Уургууд нь манай гараг дээрх амьдралын үүслийн үндэс болдог гэдгийг та мэднэ. Опарин-Халданы онолоор бол пептидийн молекулуудаас бүрдэх коацерват дусал нь амьд биет үүсэх үндэс болсон юм. Энэ нь эргэлзээгүй, учир нь биомассын аливаа төлөөлөгчийн дотоод найрлагад дүн шинжилгээ хийх нь эдгээр бодисууд нь ургамал, амьтан, бичил биетэн, мөөгөнцөр, вирус зэрэг бүх зүйлд байдаг болохыг харуулж байна. Түүнээс гадна тэдгээр нь маш олон янз бөгөөд макромолекул шинж чанартай байдаг.
Эдгээр бүтэц нь дөрвөн нэртэй, бүгд ижил утгатай:
- уураг;
- уураг;
- полипептид;
- пептид.
Уургийн молекулууд
Тэдний тоо үнэхээр тооцоолж баршгүй юм. Түүнээс гадна бүх уургийн молекулуудыг хоёр том бүлэгт хувааж болно:
- энгийн - зөвхөн пептидийн холбоогоор холбогдсон амин хүчлийн дарааллаас бүрдэнэ;
- цогцолбор - уургийн бүтэц, бүтэц нь нэмэлт протолит (протез) бүлгүүдээр тодорхойлогддог бөгөөд үүнийг кофактор гэж нэрлэдэг.
Үүний зэрэгцээ нарийн төвөгтэй молекулууд ч гэсэн өөрийн гэсэн ангилалтай байдаг.
Нийлмэл пептидийн зэрэглэл
- Гликопротейн нь уураг, нүүрс усны нягт холбоотой нэгдлүүд юм. молекулын бүтцэдмукополисахаридын хиймэл бүлгүүд хоорондоо холбоотой байдаг.
- Липопротейн нь уураг ба липидийн цогц нэгдэл юм.
- Металлопротейн - металлын ионууд (төмөр, марганец, зэс болон бусад) протезийн бүлгийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
- Нуклеопротейн - уураг ба нуклейн хүчлүүдийн (ДНХ, РНХ) холболт.
- Фосфопротейн - уураг ба ортофосфорын хүчлийн үлдэгдлийн конформаци.
- Хромопротейн - металлопротейнтэй маш төстэй боловч хиймэл бүлгийн нэг хэсэг болох элемент нь бүхэл бүтэн өнгөт цогцолбор (улаан - гемоглобин, ногоон - хлорофилл гэх мэт) юм.
Бүлэг бүр уургийн бүтэц, шинж чанартай байдаг. Тэдний гүйцэтгэх үүрэг нь молекулын төрлөөс хамаарч өөр өөр байдаг.
Уургийн химийн бүтэц
Энэ үүднээс авч үзвэл уураг нь амин хүчлийн үлдэгдлүүдийн урт, асар том гинж бөгөөд пептидийн холбоо гэж нэрлэгддэг тусгай холбоогоор холбогддог. Хүчиллэгийн хажуугийн бүтцээс салбарууд - радикалууд гарч ирдэг. Молекулын энэ бүтцийг 21-р зууны эхээр Э. Фишер нээсэн.
Хожим нь уураг, уургийн бүтэц, үүргийг илүү нарийвчлан судалсан. Пептидийн бүтцийг бүрдүүлдэг ердөө 20 амин хүчил байдаг нь тодорхой болсон боловч тэдгээрийг янз бүрийн аргаар нэгтгэж болно. Тиймээс полипептидийн бүтцийн олон янз байдал. Нэмж дурдахад, амьдрал, үүргээ гүйцэтгэх явцад уураг нь хэд хэдэн химийн өөрчлөлтийг хийх чадвартай байдаг. Үүний үр дүнд тэд бүтцийг өөрчилж, цоо шинэ юмхолболтын төрөл.
Пептидийн холбоог таслах, өөрөөр хэлбэл уураг, гинжний бүтцийг таслахын тулд та маш хатуу нөхцөлийг (өндөр температур, хүчил эсвэл шүлт, катализаторын үйлдэл) сонгох хэрэгтэй. Энэ нь молекул, тухайлбал пептидийн бүлгийн ковалент холбоо өндөр бат бэх байдагтай холбоотой.
Уургийн бүтцийг лабораторид илрүүлэх нь биуретийн урвал - полипептидийг шинэхэн тунадасжуулсан зэс (II) гидроксидын нөлөөгөөр хийдэг. Пептидийн бүлэг ба зэсийн ионы цогцолбор нь тод ягаан өнгө өгдөг.
Дөрвөн үндсэн бүтцийн байгууллага байдаг бөгөөд тус бүр нь уургийн өөрийн гэсэн бүтцийн онцлогтой байдаг.
Байгууллагын түвшин: Үндсэн бүтэц
Дээр дурьдсанчлан пептид нь коэнзим агуулсан эсвэл агуулаагүй амин хүчлийн үлдэгдлийн дараалал юм. Тиймээс үндсэн нэр нь молекулын ийм бүтэц бөгөөд энэ нь байгалийн, байгалийн, жинхэнэ амин хүчлүүд нь пептидийн бондоор холбогддог бөгөөд үүнээс өөр зүйл биш юм. Энэ нь шугаман бүтцийн полипептид юм. Үүний зэрэгцээ ийм төлөвлөгөөний уургийн бүтцийн онцлог нь уургийн молекулын үүргийг гүйцэтгэхэд хүчлүүдийн ийм хослол нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр шинж чанарууд байгаа тул пептидийг тодорхойлох төдийгүй цоо шинэ, хараахан нээгдээгүй байгаа шинж чанар, үүргийг урьдчилан таамаглах боломжтой юм. Байгалийн анхдагч бүтэцтэй пептидийн жишээ бол инсулин, пепсин, химотрипсин болон бусад.
Хоёрдогч тохирол
Энэ ангилалд хамаарах уургийн бүтэц, шинж чанар бага зэрэг өөрчлөгдөж байна. Ийм бүтэц нь анх байгалиасаа эсвэл анхдагч хатуу гидролиз, температур эсвэл бусад нөхцөлд өртөх үед үүсч болно.
Энэ зохицол нь гурван төрөлтэй:
- Холболтын үндсэн тэнхлэгийг тойрон эргэлддэг амин хүчлийн үлдэгдлээс бүтсэн гөлгөр, ердийн, стереорегляр ороомог. Тэдгээр нь зөвхөн нэг пептидийн бүлгийн хүчилтөрөгч ба нөгөөгийн устөрөгчийн хооронд үүсдэг устөрөгчийн холбоогоор холбогддог. Түүнээс гадна эргэлт нь 4 холбоос тутамд жигд давтагддаг тул бүтэц нь зөв гэж тооцогддог. Ийм бүтэц нь зүүн гар эсвэл баруун гартай байж болно. Гэхдээ ихэнх мэдэгдэж буй уурагуудад декстроротатор изомер давамгайлдаг. Ийм зохицлыг альфа бүтэц гэж нэрлэдэг.
- Дараах төрлийн уургийн бүтэц, бүтэц нь өмнөхөөсөө ялгаатай нь устөрөгчийн холбоо нь молекулын нэг талд зэрэгцэн орших үлдэгдлүүдийн хооронд биш, харин нэлээд алслагдсан үлдэгдлүүдийн хооронд, хангалттай температурт үүсдэг. том зай. Энэ шалтгааны улмаас бүх бүтэц нь хэд хэдэн долгионтой, серпентин полипептидийн гинж хэлбэртэй байдаг. Уурагт заавал байх ёстой нэг онцлог байдаг. Салбар дээрх амин хүчлүүдийн бүтэц нь глицин эсвэл аланин гэх мэт аль болох богино байх ёстой. Энэ төрлийн хоёрдогч конформац нь нийтлэг бүтэц үүсгэхийн тулд хоорондоо наалддаг тул бета хуудас гэж нэрлэдэг.
- Биологи нь уургийн гуравдах төрлийн бүтцийг хэлнэхэвшмэл тогтворгүй, гадаад нөхцөл байдлын нөлөөгөөр бүтцийг өөрчлөх чадвартай нийлмэл, тархай бутархай, эмх замбараагүй хэлтэрхийнүүд.
Байгалийн гаралтай уургийн жишээ олдоогүй.
Дээд боловсрол
Энэ бол "бөмбөрцөг" гэж нэрлэгддэг нэлээд төвөгтэй конформаци юм. Ийм уураг гэж юу вэ? Түүний бүтэц нь хоёрдогч бүтэц дээр суурилдаг боловч бүлгүүдийн атомуудын харилцан үйлчлэлийн шинэ хэлбэрүүд нэмэгдэж, молекул бүхэлдээ нугалж байгаа мэт харагддаг тул гидрофиль бүлгүүд нь бөмбөрцөг дотор чиглэгдэж, гидрофобик бүлгүүд байдаг. гадагш чиглэсэн.
Энэ нь усны коллоид уусмал дахь уургийн молекулын цэнэгийг тайлбарлаж байна. Ямар төрлийн харилцан үйлчлэл байдаг вэ?
- Устөрөгчийн холбоо - хоёрдогч бүтэцтэй ижил хэсгүүдийн хооронд өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
- Гидрофобик (гидрофиль) харилцан үйлчлэл - полипептидийг усанд уусгах үед үүсдэг.
- Ионы таталт - эсрэгээр цэнэглэгдсэн амин хүчлийн үлдэгдэл (радикал) бүлгүүдийн хооронд үүсдэг.
- Ковалентын харилцан үйлчлэл - тодорхой хүчиллэг цэгүүд - цистеины молекулууд, эс тэгвээс тэдгээрийн сүүл хооронд үүсэх боломжтой.
Тиймээс гуравдагч бүтэцтэй уургийн найрлага, бүтцийг янз бүрийн төрлийн химийн харилцан үйлчлэлийн улмаас бөмбөрцөг хэлбэртэй нугалж, конформацаа барьж, тогтворжуулдаг полипептидийн гинж гэж тодорхойлж болно. Ийм пептидийн жишээ:фосфоглицератын кеназа, тРНХ, альфа-кератин, торго фиброин болон бусад.
Дөрөвдүгээр бүтэц
Энэ бол уураг үүсгэдэг хамгийн нарийн төвөгтэй бөмбөлөгүүдийн нэг юм. Энэ төрлийн уургийн бүтэц, үүрэг нь маш олон талт бөгөөд өвөрмөц байдаг.
Энэ ямар тохироо вэ? Эдгээр нь бие биенээсээ үл хамааран үүсдэг хэд хэдэн (зарим тохиолдолд хэдэн арван) том, жижиг полипептидийн гинж юм. Гэвч дараа нь бидний гуравдагч бүтцийн хувьд авч үзсэн харилцан үйлчлэлийн улмаас эдгээр бүх пептидүүд хоорондоо мушгиж, хоорондоо холбогддог. Ийм байдлаар металл атом, липидийн бүлгүүд, нүүрс усны бүлгүүдийг агуулж болох нарийн төвөгтэй конформацийн бөмбөлөгүүдийг олж авдаг. Ийм уургийн жишээ: ДНХ полимераз, тамхины вирусын уургийн бүрхүүл, гемоглобин болон бусад.
Бидний авч үзсэн бүх пептидийн бүтэц нь хроматографи, центрифуг, электрон болон оптик микроскоп, компьютерийн өндөр технологи ашиглах орчин үеийн боломжууд дээр суурилсан лабораторид өөрийн таних аргуудтай.
Гүйцэтгэсэн функцууд
Уургийн бүтэц, үйл ажиллагаа нь хоорондоо нягт уялдаатай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, пептид бүр өвөрмөц, өвөрмөц үүрэг гүйцэтгэдэг. Нэг амьд эсэд хэд хэдэн чухал үйлдлийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэх чадвартай хүмүүс бас байдаг. Гэсэн хэдий ч амьд биет дэх уургийн молекулуудын үндсэн үүргийг ерөнхийд нь илэрхийлэх боломжтой:
- Хөдөлгөөний дэмжлэг. Нэг эст организм, аль нэг эрхтэн, эсвэл зарим ньтөрлийн эсүүд нь хөдөлгөөн, агшилт, нүүлгэн шилжүүлэх чадвартай. Үүнийг моторын аппаратын бүтцийн нэг хэсэг болох уургуудаар хангадаг: cilia, flagella, цитоплазмын мембран. Хэрэв бид хөдлөх чадваргүй эсийн тухай ярих юм бол уураг нь тэдгээрийн агшилтад (булчингийн миозин) хувь нэмэр оруулдаг.
- Тэжээх буюу нөөцлөх үйл ажиллагаа. Энэ нь ургамлын өндөг, үр хөврөл, үрэнд уургийн молекул хуримтлагдаж, дутагдаж байгаа шим тэжээлийг цаашид нөхөх явдал юм. Пептидүүд задрахдаа амьд организмын хэвийн хөгжилд шаардлагатай амин хүчлүүд болон биологийн идэвхт бодисуудыг өгдөг.
- Эрчим хүчний функц. Нүүрс уснаас гадна уураг нь биед хүч чадал өгдөг. 1 г пептидийг задлахад 17.6 кДж ашигтай энерги аденозин трифосфат (ATP) хэлбэрээр ялгарч, амин чухал үйл явцад зарцуулагддаг.
- Дохио болон зохицуулах функц. Энэ нь явагдаж буй үйл явцыг нарийн хянах, эсээс эд эс рүү, тэдгээрээс эрхтэн рүү, сүүлийнхээс систем рүү дохио дамжуулах гэх мэтийг хэрэгжүүлэхэд оршино. Энгийн жишээ бол цусан дахь глюкозын хэмжээг нарийн тогтоодог инсулин юм.
- Receptor функц. Энэ нь мембраны нэг тал дахь пептидийн конформацийг өөрчлөх, нөгөө үзүүрийг бүтцийн өөрчлөлтөд оролцуулах замаар хийгддэг. Үүний зэрэгцээ дохио болон шаардлагатай мэдээллийг дамжуулдаг. Ихэнхдээ ийм уураг нь эсийн цитоплазмын мембранд баригдаж, түүгээр дамжин өнгөрөх бүх бодисыг хатуу хянадаг. Мөн тухай мэдэгдэнэ үүхүрээлэн буй орчны химийн болон физик өөрчлөлт.
- Пептидийн тээвэрлэлтийн функц. Энэ нь сувгийн уураг ба тээвэрлэгч уургуудаар явагддаг. Тэдний үүрэг нь тодорхой юм - шаардлагатай молекулуудыг өндөр агууламжтай хэсгүүдээс бага концентрацитай газар руу зөөвөрлөх. Энгийн жишээ бол хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг уураг гемоглобиноор эрхтэн, эд эсээр дамжуулдаг. Тэд мөн доторх эсийн мембранаар бага молекул жинтэй нэгдлүүдийг дамжуулдаг.
- Бүтцийн функц. Уургийн үүрэг гүйцэтгэдэг хамгийн чухал зүйлсийн нэг. Бүх эсийн бүтэц, тэдгээрийн органеллууд нь пептидүүдээр тодорхойлогддог. Тэд хүрээ шиг хэлбэр, бүтцийг тогтоодог. Үүнээс гадна тэд үүнийг дэмжиж, шаардлагатай бол өөрчилдөг. Тиймээс өсөлт, хөгжилд бүх амьд организмууд хоол хүнсэндээ уураг хэрэгтэй байдаг. Эдгээр пептидүүдэд эластин, тубулин, коллаген, актин, кератин болон бусад зүйлс орно.
- Катализатор функц. Ферментүүд үүнийг хийдэг. Олон тооны, олон янзын, тэдгээр нь бие махбод дахь бүх химийн болон биохимийн урвалыг хурдасгадаг. Тэдний оролцоогүйгээр ходоодонд байгаа энгийн алимыг хоёр өдрийн дотор шингээж авах боломжтой бөгөөд ялзарч магадгүй юм. Каталаза, пероксидаза болон бусад ферментийн үйл ажиллагааны дор энэ процесс хоёр цаг үргэлжилнэ. Ерөнхийдөө уургийн энэ үүргийн ачаар анаболизм ба катаболизм, өөрөөр хэлбэл хуванцар болон энергийн солилцоо явагддаг.
Хамгаалах үүрэг
Уургууд нь бие махбодийг хамгаалах зорилготой хэд хэдэн төрлийн аюул заналхийлэлтэй байдаг.
Эхлээд химийнгэмтлийн урвалж, хий, молекул, янз бүрийн үйл ажиллагааны бодисуудын халдлага. Пептидүүд нь тэдэнтэй химийн харилцан үйлчлэлд орж, хоргүй хэлбэр болгон хувиргах эсвэл зүгээр л саармагжуулах чадвартай.
Хоёрдугаарт, шархнаас үүсэх бие махбодийн аюул - хэрэв фибриноген уураг гэмтсэн газарт цаг тухайд нь фибрин болж хувирахгүй бол цус өтгөрөхгүй, энэ нь бөглөрөл үүсэхгүй гэсэн үг юм. Дараа нь эсрэгээр цусны өтгөрөлтийг уусгаж, судасны нэвтрэлтийг сэргээх чадвартай плазмин пептид хэрэгтэй болно.
Гуравдугаарт, дархлааны аюул. Дархлааны хамгаалалтыг бүрдүүлдэг уургийн бүтэц, ач холбогдол нь маш чухал юм. Эсрэгбие, иммуноглобулин, интерферонууд нь хүний лимфийн болон дархлааны тогтолцооны чухал бөгөөд чухал элементүүд юм. Аливаа гадны тоосонцор, хортой молекул, эсийн үхсэн хэсэг эсвэл бүх бүтэц нь пептидийн нэгдлээр нэн даруй судалгаанд хамрагдана. Тийм ч учраас хүн эмийн тусламжгүйгээр бие даан өдөр бүр халдвар, энгийн вирусээс өөрийгөө хамгаалж чаддаг.
Физик шинж чанар
Эсийн уургийн бүтэц нь маш өвөрмөц бөгөөд гүйцэтгэсэн функцээс хамаардаг. Гэхдээ бүх пептидийн физик шинж чанарууд нь ижил төстэй бөгөөд дараах шинж чанаруудтай.
- Молекулын жин 1,000,000 Далтон хүртэл.
- Коллоид систем нь усан уусмалд үүсдэг. Тэнд бүтэц нь орчны хүчиллэг байдлаас хамаарч өөр өөр байж болох цэнэгийг олж авдаг.
- Хэцүү нөхцөлд (цацраг, хүчил, шүлт, температур гэх мэт) өртөх үед тэдгээр нь өөр түвшний конформаци руу шилжих чадвартай байдаг.денатурат. Энэ үйл явц нь тохиолдлын 90% -д эргэлт буцалтгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч урвуу шилжилт бас бий - нөхөн сэргээлт.
Эдгээр нь пептидийн физик шинж чанарын үндсэн шинж чанарууд юм.
