Манай нийтлэл дэлхий дээрх амьдралын үзэгдлийн үндэс болсон бодисуудын шинж чанарыг судлахад зориулагдсан болно. Уургийн молекулууд нь эсийн бус хэлбэрээр байдаг - вирусууд нь прокариот ба цөмийн эсийн цитоплазм ба органеллуудын нэг хэсэг юм. Нуклейн хүчлүүдийн хамт тэдгээр нь удамшлын бодис болох хроматиныг бүрдүүлж, цөмийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох хромосомыг бүрдүүлдэг. Дохио, барилга, катализатор, хамгаалалтын, эрчим хүч - энэ бол уургийн гүйцэтгэдэг биологийн функцүүдийн жагсаалт юм. Уургийн физик-химийн шинж чанар нь уусах, тунадасжуулах, давслах чадвар юм. Нэмж дурдахад тэдгээр нь денатураци хийх чадвартай бөгөөд химийн шинж чанараараа амфотер нэгдлүүд юм. Уургийн эдгээр шинж чанарыг цаашид судалцгаая.
Уургийн мономерын төрөл
20 төрлийн α-амин хүчил нь уургийн бүтцийн нэгж юм. Тэд нүүрсустөрөгчийн радикалаас гадна NH2- амин бүлэг, COOH- агуулдаг.карбоксил бүлэг. Функциональ бүлгүүд нь уургийн мономеруудын хүчиллэг ба үндсэн шинж чанарыг тодорхойлдог. Тиймээс органик химийн хувьд энэ ангийн нэгдлүүдийг амфотер бодис гэж нэрлэдэг. Молекул доторх карбоксил бүлгийн устөрөгчийн ионуудыг салгаж, амин бүлгүүдтэй холбож болно. Үр дүн нь дотоод давс юм. Хэрэв молекулд хэд хэдэн карбоксил бүлэг байгаа бол нэгдэл нь глютамин эсвэл аспартик хүчил зэрэг хүчиллэг болно. Хэрэв амин бүлгүүд давамгайлж байвал амин хүчлүүд нь үндсэн (гистидин, лизин, аргинин) байдаг. Тэнцүү тооны функциональ бүлгүүдтэй бол пептидийн уусмал нь төвийг сахисан урвалтай байдаг. Гурван төрлийн амин хүчлүүд байгаа нь уураг ямар шинж чанартай байх вэ гэдэгт нөлөөлдөг нь тогтоогдсон. Уургийн физик-химийн шинж чанарууд: уусах чадвар, рН, макромолекулын цэнэг нь хүчиллэг ба үндсэн амин хүчлүүдийн харьцаагаар тодорхойлогддог.
Пептидийн уусах чанарт ямар хүчин зүйл нөлөөлдөг вэ
Уургийн макромолекулуудыг чийгшүүлэх эсвэл уусгах үйл явц хамаарах шаардлагатай бүх шалгуурыг олж мэдье. Үүнд: орон зайн тохиргоо ба молекул жин, амин хүчлийн үлдэгдлийн тоогоор тодорхойлогддог. Гуравдагч бүтэц дэх уургийн гадаргуу дээр байрлах радикалууд болон полипептидийн макромолекулын нийт цэнэгийн туйл ба туйлт бус хэсгүүдийн харьцааг мөн харгалзан үздэг. Дээрх бүх шинж чанарууд нь уургийн уусах чанарт шууд нөлөөлдөг. Тэднийг нарийвчлан харцгаая.
Бөмбөрцөг ба чийгшүүлэх чадвар
Хэрэв пептидийн гадаад бүтэц нь бөмбөрцөг хэлбэртэй бол түүний бөмбөрцөг хэлбэрийн талаар ярих нь заншилтай байдаг. Энэ нь устөрөгч ба гидрофобик холбоо, түүнчлэн макромолекулын эсрэг цэнэгтэй хэсгүүдийн электростатик таталцлын хүчээр тогтворждог. Жишээлбэл, хүчилтөрөгчийн молекулуудыг цусаар дамжуулдаг гемоглобин нь дөрөвдөгч хэлбэрээрээ гемээр нэгддэг миоглобины дөрвөн фрагментээс бүрддэг. Альбумин, α- ба ϒ-глобулин зэрэг цусны уураг нь цусны сийвэнгийн бодисуудтай амархан харьцдаг. Инсулин бол хөхтөн амьтан, хүний цусан дахь глюкозын түвшинг зохицуулдаг өөр нэг бөөрөнхий пептид юм. Ийм пептидийн цогцолборын гидрофобик хэсгүүд нь авсаархан бүтцийн дунд байрладаг бол гидрофиль хэсгүүд нь түүний гадаргуу дээр байрладаг. Энэ нь бие махбодийн шингэн орчинд уугуул шинж чанараа хадгалах боломжийг олгодог бөгөөд тэдгээрийг усанд уусдаг уургийн бүлэгт нэгтгэдэг. Үл хамаарах зүйл бол хүн, амьтны эсийн мембраны мозайк бүтцийг бүрдүүлдэг бөмбөрцөг уургууд юм. Эдгээр нь гликолипидтэй холбоотой бөгөөд эс хоорондын шингэнд уусдаггүй бөгөөд энэ нь эсийн доторх саад тотгорыг хангадаг.
Фибрилляр пептидүүд
Арьсны нэг хэсэг болох коллаген, эластин нь бат бөх, уян хатан чанарыг тодорхойлдог утаслаг бүтэцтэй. Тэд орон зайн тохиргоогоо өөрчилж, сунгах чадвартай. Фиброин нь торгон хорхойн авгалдайгаар үүсгэгддэг байгалийн торгоны уураг юм. Энэ нь жижиг масс, молекулын урттай амин хүчлүүдээс бүрдэх богино бүтцийн утас агуулдаг. Эдгээр нь юуны түрүүнд серин, аланин, глицин юм. Түүнийполипептидийн гинж нь босоо болон хэвтээ чиглэлд орон зайд чиглэгддэг. Уг бодис нь бүтцийн полипептид хамаарах бөгөөд давхарга хэлбэртэй байдаг. Бөмбөрцөг хэлбэртэй полипептидүүдээс ялгаатай нь фибрилээс бүрдэх уургийн уусах чадвар маш бага байдаг, учир нь түүний амин хүчлүүдийн гидрофоб радикалууд нь макромолекулын гадаргуу дээр байрладаг ба туйлын уусгагч хэсгүүдийг няцаах болно.
Кератин ба тэдгээрийн бүтцийн онцлог
Фиброин ба коллаген зэрэг фибрилляр хэлбэрийн бүтцийн уургийн бүлгийг авч үзвэл байгальд өргөн тархсан пептидийн өөр нэг бүлэг болох кератин дээр анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй. Эдгээр нь үс, хумс, өд, ноос, туурай, хумс зэрэг хүн, амьтны биеийн хэсгүүдийн үндэс суурь болдог. Биохимийн бүтцийн хувьд кератин гэж юу вэ? Хоёр төрлийн пептид байдаг нь тогтоогдсон. Эхнийх нь спираль хоёрдогч бүтэц (α-кератин) хэлбэртэй бөгөөд үсний үндэс болдог. Нөгөө нь илүү хатуу давхаргат фибрилээр төлөөлдөг - энэ бол β-кератин юм. Үүнийг амьтдын биеийн хатуу хэсгүүдээс олж болно: туурай, шувууны хушуу, хэвлээр явагчдын хайрс, махчин хөхтөн амьтад, шувуудын сарвуу. Валин, фенилаланин, изолейцин зэрэг амин хүчлүүд нь олон тооны гидрофобик радикал агуулдаг тул кератин гэж юу вэ? Энэ нь ус болон бусад туйлын уусгагчид уусдаггүй уураг бөгөөд хамгаалалтын болон бүтцийн функцийг гүйцэтгэдэг.
Уургийн полимерийн цэнэг дэх орчны рН-ийн нөлөө
Уургийн функциональ бүлгүүдийг бид өмнө нь дурдсанмономерууд - амин хүчлүүд, тэдгээрийн шинж чанарыг тодорхойлох. Одоо бид полимерийн цэнэг нь тэднээс хамаарна гэдгийг нэмж хэлэв. Ионы радикалууд - глютамин ба аспартик хүчлүүдийн карбоксил бүлгүүд, аргинин ба гистидиний амин бүлгүүд нь полимерийн нийт цэнэгт нөлөөлдөг. Тэд мөн хүчиллэг, төвийг сахисан эсвэл шүлтлэг уусмалд өөр өөрөөр ажилладаг. Уургийн уусах чадвар нь эдгээр хүчин зүйлээс хамаарна. Тиймээс рН <7-д уусмал нь карбоксилын задралыг саатуулдаг устөрөгчийн протоны илүүдэл концентрацийг агуулдаг тул уургийн молекул дээрх нийт эерэг цэнэг нэмэгддэг.
Уураг дахь катионуудын хуримтлал нь төвийг сахисан уусмалын орчинд, аргинин, гистидин, лизин мономерууд илүүдэлтэй үед нэмэгддэг. Шүлтлэг орчинд полипептидийн молекулын сөрөг цэнэг нэмэгддэг, учир нь устөрөгчийн ионуудын илүүдэл нь гидроксил бүлгүүдийг холбож усны молекул үүсгэхэд зарцуулагддаг.
Уургийн уусах чадварыг тодорхойлдог хүчин зүйлс
Уургийн спираль дээрх эерэг ба сөрөг цэнэгийн тоо ижил байх нөхцөл байдлыг төсөөлье. Энэ тохиолдолд орчны рН-ийг изоэлектрик цэг гэж нэрлэдэг. Пептидийн макромолекулын нийт цэнэг өөрөө тэг болж, ус эсвэл бусад туйлын уусгагч дахь уусах чадвар нь хамгийн бага байх болно. Электролитийн диссоциацийн онолын заалтууд нь диполуудаас бүрдэх туйл уусгагч дахь бодисын уусах чадвар өндөр байх тусам ууссан нэгдлийн хэсгүүд илүү туйлшрах болно гэж заасан байдаг. Тэд мөн уусах чадварыг тодорхойлдог хүчин зүйлсийг тайлбарладагУургууд: тэдгээрийн изоэлектрик цэг ба пептидийн гидраци эсвэл уусмалын хамаарал нь түүний макромолекулын нийт цэнэгээс хамаарна. Энэ ангийн ихэнх полимерууд нь -COO- бүлгийн илүүдэл агуулсан ба бага зэрэг хүчиллэг шинж чанартай байдаг. Үл хамаарах зүйл бол удамшлын цөмийн бодис болох хроматин нэг хэсэг болох өмнө дурдсан мембраны уураг ба пептидүүд юм. Сүүлийнх нь гистонууд гэж нэрлэгддэг ба полимер гинжин хэлхээнд олон тооны амин бүлэг байдаг тул үндсэн шинж чанартай байдаг.
Цахилгаан орон дахь уургийн зан байдал
Практикийн хувьд ихэвчлэн цусны уурагуудыг фракц эсвэл бие даасан макромолекулуудад салгах шаардлагатай болдог. Үүнийг хийхийн тулд та цэнэглэгдсэн полимер молекулуудын цахилгаан орон дахь электродууд руу тодорхой хурдтайгаар шилжих чадварыг ашиглаж болно. Өөр өөр масс, цэнэгийн пептид агуулсан уусмалыг зөөгч дээр байрлуулна: цаас эсвэл тусгай гель. Цахилгаан импульс, жишээлбэл, цусны сийвэнгийн нэг хэсгийг дамжуулснаар бие даасан уургийн 18 хүртэлх фракцыг олж авдаг. Үүнд: бүх төрлийн глобулин, түүнчлэн хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох уураг альбумин (цусны сийвэнгийн пептидийн массын 60 хүртэлх хувийг эзэлдэг) төдийгүй осмосын процесст гол үүрэг гүйцэтгэдэг. болон цусны эргэлт.
Давсны концентраци уургийн уусах чанарт хэрхэн нөлөөлдөг вэ
Пептидийн гель, хөөс, эмульс төдийгүй уусмал үүсгэх чадвар нь физик-химийн шинж чанарыг илтгэдэг чухал шинж чанар юм. Жишээлбэл, өмнө нь судалж байсанТарианы үрийн эндосперм, сүү, цусны ийлдэс дэх альбуминууд нь натрийн хлорид зэрэг төвийг сахисан давсны концентрацитай 3-10 хувийн усан уусмалыг хурдан үүсгэдэг. Ижил альбуминуудын жишээг ашиглан уургийн уусах чадвар нь давсны агууламжаас хамааралтай болохыг олж мэдэх боломжтой. Тэд аммонийн сульфатын ханаагүй уусмалд сайн уусдаг ба хэт ханасан уусмалд урвуу хурдацтай тунадас үүсэж, хэсэгчлэн ус нэмснээр давсны концентрацийг бууруулснаар чийгшүүлэх бүрхүүлээ сэргээнэ.
Давслах
Хүчтэй хүчил, шүлтлэгээр үүсгэгдсэн давсны уусмалтай пептидийн дээр дурдсан химийн урвалыг давсжилт гэж нэрлэдэг. Энэ нь уургийн цэнэгтэй функциональ бүлгүүдийн давсны ионууд - металлын катионууд ба хүчлийн үлдэгдэл анионуудтай харилцан үйлчлэх механизмд суурилдаг. Энэ нь пептидийн молекулын цэнэгийн алдагдал, усны бүрхүүлийн бууралт, уургийн хэсгүүдийн наалдацаар төгсдөг. Үүний үр дүнд тэд тунадас үүсгэдэг бөгөөд бид үүнийг дараа хэлэлцэх болно.
Тунадас ба денатураци
Ацетон ба этилийн спирт нь гуравдагч бүтэц дэх уургийг тойрсон усны бүрхүүлийг устгадаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь нийт төлбөрийг саармагжуулах дагалддаггүй. Энэ процессыг хур тунадас гэж нэрлэдэг бөгөөд уургийн уусах чадвар эрс багасдаг боловч денатурациар төгсдөггүй.
Уугуул төлөвт байгаа пептидийн молекулууд нь хүрээлэн буй орчны олон параметрүүдэд маш мэдрэмтгий байдаг, жишээлбэл,химийн нэгдлүүдийн температур ба концентраци: давс, хүчил эсвэл шүлт. Эдгээр хоёр хүчин зүйлийн изоэлектрик цэг дээрх үйл ажиллагааг бэхжүүлэх нь полипептид дэх тогтворжуулагч дотоод молекул (дисульфидын гүүр, пептидийн холбоо), ковалент ба устөрөгчийн холбоог бүрэн устгахад хүргэдэг. Ялангуяа ийм нөхцөлд бөмбөрцөг хэлбэрийн пептидүүд нь физик-химийн болон биологийн шинж чанараа бүрмөсөн алддаг.
