırasını dəyişdirərək, əlifbanın hərflərindən çoxlu müxtəlif mətnlər düzəldə bildiyiniz kimi, çoxlu sayda müxtəlif zülal əldə edə bilərsiniz.

Keçmişdə bir zülalın amin turşusu ardıcıllığını təyin etmək çox vaxt bir neçə il çəkirdi. Birbaşa təyinat hələ də olduqca zəhmətli bir işdir, baxmayaraq ki, onu avtomatik həyata keçirməyə imkan verən qurğular yaradılıb. Müvafiq genin nukleotid ardıcıllığını təyin etmək və ondan zülalın amin turşusu ardıcıllığını əldə etmək adətən daha asandır. Bu günə qədər yüzlərlə zülalın amin turşusu ardıcıllığı artıq müəyyən edilmişdir. Şifrələnmiş zülalların funksiyaları adətən məlumdur və bu, məsələn, bədxassəli neoplazmalarda əmələ gələn oxşar zülalların mümkün funksiyalarını təsəvvür etməyə kömək edir.

Kompleks zülallar. Yalnız amin turşularından ibarət olan zülallara sadə deyilir. Ancaq çox vaxt polipeptid zəncirinə bir metal atomu və ya amin turşusu olmayan bəzi kimyəvi birləşmələr bağlanır. Belə zülallara kompleks deyilir. Buna misal olaraq hemoglobini göstərmək olar: onun tərkibində dəmir porfirin var ki, bu da ona qırmızı rəng verir və oksigen daşıyıcısı kimi çıxış etməyə imkan verir.

Ən mürəkkəb zülalların adları birləşdirilmiş qrupların təbiətinin göstəricisini ehtiva edir: şəkərlər qlikoproteinlərdə, yağlar isə lipoproteinlərdə olur. Əgər fermentin katalitik aktivliyi ona qoşulmuş qrupdan asılıdırsa, ona protez qrup deyilir. Çox vaxt bəzi vitaminlər protez qrupunun rolunu oynayır və ya onun bir hissəsidir. Məsələn, retinanın zülallarından birinə bağlı olan A vitamini onun işığa həssaslığını təyin edir.

Üçüncü quruluş. Əhəmiyyətli olan zülalın amin turşusu ardıcıllığı (ilkin quruluşu) deyil, kosmosda düzülmə üsuludur. Polipeptid zəncirinin bütün uzunluğu boyunca hidrogen ionları müntəzəm hidrogen bağları əmələ gətirir, bu da ona spiral və ya təbəqə (ikinci dərəcəli struktur) şəklini verir. Belə spiralların və təbəqələrin birləşməsindən növbəti sıranın yığcam forması - zülalın üçüncü strukturu yaranır. Zəncirin monomerik halqalarını tutan bağlar ətrafında kiçik açılar vasitəsilə fırlanmalar mümkündür. Buna görə də, sırf həndəsi nöqteyi-nəzərdən hər hansı bir polipeptid zənciri üçün mümkün konfiqurasiyaların sayı sonsuz dərəcədə böyükdür. Əslində, hər bir zülal normal olaraq amin turşusu ardıcıllığı ilə təyin olunan yalnız bir konfiqurasiyada mövcuddur. Bu quruluş sərt deyil, sanki « nəfəs alır” - müəyyən orta konfiqurasiya ətrafında salınır. Zəncir sərbəst enerjinin (iş görmək qabiliyyətinin) minimal olduğu bir konfiqurasiyaya bükülür, necə ki, sərbəst buraxılan yay yalnız minimum sərbəst enerjiyə uyğun bir vəziyyətə sıxılır. Çox vaxt zəncirin bir hissəsi digər disulfidlə sərt şəkildə bağlıdır (- S–S–) iki sistein qalığı arasında bağlar. Qismən buna görə amin turşuları arasında sistein xüsusilə mühüm rol oynayır.

Zülalların quruluşunun mürəkkəbliyi o qədər böyükdür ki, amin turşusu ardıcıllığı məlum olsa belə, zülalın üçüncü quruluşunu hesablamaq hələ mümkün deyil. Amma zülal kristallarını əldə etmək olarsa, onda onun üçüncü quruluşunu rentgen şüalarının difraksiyası ilə təyin etmək olar.

Struktur, kontraktil və bəzi digər zülallarda zəncirlər uzanır və yan-yana uzanan bir neçə azca bükülmüş zəncir fibrillər əmələ gətirir; fibrillər, öz növbəsində, daha böyük formasiyalara - liflərə bükülür. Bununla belə, məhluldakı zülalların əksəriyyəti kürə şəklindədir: zəncirlər topdakı iplik kimi kürəcik şəklində bükülür. Bu konfiqurasiyada sərbəst enerji minimaldır, çünki hidrofobik (“su itələyici”) amin turşuları qlobulun içərisində gizlənir, hidrofilik (“su çəkən”) amin turşuları isə onun səthindədir.

Bir çox zülallar bir neçə polipeptid zəncirinin kompleksləridir. Bu quruluşa zülalın dördüncü quruluşu deyilir. Hemoqlobin molekulu, məsələn, hər biri qlobulyar zülal olan dörd alt hissədən ibarətdir.

Struktur zülallar, xətti konfiqurasiyasına görə, dartılma gücü çox yüksək olan liflər əmələ gətirir, qlobular konfiqurasiya isə zülalların digər birləşmələrlə spesifik qarşılıqlı əlaqəyə girməsinə imkan verir. Globulun səthində, zəncirlərin düzgün çəkilməsi ilə, reaktiv kimyəvi qrupların yerləşdiyi müəyyən bir formalı boşluqlar görünür. Əgər bu zülal fermentdirsə, o zaman hansısa maddənin başqa, adətən daha kiçik molekulu, açarın kilidə girdiyi kimi, belə bir boşluğa daxil olur; bu zaman boşluqda yerləşən kimyəvi qrupların təsiri altında molekulun elektron buludunun konfiqurasiyası dəyişir və bu onu müəyyən şəkildə reaksiya verməyə məcbur edir. Bu şəkildə ferment reaksiyanı kataliz edir. Antikor molekullarında müxtəlif yad maddələrin bağlandığı və bununla da zərərsizləşdirildiyi boşluqlar da var. Zülalların digər birləşmələrlə qarşılıqlı təsirini izah edən "açar və kilid" modeli fermentlərin və antikorların spesifikliyini başa düşməyə imkan verir, yəni. onların yalnız müəyyən birləşmələrlə reaksiya vermə qabiliyyəti.

Müxtəlif növ orqanizmlərdə zülallar. Müxtəlif bitki və heyvan növlərində eyni funksiyanı yerinə yetirən və buna görə də eyni adı daşıyan zülallar da oxşar konfiqurasiyaya malikdir. Bununla birlikdə, amin turşusu ardıcıllığında bir qədər fərqlənirlər. Növlər ümumi əcdaddan ayrıldıqca, müəyyən mövqelərdə olan bəzi amin turşuları başqaları ilə mutasiyalarla əvəz olunur. İrsi xəstəliklərə səbəb olan zərərli mutasiyalar təbii seçmə yolu ilə atılır, lakin faydalı və ya ən azı neytral olanlar qorunub saxlanıla bilər. İki bioloji növ bir-birinə nə qədər yaxındırsa, onların zülallarında bir o qədər az fərq olur.

Bəzi zülallar nisbətən tez dəyişir, digərləri olduqca konservativdir. Sonunculara, məsələn, sitoxrom daxildir ilə- əksər canlı orqanizmlərdə olan tənəffüs fermenti. İnsanlarda və şimpanzelərdə onun amin turşusu ardıcıllığı eynidir və sitoxromda ilə buğda, amin turşularının yalnız 38% fərqli olduğu ortaya çıxdı. Hətta insan və bakteriyaların müqayisəsi, sitoxromların oxşarlığı ilə(fərqlər buradakı amin turşularının 65%-nə təsir edir) hələ də görünə bilər, baxmayaraq ki, bakteriyaların və insanların ortaq əcdadı təxminən iki milyard il əvvəl Yer kürəsində yaşamışdır. Hal-hazırda, amin turşusu ardıcıllığının müqayisəsi tez-tez müxtəlif orqanizmlər arasında təkamül əlaqələrini əks etdirən filogenetik (geneoloji) ağacın qurulması üçün istifadə olunur.

Denatürasiya. Sintez edilmiş zülal molekulu, qatlanaraq, öz konfiqurasiyasını əldə edir. Bununla belə, bu konfiqurasiya qızdırmaqla, pH-ı dəyişdirməklə, üzvi həlledicilərin təsiri ilə və hətta səthində baloncuklar görünənə qədər məhlulu sadəcə qarışdırmaqla məhv edilə bilər. Bu şəkildə dəyişdirilmiş zülal denatürasiya adlanır; bioloji aktivliyini itirir və adətən həll olunmaz hala gəlir. Denatürləşdirilmiş zülalın tanınmış nümunələri qaynadılmış yumurta və ya çırpılmış kremdir. Yalnız yüzə yaxın amin turşusu olan kiçik zülallar renaturasiya edə bilir, yəni. orijinal konfiqurasiyanı yenidən əldə edin. Lakin zülalların əksəriyyəti sadəcə olaraq dolaşıq polipeptid zəncirlərinin kütləsinə çevrilir və əvvəlki konfiqurasiyasını bərpa etmir.

Aktiv zülalların təcrid edilməsində əsas çətinliklərdən biri onların denaturasiyaya həddindən artıq həssaslığıdır. Zülalların bu xüsusiyyəti qida məhsullarının saxlanmasında faydalı tətbiq tapır: yüksək temperatur mikroorqanizmlərin fermentlərini geri dönməz şəkildə denatürasiya edir və mikroorqanizmlər ölür.

ZÜLAL SİNTEZİ Zülal sintezi üçün canlı orqanizmdə bir amin turşusunu digərinə bağlaya bilən fermentlər sistemi olmalıdır. Hansı amin turşularının bağlanmalı olduğunu müəyyən edəcək bir məlumat mənbəyi də lazımdır. Bədəndə minlərlə zülal növü olduğundan və hər biri orta hesabla bir neçə yüz amin turşusundan ibarət olduğundan, tələb olunan məlumat həqiqətən çox böyük olmalıdır. O, genləri təşkil edən nuklein turşusu molekullarında (bir yazının maqnit lentində saxlanmasına bənzər) saxlanılır. Sm . həmçinin İrsiyyət; NÜKLEİK TURŞULAR.Fermentlərin aktivləşdirilməsi. Amin turşularından sintez edilən polipeptid zənciri həmişə son formada zülal olmur. Bir çox fermentlər əvvəlcə qeyri-aktiv prekursorlar kimi sintez olunur və yalnız başqa bir ferment zəncirin bir ucundan bir neçə amin turşusunu çıxardıqdan sonra aktivləşir. Həzm fermentlərinin bəziləri, məsələn, tripsin, bu qeyri-aktiv formada sintez olunur; bu fermentlər zəncirin terminal parçasının çıxarılması nəticəsində həzm sistemində aktivləşir. Aktiv formada molekulu iki qısa zəncirdən ibarət olan hormon insulin, sözdə tək zəncir şəklində sintez olunur. proinsulin. Sonra bu zəncirin orta hissəsi çıxarılır və qalan fraqmentlər bir-birinə bağlanaraq aktiv hormon molekulunu əmələ gətirir. Mürəkkəb zülallar yalnız müəyyən kimyəvi qrup zülala bağlandıqdan sonra əmələ gəlir və bu birləşmə çox vaxt fermentə də ehtiyac duyur.Metabolik dövran. Bir heyvanı karbon, azot və ya hidrogenin radioaktiv izotopları ilə işarələnmiş amin turşuları ilə qidalandırdıqdan sonra etiket tez onun zülallarına daxil edilir. Əgər etiketlənmiş amin turşuları bədənə daxil olmağı dayandırarsa, zülallarda etiketin miqdarı azalmağa başlayır. Bu təcrübələr göstərir ki, yaranan zülallar ömrün sonuna qədər orqanizmdə saxlanılmır. Onların hamısı, bir neçə istisna olmaqla, dinamik vəziyyətdədir, daim amin turşularına parçalanır və sonra yenidən sintez olunur.

Bəzi zülallar hüceyrələr ölüb məhv olduqda parçalanır. Bu, məsələn, qırmızı qan hüceyrələri və bağırsağın daxili səthini əhatə edən epitel hüceyrələri ilə hər zaman olur. Bundan əlavə, zülalların parçalanması və yenidən sintezi də canlı hüceyrələrdə baş verir. Qəribədir ki, zülalların parçalanması haqqında onların sintezindən daha az şey məlumdur. Ancaq aydın olan odur ki, həzm sistemində zülalları amin turşularına parçalayanlara bənzər proteolitik fermentlər parçalanmada iştirak edir.

Müxtəlif zülalların yarı ömrü fərqlidir - bir neçə saatdan bir neçə aya qədər. Yeganə istisna kollagen molekullarıdır. Yarandıqdan sonra onlar sabit qalır və yenilənmir və dəyişdirilmir. Lakin zaman keçdikcə onların bəzi xüsusiyyətləri, xüsusən də elastikliyi dəyişir və yenilənmədiyi üçün dəridə qırışların yaranması kimi yaşa bağlı müəyyən dəyişikliklər də bunun nəticəsidir.

sintetik zülallar. Kimyaçılar amin turşularının necə polimerləşdirilməsini çoxdan öyrəniblər, lakin amin turşuları təsadüfi birləşir, belə ki, belə polimerləşmənin məhsulları təbii olanlara az bənzəyir. Doğrudur, amin turşularını müəyyən bir ardıcıllıqla birləşdirmək mümkündür, bu da bəzi bioloji aktiv zülalları, xüsusən də insulini əldə etməyə imkan verir. Proses kifayət qədər mürəkkəbdir və bu yolla yalnız molekullarında yüzə yaxın amin turşusu olan zülalları əldə etmək mümkündür. Bunun əvəzinə arzu olunan amin turşusu ardıcıllığına uyğun genin nukleotid ardıcıllığını sintez etmək və ya təcrid etmək və sonra bu geni çoxalma nəticəsində çox miqdarda istədiyiniz məhsulu istehsal edəcək bir bakteriyaya daxil etmək daha yaxşıdır. Bununla belə, bu metodun çatışmazlıqları da var. Sm . Həmçinin bax GENETİK MÜHENDİSLİK. ZÜLALLAR VƏ QİDALANMA Bədəndəki zülallar amin turşularına parçalandıqda, bu amin turşuları zülal sintezi üçün təkrar istifadə edilə bilər. Eyni zamanda, amin turşularının özləri də çürüməyə məruz qalırlar, buna görə də tam istifadə olunmur. Həm də aydındır ki, böyümə, hamiləlik və yaraların sağalması zamanı protein sintezi deqradasiyanı aşmalıdır. Bədən davamlı olaraq bəzi zülalları itirir; bunlar saçın, dırnaqların və dərinin səth qatının zülallarıdır. Buna görə də zülalların sintezi üçün hər bir orqanizm amin turşularını qidadan almalıdır. Yaşıl bitkilər CO-dan sintez olunur 2 , su və ammonyak və ya nitratlar zülallarda olan 20 amin turşusudur. Bir çox bakteriya şəkər (və ya bəzi ekvivalent) və sabit azotun iştirakı ilə amin turşularını sintez edə bilir, lakin şəkər son nəticədə yaşıl bitkilər tərəfindən təmin edilir. Heyvanlarda amin turşularını sintez etmək qabiliyyəti məhduddur; yaşıl bitkiləri və ya digər heyvanları yeyərək amin turşularını əldə edirlər. Həzm sistemində udulmuş zülallar amin turşularına parçalanır, sonuncular sorulur və onlardan verilmiş orqanizm üçün xarakterik olan zülallar qurulur. Udulmuş zülalların heç biri bədən quruluşlarına daxil edilmir. Yeganə istisna odur ki, bir çox məməlilərdə ana anticisimlərinin bir hissəsi bütöv şəkildə plasenta vasitəsilə dölün dövriyyəsinə keçə bilər və ana südü ilə (xüsusilə gevişən heyvanlarda) doğuşdan dərhal sonra yeni doğulmuş körpəyə keçə bilər.Zülallara ehtiyac. Aydındır ki, həyatı saxlamaq üçün orqanizm qidadan müəyyən miqdarda protein almalıdır. Lakin bu ehtiyacın ölçüsü bir sıra amillərdən asılıdır. Bədənin həm enerji mənbəyi (kalori), həm də strukturlarının qurulması üçün material kimi qidaya ehtiyacı var. İlk növbədə enerjiyə ehtiyac var. Bu o deməkdir ki, pəhrizdə karbohidratlar və yağlar az olduqda, pəhriz zülalları öz zülallarının sintezi üçün deyil, kalori mənbəyi kimi istifadə olunur. Uzun müddətli orucla, hətta öz zülallarınız enerji ehtiyaclarını qarşılamaq üçün xərclənir. Pəhrizdə kifayət qədər karbohidrat varsa, o zaman protein qəbulunu azaltmaq olar.azot balansı. Orta hesabla təqribən. Ümumi protein kütləsinin 16%-ni azot təşkil edir. Zülalları təşkil edən amin turşuları parçalandıqda onların tərkibindəki azot müxtəlif azotlu birləşmələr şəklində sidiklə və (daha az dərəcədə) nəcislə bədəndən xaric olur. Buna görə də, protein qidasının keyfiyyətini qiymətləndirmək üçün azot balansı kimi bir göstəricidən istifadə etmək rahatdır, yəni. orqanizmə qəbul edilən azot miqdarı ilə gün ərzində xaric edilən azot miqdarı arasındakı fərq (qramla). Yetkinlərdə normal qidalanma ilə bu məbləğlər bərabərdir. Böyüyən bir orqanizmdə xaric edilən azotun miqdarı daxil olandan azdır, yəni. balans müsbətdir. Pəhrizdə protein çatışmazlığı ilə balans mənfi olur. Pəhrizdə kifayət qədər kalori varsa, lakin zülallar tamamilə yoxdursa, bədən zülallara qənaət edir. Eyni zamanda, zülal mübadiləsi yavaşlayır və zülal sintezində amin turşularının təkrar istifadəsi mümkün qədər səmərəli şəkildə davam edir. Bununla belə, itkilər qaçılmazdır və azotlu birləşmələr hələ də sidikdə və qismən nəcislə xaric olunur. Zülal aclığı zamanı bədəndən gündə çıxarılan azotun miqdarı gündəlik protein çatışmazlığının ölçüsü kimi xidmət edə bilər. Pəhrizdə bu çatışmazlığa bərabər olan protein miqdarını daxil etməklə azot balansını bərpa etmək mümkün olduğunu güman etmək təbiidir. Lakin, belə deyil. Bu miqdarda protein aldıqdan sonra bədən amin turşularını daha az səmərəli istifadə etməyə başlayır, buna görə azot balansını bərpa etmək üçün bəzi əlavə protein tələb olunur.

Pəhrizdəki zülalın miqdarı azot balansını qorumaq üçün lazım olandan artıqdırsa, bunun heç bir zərəri yoxdur. Həddindən artıq amin turşuları sadəcə enerji mənbəyi kimi istifadə olunur. Xüsusilə parlaq bir nümunə, azot balansını qorumaq üçün lazım olandan az karbohidrat və təxminən on qat daha çox protein istehlak edən Eskimosdur. Əksər hallarda, zülaldan enerji mənbəyi kimi istifadə etmək faydalı deyil, çünki müəyyən miqdarda karbohidratlardan eyni miqdarda zülaldan daha çox kalori əldə edə bilərsiniz. Kasıb ölkələrdə əhali lazımi kaloriləri karbohidratlardan alır və minimum miqdarda protein istehlak edir.

Bədən protein olmayan qidalar şəklində lazımi miqdarda kalori alırsa, azot balansını saxlayan minimum protein miqdarı təqribəndir. Gündə 30 q. Dörd dilim çörəyin və ya 0,5 litr südün tərkibində təxminən bir o qədər protein var. Bir az daha böyük məbləğ adətən optimal hesab olunur; 50 ilə 70 q arasında tövsiyə olunur.

Əsas amin turşuları. İndiyə qədər zülal bütöv hesab olunurdu. Bu arada zülal sintezinin baş verməsi üçün lazım olan bütün amin turşularının bədəndə olması lazımdır. Amin turşularının bəzilərini heyvan orqanizmi özü sintez edə bilir. Onlar bir-birini əvəz edə bilən adlanır, çünki pəhrizdə olmaları lazım deyil, yalnız vacibdir ki, ümumiyyətlə, azot mənbəyi kimi zülal qəbulu kifayətdir; sonra, qeyri-əsas amin turşularının çatışmazlığı ilə bədən onları artıq mövcud olanların hesabına sintez edə bilər. Qalan "əsas" amin turşuları sintez edilə bilməz və qida ilə qəbul edilməlidir. İnsanlar üçün vacib olanlar valin, lösin, izolösin, treonin, metionin, fenilalanin, triptofan, histidin, lizin və arginindir. (Arginin orqanizmdə sintez oluna bilsə də, əvəzolunmaz amin turşusu hesab olunur, çünki yeni doğulmuş və böyüyən uşaqlar onu qeyri-kafi miqdarda istehsal edirlər. Digər tərəfdən, yetkin yaşda olan insan üçün bu amin turşularının bir hissəsinin qida ilə qəbulu. isteğe bağlı ola bilər.)

Əsas amin turşularının bu siyahısı digər onurğalılarda və hətta həşəratlarda təxminən eynidir. Zülalların qida dəyəri adətən onları böyüyən siçovullara yedizdirməklə və heyvanların çəki artımını izləməklə müəyyən edilir.

Zülalların qida dəyəri. Zülalın qida dəyəri ən çox çatışmayan əsas amin turşusu ilə müəyyən edilir. Bunu bir misalla izah edək. Bədənimizin zülalları orta hesabla təqribən ehtiva edir. 2% triptofan (çəki ilə). Tutaq ki, pəhrizdə 1% triptofan olan 10 q protein var və onun tərkibində kifayət qədər başqa əvəzolunmaz amin turşuları var. Bizim vəziyyətimizdə 10 q bu qüsurlu zülal mahiyyətcə 5 q tam proteinə bərabərdir; qalan 5 q yalnız enerji mənbəyi kimi xidmət edə bilər. Qeyd edək ki, amin turşuları praktiki olaraq bədəndə saxlanılmadığından və zülal sintezinin baş verməsi üçün bütün amin turşuları eyni vaxtda mövcud olmalıdır, əvəzolunmaz amin turşularının qəbulunun təsiri yalnız onların hamısı daxil olduqda aşkar edilə bilər. bədən eyni zamanda.. Heyvan zülallarının əksəriyyətinin orta tərkibi insan orqanizmindəki zülalların orta tərkibinə yaxındır, ona görə də pəhrizimiz ət, yumurta, süd və pendir kimi qidalarla zəngin olarsa, çətin ki, amin turşusu çatışmazlığı ilə üzləşək. Bununla belə, tərkibində çox az vacib amin turşusu olan jelatin (kollagen denatürasiyası məhsulu) kimi zülallar var. Bitki mənşəli zülallar, bu mənada jelatindən daha yaxşı olsalar da, əvəzolunmaz amin turşuları baxımından da zəifdirlər; onların tərkibində lizin və triptofan xüsusilə azdır. Bununla belə, sırf vegetarian pəhriz bədəni vacib amin turşuları ilə təmin etmək üçün kifayət qədər az miqdarda bitki mənşəli zülalları istehlak etməsə, heç bir şəkildə zərərli deyildir. Ən çox zülal bitkilərdə toxumlarda, xüsusilə buğda və müxtəlif paxlalı bitkilərin toxumlarında olur. Qulançar kimi gənc tumurcuqlar da zülalla zəngindir.Pəhrizdə sintetik zülallar. Qarğıdalı zülalları kimi natamam zülallara az miqdarda sintetik əsas amin turşuları və ya onlarla zəngin zülallar əlavə etməklə, sonuncunun qida dəyərini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq olar, yəni. bununla da istehlak edilən protein miqdarını artırır. Digər bir imkan azot mənbəyi kimi nitrat və ya ammonyak əlavə etməklə neft karbohidrogenləri üzərində bakteriya və ya maya yetişdirməkdir. Bu yolla əldə edilən mikrob zülalı ev quşları və ya mal-qara üçün yem kimi xidmət edə bilər və ya insanlar tərəfindən birbaşa istehlak edilə bilər. Üçüncü, geniş istifadə olunan üsulda gövşəyən heyvanların fiziologiyasından istifadə edilir. Ruminantlarda, mədənin ilkin hissəsində, sözdə. Rumendə qüsurlu bitki zülallarını daha tam mikrob zülallarına çevirən bakteriya və protozoaların xüsusi formaları mövcuddur və bunlar da öz növbəsində həzm və sorulduqdan sonra heyvan zülallarına çevrilir. Ucuz sintetik azot tərkibli birləşmə olan karbamid heyvan yeminə əlavə edilə bilər. Rumendə yaşayan mikroorqanizmlər karbohidratları (yemdə daha çox olan) proteinə çevirmək üçün karbamid azotundan istifadə edirlər. Heyvandarlıq yemində olan bütün azotun təxminən üçdə biri sidik cövhəri şəklində ola bilər ki, bu da mahiyyətcə bəzi kimyəvi protein sintezi deməkdir. ABŞ-da bu üsul zülal əldə etməyin yollarından biri kimi mühüm rol oynayır.ƏDƏBİYYAT Murray R, Grenner D, Meyes P, Rodwell W. insan biokimyası, tt. 1-2. M., 1993
Alberts B., Bray D., Lewis J. et al. Hüceyrənin molekulyar biologiyası, tt. 1–3. M., 1994