Уураг нь органик бодис юм. Эдгээр макромолекулын нэгдлүүд нь тодорхой найрлагаар тодорхойлогддог бөгөөд гидролизийн үед амин хүчлүүд болон задардаг. Уургийн молекулууд нь олон янзын хэлбэртэй байдаг бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь олон полипептидийн гинжээс бүрддэг. Уургийн бүтцийн талаарх мэдээллийг ДНХ-д кодлодог бөгөөд уургийн нийлэгжилтийн процессыг орчуулга гэж нэрлэдэг.
Уургийн химийн найрлага
Дундаж уураг нь:
- 52% нүүрстөрөгч;
- 7% устөрөгч;
- 12% азот;
- 21% хүчилтөрөгч;
- 3% хүхэр.
Уургийн молекулууд нь полимер юм. Тэдний бүтцийг ойлгохын тулд тэдгээрийн мономерууд болох амин хүчлүүд нь юу болохыг мэдэх шаардлагатай.
Амин хүчил
Тэдгээрийг ихэвчлэн байнга тохиолддог ба хааяа тохиолддог гэсэн хоёр ангилалд хуваадаг. Эхнийх нь 18 уургийн мономер ба өөр 2 амидыг агуулдаг: аспартик ба глютамины хүчил. Заримдаа зөвхөн гурван хүчил байдаг.
Эдгээр хүчлүүдийг олон янзаар ангилж болно: хажуугийн гинжний шинж чанар эсвэл радикалуудын цэнэгээр нь CN болон COOH бүлгийн тоогоор мөн хувааж болно.
Уургийн анхдагч бүтэц
Уургийн гинжин дэх амин хүчлүүдийн дарааллыг тодорхойлдогтүүний дараагийн шатны зохион байгуулалт, шинж чанар, чиг үүрэг. Мономеруудын хоорондох үндсэн холбоо нь пептид юм. Энэ нь нэг амин хүчлээс устөрөгч, нөгөө амин хүчлээс OH бүлгийг салгаснаар үүсдэг.
Уургийн молекулын зохион байгуулалтын эхний түвшин нь түүний доторх амин хүчлүүдийн дараалал, зүгээр л уургийн молекулуудын бүтцийг тодорхойлдог гинж юм. Энэ нь ердийн бүтэцтэй "араг яс" -аас бүрдэнэ. Энэ бол давтагдах дараалал юм -NH-CH-CO-. Тусдаа хажуугийн гинжийг амин хүчлийн радикалуудаар (R) төлөөлдөг бөгөөд тэдгээрийн шинж чанар нь уургийн бүтцийн бүтцийг тодорхойлдог.
Уургийн молекулуудын бүтэц ижил байсан ч тэдгээрийн мономерууд нь гинжин хэлхээнд өөр дараалалтай байдгаас л шинж чанараараа ялгаатай байж болно. Уургийн амин хүчлүүдийн байрлал нь генээр тодорхойлогддог бөгөөд уурагт биологийн тодорхой функцийг зааж өгдөг. Ижил үйл ажиллагааг хариуцдаг молекул дахь мономеруудын дараалал нь өөр өөр зүйлүүдэд ихэвчлэн ойрхон байдаг. Ийм молекулууд - ижил эсвэл ижил төстэй зохион байгуулалттай, өөр өөр төрлийн организмд ижил үүрэг гүйцэтгэдэг - гомолог уураг юм. Ирээдүйн молекулуудын бүтэц, шинж чанар, үйл ажиллагаа нь амин хүчлийн гинжин хэлхээний нийлэгжилтийн үе шатанд аль хэдийн тодорхойлогдсон байдаг.
Зарим нийтлэг онцлог
Уургийн бүтцийг удаан хугацааны турш судалж ирсэн бөгөөд тэдгээрийн анхдагч бүтцийн шинжилгээ нь зарим ерөнхий дүгнэлт хийх боломжийг бидэнд олгосон. Ихэнх уургууд нь бүх хорин амин хүчлийг агуулдаг гэдгээрээ онцлог бөгөөд үүнд глицин, аланин, аспарагины хүчил, глутамин, бага зэрэг триптофан, аргинин, метионин,гистидин. Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол уурагуудын тодорхой бүлэг, жишээлбэл, гистонууд юм. Эдгээр нь ДНХ-ийн савлагаанд хэрэгтэй бөгөөд их хэмжээний гистидин агуулдаг.
Хоёр дахь ерөнхий дүгнэлт: бөмбөрцөг уургийн хувьд амин хүчлүүдийн ээлжийн ерөнхий зүй тогтол байдаггүй. Гэхдээ биологийн идэвхжилээрээ алслагдсан полипептид ч гэсэн молекулын жижиг хэсгүүдтэй ижилхэн байдаг.
Хоёрдогч бүтэц
Полипептидийн гинжин хэлхээний зохион байгуулалтын хоёр дахь түвшин нь устөрөгчийн холбоогоор бэхлэгдсэн орон зайн зохион байгуулалт юм. α-геликс ба β-атираа хуваарилна. Гинжний нэг хэсэг нь эмх цэгцтэй бүтэцгүй тул ийм бүсийг аморф гэж нэрлэдэг.
Бүх байгалийн уургийн альфа спираль нь баруун гарт байдаг. Спираль дахь амин хүчлүүдийн хажуугийн радикалууд үргэлж гадагшаа чиглэсэн байдаг ба түүний тэнхлэгийн эсрэг талд байрладаг. Хэрэв тэдгээр нь туйлшралгүй бол тэдгээр нь спиральны нэг талд бүлэглэгдэж, нумууд үүсдэг бөгөөд энэ нь янз бүрийн спираль хэсгүүдийн нэгдэх нөхцлийг бүрдүүлдэг.
Бета нугалаа - өндөр сунасан спираль - уургийн молекулд зэрэгцэн байрлаж, параллель ба параллель бус β нугалаа үүсгэдэг.
Гуравдагч уургийн бүтэц
Уургийн молекулын зохион байгуулалтын гурав дахь түвшин нь спираль, нугалаа, аморф хэсгүүдийг нягт бүтэц болгон нугалах явдал юм. Энэ нь мономеруудын хажуугийн радикалуудын харилцан үйлчлэлтэй холбоотой юм. Ийм холболтыг хэд хэдэн төрөлд хуваадаг:
- туйлшралын радикалуудын хооронд устөрөгчийн холбоо үүсдэг;
- гидрофобик– туйл биш R бүлгүүдийн хооронд;
- цахилгаан статик таталцлын хүч (ионы холбоо) – цэнэгүүд нь эсрэгээрээ байгаа бүлгүүдийн хоорондох;
- цистеины радикалуудын хоорондох дисульфидын гүүр.
Сүүлчийн төрлийн холбоо (–S=S-) нь ковалент харилцан үйлчлэл юм. Дисульфидын гүүр нь уургийг бэхжүүлж, бүтэц нь илүү бат бөх болдог. Гэхдээ ийм холболт шаардлагагүй. Жишээлбэл, полипептидийн гинжин хэлхээнд цистеин маш бага байх эсвэл түүний радикалууд ойролцоо байрладаг бөгөөд "гүүр" үүсгэж чадахгүй.
Байгууллагын дөрөв дэх түвшин
Бүх уураг дөрөвдөгч бүтцийг бүрдүүлдэггүй. Дөрөв дэх түвшний уургийн бүтцийг полипептидийн гинжин хэлхээний (протомер) тоогоор тодорхойлно. Эдгээр нь дисульфидын гүүрийг эс тооцвол өмнөх түвшний зохион байгуулалттай ижил холбоосоор хоорондоо холбогддог. Молекул нь хэд хэдэн протомероос бүрдэх ба тэдгээр нь тус бүр өөрийн гэсэн тусгай (эсвэл ижил) гуравдагч бүтэцтэй.
Бүх түвшний зохион байгуулалт нь үүссэн уурагуудын гүйцэтгэх үүргийг тодорхойлдог. Зохион байгуулалтын эхний түвшний уургийн бүтэц нь тэдний эс болон бүхэлдээ бие махбод дахь дараагийн үүргийг маш нарийн тодорхойлдог.
Уургийн үйл ажиллагаа
Эсийн үйл ажиллагаанд уургийн үүрэг ямар чухал болохыг төсөөлөхөд ч бэрх. Дээр дурдсанчлан бид тэдгээрийн бүтцийг судалж үзсэн. Уургийн үйл ажиллагаа нь үүнээс шууд хамаардаг.
Барилгын (бүтцийн) функцийг гүйцэтгэдэг эдгээр нь аливаа амьд эсийн цитоплазмын үндэс болдог. Эдгээр полимерууд нь бүх эсийн мембраны үндсэн материал юмлипидүүдтэй нийлмэл байдаг. Үүнд мөн эсийг тасалгаа болгон хуваах, тус бүр өөрийн гэсэн хариу үйлдэл үзүүлдэг. Үнэн хэрэгтээ эсийн үйл явц бүр өөрийн гэсэн нөхцлийг шаарддаг, ялангуяа орчны рН чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Уургууд нь эсийг хэсэг болгон хуваах нимгэн хуваалтуудыг бий болгодог. Мөн уг үзэгдлийг хуваалт гэж нэрлэдэг.
Катализаторын үүрэг нь эсийн бүх урвалыг зохицуулах явдал юм. Бүх ферментүүд нь энгийн эсвэл нарийн төвөгтэй уураг юм.
Организмын аливаа төрлийн хөдөлгөөнийг (булчингийн ажил, эс дэх протоплазмын хөдөлгөөн, эгэл биет дэх цилий гялбаа гэх мэт) уураг гүйцэтгэдэг. Уургийн бүтэц нь тэднийг хөдөлж, утас, цагираг үүсгэх боломжийг олгодог.
Тээвэрлэлтийн функц нь олон бодисыг тусгай зөөгч уургаар дамжуулан эсийн мембранаар дамжуулдаг.
Эдгээр полимеруудын дааврын үүрэг шууд тодорхой харагдаж байна: олон тооны гормонууд нь уураг, жишээлбэл инсулин, окситоцин юм.
Нөөц үйл ажиллагаа нь уураг нь хуримтлал үүсгэх чадвартай гэдгээр тодорхойлогддог. Жишээлбэл, өндөгний вальгумин, сүүний казеин, ургамлын үрийн уураг - тэд маш их хэмжээний шим тэжээлийг хадгалдаг.
Бүх шөрмөс, үе мөч, араг ясны яс, туурай зэрэг нь уурагуудаас бүрддэг бөгөөд энэ нь биднийг тэдний дараагийн үүрэг болох дэмжих үйл ажиллагаанд хүргэдэг.
Уургийн молекулууд нь зарим бодисыг сонгон таних үүрэгтэй рецепторууд юм. Энэ үүрэг нь ялангуяа гликопротейн ба лектинийг мэддэг.
Хамгийн чухалдархлааны хүчин зүйлүүд - эсрэгбие ба нэмэлт систем нь гарал үүслээр нь уураг юм. Жишээлбэл, цусны бүлэгнэлтийн процесс нь фибриногений уургийн өөрчлөлт дээр суурилдаг. Улаан хоолой ба ходоодны дотоод хана нь салст бүрхүүлийн уургийн хамгаалалтын давхарга - лицинээр бүрхэгдсэн байдаг. Хорт бодисууд нь мөн уураг юм. Амьтны биеийг хамгаалах арьсны үндэс нь коллаген юм. Эдгээр уургийн бүх функц нь хамгаалалтын шинж чанартай байдаг.
За, сүүлийн функц нь зохицуулалт юм. Геномын ажлыг удирддаг уураг байдаг. Өөрөөр хэлбэл, тэд транскрипц болон орчуулгыг зохицуулдаг.
Уургийн үүрэг хэчнээн чухал байсан ч уургийн бүтцийг эрдэмтэд удаан хугацаанд тайлсан. Мөн одоо тэд энэ мэдлэгийг ашиглах шинэ аргуудыг нээж байна.
