Амьдралын тодорхойлолтуудын нэг нь: "Амьдрал бол уургийн биетүүдийн оршин тогтнох арга зам юм." Манай гараг дээр бүх организм уураг гэх мэт органик бодис агуулдаг. Энэ нийтлэлд энгийн бөгөөд нийлмэл уурагуудыг тайлбарлаж, молекулын бүтцийн ялгааг тодорхойлж, эс дэх тэдгээрийн үүргийг авч үзэх болно.
Уураг гэж юу вэ
Биохимийн үүднээс авч үзвэл эдгээр нь өндөр молекулт органик полимерууд бөгөөд тэдгээрийн мономерууд нь 20 төрлийн өөр өөр амин хүчлүүд юм. Эдгээр нь ковалент химийн бондоор холбогддог бөгөөд өөрөөр хэлбэл пептидийн холбоо гэж нэрлэдэг. Уургийн мономерууд нь амфотерийн нэгдлүүд тул амин бүлэг ба карбоксилын функциональ бүлгийг хоёуланг нь агуулдаг. Тэдгээрийн хооронд CO-NH химийн холбоо үүсдэг.
Хэрэв полипептид нь амин хүчлийн үлдэгдэлээс тогтвол энгийн уураг үүсгэдэг. Металл ион, витамин, нуклеотид, нүүрс ус агуулсан полимер молекулууд нь нарийн төвөгтэй уураг юм. Дараа нь бидполипептидийн орон зайн бүтцийг авч үзье.
Уургийн молекулуудын зохион байгуулалтын түвшин
Тэд дөрвөн өөр тохиргоотой. Эхний бүтэц нь шугаман, хамгийн энгийн бөгөөд полипептидийн гинжин хэлбэртэй бөгөөд спиральжих явцад нэмэлт устөрөгчийн холбоо үүсдэг. Тэд хоёрдогч бүтэц гэж нэрлэгддэг мушгиа тогтворжуулдаг. Гуравдагч түвшний зохион байгуулалт нь энгийн бөгөөд нарийн төвөгтэй уураг, ихэнх ургамал, амьтны эсүүдтэй байдаг. Сүүлчийн тохиргоо болох дөрөвдөгч нь коэнзимээр нэгдсэн уугуул бүтцийн хэд хэдэн молекулуудын харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг бөгөөд энэ нь бие махбодид янз бүрийн функцийг гүйцэтгэдэг цогц уургийн бүтэц юм.
Энгийн уургийн олон янз байдал
Энэ бүлгийн полипептид нь олон биш юм. Тэдний молекулууд нь зөвхөн амин хүчлийн үлдэгдэлээс бүрддэг. Уургууд нь жишээлбэл, гистон, глобулин агуулдаг. Эхнийх нь цөмийн бүтцэд агуулагддаг бөгөөд ДНХ молекулуудтай нэгддэг. Хоёр дахь бүлэг - глобулинууд нь цусны сийвэнгийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг гэж тооцогддог. Гамма глобулин гэх мэт уураг нь дархлаа хамгаалах үүргийг гүйцэтгэдэг бөгөөд эсрэгбие юм. Эдгээр нэгдлүүд нь нарийн төвөгтэй нүүрс ус, уураг агуулсан цогцолбор үүсгэж болно. Коллаген, эластин зэрэг фибрилляр энгийн уураг нь холбогч эд, мөгөөрс, шөрмөс, арьсны нэг хэсэг юм. Тэдний гол үүрэг нь бүтээн байгуулалт, дэмжлэг юм.
Уургийн тубулин нь цилиат, эвглена, шимэгч хорхойтнууд зэрэг нэг эст организмын цилиа болон тугны бүрдэл хэсэг болох бичил гуурсан хоолойн нэг хэсэг юм. Ижил уураг нь олон эст организмд (үрийн хөвөн, өндөгний нялцгай биет, нарийн гэдэсний цилиант хучуур эд) байдаг.
Албумин уураг нь хадгалах үүргийг гүйцэтгэдэг (жишээ нь өндөгний цагаан). Тарианы ургамлын үрийн эндоспермд - хөх тариа, будаа, улаан буудай - уургийн молекулууд хуримтлагддаг. Тэдгээрийг эсийн орц гэж нэрлэдэг. Эдгээр бодисыг үрийн үр хөврөл хөгжлийн эхэн үед хэрэглэдэг. Түүнчлэн улаан буудайн үр тарианд агуулагдах уургийн өндөр агууламж нь гурилын чанарын маш чухал үзүүлэлт юм. Цавуулаг ихтэй гурилаар хийсэн талх өндөр амттай, илүү эрүүл байдаг. Цавуулаг нь хатуу улаан буудайн сорт гэж нэрлэгддэг сортуудад агуулагддаг. Далайн гүний загасны цусны сийвэн нь хүйтнээс болж үхэхээс сэргийлдэг уураг агуулдаг. Тэд хөлдөлтөөс хамгаалах шинж чанартай бөгөөд усны бага температурт бие махбодийг үхэхээс сэргийлдэг. Нөгөөтэйгүүр, газрын гүний халуун рашаанд амьдардаг термофиль нянгийн эсийн хананд +50-аас + 90 °С-ийн температурт денатурт ордоггүй, байгалийн тогтоцоо (гуравдагч эсвэл дөрөвдөгч бүтэц) хадгалах чадвартай уураг агуулагддаг.
Уураг
Эдгээр нь нийлмэл уургууд бөгөөд өөр өөр үүрэг гүйцэтгэдэг тул маш олон янз байдаг. Өмнө дурьдсанчлан, энэ бүлгийн полипептид нь уургийн хэсгээс гадна протезийн бүлгийг агуулдаг. Өндөр температур, хүнд металлын давс, төвлөрсөн шүлт ба хүчил зэрэг янз бүрийн хүчин зүйлийн нөлөөн дор нарийн төвөгтэй уургууд нь тэдний үйл ажиллагааг өөрчилж чаддаг.орон зайн хэлбэр, үүнийг хялбарчлах. Энэ үзэгдлийг денатураци гэж нэрлэдэг. Нарийн төвөгтэй уургийн бүтэц эвдэрч, устөрөгчийн холбоо тасарч, молекулууд шинж чанар, үйл ажиллагаагаа алддаг. Дүрмээр бол денатураци нь эргэлт буцалтгүй байдаг. Гэхдээ катализатор, мотор, дохионы функцийг гүйцэтгэдэг зарим полипептидийн хувьд ренатураци хийх боломжтой - уургийн байгалийн бүтцийг сэргээх.
Хэрэв тогтворгүйжүүлэх хүчин зүйлийн үйлчлэл удаан үргэлжилбэл уургийн молекул бүрэн устдаг. Энэ нь анхдагч бүтцийн пептидийн холбоог таслахад хүргэдэг. Уураг болон түүний үйл ажиллагааг сэргээх боломжгүй болсон. Энэ үзэгдлийг сүйрэл гэж нэрлэдэг. Жишээ нь тахианы өндөгийг буцалгах явдал юм: шингэн уураг - гуравдагч бүтэц дэх альбумин бүрэн устдаг.
Уургийн биосинтез
Амьд организмын полипептидийн найрлагад 20 амин хүчлүүд багтдаг бөгөөд тэдгээрийн дотор зайлшгүй шаардлагатай байдаг гэдгийг дахин санаарай. Эдгээр нь лизин, метионин, фенилаланин гэх мэт бөгөөд тэдгээр нь доторх уургийн бүтээгдэхүүнийг задалсны дараа нарийн гэдэснээс цусны урсгал руу ордог. Чухал бус амин хүчлийг (аланин, пролин, серин) нийлэгжүүлэхийн тулд мөөгөнцөр, амьтад азот агуулсан нэгдлүүдийг ашигладаг. Автотрофууд болох ургамлууд нь цогц уураг болох шаардлагатай бүх мономеруудыг бие даан бүрдүүлдэг. Үүнийг хийхийн тулд тэд нитрат, аммиак эсвэл чөлөөт азотыг шингээх урвалд ашигладаг. Бичил биетний хувьд зарим зүйл нь амин хүчлээр бүрэн хангагдсан байдаг бол зарим нь зөвхөн зарим мономерууд нийлэгждэг. Үе шатуудуургийн биосинтез нь бүх амьд организмын эсүүдэд тохиолддог. Транскрипц нь цөмд, орчуулга нь эсийн цитоплазмд явагддаг.
Эхний шат - мРНХ-ийн урьдал нийлэгжилт нь РНХ полимераза ферментийн оролцоотойгоор явагддаг. Энэ нь ДНХ-ийн хэлхээ хоорондын устөрөгчийн холбоог тасалдаг бөгөөд тэдгээрийн аль нэгэнд нь нэмэлт зарчмын дагуу мРНХ-ийн өмнөх молекулыг угсардаг. Энэ нь зүслэгт орж, өөрөөр хэлбэл боловсорч, дараа нь цөмөөс цитоплазм руу орж, матрицын рибонуклеины хүчил үүсгэдэг.
Хоёр дахь үе шатыг хэрэгжүүлэхийн тулд тусгай органеллууд - рибосомууд, түүнчлэн мэдээллийн болон тээврийн рибонуклеины хүчлүүдийн молекулууд байх шаардлагатай. Уургийн биосинтезийг багтаасан хуванцар солилцооны урвал нь энерги шингээх үед явагддаг тул өөр нэг чухал нөхцөл бол ATP молекулууд юм.
Ферментүүд, тэдгээрийн бүтэц, үүрэг
Энэ нь эсийн биохимийн урвалын хурдад нөлөөлдөг бодисын үүрэг гүйцэтгэдэг том бүлэг уураг юм (ойролцоогоор 2000). Тэдгээр нь энгийн (трепсин, пепсин) эсвэл нарийн төвөгтэй байж болно. Нарийн төвөгтэй уураг нь коэнзим ба апоэнзимээс бүрдэнэ. Уургийн өөрийн үйлчилдэг нэгдлүүдийн өвөрмөц байдал нь коэнзимийг тодорхойлдог бөгөөд уургийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь апоэнзимтэй холбоотой үед л уургийн идэвхжил ажиглагддаг. Ферментийн катализаторын идэвхжил нь бүх молекулаас хамаардаггүй, зөвхөн идэвхтэй хэсгээс хамаардаг. Түүний бүтэц нь зарчмын дагуу катализаторын химийн бүтэцтэй тохирч байна"түлхүүр түгжих", тиймээс ферментийн үйлдэл нь нарийн тодорхой юм. Нарийн төвөгтэй уургийн үүрэг нь бодисын солилцооны үйл явцад оролцох, тэдгээрийг хүлээн авагч болгон ашиглах явдал юм.
Ногцолбор уургийн ангиуд
Тэдгээрийг биохимичид уургийн физик, химийн шинж чанар, үйл ажиллагааны онцлог, бүтцийн өвөрмөц онцлог гэсэн 3 шалгуурт үндэслэн боловсруулсан. Эхний бүлэгт цахилгаан химийн шинж чанараараа ялгаатай полипептидүүд орно. Тэдгээрийг үндсэн, төвийг сахисан, хүчиллэг гэж хуваадаг. Устай холбоотой уураг нь гидрофиль, амфифил, гидрофобик байж болно. Хоёрдахь бүлэгт бидний өмнө авч үзсэн ферментүүд орно. Гурав дахь бүлэгт протезийн бүлгүүдийн химийн найрлагад ялгаатай полипептидүүд орно (эдгээр нь хромопротейн, нуклеопротейн, металлопротейн).
Нэгдмэл уургийн шинж чанарыг илүү нарийвчлан авч үзье. Жишээлбэл, рибосомын нэг хэсэг болох хүчиллэг уураг нь 120 амин хүчлийг агуулдаг бөгөөд бүх нийтийн шинж чанартай байдаг. Энэ нь прокариот ба эукариот эсийн аль алиных нь уураг нийлэгжүүлдэг органеллд байдаг. Энэ бүлгийн өөр нэг төлөөлөгч болох S-100 уураг нь кальцийн ионоор холбогдсон хоёр гинжээс бүрддэг. Энэ нь мэдрэлийн эсүүд ба мэдрэлийн эсийн нэг хэсэг юм - мэдрэлийн системийг дэмжих эд. Бүх хүчиллэг уургийн нийтлэг шинж чанар нь хоёр үндсэн карбоксилын хүчлүүдийн өндөр агууламж юм: глутамик ба аспартик. Шүлтлэг уургууд нь гистонууд - ДНХ ба РНХ-ийн нуклейн хүчлүүдийн нэг хэсэг болох уураг агуулдаг. Тэдний химийн найрлагын онцлог нь их хэмжээний лизин, аргинин юм. Гистонууд нь цөмийн хроматинтай хамт эсийн удамшлын хамгийн чухал бүтэц болох хромосомыг үүсгэдэг. Эдгээр уургууд нь транскрипц, орчуулгын үйл явцад оролцдог. Амфифил уургууд нь эсийн мембранд өргөн тархсан бөгөөд липопротейн давхар давхаргыг үүсгэдэг. Иймд дээр дурдсан нийлмэл уургийн бүлгүүдийг судалж үзээд тэдгээрийн физик-химийн шинж чанар нь уургийн бүрэлдэхүүн хэсэг болон протезийн бүлгүүдийн бүтцээр тодорхойлогддог гэдэгт бид итгэлтэй болсон.
Зарим нийлмэл эсийн мембраны уургууд нь эсрэгтөрөгч зэрэг янз бүрийн химийн нэгдлүүдийг таньж, хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай. Энэ нь уургийн дохионы үүрэг бөгөөд гадаад орчноос ирж буй бодисыг сонгон шингээх процесс, түүнийг хамгаалахад маш чухал юм.
Гликопротейн ба протеогликан
Эдгээр нь протезийн бүлгүүдийн биохимийн найрлагаараа бие биенээсээ ялгаатай нийлмэл уураг юм. Хэрэв уургийн бүрэлдэхүүн хэсэг ба нүүрс усны хэсгийн хоорондох химийн холбоо нь ковалент-гликозид байвал ийм бодисыг гликопротейн гэж нэрлэдэг. Тэдний апоферментийг моно- ба олигосахаридын молекулуудаар төлөөлдөг бөгөөд ийм уургийн жишээ бол протромбин, фибриноген (цусны бүлэгнэлтэд оролцдог уураг) юм. Кортико- ба гонадотроп даавар, интерферон, мембраны ферментүүд нь мөн гликопротейн юм. Протеогликаны молекулуудад уургийн хэсэг нь ердөө 5%, үлдсэн хэсэг нь протезийн бүлэгт (гетерополисахарид) ордог. Хоёр хэсэг нь OH-треонин, аргинин, NH₂-глютамин ба лизин бүлгийн гликозидын холбоогоор холбогддог. Протеогликан молекулууд нь эсийн усны давсны солилцоонд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. ДоорБидний судалсан нийлмэл уургийн хүснэгтийг толилуулж байна.
| Гликопротейн | Протеогликан |
| Протезийн бүлгийн бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд | |
| 1. Моносахаридууд (глюкоз, галактоз, манноз) | 1. Гиалуроны хүчил |
| 2. Олигосахаридууд (мальтоза, лактоз, сахароз) | 2. Хондроитын хүчил. |
| 3. Моносахаридын ацетилжүүлсэн амин дериватив | 3. Гепарин |
| 4. Дезоксисахарид | |
| 5. Мэдрэлийн болон сиалийн хүчил | |
Металлопротейн
Эдгээр бодисууд нь молекулдаа нэг буюу хэд хэдэн металлын ионуудыг агуулдаг. Дээрх бүлэгт хамаарах нарийн төвөгтэй уургийн жишээг авч үзье. Эдгээр нь үндсэндээ цитохром оксидаза зэрэг ферментүүд юм. Энэ нь митохондрийн талст дээр байрладаг бөгөөд ATP синтезийг идэвхжүүлдэг. Феррин ба трансферрин нь төмрийн ион агуулсан уураг юм. Эхнийх нь тэдгээрийг эсэд хадгалдаг, хоёр дахь нь цусан дахь тээвэрлэлтийн уураг юм. Өөр нэг металлопротейн бол альфа-амелаза бөгөөд энэ нь кальцийн ион агуулдаг бөгөөд шүлс, нойр булчирхайн шүүсний нэг хэсэг бөгөөд цардуулыг задлахад оролцдог. Гемоглобин нь металлопротейн ба хромопротейн юм. Энэ нь хүчилтөрөгч зөөвөрлөх, тээвэрлэх уургийн үүргийг гүйцэтгэдэг. Үүний үр дүнд оксигемоглобины нэгдэл үүсдэг. Нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг, өөрөөр хэлбэл нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг амьсгалах үед түүний молекулууд нь эритроцит гемоглобинтой маш тогтвортой нэгдэл үүсгэдэг. Энэ нь эрхтэн, эд эсээр хурдан тархаж, хордлого үүсгэдэг.эсүүд. Үүний үр дүнд нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг удаан хугацаагаар амьсгалснаар амьсгал боогдохоос болж үхдэг. Гемоглобин нь катаболизмын явцад үүссэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хэсэгчлэн шилжүүлдэг. Цусны урсгалаар нүүрстөрөгчийн давхар исэл уушиг, бөөрөнд орж, тэдгээрээс гаднах орчинд ордог. Зарим хавч хэлбэртэн ба нялцгай биетүүдэд гемоцианин нь хүчилтөрөгч тээвэрлэгч уураг юм. Төмрийн оронд зэсийн ион агуулдаг тул амьтны цус улаан биш харин хөх өнгөтэй байдаг.
Хлорофиллын функцүүд
Өмнө дурьдсанчлан нийлмэл уургууд нь өнгөт органик бодисуудтай нэгдэл үүсгэж чаддаг. Тэдний өнгө нь нарны гэрлийн тодорхой спектрийг сонгон шингээдэг хромоформын бүлгээс хамаардаг. Ургамлын эсэд ногоон пластидууд байдаг - хлорофилл пигмент агуулсан хлоропластууд. Энэ нь магнийн атом ба олон атомт спиртийн фитолоос бүрдэнэ. Эдгээр нь уургийн молекулуудтай холбоотой бөгөөд хлоропластууд нь өөрөө тилакоид (хавтан) эсвэл овоолго хэлбэрээр холбогдсон мембраныг агуулдаг - грана. Эдгээр нь фотосинтезийн пигментүүд - хлорофилл, нэмэлт каротиноид агуулдаг. Фотосинтезийн урвалд ашигладаг бүх ферментийг энд оруулав. Тиймээс хлорофилл агуулсан хромопротейн нь бодисын солилцооны хамгийн чухал үүрэг, тухайлбал шингээх, задлах урвалыг гүйцэтгэдэг.
Вирүсийн уураг
Тэдгээрийг Вира хүрээний нэг хэсэг болох эсийн бус амьдралын хэлбэрүүдийн төлөөлөгчид хадгалдаг. Вирусууд уураг нийлэгжүүлэх өөрийн гэсэн аппаратгүй байдаг. Нуклейн хүчил, ДНХ эсвэл РНХ нь нийлэгжилтийг үүсгэдэгвирусын халдвар авсан эс өөрөө өөрийн тоосонцор. Энгийн вирусууд нь зөвхөн тамхины мозайк вирус гэх мэт мушгиа эсвэл олон талт бүтэцтэй нягт уялдаатай уургийн молекулуудаас бүрддэг. Нарийн төвөгтэй вирусууд нь эзэн эсийн плазмын мембраны нэг хэсгийг бүрдүүлдэг нэмэлт мембрантай байдаг. Үүнд гликопротейн (гепатит В, салхин цэцэг) багтаж болно. Гликопротеины гол үүрэг бол эзэн эсийн мембран дээрх тусгай рецепторуудыг таних явдал юм. Вирусын нэмэлт дугтуйнд ДНХ-ийн хуулбар эсвэл РНХ транскрипцийг баталгаажуулдаг ферментийн уураг орно. Дээр дурдсан зүйлс дээр үндэслэн дараахь дүгнэлтийг хийж болно: вирусын тоосонцрын бүрхүүлийн уураг нь эзэн эсийн мембраны уургуудаас хамаардаг өвөрмөц бүтэцтэй байдаг.
Энэ нийтлэлд бид нарийн төвөгтэй уургийн шинж чанарыг тодорхойлж, төрөл бүрийн амьд организмын эс дэх тэдгээрийн бүтэц, үүргийг судалсан.
