113
4.2 DNT və NT- in birinci quruluşu
Nuklein turşularının molekulunda nukleotidlərin yerləşmə
ardıcıllığına, onların birinci quruluşu deyilir. Bu birləşmələrin
birinci quruluşunu öyrənmək çox çətindir. Azot əsaslarının miqda-
rı analiz üsulu bu çətinliyi (E. Carqaff) qismən aradan qaldırdı.
―Carqaff‖ qaydaları adı almış bu qanunauyğunluq aşağıda-
kılardan ibarətdir.
1. DNT - molekulunda quanın və adeninin (purin əsasları)
molyar qatılığı miqdarca sitozın və timinin (pirmidin əsaslarının)
molyar qatılığına bərabərdir A + Q = S + T. Bu qanunauyğunluq
RNT - molekulunda özünü doğrultmur.
2. DNT molekulunda adenin molekulları qlığının sayı timi-
nə, quanın molekulları qalığının sayı isə sitozinə bərabər A = T;
Q = S.
RNT molekulu üçün bəzi hallarda bu bərabərlik yaxınlaşsa
da, əksər hallarda özünü doğrultmur.
3. Quaninlə sitozini molyar miqdarının cəminin adeninlə
timinin molyar miqdarının cəminə nisbəti
T
A
S
Q
DNT-ın
spesfik göstəricisi olub hər bir canlı növü üçün sabit kəmiyyətdir.
Bu kəmiyyət DNT-ın spesfik göstəricisi adlanır. Çox vaxt müx-
təlif mənbələrdən alınmış DNT – molekulunda A+T > Q+S. olur,
belə olduqda onları adenin timin tipli (DNTAT) adlandırırlar.
Bütün heyvan və bitkilərin, həmçinin bəzi mikroorqanizmlərin
DNT-sı adenin timin tiplidir. Mikroorqanizmlərin (xüsusən bakte-
riyaların) əksəriyyəti quanin sitozin tipinə mənsubdur. Q+S>A+T
onları quanin sitozin tipli (DNTQS) adlandırırlar. DNT-ın spesifik
göstəricisi DNTAT tiplilərdə vahitdən az, DNTQS tipli DNT-
lərdə isə vahiddən çox olur. İnsan DNT-ın spesifik göstəricisi
114
0,66-dır. Canlılardan DNT-ın spesifik göstəricisi ən çox olan şüalı
köbələkdir (aktinomiset) onun spesifik göstəricisi 2,73-ə bəra-
bərdir.
DNT molekulu nukleotidlərin miqdarca (Carqaff qaydaları)
münasibəti RNT-ın tərkibi üçün xarakterik deyil.
RNT-ın monomerlərinin miqdarca münasibətində yanız bir
qanunauyğunluq vardır; burada altıncı karbon atomu ikiqat rabitə
ilə oksigenlə birləşmiş azot əsasların (ketoqruplar) sayı, həmin
vəziyyətdə amin qurupu yerləşən azot əsaslarının (aminqurup)
sayına bərabərdir. Q+Y=A+S
RNT molekulu bir ədəd polinukleotid zəncirindən ibarətdir.
Bu zəncirdə monomerlərin yerləşmə ardıcıllığı RNT-ın birinci
quruluşunu zarakterizə edir. RNT-ın zənciri çox mütəhərrik oldu-
ğuna görə onun fəza konfiqurasiyası sabit deyil, dəyişkəndir.
Son zamanlar DNT-ın birinci quruluşunda nukleotidlərin
düzülmə ardıcıllığını müasir, tez təyin olunan üsullarla müəyyən
olunur.
Ən çox birinci quruluşu aydınlaşdırılan nəqliyat nRNT
molekullarıdır. Çünki onların tərkibində 75-90 nukleotid olur.
nRNT-ın tərkibində A,Q,U,S əsaslarından başqa 10% minar azot
əsasları da mövcutdur. 1965-ildə R.U.Xolli və əməkdaşları çörək
məmulatlarında alanin nRNT-ın tam nukleotid ardıcıllığını ver-
mişdir. Aşağı temperaturda xüsusi fermentlərin köməyi ilə alanin
nRNT-si oliqonukleotidlərə, sonra isə kimyəvi üsulla nukleotid
ardıcıllığı açıqlanmışdır. Az sonra A. A. Bax və əməkdaşları valin
nRNT-sının birinci quruluşu açıqlanmışdır. Hazırki vaxtda 2000-
dən çox nRNT-ın birinci quruluşu məlumdur.
Yüksək molekullu n RNT-dən birinci quruluşu ən çox öyrə-
niləni ana bətində uşaqlığın RNT quruluşudur.
Beynəlxalq ―İnsanların geni‖ proqramının məqsəd və vəzi-
115
fəsi insan orqanizmində olan bütün DNT və RNT molekullarının
quruluşunu aydınlaşdırmaqdır.
4.3 DNT və RNT-in ikinci quruluşu
Nuklein turşusu molekulunu təşkil edən monomerlərin
(nukleotidlərin) fəzada tutduğu mövqe (fəza konfiqurasiyası)
onların ikinci qururluşu adlanır.
1953-cü ildə D. Uotson və F. Krik NT-in hidroliz məhsul-
larının kimyəvi quruluşuna, Çarqaff qaydasına və rentgenostruktur
analizdən alınan nəticələrə əsaslanaraq DNT molekulunun iki
ədəd spiralvarı, bir-birinə sarınmış polinukleotid zəncirindən iba-
rət olmasını sübut etdilər. Bu zəncirlərdə azot əsasları bir-birinə
doğru çevrilmiş şəkildə spiralın daxili hissəsində, fosfat turşusu
qalıqları isə xaricdə yerləşir. Polinukleotid zəncirləri bir-biri ilə
purin və pirmidin əsaslarının arasında əmələ gələn hidrogen
rabitələri vasitəsilə birləşir. Hidrogen rabitələri adenini timinlə,
quanini isə sitozinlə birləşdirir. Adeninlə timin arasında iki,
quaninlə sitozin arasında üç ədəd hidrogen rabitəsi olur. Hidrogen
rabitələrinin mövcudluğu DNT molekulunun ikiqat zəncirin əmələ
gəlməsində ən mühüm rol opynayan amillərdən biridir.
DNT molekulunda purin və pirimidinin qarşı-qarşıya yerləş-
məsi, bu əsasların molayar miqdarının bir-birinə bərabərliyi haqda
olan Çarqaff qaydasına uyğun gəlir. Bu molekullarda purin əsası-
nın qarşısında mütləq pirimidin əsasları yerləşməlidir (A–T; Q–S),
iki purin və ya iki pirimidin törəməsinin qarşı-qarşıya dayanması
qeyri-mümkündür.
116
DNT molekulunda polinukleotid zəncirində monomerlərin
yerləşmə ardıcıllığı digərindən fərqlənsədə onlar arasında müəy-
yən əlaqə də vardır. Belə ki, əgər bir zəncirin müəyyən hissəsində
adenin yerləşirsə digər zəncirdə onun qarşısında timin. Həmçinin
birində quanin yerləşirsə, digərində sitozin yerləşir. Deməli DNT
molekulunda olan zəncirlər bir-birini tamamlayır.
1-ci zəncir --- A─Q─A─T─S─S─T─ ---
2-ci zəncir ---T─S─T─A─Q─Q─A─ ---
DNT molekulunda bu ardıcıllıq Çarqaff qaydasına uyğun
gəlir. Bu molekullarda mütləq purin əsasının qarşısında pirimidin
əsasları yerləşməlidir. DNT molekulunda mononukleotidlərin
düzülüş qaydasının belə asılılığı komplementarlıq (tamamlama)
prinsipi adlanır.
DNT molekullarında nukleotidlər arasındakı məsafə 0,34
nm –dir. Spiralın hər bir dövrəsində qarşı-qarşıya yerləşmiş 10 cüt
nukleotid olur. Hər bir dövrənin tamamlanması üçün 3,4 nm
məsafə lazım gəlir. İkiqat spiralın eninə diametri 2,1 nm,fosfat
atomu ilə DNT spiralının mərkəzi oxu arasındakı məsafı isə 1,2
117
nm-dir. Spiralların komplementarlıq prinsipi ilə bir-birini tamam-
laması çoxlu sayda hidrogen rabitələri hesabına baş verir.
DNT molekulundan fərqli olaraq RNT molekulu bir poli-
nukleotid zəncirindən əmələ gəlmişdir. RNT-in ikincili quruluşu
fəzada polipeptid zəncirinin natamam spiral şəkilini (50%-ə
qədər) almasıdır. Onun yalnız bəzi hissələri adeninlə timin arasın-
da olan iki və quaninlə sitozin arasında əmələ gələn üç hidrogen
rabitəsi hesabına qısa və natamam spiral şəkli alır.
RNT molekulunda polinukleotid zəncirlərinin burulma
yerlərindən DNT molekulunda olduğu kimi komplementarlıq
prinsipi ilə bir-birini tamamlamır.
4.4 NT-ın üçüncü quruluşu
Hər bir NT molekulu fəzada ümumi bir superspirallaşma
halına malik olur ki, bu da onların üçüncü quruluşunu əmələ
118
gətirir. Bu hal ən çox fenilalanin nRNT-si üçün öyrənilmişdir.
Rentgenostruktur analiz üsulları ilə nRNT molekulunun açılması
göstərir ki, üş hissə fəzada bir-birinə sıx birləşmiş halda digər dör-
düncü hissə (antikod) əks istiqamət dartılmış halda yerləşir.
Xromatinin və xromosomun tərkibində DNT üçüncü quruluş
halında superspirallaşmış formada mövcuddur. Xromotinin struk-
tur vahidini nukleosomlar təşkil edir. Nukleosomlar DNK spiralı
ilə əhatə olunur ki, orada 8 nüvəli əsasi xassəli zülallar (histonlar)
yerləşir.
119
4.5 Nukleoproteidlər
Nuklein turşuları sərbəst halda yaşamırlar (n RNT-dən
başqa) in vivo, onlar əsasi xassəli (protaminlər, histonlar) zülallar-
la əlaqəli şəkildə fəaliyyət göstərirlər. İki tipdə nuklein turşuları
(DNT və RNT) olduğu kimi, bunlara müvafiq nüvənin tərkibində
dezoksiribonukleoproteinlər (DRNP) və ribosomların tərkibində
ribonukleoproteinlər (RNP) olur. RNP və DRNP-lər mürəkkəb
aqreqatlardır. Onlar 1-2 molekul NT-dən və çoxlu sayda ona
birləşmiş zülal substratlardan əmələ gəlmişdir.
RNP- ən klassik nümunəsi tütün mozaikasının virusudur. Bu
virusun molekul kütləsi 2,1∙10
6
Da-dır və 2200 zülal substratından
ibarətdir. Nukleoproteidlərdə NT və zülal molekulu bir-birini
tənzimləyirlər. Bu da hər iki komponentin denaturasiyaya qarşı
davamlılığını artırır. RNP-hissəcikləri (ribosomlar) zülalların
biosintezində, DRNP-hissəcikləri (nukleosom nüvələri) xromo-
somların hüceyrə aparatının formalaşmasında və funksyalaşma-
sında əsas rol oynayır.
Mövzuya aid suallar
1. Nuklein turşularının orqanizmdə funksyalarını xarakterizə
edin.
2. Purin, pirimidin və minar əsaslarının tərkibi, keto-enol
formasını, tautomerliyini və hidrogen rabitəsini izah edin.
3. Çarqaff qaydasını DNT və RNT molekulunda izahını
verin.
4. Nukleozidlər və nukleotidlər nədir. DNT və RNT mole-
120
kulundan misallarla izah edin. Nukleotidlər arası əlaqəni göstərin.
5. RNT-in növlərini və funksiyalarını sadalayın.
6. DNT və RNT-in birinci quruluşunu aydınlaşdırın.
7. DNT-in və RNT-in ikinci quruluşunu aydınlaşdırın.
Kompementarlıq pirinsipini izah idin.
8. NT-in üçüncü quruluşunu DNT və nRNT-si molekulunda
aydınlaşdırmalı. Xromoson və nukleosom haqqın-da məlumat
verməli.
9. Nukleoproteidlərin tərkibində zülallar və NT-i bir- birilə
nə cür əlaqədədir.
10. Üçüncü quruluşa malik DNT və RNT-i sadalayın.
11. Azot əsasları bir-birindən hansı əlamətlərinə görə
fərqlənirlər?
12. ATF-in orqanizimdə bioloji rolu nə ilə izah olunur?
13. RNT-növlərinin molyar kütləsi ən çox olan hansıdır?
14. DNT-ilə DRNP-in fərqi nədir.
121
V FƏSİL
5. FERMENTLƏR.
Fermentlər (enzimlər)-biokatalitik aktivliyə malik olan
yüksək spesifik zülal tərkibli üzvi maddələrdir. Fermentlərin
yüksək spesifikliyi və qüvvətli təsir xüsusiyyətlərinə malik olması
sayəsində, maddələr mübadiləsi ciddi ardıcıllıq üzrə həyata keçir.
Fermentlərin adi ferveo sözündən götürülmüşdür. Bu da latınca
qıcqırdan deməkdir. Genlərin fəaliyyəti də fermenlərlə tənzim
olunur. Ona görə fermentlər deferensiasiya və inkişaf proseslə-
rində də mühüm rol oynayır. Biokimyanın fermentlərin öyrənil-
məsi ilə məşğul olan sahəsinə fermentologiya və ya enzimologiya
deyilir.
Fermentlər bir sıra əlamətlərinə görə qeyri-üzvi katalizator-
lardan fərqlənirlər.
1. Fermentlər qeyri-üzvi katalizatorlardan fərqli olaraq çox
incə bir şəraitdə (aşağı temperaturda, normal atmosfer təzyiqdə,
müəyyən bir pH mühitində və s) təsir göstərir və aktivdirlər.
Məsələn, katalaza fermentinin tərkibində olan 1 mq Fe
3+
ionu 10
mld dəfə, qeyri-üzvi birləşmələrdə katalitik təsir edən Fe
3+
ionun-
122
dan aktivdir.
2. Fermentlər qeyri-üzvi katalizatorlardan fərqli olaraq
spesifik təsirə malikdirlər. Hər bir ferment yalnız bir biokimyəvi
reasiyanı və ya qurup halında bir tirəyə mənsub olan biokimyəvi
reasiyaları kataliz edir.
3. Hər bir fermentativ biokimyəvi reaksiyanın sürəti hücey-
rələrdə özünü tənzimləmə sistemi ilə tənzimlənir.
Orqanizimdən ayrılmış ferment təsir xüsüsiyyətinə malik
deyildir. Bundan ötrü ayrılmış ferment kimya, əczaçılıq və həmçi-
nin qida sənayesində geniş istifadə olunur.
5.1 Fermentlərin ayrılması və təmizlənməsi.
Fermentlərin kimyəvi tərkibini, xassələrini, təsirini və başqa
xüsüsiyyətlərini öyrənmək üçün onları insan və heyvan material-
larından (həzm şirələri, qan, toxumalar, orqanlar, hüceyrə ele-
mentləri və s.), bitkilərdən, mikroorqanizmlərdən ayırmaq və
təmizləmək lazımdır. Bu məqsədlə bioloji materialdan, sudan,
bufer məhlulundan, qiliserinlə suyun qarışığından və üzvi həlle-
dicilərdən (aseton, etil spirti və s.), fizioloji məhluldan istifadə
etməklə ekstraktı və ya homogenatı (homogenizatorda və ya
həvəngdə xırdalanmış kütləsi) alınır. Homogenatı müxtəlif sürət-
lərdə sentrifuqa etməklə hüceyrənin ayrı-ayrı hissələrindən (mito-
xondriyalar, ribosomlar və s.) də fermentləri ayırmaq olar. Bu
hissələrdən fermentlər növbə ilə dondurmaq və donunu açmaqla,
yaxud detergentlərin (çox yüksək səthi fəal maddələrin: dezoksi-
xolatın və s.) təsiri ilə çıxarılır. Hidrolazalar əsasən lizosomlarda,
Krebs siklinin və sitoxrom sisteminin fermentləri isə mitoxondri-
123
yalarda lokalizasiya olunmuşdur. Bəzi fermentlər Holci apara-
tında, digərləri isə endoplazmatik torda yerləşir.
Fermenləri ayırmaq üçün aseton tozlarından da istifadə
olunur. Həmin məqsədlə yoxlanan material (qaraciyər, böyrək,
ürək, dalaq, bağırsaq və s.) əzilərək, bir neçə dəfə soyudulmuş
asetonla işlənir. Bu zaman yağabənzər maddələr və s. kənar edilir.
Belə işlənmiş material qurudulduqdan sonra bircinsli toza çevrilir.
Sonuncudan da bufer məhlulu və ya başqa həlledici ilə fermentli
ekstrakt alınır. Ekstraktdan fermenti ayırmaq üçün zülallar aşağı
teperaturda spirtlə, asetonla və duz məhlulları (ammonium sulfat
və s.) ilə çökdürülür.
Fermentlərin ayrılmasında adsorbisiya hadisəsindən, gelfilti-
rasiya, elektrofores və xromatoqrafiya üsullarından da istifadə
olunur.
Ayrılmış fermentlərin bircinsliyi və təmizlik dərəcəsi həll
olmalarına görə, elektroforez, xromatoqrafiya üsulu ilə, ultrasen-
trifuqa etməklə və fəallıqlarının təyininə görə müəyyənləşdirilir.
Fermetlərin öyrənilməsində K. S. Kirxhofun böyük xidməti
olmuşdur. O,1814-cü ildə səməni ekstraktında nişastanı maltozaya
qədər parçalayan maddənin olduğunu müəyyən etmiş, ona amilaza
adı vermişdir. 1833-cü ildə isə Fransa alimləri A. Payen və J.Perso
arpanın cücərtilərindən amilazanı ayırmaqla ilk ferment prepara-
tını əldə etmişlər. Daha sonra bu sahədə XIX əsrin ikinci yarısında
E. Buxner, M. Manasseina, A. Lebedev və b. böyük tədqiqat işləri
aparmışlar. Fermentlərin öyrənilməsinə dair XX əsrin birinci yarı-
sında İ. Pavlov, A. Bax, C. Samner, D. Nortop, H. Eyler, V.
Engelhard, Varburq və başqaları da çox işlər görmüşlər. Bu alim-
lərin işləri sayəsində fermentlərin kimyəvi tərkibinin və bioloji
xüsusiyyətlərinin öyrənilməsində yeni dövr açıldı.
124
5.2 Fermentlərin quruluşu və kimyəvi təbiəti
.
Bütün fermentlər qlobulyar zülallar tipinə aitdir.
1963-cü ildə ribonukleazanın və lizasomun, 1964-cü ildə isə
α─ximotripsinin birinci quruluşu (aminturşu ardıcıllığı) müəyyən
olundu. 1965-ci ildə rentgenostruktur analiz üsulu ilə lizosimin
üçüncü quruluşu açıldı.
Kimyəvi təbiətlərinə görə fermentlər 2 qurupa: birkompo-
nentli və ikikomponentli fermentlərə bölünür. Birkomponentli fer-
mentlər yalnız sadə zülallardan ibarətdir. İkikomponentli ferment-
lər isə sadə zülallarla zülal təbiətli olmayan birləşmələrdən əmələ
gəlir.
Zülal təbiətli olmayan maddələrə (kofaktorlarla) vitaminlər
(məsələn:B
1
; B
2
; B
6
; B
12
; PP və s.), müxtəlif metallar (sink, dəmir,
molibden, mis və s.), nukleotidlər adinozin üç fosfat, adenozin-
difosfat, uridinüçfosfat, uridindifosfatqilikoza, quanozindifosfat-
mannoza və s.) birləşmələr aiddir. Bunlar termostabildir.
125
Fermentin zülal hissəsinə apoferment, zülal olmayan hissə-
sinə koferment deyilir. Koferment üzvi kofaktordur. Sononcu
zülalla kovalent rabitə ilə birləşdikdə prostetik qrup da adlanır.
Koferment fermentə fəallıq, apoferment isə spesfiklik verir. Məsə-
lən, karboksilazanın kofermenti tiaminpirofosfat olub, kokarboksi-
laza da adlanır.
Kobalamin fermentlərinin kofermentləri B
12
vitamininin tö-
rəmələridir. Piruvatkarboksilazanın (piroüzüm turşusunu oksalat-
sirkə turşusuna çevirir) kofermenti biotindir.
Kofermentə apofermentlə birlikdə xloferment (yunanca tam
deməkdir) deyilir.
Birkomponentli fermentlərə hidrolazaları, ikikomponentli
fermentlərə isə oksidoreduktazaları misal göstərmək olar.
Hazırda müəyyən edilmişdir ki, eyni təsirə malik olub,
fiziki-kimyəvi və qeyri xassələri ilə (elrktroforetik hərəkətliyinə,
kinetik xassələrinə, inqibitorlara, aktivatorlara münasibətinə,
aminturşu tərkibinə və s. görə) fərqlənən fermentlər də vardır.
Bunlara izofermentlər (izoenzimlər) və ya izozimlər də deyilir.
126
İzofermentlər ayrı-ayrı fermentlərin formalarıdır. Müxtəlif
bioloji materiyallarda 50-yə yaxın fermentin izozimləri müəyyən
edilmişdir. Bunlardan laktatdehidrogenazanı, fosfatazanı, estera-
zanı, aminotransferazanı, leysinaminopeptidazanı və s. göstərmək
olar. Laktatdehidrogenazanın 5─forması, izofermenti (LD
1─5
) bəl-
lidir. Bunların hamısının molekul kütləsi 134000-ə yaxındır.
Tərkiblərində hər birinin molekul kütləsi 33500 olan dörd
polipeptid zənciri (subvahid) vardır. Bu polipeptid zəncirləri iki
tipdə olur. Onlardan biri M (ingilis dilində əzələ deməkdir), digəri
H (ingiscə ürəkdə sözündəndir) zənciri adlanır. Bu zəncirlərdən
laktatdehidrogenazanın müxtəlif formaları (LD
1
; LD
2
;
LD
3
; LD
4
və LD
5
) əmələ gəlir. Bunlardan bir 4 M (M
4
və ya LD
5
) zənci-
rindən, digər üç M və bir H (M
3
H) zəncirindən, üçüncüsü iki M və
H (M
2
H
2
) zəncirindən, dördüncüsü bir M və üç H (MH
3
) zəncirin-
dən, beşincisi isə yalnız dörd H (H
4
və ya LD
1
) zəncirindən əmələ
gəlmişdir. Bu polipeptid zəncirləri aminturşu tərkiblərinə görə
fərqlənir və təklikdə fermentetiv fəallıqları yoxdur.
M
4
və M
2
H izofermentləri əsas enerji mənbəyi qlükoliz olan
toxumalarda (ağ skelet əzələlərində, embrion tozumalarında),
MH
3
və H
4
isə aerob mübadilə ilə xarekterlənən toxumalarda çox olur.
İzofermentlər molekullarının quruluşuna və müxtəlif orqan-
larda miqdarlğına görə də fərqlənir. Bütün orqanlarda laktat-
dehidrogenazadan ən çox M
4
forması vardır. Güman edilir ki,
hüceyrələrdə nəinki izofermentlər, hətta zülallar da müxtəlif
formalarda ola bilər. Odur ki, bu məsələlərin tədqiqinin hüceyrə
diferensasiyasının və morfogenezinin molekulyar əsaslarının öyrə-
nilməsində də çox böyük əhəmiyyəti vardır.
Fermentlərin bəzi növləri birlikdə kompleks əmələ gətirir,
multienzimlər adlanır-bu növ fermentlər eyni zamanda ardıcıl bir
neçə biokimyəvi reaksiyanı kataliz edir. Ferment kompleksi
127
adlanan üç növ fermentdən təşkil olunmuş multifermentim mole-
kul kütləsi 4.500.000 Daltondur, piroüzüm turşusunun oksidləş-
məsini və dekarboksizləşməsinin kataliz edir.
Son zamanların tədqiqatları göstərir ki, RNT-nin bəzi növlə-
ri zülallarla əlaqəli şəkildə katalitik funkisiya daşıyırlar. Bunlar
ribozimlər adlanır. Ribozimlər-pepdid rabitəsinin hidrolizini,
sintezini, polinukleotidlərin fosfoefirləşməsini, mononukleotid-
lərin polimerləşməsini sürətləndirir. Ribozimlərin katalitik aktiv-
liyə malik olan əsas 12-13 oliqonukleotid olan hissəsidir ki, bunlar
minozimlər adlanır. Ribozimlərdə ribonukleotidlərin dezoksiribo-
nukleotidlərlə əvəz olunması nəticəsində hibrid quruluşlu- nukleo-
zimlər alınır. Nukleozimlərin aktivliyi ribozimlərdən üstündür.
Ribozimlərin və nukleozimlərin yeni növlərinin sintezi
biokatalizatorların evalyusiyasının başlanğıcı olacaq və gələcək
nəslin sağlam inkişafını təmin edəcəkdir.
5.3 Fermentlərin təsnifatı və nomenklaturası.
Adətən, hər bir fermenti adlandırmaq üçün onun təsir göstər-
diyi substratın adının sonuna“aza”şəkilçisi əlavə edilir. Lakin
bütün fermentləri bu cür adlandırmaqla, onları bir-birindən fərq-
ləndirmək mümkün deyil, çünki çox zaman bir substrat müxtəlif
fermentlərin təsiri altında bir-birindən əsaslı surətdə fərqlənən
kimyəvi çevrilmələrə uğraya bilir. Bununla əlaqədar olaraq, bir
sıra hallarda fermentə müəyyən ad verilərkən onun təsir xüsusiy-
yətini də nəzərə alırlar (laktatdehidrogenaza, suksinatdehidroge-
naza və s.). Bununla əlaqədar, fermentlərin adlandırılmasında
qeyri-mütəşəkkillik meydana çıxır. Bəzi hallarda eyni bir fermen-
128
tin adı müxtəlif terminlərlə ifadə olunur və təsir xüsusiyyətlərinə
görə bir-birindən kəskin curətdə fərqlənən fermentlərə oxşar adlar
verilir.
1961-ci ildə cəmi 900-ə qədər ferment növü məlum idi.
Onların 1978-ci ildə tərtib olunmuş siyahısına isə 2142 ferment
növü daxil edilmişdir. Yeni kəşf edilən fermentlərin sayı ildən-ilə
artır. Buna görə də fermentlərin öyrənilməsini asanlaşdırmaq üçün
onların əlverişli nomenklatura və təsnifatının tərtib edilməsi
zəruridir. Fermentlərin müasir təsnifatı və nomehklaturası 1961-ci
ildə biokimyaçıların Moskvada keçirilən beynəlxalq konqresində
bəyənilmiş və qəbul edilmişdir.
Bu təsnifata əsasən, fermentlər kataliz etdikləri reaksiyaların
növlərinə görə altı sinfə bölünür: 1) oksireduktazalar, 2) transfe-
razalar, 3) hidrolazalar, 4) liazalar, 5) izomerazalar, 6) liqazalar
(sintetazalar).
Bu siniflərin hər biri müəyyən sayda yarımsiniflərə, onlar
isə qruplara bölünür. Yarımsiniflər çox zaman fermentin təsiri ilə
dəyişikliyə uğrayan kimyəvi radikalı səciyyələndirir. Təsnifata
daxil olan hər bir fermentin özünəməxsus şifri vardır. Ferment-
lərin şifri bir-birindən nöqtələrlə ayrılmış dörd rəqəmdən ibarətdir.
Bu rəqəmlərdən birincisi fermentin daxil olduğu sinfi, ikinci
yarımsinifi, üçüncü qrupu təmsil edir, dördüncü rəqəm isə fermen-
tin qrupdakı sıra nömrəsini göstərir. Məsələn, laktatdehidrogenaza
1.1.1.27 şifri ilə ifadə olunur. Deməli, bu ferment birinci sinfin,
birinci yarımsinfinin, 1-ci qrupunda yerləşir, onun sıra nömrəsi
27-dir. Yeni kəşf edilən fermentlərin şifrini yalnız Beynəlxalq
biokimya cəmiyyətinin fermentlər üzrə komissiyası təyin edir.
Fermentlər üçün iki cür nomenklatura qəbul edilmişdir: sistematik
və adi (işçi) nomenklaturalar.
Katalitik təsiri tamamilə aydın olan fermentləri sistematik
129
nomenklatur üzrə adlandırırlar. Fermentlərin sistematik adları iki
hissədən ibarətdir: birinci hissə substratın adını göstərir. İkinci
hissə ―aza‖ şəkilçisi ilə bitir və fermentin kataliz etdiyi reaksiyanı
səciyyələndirir. Fermentlərin sistematik adları yazıldıqda birinci
hissə ilə ikinci hissənin arasında tire işarəsi qoyulur.
Fermentlərin adi adları mümkün qədər sadə və qısa olmalı-
dır. Bu məqsədlə fermentlərin əksəriyyətinin köhnə adları işlədilir.
Təbiidir ki, adi adlandırma üsulu, sistematik adlandırma qədər
mükəmməl və dəqiq ola bilməz. Məsələn, sidik cövhərinin hidro-
liz yolu ilə ammonyaka və karbon qazına parçalayan ferment
hidrolazalar sinfinə daxildir. Onun şifri 3.5.1.5. sistematik adı-
karbamidamidohidrolaza, adı adlanma ilə ureazadır.
Aşağıda fermentlərin müasir təsnifatının müxtəlif qrupları
haqqında qısa məlumat verilir.
I. Oksi-reduktazalar. Bu sinfə bioloji oksidləşmə proses-
lərini kataliz edən, hidrogen ionlarının və elektronların daşınma-
sını həyata keçirən fermentlər daxildir. Onların spesifik koenzim-
ləri və prostetik qrupları olur. Ən mühüm oksireduktazalar aşağı-
dakılardır:
Aerob dehidrogenazalar-hidrogen atomlarını oksidləşən
substratdan alaraq, oksigenlə birləşdirir:
Anaerob dehidrogenazalar-hidrogeni bir substratdan digə-
rinə kecirir. Bu cəhətə görə anaerob dehidrogenazalar aerob
dehidrogenazalardan fərqlənir. Lakin onların kataliz etdiyi reaksi-
yalarda oksigen istirak etmir:
H
H
R
+ O
2
→ R + H
2
O
2
130
Sitoxromlar-bioloji oksidləşmədə elektron daşıyıcı kimi
iştirak edən fermentlərdir (məsələn, sitoxromoksidaza).
Peroksidaza və katalaza-ya hidrogen atomlarını substratdan
hidrogenperoksid molekuluna keçirir (peroksidaza), ya da hidro-
genperoksidi suya və molekulyar oksigenə parçalayır (katalaza):
II. Transferazalar. Transferazalar-müxtəlif kimyəvi qrupla-
rın bir molekuldan digərinə keçirilməsi ilə nəticələnən reaksiyaları
kataliz edən fermentlərdir. Bu sinfə daxil olan fermentlər daşınan
kimyəvi radikalın növünə görə bri-birindən fərqlənir.
Fosfotransferazalar─fosfat turşusu qalıqlarını nukleozidfos-
fatlardan başqa maddələrin molekullarına daşıyan fermentlərdir.
Bu qrupun ən geniş yayılmış nümayəndələrindən biri fosfat
turşusu qalığına ATF-in tərkibindən heksoza molekuluna keçirən
heksokinaza fermentidir.
Qlikoziltransferazalar - sadə şəkər qalıqlarını daşıyan
fermentlərdir.
OH OH
│ │
R─P─OH + R
!
─H↔R─H + R
!
─P═O
║ │
O OH
H
H
R
+ H
2
O
2
→ R + 2H
2
O və 2H
2
O
2
→ 2H
2
O + O
2
R
1
H
H
H
H
R
+ R
1
↔ R +
131
Amintransferazalar - amin qrupunu aminturşulsrından keto-
turşulara daşıyan fermentlərdir.
Metultransferazalar-metilləşmə reasiyalarını kataliz edir.
Asiltransferazalar-asil qalıqlarını daşıyan fermentlərdir.
III. Hidrolazalar. Hidrolazalar-molekuldaxili rabitələrin
hidrolitik (su molekulunun birləşməsi ilə müşahidə olunan) parça-
lanma reaksiyalarını kataliz edən fermentlərdir. Onların ümumi tə-
sir sxemi belə ifadə olunur.
Hidrolazalar adı altında fermentlərin çox böyük bir qrupu
birləşir. Bu qrupa daxil olan fermentlər hidroliz etdikləri birləşmə-
lərin təbiətindən asılı olaraq bir neçə yarımqrupa ayrılır.
1. Esterazalar-mürəkkəb fermentlərin hidrolitik parçalnma-
sını sürətləndirən fermentlərdir. Bu yarımqrupa aşağıdakı ferment-
lər daxildir:
a) Fosfatazalar-fosfat turşusunu mürəkkəb efirlərini hidroliz
edirlər:
R─R
!
+H
2
O ↔ R─H + R
!
─OH
R─C─
R
!
+ R
!!
─H ↔ R─C
─
R
!!
+ R
!
─H
║ ║
O O
R─CH
3
+ R
!
H ↔ R─H + R
!
─CH
3
R-qlikozil + R
!
─OH ↔ R─OH + R
!
-qlükozil.
R─CH─NH
2
+ R
!
─C═O ↔ R─C═O + R
!
─CH─NH
2
│ │ │ │
COOH COOH COOH COOH
132
Bunlara qələvi və turş fosfatazalar, qlukoza-6- və qlukoza-1-
fosfatazalar, nukleotidazalar, fosfodiesterazalar, ribonukleazalar,
dezoksiribonukleazalar və s. aiddir.
b) karboksiesterazalar-üzvi turşuların mürəkkəb efirlərini
hidroliz edirlər:
Bunlara sadə esterazalar, lipazalar, fosfolipazalar (A, B, C
və D), sulfoesterazalar (sulfat turşusunun efirlərini hidroliz edən
fermentlər) və s. aiddir.
2. Tioesterazalar-üzvi turşularla tiospirtlərin mürəkkəb efir-
lərini parçalayır.
Asetilkoenzim-A-deasilaza tioesterazaların nümayəndəsidir.
3. Qlikozidazalar-qlikozidlərin hidrolizini sürətləndirən
fermentlərdir. Mürəkkəb karbohidratların hidrolitik parçalanması-
nı kataliz edən fermentlər-amilaza, saxaraza, maltaza, laktaza və s.
qlikozidazalar qrupuna aiddir. Bu fermentlər oliqo və polisaxa-
ridləri monosaxaridlərə qədər parçalanmasını təmin edir. Bu
fermentlər oliqo və polisaxaridləri monosaxaridlərə qədər parça-
R─S─C─
R
!
+ HOH ↔ R─SH
+
HO
─C─R
!
║ ║
O O
R─C─
R
!
+ HOH ↔ R─C
─
OH
+ R
!
─OH
║ ║
O O
O O
║ ║
R─O─P─OH
+ HOH ↔ R─OH + HO
─
P─OH
│ │
OH OH
133
lanmasını kataliz edir. Bu prosesdə qlükozidazaların təsiri ilə su
molekulu H
+
və OH
-
anionlarına ayrılır və yenidən başqa atom və
ya qruplarla birləşərək yeni birləşmələrə çevrilirlər.
4. Peptidazalar-peptid rabitələrini hidroliz edən fermentlər-
dir. Pepsin, tripsin, toxuma katepsinləri, karboksipeptidaza, dipep-
tidazalar və s. yarımqrupuna aiddir.
Peptidazalar təsir xüsusiyyətlərinə görə bir neçə yarımqrupa
bölünür:
a) ekzopeptidazalar-polipeptid zəncirinin üç hissəsində
yerləşən peptid rabitələrini tədricən hidroliz edir.
b) endopeptidazalar-polipeptid zəncirlərinin orta hissəsində
yerləşən peptid rabitələrini parçalayır.
5. Amidazalar-amidlərin hidrolizini sürətləndirən ferment-
lərdir.
Bunlar asparaginaza, ureaza, adenindezaminaza aiddir.
6. Polifosfatazalar-fosfat turşusu qalıqları arasındakı anhid-
rid rabitələrini parçalayan fermentlərdir.
│ │
>
N─C─+HOH ↔
>
N─H + HO─C─
│ │
OR
OH
│
─ C
│
│
─ C
│
─ O
─ O
H
H
C
+ HOH ↔
C
+ HO─R
R─CO─NH─ R
!
+HOH ↔ R─COOH + R
!
─NH
2
134
Polifosfatazaların nümayəndələrindən adenozintpifosfata-
zanı, nukleoziddifosfatazanı və s. göstərmək olar.
IV. Liazalar. liazalar substrat molekullarından bu və ya
digər kimyəvi radikalı ayıran fermentlərdir. Hidrolazalardan fərqli
olaraq, liazalar hidrolitik təsir göstərmir. Karboksilazaları bu
qrupun fermentlərinə misal göstərmək olar.
Karboksilazalar (dekarboksilazalar) aminturşu və ya ketotur-
şuların tərkibində olan karboksil qruplarını onların molekulların-
dan ayıraraq, karbon qazına çevirir.
V. İzamerazalar. İzomerazalar üzvi birləşmələrin müxtəlif
izomerlərinin qarşılıqlı çevrilmələrini kataliz edir. Bu qrupa
aşaşıdakılar aiddir:
Epimerazalar-optik izomerlərin birini digərinə (məsələn,
qlükozanı qalaktozaya) çevirən fermentlərdir.
Sis-trans-izomerazalar-adından məlum olduğu kimi, sis-izo-
merləri trans-izomerlərə (və əksinə) çevirir. Məsələn, malein tur-
şusunun fumar turşusuna çevrilməsi:
H─C─COOH H─C─COOH
║ ║
H─C─COOH HOOC─C─H
sis -malein
trans-fumar
turşusu turşusu
O O O O
║ ║ ║ ║
R─O─P─O─P─O─R
!
+ HOH ↔ R─O─P─OH + HO─P─O─R
!
│ │ │ │
OH OH OH OH
O O
CH
3
─C─C → CH
3
─C─
C
║ OH ║ O
O O
135
VI. Liqazalar (sintetazalar). Liqazalar sinfinə pirofosfat
rabitələrinin parçalanmasından alınan enerjidən istifadə edərək,
sadə birləşmələrdən mürəkkəb maddələrin sintezini sürətləndirən
fermentlər daxildir. Liqazalar zülalların, nuklein turşularının,
alifatik turşuların və başqa birləşmələrin sintezində mühüm rol
oynayırlar.
Dostları ilə paylaş: |