Mavzu: hayotning molekulyar asoslari

Ba’zi oqsillarning izoelektrik nuqtasi:

Pepsin	1,0
Tuxum albumini	4,6
Ureaza	5,0
Gemoglobin	6,8
Mioglobin	7,0
Ximotripsinogen	9,5
Sitoxromoksidaza	10,65
Lizotsim	11,0

Oqsillar zaryadiga qarab elektr maydonida turli qutblarga harakatlanishiga elektrofez deyiladi. Elektrofez yordamida oqsillar aralashmasidagi oqsillarni (aminokislotlarni) bir-biridan ajratish mumkin.

Eritmadagi oqsil molekulalari neytral bo‘lsa tuzlarning yuqori konsentratsiyali eritmalari ta’sirida o‘zining suv qobig‘ini yo‘qotib cho‘kmaga tushiriladi. Hosil bo‘lgan cho‘kmani toza erituvchida yarim o‘tkazgich membrana orqali ajratib olish mumkin va shundan so‘ng tuzdan ajralgan oqsil qaytadan eriydi.

Tuzlar eritmasi ta’sirida oqsillarning cho‘kishini ularni tuzlanishi deyiladi. Tuzlar yordamida oqsillar cho‘ktirilganda oqsillarni fizik va biologik xossalari saqlanib qoladi. Shu xossasidan foydalanib aralashmalardan toza holda oqsillarni ajratib olinadi. Albuminlar ammoniy sulfat tuzining to‘la to‘yingan eritmasida cho‘kmaga tushadi. Globulinlar esa yarim to‘yingan ammoniy sulfat eritmasida cho‘kadi. Tuzlash usuli bilan oqsillar fraksiyalarini ajratib olish farmatsiya sanoatida keng qo‘llanadi.

Oqsillarning tuzilishi

Rus olimi A.Ya.Danilevskiy va nemis bioximigi E.Fisher va boshqalar tomonidan oqsil molekulasidagi aminokislotalar o‘zaro peptid (-CO-NH-) bog‘i yordamida birikib polipeptid hosil qilishi aniqlangan. Shunga asosan ikki molekula aminokislotadan dipeptid hosil bo‘ladi.

Dipeptid molekulasidagi erkin amino- yoki karboksil guruhlari yana uchinchi aminokislota molekulasini biriktirib tripetid hosil bo‘ladi:

Tripeptidga yana bir molekula aminokislota birikib tetrapeptid, beshinchi aminokislota birikib pentapeptid hosil bo‘ladi. Shu yo‘l bilan geksapeptid va polipeptidlar hosil bo‘lishi mumkin.

Oqsil molekulasining tuzilishi to‘g‘risida juda ko‘p gipotezalar taklif qilingan. Bulardan ko‘pchilik biokimyog‘arlar polipeptid nazariyasini qabul qilganlar.

Polipeptid nazariyasi birinchi bo‘lib, 1902-yilda rus olimi A.YA. Danilevskiy va nemis olimi E. Fisher tomonidan yaratilgan. Bu nazariyaga binoan oqsil molekulasida aminokislotalarni o‘zaro peptid bog‘i yordamida birikib polipeptid zanjirni tashkil qiladi. Bu nazariyani isbotlash uchun E.Fisher va E.Abdergalden sintetik polipeptidlar tayyorlab ularni fizik-kimyoviy xossalarini o‘rgangan va sintetik polipeptidlar va oqsillar o‘rtasida o‘xshashlik borligini aniqlashgan.

Aminokislota qoldiqlarida erkin holda amin, karboksil, gidrooksil, fenol, amid va boshqa guruhlari mavjuddir. Shu sababli bu guruhlar polipeptid zanjirlarining fazoviy konfiguratsiyasiga (shakllanishiga) juda katta ta’sir ko‘rsatadi. 

Hozirgi vaqtda oqsillarning to‘rt xil struktura darajasi borligi aniqlangan:

1. 
   Birlamchi strukturasi.
   
2. 
   Ikkilamchi strukturasi.
   
3. 
   Uchlamchi strukturasi.
   
4. 
   To‘rtlamchi strukturasi.
   

Oqsillarning birlamchi strukturasi

Oqsillarning birlamchi strukturasi deb, aminokislotalarni polipeptid zanjirida ketma-ket joylanish tartibiga aytiladi. Oqsilning birlamchi strukturasi aminokislotalarning sifat va miqdoriga bog‘liq bo‘ladi.

Birlamchi struktura asosini peptid bog‘lari tashkil etadi.



RNKazaning birlamchi strukturasi. Qora bilan disulfid bog‘lar

ko‘rsatilgan

Oqsillarning ikkilamchi strukturasi

Polipeptid zanjirining fazoviy konfiguratsiyasiga, а-spiral yoki β- strukturasini hosil qilishi, oqsillarni ikkilamchi strukturasi deyiladi.

Polipetid zanjirining hamma qismi bir xilda spirallangan bo‘lmay oz qismi to‘g‘ri amorf holda bo‘lishi mumkin. Oqsillarning ikkilamchi strukturasi polipeptid molekulasining fazodagi konfiguratsiyasini (joylashuvini) belgilaydi. 

Oqsil molekulasining ikkilamchi strukturasi hosil bo‘lishida karbonil va imid guruhlari o‘rtasida vodorod bog‘lari hosil bo‘lishi ahamiyatlidir.

Oqsilning uchlamchi strukturasi deb spiral ko‘rinishidagipolipeptid zanjirning ma’lum hamda globulyar (sharsimon) yoki fibrillyar (ipsimon) struktura hosil qilishiga aytiladi.

Polipeptid zanjirining uzunligi spiral hosil qilgandan so‘ng 4 marotaba qisqaradi (7-rasm). Oqsillarning uchlamchi strukturasi kuchli (kovalent) va kuchsiz (qutbli, ion, van-der-vaals) bog‘lar yordamida mustahkam ushlab turiladi. Kovalent bog‘lariga disulfid (-S-S-), izopeptid yoki psevdopeptid bog‘lari kiradi. Ularga liz, arg aminogruppasi bilan yon radikallari orasidagi bog‘lar kiradi. Kovalent bo‘lmagan bog‘larga vodorod va ion bog‘lari kiradi. Vodorod bog‘lari aminogruppalar bilan aminokislotalar radikali orasida va karboksil gruppa bilan boshqa aminokislota orasida vujudga keladi.

Ionli yoki elektrostatik bog‘lanish esa liz, arg, gis zaryadlangan guruhi bilan yon radiakallari, val, asp, glutaminning - COO- orasida hosil bo‘ladi. Polipeptid zanjirini uchlamchi struktura konformatsiyasini oqsilning xossasiga, aminokislota radikallarining xossasiga va atrof- muhit sharoitiga qarab aniqlanadi. Oqsillarning polipeptid bog‘larini joylanishida energetik qulay shakliga o‘tishi qabul qilingan bo‘lib, oz miqdorda erkin energiya hosil bo‘lishiga asoslangan. Shuning uchun qutbsiz radikallar suvdan uzoqlashib oqsilning ichki uchlamchi struktura shaklini hosil qiladi. Ular asosan oqsil strukturasini ichiga joylashgan bo‘ladi.

Ba’zi oqsil molekulalari bir necha polipeptid zanjirdan iborat bo‘lib, ular subbirliklar yoki protomerlar deb nomlanadi. Har bir protomer o‘ziga xos birlamchi, ikkilamchi va uchlamchi strukturalariga ega.

Protomerlar va ular qismlarining bir-biriga nisbatan fazoda joylashuvi oqsil molekulasining to‘rtlamchi strukturasi deb nomlanadi.