Reja: Biologik kimyo fanining predmeti va vazifalari

Tabiatda 300 ga yaqin aminokislotalar uchraydi. Ularning yarmidan ortig`i, umuman oqsillar tarkibiga kirmaydi, qolgan yarmisining ko`p qismi ham faqat ayrim organizmlarda, ba’zilari alohida oqsillar va peptidlar tarkibida bo`ladi. Hamma organizmlarda oqsillar tarkibiga kiradigan aminokislotalar soni 20 ga teng. Ular proteinogen aminokislotalar deb ataladi. Qolgan aminokislotalar oqsil tuzilishida ishtirok etmaydi; ular hujayrada erkin holda (almashinuv mahsuloti sifatida) bo`lishi yoki oqsil bo`lmagan birikmalar tarkibiga kirishi mumkin. Masalan, ornitin va sitrullin arginin proteinogen aminokislotasi hosil bo`lishida oraliq mahsulot hisoblanadi va siydikchil sintezida ishtirok etadi; gamma-aminomoy kislota ham erkin holda uchraydi va nerv impulslarining o`tkazilishida mediator vazifasini o`taydi; beta-alanin esa vitamin-pantotenat kislotaning tarkibiga kiradi. Tiroksin-qalqonsimon bezning asosiy gormoni bo`lib, tireoglobulin tarkibida va qonda erkin holda uchraydi. Melanin – pigmentlar va adrenalinning hosil bo`lishidagi muhim oraliq mahsulot. Bundan tashqari, tabiiy mahsulotlar tarkibida, masalan, turli antibiotiklar va alkoloidlarda bir qator g`ayritabiiy stereoizomerlar, aminokislotalarning D-izomerlari (D-fenilalanin, D-leysin, D-alanin) ham uchraydi.

Oqsillarning tarkibiga kiradigan hamma aminokislotalar L- aminokislotalar bo`lib, ularning NH2 – aminoguruhi alfa-holatda bo`ladi:

α

R – CH – COOH

l

NH2

Aminokislotalarning 3 xil tasnifi qabul qilingan:

1) struktura - yon radikal zanjirning tuzilishi bo`yicha;

2) elektokimyoviy – aminokislotalarning kislota-ishqoriy xossalari bo`yicha;

3) biologik yoki fiziologik, ya’ni organism uchun aminokislotalarning almashinmaydigan darajasi bo`yicha.

1). Strukturasi bo`yicha aminokislotalar quyidagi guruhlarga bo`linadi:

R-guruhi

Nomi

Belgila-nishi

I. Ochiq zanjirli (asiklik).

1. Alifatik aralashmagan aminokislotalar.

1) Monoaminomonokarbon kislotalar

Н - СН- СООН

׀

NH2

CН3 - СН- СООН

׀

NH2

CН3

\ CH- СН- СООН

CН3 ∕ ׀

NH2

CН3 \

CH-СН2 -СН- СООН

CН3 ∕ ׀

NH2

СН3 − СН - СН- СООН

∕ ׀

СН3 – СН2 NH2

Glisin

Alanin

Valin

Leysin

Izoleysin

Gli

Ala

Val

Ley

Ile

2. Alifatik aralash aminokislotalar. a) gidroksiaminokislotalar

HO -CH2 - СН- СООН

׀

NH2

СН3 -CH -СН- СООН

׀ ׀

ОН NH2

Serin

Treonin

Ser

Tre

b) Tioaminokislotalar

НS -CH2- СН- СООН

׀

NH2

CH2 - СН- СООН

׀ ׀

S NH2

׀

S

׀

CH2 - СН- СООН

׀

NH2

Sistein

Sistin

Sis

----

Н3 С - S -СН2 – CH2- СН- СООН

׀

NH2

Metionin

Met

v) karboksiaminokislotalar (monoaminodikarbon kislotalar)

НООС - CH2 – СН- СООН

׀

NH2

НООС –СН2 - CH2- СН- СООН

׀

NH2

О

\\

С - CH2 - СН- СООН

/ ׀

Н 2 N NH2

О

\\

С - CH2 – СН2 – СН -СООН

/ ׀

Н 2 N NH2

Aspartat kislota

Glutamat kislota

Asparagin

Glutamin

Asp

Glu

Asn

Gln

g) diaminokislotalar (diaminomonokarbon kislotalar)

Н 2 N –СН2 –СН2 - CH2- СН2- СН -СООН

׀

NH2

Lizin

Liz

d) guanidinoaminokislotalar

N Н2–С-NН-СН2 - CH2- СН2- СН -СООН

׀׀ ׀

NН NH2

Arginin

Arg

II. Siklik aminokislotalar

1. Aromatik aminokislotalar

- СН2—СН –СООН

׀

NH2

НО - СН2—СН –СООН

׀

NH2

Fenilalanin

Tirozin

Fen

Tir

Geterosiklik aminokislotalar

-CH2 – CH – COOH

׀

N NH2

H

N -CH 2 - CH-COOH

׀

N NH2

H

Triptofan

Гистидин

Tri

Gis

2). Aminokislotalar elektrokimyoviy xossalariga ko`ra ularning tarkibidagi ishqoriy va kislotali guruhlarning nisbati va qutbli guruhlarning mavjudligiga qarab kislotali, ishqoriy va neytral; qutbli va qutblanmagan aminokislotalar guruhiga bo`lish ham mumkin.

Kislotali aminokislotalarga yon zanjirida qo`shimcha karboksil guruhi bo`lib, kislotalik xususiyatini ta’minlaydigan aminokislotalar kiradi: aspartat kislota, glutamin kislota, tirozin, sistein.

Ishqoriy aminokislotalarga arginin, lizin, gistidin kirib, ular qo`shimcha aminoguruh, guanidine va imidazolli bo`lib, bular aminokislotada ishqoriy xususiyatni namoyon qiladi.

Neytral aminokislotalar – bu barcha qolgan aminokislotalar bo`lib, ularning radikali kislotali va ishqoriy xususiyatlarni namoyon qilmaydi.

Kislotali va ishqoriy aminokislotalar radikalining qutbiga qarab (kislotali yoki ishqoriy) qutbli aminokislotalarga, neytral aminokislotalar esa qutbsiz – gidrofob guruhga kiritiladi.

3). Aminokislotalar biologik yoki fiziologik ahamiyati bo`yicha ham 3 guruhga bo`linadi: almashinmaydigan, yarim almashinadigan va almashinadigan.

Almashinmaydigan aminokislotalar organizmda boshqa moddalardan sintezlanmaydi, shuning uchun ular doimo ovqat bilan birga tashqaridan kirib turishi kerak. Umuman almashinmaydigan aminokislotalar soni 8 ta: valin, leysin, izoleysin, treonin, lizin, metionin, fenilalanin, triptofan.

Yarim almashinadigan aminokislotalar organizmda hosil bo`ladi, lekin yetarli miqdorda bo`lmaydi, shu sababli qisman ovqat bilan birga kirishi kerak. Bunday aminokislotalarga arginin, tirozin, gistidin kiradi.

Almashinadigan aminokislotalar organizmda almashinmaydigan aminokislotalar yoki boshqa moddalardan yetarli miqdorda hosil bo`ladi. Agar shu aminokislotalar sintezlanadigan moddalar oziq yordamida chetdan kirib tursa, organizm bu kislotalarsiz uzoq vaqt yashashi mumkin. Almashinadigan aminokislotalarga qolgan barcha aminokislotalar kiradi. Keltirilgan fiziologik tasnif ma’lum darajada shartli bo`lib, ayni bir tur uchungina xos bo`ladi. Ammo 8 ta almashinmaydigan aminokislotalar barcha tur organizmlar uchun umumiy.

2.2. Aminokislotalarning umumiy xossalari. Oqsillarning tarkibiga kiradigan aminokislotalar oq kristall moddalar bo`lib, odatdagi haroratda, qattiq holatda turg`undir. Suvli eritmalarda aminokislotalar 100-200°C da qisqa muddatda qizdirilganda buzilmaydi, ammo kislota yoki ishqor ishtirokida oqsillar gidrolizlanganda bir qator aminokislotalar buzilib ketadi. Aminokislotalar suvda turli darajada eriydi. Sistin va tirozin eng kam, prolin va oksiprolin esa juda yaxshi eriydigan aminokislotalardir. Aminokislotalarning ko`pchiligi mutlaq spirtda juda kam eriydi.

Aminokislotalarning qo`sh qutbli bo`lishlari ularning fizik-kimyoviy xossalariga ta’sir qiladi, xususan, aksari aminokislotalarning suvda yaxshi erib, organik eritmalarda kuchsiz erishi ularning mana shunday ionlanishiga bog`liq. Aminokislotalar o`zlarining amfoterlik tabiatlariga binoan muhitning pH iga qarab anion, kation yoki elektroneytral bipolyar ionlar shaklida bo`ladilar: kuchli kislotali eritmalarda aminokislotalar musbat ionlar (elektr maydonida katodga tomon harakatlanadi), ishqoriy eritmalarda manfiy ionlar shaklida (elektr maydonida anodga tomon harakatlanadi) bo`ladi.

Karboksil va aminoguruhlarning dissotsialanish konstantasi (K1 va K2 ) dissotsialangan ionlarning dissotsialanmagan shakllariga nisbati 1 ga teng, ya’ni aminokislotalarning 50% i dipol va 50% i ion shaklida bo`ladi.

Barcha aminokislotalar suvli eritmalarida ikki qutbli ionlar yoki svitter ionlar shaklida, ya’ni aminokislotalarning karboksil guruhi dissotsialangan, aminohuruhi protonirlangan holatda bo`ladi.

Demak, aminokislotalar muhit pH iga qarab zaryadlar yig`indisi 0 ga teng bo`lishi, musbat yoki manfiy bo`lishi mumkin.

Aminokislotalar zaryadi 0 ga teng bo`lgan holat izoelektrik holat deb aytiladi. Aminokislotalarning elektr maydonida anodga ham katodga ham harakatlanmaydigan pH qiymati izoelektrik nuqta deb ataladi va pHi bilan belgilanadi. Izoelektrik nuqta aminokislotalardagi turli guruhlarning kislota-ishqoriy xususiyatlarini aniq namoyon qiladi va aminokislotani xarakterlaydigan eng muhim konstanta hisoblanadi.

Odam organizmi va hayvonlardagi hujayra va hujayralararo suyuqlikda muhit pH i neytralga yaqin bo`ladi, shuning uchun ishqoriy aminokislotalar (lizin, arginin) musbat zaryad (kationlar), kislotali aminokislotalar (asparagin va glutamin kislotalar) manfiy zaryad(anion)ga, qolgan aminokislotalar esa dipol ko`rinishiga ega bo`ladi.

Deyarli hamma aminokislotalar optik faoliyatga ega, ya’ni qutblangan nur sathini burish qobiliyatiga ega (faqat glisin bu qatorga kirmaydi). Bu xususiyat ularning alfa-uglerod atomi to`rtta valentligi bilan to`rt xil guruhga bog`langanidan kelib chiqadi. Bunday tuzilishdagi molekula xirallik xususiyatiga ega, ya’ni unda simmetriya markazi va simmetrik sath bo`lmaydi. Xirallikka ega birikma tuzilishi bo`yicha bir-birini oynadagi aksini ifodalaydigan qo`sh izomerlar shaklida bo`ladi. Ular bir-biridan alfa atomga bog`langan guruhlarning fazodagi yo`nalishlari bilan farqlanadilar. Buning natijasida paydo bo`ladigan ikki konfiguratsiya D- va L- stereoizomerlar deb yuritiladi. Bu izomerlarning biri ikkinchisining ustiga qo`yilsa, o`ng va chap kaft kabi bir-birini qoplamaydi. Ular enantiomerlar deb ataladi. Xiral birikmalar bir xil kimyoviy va fizik xususiyatga ega bo`lib, faqatgina qutblangan nur sathini chapga yoki o`ngga burish belgisi bilangina farqlanadilar, ularning burish burchaklari ham bir-biriga teng. Bu xildagi qobiliyat + yoki - belgisi bilan ko`rsatiladi, lekin nur sathini burish belgisi molekulaning D yoki L konfiguratsiyasiga muvofiq kelishi shart emas. L (leve, chap) va D (dexter, o`ng) belgilar enantiomerlarning tuzilishi jihatidan qaysi qatorga kirishini ko`rsatadi.

Aminokislotalarning fazodagi strukturasi asosida ularni ikki qatorga ajratish biologik ahamiyatga ega. Oqsillar tarkibiga faqat L-aminokislotalar kiradi. Lekin organizmdan ba’zi bir D- aminokislotalar ham ajratib olingan. Ayrim D- aminokislotalar erkin holda va bakteriya hujayrasining pardasida (sibir yarasi, kartoshka va pichan tayoqchasida) va mikroorganizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan antibiotiklarda uchraydi.

2.3. Oqsillarning tuzilish darajalari. Oqsil molekulasida aminokislotalarning birin-ketin kelish tartibi oqsilning birlamchi strukturasi deyiladi. Bu tartib nasliy bo`lib, genetik kod bilan belgilangan va o`zgarmas holda avloddan-avlodga o`tadi. Birlamchi struktura oqsil molekulasining sodda tuzilish darajasi hisoblanadi. Unga bir aminokislotaning alfa- aminoguruhi bilan ikkinchi aminokislotaning alfa-karboksil guruhi o`rtasidagi kovalent peptid bog`i yuqori darajada mustahkamlik beradi.

Peptid bog`i polipeptid zanjirning takrorlanuvchi qismi hisoblanadi va u bir qancha xususiyatlarga ega bo`lib, bu xususiyatlar faqatgina birlamchi strukturaning shakliga ega emas, balki polipeptid zanjirning yuqori darajada tuzilishiga ham ta’sir etadi:

1) koplanarligi – peptid guruhga kiruvchi hamma atomlar bir tekislikda yotadi;

2) ikki xil rezonans (keto – yoki enol) shaklda bo`lish imkoniyatiga ega;

3) qo`shimcha guruhlar C-N-bog`larga nisbatan trans holatida bo`ladi;

4) vodorod bog`larini hosil qilishi, har bir peptid guruhi boshqa guruhlar, shu jumladan peptid bog`lari bilan ikkita vodorod bog`i hosil qilishi mumkin.

Hozirgacha o`n minglab oqsillarning birlamchi strukturasi aniqlangan. Hosil bo`lgan peptidning nomi aminokislota qoldiqlari nomidan tuziladi; bunda oxirgi aminokislotadan boshqa hamma aminokislota nomlarining oxiri “il” ga almashtiriladi, bunday nomlash N-uchki tomondan C-uchki tomonga qarab boshlanadi. Masalan, leysilfenilalanilglutamillizin. Oxirgi C-uchki aminokislotaning nomi o`zgarmasdan qoladi.

Polipeptid zanjirda mustahkam strukturalar (tekis peptid guruhlar) bo`lib, ular nisbatan harakatlanuvchi qismlar (-CHR) ga ega va u bog` atrofida aylanadi. Polipeptid zanjirning bunday tuzilish xususiyati uning fazoviy shaklini tuzilishiga ta’sir etadi.

Oqsil molekulasida aminokislotalar tartibi biroz o`zgargan holda ma’lum darajada aminokislotalar uning biologik vazifasini buzmasdan almashinishi mumkin. Bunga insulin zanjirlarida, sitoxromlarda anchagina aminokislotalar almashinganda ham oqsil o`z vazifasini bajarishi misol bo`la oladi. Demak, bu o`zgarishlar ruxsat berilgan almashinuvlarga kiradi. Ammo o`roqsimon kamqonlik kasalligida gemoglobinni tekshirish tamomila boshqa hodisaning ochilishiga olib keldi. Barvaqt o`limga sabab bo`ladigan bu kasallik gemoglobin molekulasini va qizil qon tanachalari (eritrotsitlar)ning o`zgarishi tufayli ularning kislorodni bog`lash qobiliyatini kamayishiga bog`liq. Bunday o`zgarishlar gemoglobinni tashkil qiladigan 574 ta aminokislota qoldiqlaridan tuzilgan oqsil zanjirlaridan birida, faqat bittagina aminokislotaning almashinuvidan kelib chiqadi: normal gemoglobin (HbA) ning beta-zanjirida 6-o`rinda turgan glutamat kislota o`roqsimon hujayra gemoglobini (HbS) da valin bilan almashingan. Bu patologik gemoglobindan tashqari yana bir qancha boshqa nonormal gemoglobinlar ham mavjud.

Oqsillarning ikkilamchi strukturasi polipeptid zanjirning fazoviy konfiguratsiyasi, uning ayrim qismlarini bir-biriga nisbatan joylanishi va peptid zanjirining egilgan holatini ta’riflaydi. Oqsilning bunday konfiguratsiyasi uning birlamchi strukturasidan kelib chiqadi va undagi qo`shimcha kovalent disulfid va kuchsiz vodorod bog`lari bilan mustahkamlanadi. Konfiguratsiyasi bo`yicha ikkilamchi struktura spiral(alfa-spiral) va qatlam-varaqcha (beta- struktura va kross-beta-shakl) turlariga bo`linadi.

alfa-spiral. Oqsilning bu turdagi ikkilamchi strukturasi doimiy takrorlanuvchi spiralga ega bo`lib, bitta polipeptid zanjirning o`zida peptidlar o`rtasidagi vodorod bog`lari yordamida hosil bo`lgan.

alfa-spiralning asosiy xususiyatlari:

1) polipeptid zanjirning spiral konfiguratsiyasi vintli simmetriyaga ega;

2) vodorod bog`lari har gal takrorlanuvchi birinchi va to`rtinchi aminokislota qoldiqlarining peptid guruhlari o`rtasida hosil bo`ladi;

3) spiral aylanmasining muntazam takpoplanishi;

4) alfa-spiralning hamma aminokislota qoldiqlari ularning yon zanjirlari qanaqa bo`lishidan qat’i nazar bir xil ahamiyatga ega;

5) aminokislotalarning yon zanjirlari alfa spiralning hosil bo`lishida ishtirok etmaydi.

Tashqi tomondan alfa- spiral elektr plitasining biroz cho`zilgan spiraliga o`xshaydi. alfa-spiralda vodorod bog`lar har bir karbonil va to`rtinchi amino guruhning orasida hosil bo`ladi: alfa – spiral oqsil molekulasi ikkilamchi strukturasining asosidir. Uning har bir aylanmasi (kichik davri)ning uzunligi 0,54 nm bo`lib, 3,6 ta aminokislota qoldig`idan tashkil topgan, ya’ni har bir aminokislota qoldig`ining uzunligi 0,15 nm (0,54: 3,6= 0,15 nm) bo`lib, alfa-spiralda haqiqatan ham har bir aminokislota teng qiymatga ega ekanligini ko`rsatadi. Bundan tashqari alfa-spiralning 5 aylanmadan iborat katta davri ham bo`lib, u 18 ta aminokislota qoldig`iga ega va uzunligi 2,7 nm ni tashkil etadi.

Beta- struktura. Bu strukturada vodorod bog`lari molekulalar orasida, polipeptid zanjirining har xil qismlari orasida bo`ladi, zanjirlar cho`zilib bir-biriga parallel, uzunasiga, yonma-yon yotadilar. Yon shoxlar qog`oz sathiga nisbatan perpendikulyar joylashadilar. beta-struktura qatlam-varaqcha deb ham ataladi. Ular ikki turga bo`linadi. Oqsilning 1ta polipeptid zanjirining o`zida ma’lum qismlarining buklanishidan hosil bo`lgan qatlamlar – kross-beta-shakl (qisqa beta- struktura)deyiladi. Uning vodorod bog`lari polipeptid zanjirning har bir bukilgan joyidagi peptid guruhlari o`rtasida hosil bo`ladi. beta-strukturaning boshqa bir turi – to`liq beta-struktura butun polipeptid zanjiriga tegishli bo`lib, bu zanjir egilgan shaklga ega hamda u aralash parallel joylashgan polipeptid zanjirlarning o`rtasidagi peptidlararo vodorod bog`lari bilan bog`lab turiladi. To`liq beta-struktura ikki turda – parallel va antiparallel bo`lishi mumkin: agar har ikkala zanjirning N-uchki tomonlari bir tomonga yo`nalgan bo`lsa, bunday joylanish parallel, agar zanjirning N-uchki tomonlari qarama-qarshi yo`nalishga ega bo`lsa, antiparallel joylashgan bo`ladi.

α-spiral ma’lum ta’sirlar natijasida (masalan, suvda ishqor ta’sirida isitilganda) cho`zilib, zanjir ichidagi vodorod bog`lari uzilib, beta-strukturaga o`tadi. Bunday holat masalan, soch oqsili – keratinda kuzatiladi. Soch ishqoriy yuvish vositasida yuvilganda alfa-keratinning spiral strukturasi osongina buziladi va u beta- keratinga o`tadi (yuvilgan soch to`g`rilanadi).

Ko`pchilik oqsillarda alfa spiralli qismlar va beta –struktura bir vaqtda bo`ladi. Tarkibida 100% alfa-spiral bo`lgan tabiiy oqsillar deyarli uchramaydi (tarkibining 96-100% i alfa-spiraldan tashkil topgan paramoizin – mushak oqsili istisno tariqasida uchraydi). Lekin shu bilan bir vaqtda sintetik polipeptidlar 100% spirallashgan holatda bo`ladi.

alfa-spiral ko`proq paramiozin, mioglobin, gemoglobinda; beta-strukturali qatlam esa tripsin, ribonukleaza, keratin (soch oqsili), kollagen (pay oqsili, teri), fibroin (tabiiy shoyi oqsili) tarkibida bo`ladi.

Oqsillarning uchlamchi strukturasi. Polipeptid spiralining fazodagi taxlanishiga uning uchlamchi strukturasi deyiladi. Bu tushuncha molekulaning shakli, hajmi haqida ma’lumot beradi. Uchlamchi struktura shakliga ko`ra globulyar va fibrillyar oqsillarga bo`linadi. Globulyar oqsillar asosan elipssimon shaklda, fibrillyar (ipsimon) oqsillar esa – uzun (tayoqcha) shaklida bo`ladi.

Lekin uchlamchi strukturaning bunday ko`rinishda bo`lishi fibrillyar oqsillar faqat beta-struktura, globulyar oqsillar esa alfa-spiralga ega degan fikrga asos bo`la olmaydi. Chunki shunday fibrillyar oqsillar borki, ular qatlam varaqchali ikkilamchi strukturaga emas, balki spiral ko`rinishida bo`ladi. Masalan, alfa-keratin va paramiozin (mollyuskalarning tayanch mushaklari), tropomiozin (skelet mushaklarining oqsili) fibrillyar oqsillarga kirib, ularning ikkilamchi strukturasi alfa-spiral; aksincha, globulyar oqsillarda beta-struktura miqdori ko`p bo`lishi ham mumkin.

To`g`ri polipeptid zanjirining spirallanishi uning o`lchamini 4 martaga; uchlamchi strukturada taxlanishi esa 10 martaga ixchamlashtiriladi.

Uchlamchi srtukturani mustahkamlovchi bog`lar. Oqsil molekulasining fazodagi shaklini mustahkamlashda uning polipeptid zanjirini tashkil qiladigan kuchli (kovalent) va kuchsiz (qutbli, van-der-vaals) bog`lari ishtirok etadi. Bunda asosan aminokislotalarning yon radikallari o`rtasida bog`lar hosil bo`ladi.

Kovalent bog`larga quyidagilar kiradi:

1) disulfid (-S-S-) bog`lari – polipeptid zanjirining turli qismlarida joylashgan sisteinning yon radikallari o`rtasidagi bog`lar;

2) izopeptid yoki psevdopeptid – alfa-aminoguruhning emas, balki lizin, argininning yon radikallaridagi aminoguruhlar bilan aminokislotaningalfa-karboksil guruhi emas, balki asparagin, glutamin va aminolimon kislotaning yon radikallaridagi COOH guruhlari o`rtasida hosil bo`ladigan peptid bog`lari;

3) efir bog`lari – dikarbon aminokislotalar (asparagin, glutamin kislotalar)ning COOH guruhi bilan gidroksiaminokislotalar (serin, treonin)ning OH guruhi o`rtasida hosil bo`ladi.

Kuchsiz bog`lar.

1. Qutbli bog`lar:

1) vodorod bog`lari – bir aminokislotaning yon radikalining –SH yoki NH2 , -OH guruhlari bilan boshqa bir aminokislotaning karboksil guruhi o`rtasida hosil bo`ladi;

2) ion yoki elektrostatik bog`lar – lizin, arginin, gistidin kabi aminokislotalarning yon radikallarining – NH3 va asparagin, glutamine kislotaning – COO (-) zaryadlangan guruhlari orasida yuzaga keladi.

2. Qutbsiz yoki van-der-vaals bog`lari – aminokislotalarning uglevodorod radikallari o`rtasida hosil bo`ladi. Alanin, valin, izoleysin, metionin, fenilalanin aminokislotalarining gidrofob radikallari suvli muhitda o`zaro ta’sirlashadilar. Kuchsiz van-der-vaals bog`lari globulyar oqsilning ichida qutbsiz radikallardan gidrofob yadro shakllanishiga olib keladi. Qutbsiz aminokislotalar qancha ko`p bo`lsa, polipeptid zanjirning taxlanishida van-der-vaals bog`lari shunchalik katta ahamiyatga ega bo`ladi. Oqsilning barcha biologic xossalari tabiiy konformatsiya deb ataladigan mana shu strukturaning saqlanishiga bog`liq.

Uchlamchi strukturaning asosiy xususiyatlari. Polipeptid zanjirning uchlamchi strukturasining konformatsiyasini unga kiradigan aminokislotalarning yon radikallarining xususiyatlari (ularning birlamchi va ikkilamchi struktura uchun ahamiyati yo`q) va muhit belgilab beradi. Oqsilning polipeptid zanjiri taxlanishi davomida kam miqdorda energiya sarflashga harakat qiladi. Shuning uchun qutbsiz R-guruhlar suvdan “qochib” polipeptid zanjirning gidrofob qoldiqlari qismi joylashgan joyni, ya’ni oqsillarning uchlamchi strukturasining ichki qismini hosil qiladi. Globulyar oqsilning ichki markazida suv molekulalari deyarli bo`lmaydi. Aminokislotalarning qutbli (gidrofil) R-guruhlari bu gidrofob yadroning tashqi tomonida joylashib, suv molekulalari bilan o`ralgan holatda bo`ladi.

Oqsilning to`rtlamchi strukturasi. Ko`pchilik oqsillar to`rtlamchi strukturaga ham egadirlar. Protomerlar va ular qismlarining bir-biriga nisbatan fazoda joylashuvi oqsil molekulasining to`rtlamchi strukturasi deb nomlanadi. Bu oliy tuzilish darajasi ayrim polipeptid zanjirlarning fazodagi taxlanishi (shakli)ni tasvirlaydi. Molekula massasi 30-50 mingdan ortiq oqsillar aksari bir nechta bir xil (yoki har xil) zanjirlardan tuzilgan. Ular protomer deb ataladi va butun molekulaning bir qismi (subbirligi) ni tashkil qilib, to`la biologik faoliyatga ega bo`lmaydilar. Mana shunday subbirliklar tegishli ravishda to`planib, to`la funksional faol oqsil birligi (oligomer)ni yaratadilar. Kovalent bog` bilan emas, balki nokovalent aloqalar orqali ancha barqaror saqlanadigan bunday butun tuzilma – oligomer oqsilning to`rtlamchi strukturasini tashkil qiladi.

Bunday tuzilishni gemoglobin misolida yaqqol ko`rish mumkin. Qonda kislorodni tashuvchi bu murakkab oqsil to`rt subbirlikdan iborat; ular alfa va beta-polipeptid zanjirlar (globin)dan va oqsil bo`lmagan temir tutuvchi gemdan tashkil topganlar. Ikkita alfa- va ikkita beta-subbirliklar to`planib biologik faol gemoglobin molekulasini tuzadilar. Bu to`la molekula ma’lum sharoitlarda, tuzlar, siydikchil ishtirokida yoki pH keskin o`zgarganda alfa va beta-subbirliklarga dissotsiyalanadi. Ular orasidagi vodorod bog`lari uziladi. Muhitdan tuzlar va siydikchil chetlatilgach, qaytadan to`la molekula sintezlanadi.

To`rtlamchi strukturaga ega bo`lgan gemoglobin 4 ta subbirlikdan piruvatdegidrogenaza fermenti kompleksi 72 subbirlikdan, RNK-polimeraza 5 subbirlikdan, laktatdegidrogenaza 4 subbirlikdan iborat bo`ladi.

Ikkilamchi, uchlamchi va to`rtlamchi strukturalar birlashib, makrostruktura yoki oqsillarning konformatsiyasi, oqsillarning fazoviy strukturasini tashkil etadi.

Oqsilning to`rtlamchi strukturasining turg`unligi. Subbirliklar yuzasidagi bog`lanishlar faqatgina aminokislotalarning qutbli guruhlai hisobiga bo`lishi mumkin, chunki uchlamchi struktura shakllanishida har bir polipeptid zanjirining qutbsiz aminokislotalarini yon radikallari subbirlikning ichiga yashiringan. Ularning qutbli guruhlari o`rtasida ko`plab ion, vodorod, ayrim hollarda esa subbirliklarni majmua ko`rinishida mustahkam ushlab turadigan disulfid bog`lari ham hosil bo`ladi.

Nazorat va muhokama uchun savollar

1. Aminokislotalarning qanday tuzilgan?

2. Aminokislotalarning tasnifi.

3. Qanday aminokislotalarga almashinmaydigan aminokislotalar deb ataladi?

4. Aminokislotalarning fizik-kimyoviy xossalari qanday?