Белоктарға жалпы сипаттама және олардың атқаратын қызметтері

ҚАЗАҚСТАН  РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ  ДЕНСАУЛЫҚ  САҚТАУ  МИНИСТРЛІГІ

ОҢТҮСТІК  ҚАЗАҚСТАН  МЕМЛЕКЕТТІК  ФАРМАЦЕВТИКА  АКАДЕМИЯСЫ

Биохимия, биология және микробиология  кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: Белоктарға жалпы сипаттама және олардың атқаратын қызметтері.

Орындаған: Сергалиева Нигора

Шымкент 2014 ж

Жоспар

          I. Кіріспе.

• 1.1. Белоктарға жалпы  сипаттама
• II. Негізгі  бөлім
• 2.1. Белоктардың аминоқышқылдық құрамы
• 2.2. Аминоқышқылдардың жіктелуі
• 2.3. Белоктардың физика-химиялық қасиеттері 
  2.4. Белоктардың құрылымдық ұйымы
• 2.5. Белоктардың жіктелуі және биологиялық қызметі
• III. Қорытынды 
  VI. Пайдаланылган әдебиеттер.

        Белоктардың  жалпы сипаттамасы 

Тіршілік – материя қозғалысының ерекше, күрделі формасы. Оның маңызды белгілері – тітіркену, өсіп - өну, көбею. Материяның ең жоғарғы формасы – ойлау. Бұлардың барлығының негізінде зат алмасу жатады. Тіршіліктің мәнін құрайтын да – осы зат алмасу. Зат алмасу белоктармен және нуклеин қышқылдарымен тығыз байланысты. Белоктар – тіршіліктің негізгі нышаны. Белок жоқ жерде тіршілік те жоқ. Белоктар өмірдің материалдық негізі болып есептелінеді.

Белок деген ат ең алғаш құс жұмыртқасының ақ затына берілген. Ол қыздырғанда ерімейтін ақ затқа айналып ұйып қалады. Кейіннен дәл сондай заттар  жануарлар мен өсімдіктердің организмінен де бөліп алынады.

1839 жылы голландия ғалымы Мульдер  бұл заттың тіршіліктегі аса  маңызына көңіл аударып белокты  «протеин» (грек. Protos – ең басты, ең маңызды) деп атауды ұсынды.

Белоктар немесе протеиндер деп молекуласы α – амин қышқылдарының қалдықтарынан тұратын жоғары молекулалы органикалық қосылыстарды айтады.

Белок – организмдегі заттардың ең күрделісі, ал оның элементтік құрамы айтарлықтай қарапайым болып келеді. Онда 50-55% көміртек, 21-24 % оттек, 15-18 % азот, 6,5-7,5 % сутек, 0,3-2,5 % күкірт,1-2 % фосфор болады.

Кейбір белоктарда өте аз мөлшерде (0,3-0,00001 %) темір, мыс, йод, марганец, бром, кальций, мырыш және т.б. кездеседі.

Белоктағы әртүрлі типтегі екіншілік құрылымының мөлшері бірдей болмайды. Олардың спиральдері мен құрылымы қандай болуына қарай глобулярлық белоктарды 4 категорияға бөлуге болады.

• Бірінші категорияға құрамында тек ос-спералы байқалған белотар жатады. Оған миоглобин және гемоглобин белоктары жатады.
• Екінші категорияға әртүрлі жеке белоктарда кездесетін кейбір кезде біртиптік сәйкестік құрайтын спиральдер мен құрылымы бар белоктара жатады.
• Көптеген ферменттерде кездесетін спиральдар мен құрылымының сипаттық сәйкестігін лактатдегидрогеназ және фосфоглицераткеназ доменің құрылымы мысалында байқауға болады. Домен – ол жеке сол тізбектің ішінде – ақ басқа учаскілерден бөлек құрылым түзейтін көп жағдайда глобуларлық белокты еске түсіретін полипептидтік тізбек аумағы.
• Лактатдегидроназ домендерінің бірінде орталығында ширатылған жапырақ тәріздес полипоптидтік тізбектің құрылымы орналасқан және әрбір құрылым спиральда аумағымен байланысқан молекуланың жоғары жағында  жатқан. Мұндай ұқсас домен гицераткиназдық молекуласында да байқалады.
• Үшінші категорияға тек құрылымы бар ғана белоктар кіреді. Мұндай құрылымдар иммуноглобулинде, супероксиддилутаздың ферментінде байқалған.
• Төртінші категорияға өзінің құрамында реттелген екіншілік құрылымы өз ғана мөлшерде болатын белоктар жатады.

2. Белоктардың үштік құрылымы.

Белоктардың үштік құрылымы – бір-бірінен помпептидтік тізбекте алшақтау жататын аминоқышқылдарының радикалдарының өзара жерінен түзелетін үш өлшемдік кеңістіктен құралған.

Белоктардың үштік құрылымының қалыптасуында қатысатын байланыстар.

Су жұқпайтын (гидрофобтық) өзара әсерлесу.

Белоктың помпептидтік тізбегі орнықтыру барысында өзіне ыңғайлы энергетикалық форманы қабылдауға ұмтылады, ал ол ерікті энергияның өте аз мөлшерімен сипатталады. Сондықтан аминқышқылдарының гидрофобтың радикалдары белок суында еритін глобулярлық құрылымдардың ішінде бірігуге ұмтылады. Олрдың арасында гидрофабтық әсерлесу пайда болады, сонымен бірге бір – біріне жақын жатқан атомдардың арасында ван дер Ваамс күші орын алады. Нәтижесінде белоктың глобулы ішінде гидрофобтық ядро қалыптасады.

Пептидтікң арқаудың гидрофильдік тобы екіншілік құрылымның қалыптасуында көптген стектік байланысады құрайды, соның нәтижесінде олармен судың жұғуы болғызбайды және белоктың ішкі, тығыз құрылымының бүлінуін де болғызбайды.

Иондық және сутектік байланыстар.

Аминоқышқылыдарының гидрофильдік радикалдары сумен сутектік байланыс құруға ұмтылады, сондықтан олар белок молекуласының үстіңгі жғында орналасып алады. Аминоқышқылдардың гидрофильдік тобының радикалдарының барлығы, гидрофобтық ядроның ішінде, өзара бір-біімен иондық және сутектік байланыс арқылы әсерлеседі.

Иондық әсерлесу теріс зарядталған аспарагиндік және глубоаминдік қышқылдардың карбоксильдік топ радикалдары оң зарядталғандардың арасында пайда болады.

Сутектік байланыстар гидрофильдік зарядталмаған топтар (ОН9 –СONH2 , SH - топтары ) және басқ да кез келген гидрофильдік топтар арасында пайда болады. Ли-пидтік, полярлық емес ортада әрекеттенуші белоктың аминқышқылдарының гидрофильдік радикалдары блоктың ішкі жағында орналасқан, ал гидрофобтық аминқышқылдары молекуланың үстіңгі жағында жинақталған және полярлық емес аралас коптакт болады. Әрбір жағдайда аминқышқылдщарының радикалдары өздеріне тиімді биоэнергетикалық қалыпты ұстайды.

Ковалентік байланыстар.

Кейбір белоктардың үшіншілік құрылымын дисульфидтік байланыстар тұрақтайды, ол байланыстар цистеиннің 2 қалдықтарының SH-тобының әсерлесуінен пайда болады. Цистеиннің 2 қалдықтары белоктың алғашқы құрылымының сызықтығында бір-бірінен алыс орналасады, брақ үшінші құрылымының қалыптасуында олар өз ара жақындасады және радикалдардың беріп ковалентік байланысын құрайды.

Көптеген ішкі клетканы белоктары дисульфилдік байланыспен айырылған. Белоктардың домендік құрылмы.

Егер белоктың полипептидтік тізбегі 250-ден көп аминқышқылдарын құраса, онда ереже бойынша, оның кеңістіктік құрмы 2 немесе одан да көп домендер  түрінде қалыптасады. Мысалы, иммуноглобулин G екі домннен құралады. Кейбір жағдайларда полипепдік тізбектің жеке құрылымдық амағы домен деп аталады. Әдетте, белокқа прогениттік ферменттер арқылы әсер етіп домендерді бөлуге болады. Мұндай жағдайда полипептдитік тізбектің аумағында (домендер арасында орналасқан) пептидтік байланыстар оңай бұзылады. Содан соң кейбір домендер өздерінің биологиялық қасиеттерін сақтап қалуы да мүмкін.

Көптеген белоктардың өзінің құрамында тек ғана полипептидтік тізбегі бар. Олар мономерлер  деп аталады. Мономерлілерге, бірнеше тізбектен тұратын, бірақ ковалентті біріккен, мысалы дисульфидтік байланыс белоктар да жатады. Сонымен бірге 2 немесе одан көп полипептдік тізбектен құралатын белоктар да бар. Үшінші құрылым қайда болған соң әрбір полипептидтік тізбек әлсіз әсерлесу салдарынан бірігеді, (гидрофибтық, иондық, сутектік).

Полипептидтік тізбектің саны мен өзара орналасады «белоктың төрттік құрылымы» деп атады. Мұндай белокта полипептидтік тізбектің әрбір бөлігі протомер немесе субьединиз (субьбірлік) деп аталады. Өзінің құрамында бірнеше протомерден тұратын белок олигомерлі деп аталады.

1. Олигомерлі белоктардың құрылымындағы протомерлер саны. Олигомерлі саны белоктардың құрамына 2-ден бірнеше ондық мөлшерде протомерлер енуі мүмкін, бірақ көбінесе 2-ден 4-ке дейінгі полипептидтік тізбектен тұратын белоктар жиі кездеседі. (димерлі, тетрамерлі белоктар) Мысалы, гексокинад ферменті өзінің құрамында 2 протомері бар, эритроциттер гемоглобин белогі және лактатдегирогеназ ферменті – 4 протомері бар, ал цитрокролоксидаза митоходру ломбараносының ішкі  ферменті – 13 протомердн тұрады, ал глугалинситетаздікі – 12 протомер. Сонымен бірге, копфункционалды күрделі комплекстез бар олардың құрамында бірнеше ондық полипептидтік тізбектер болады. Мысалы, пируватдегидронеаздық комплекс 312 протомер деп тұрады.

Кейбір олигомерлі белоктар ұқсас протомерлерден құралады (мысалы, гексокиназ) кейбірулері әртүрлі протомерлерден тұрады. Мысалы, гемоглобиннің әртүрлі протомерлерден тұрады. Мысалы, гемоглобиннің құрамында 2? Және 2? Протомер бар, ол лактатдегидогеназдың құрамындағы 4 протомер, мономердің 2 типі (Н и М) әртүрлі тіндерде әртүрлі сәйкестікте болуы мүмкін (мысалы, 4 Н немесе 3Н + 1М т.б.).

Олигомерлі белоктардың молекулярлық массасы үлкен молекулярлық массасы 50 000 Д жоғары белоктар үнемі бірнеше мономерлі полипептидтік тізбектн құралады. Жеке мономерлі белоктарға қарағанда олигомерлі белоктар күрделі оругицувие атқарады.

Протомерді олигомерлі белоктарға жинақтау.

Промерлердің комплемнттілігі.

Олигомерлі белоктардың жеке протомерлерінің қосылуы оларды олигомерлі белоктардың контакті аумақтарыдың пайда болуымен байланысты. Контакті аумақтар аминқышқылдарының радикалдарынан тұрады, олар белоктың үшіншілік құрылымының түзілуі салдарына сол оында жинақталады.

Осы радикалдардың жиынтығы ерекше кеңістік қалыптастырады, олар өз ара бірігу ерекшелігінің жоғарғы қабылетіне ие болады.

SUP 35 приондық доменді 2 аумаққа бөлуге болады: NQ (1 деп 40 а.к.) және NR (41 ден 97 а.к.) NQ аумағы глутамин және аспарагинге бай, NR аумағы PQGGVA (Q) QVN келісімділік салдарлықпен қайталанып отыратын 5 толық және 7 толық емес көшірмесінен тұрады.

SUP 35 приондық доменнің хромосома  бөлігінің жоғалауын зеттеу анализі  [PSJ +] қолдау үшін Q аумақтық және 5 қайталанбала аумаққа 1-64 приондық долоннің аймағы қажет. Омерович өзінің серіктестерімен бірге, NQ аумағы және бірінші қайталану (R1 ) [PSJ +] denovo индукциясы үшін және SUP 35 агрогациясы үшін қажет және жеткілікті екендігін көрсетті, ал NR аумағының көп бөлігі, SUP 35 маперонмен әсерлесуін қамтамасыз етеді. Мысалы, хромосома бөлігінің жоғалуы жағдайында NQ аумағында және R1 ішінде [PSJ +] denovo индукциясы болмайды, ал SUP 35 белоктары R5 , R4 , R3 қайталануында прионның қалыпты  қолдай алмайды. SUP 35 приондық доменнің 2 модульды құрылымы да NQ аумағын полиглутаминдік әртүрлі ұзындықтан салдарлық жағдайынан ауыстырғанда байқалад, химерлік белок Q22NR – MC көпөндірілген кезде denovo [Q +] прионмен мен қосалады және индукция бермеді, ал Q62NR-MC белогі қосылды және [Q +] риондық қалпына индукция берді.

SUP 35 белогінің приондқ формасы  аминқышқылдық құрамына қарай  қалыптасады ма, әлде оған ерекше  аминқышқлдық мотивтер қажет  пе деген сұрақ та зерттелді. Бұл үшін аминқышқылдық салдарлықтағы  приондық домні кездейсоқ оның жалпы құрамын сақтай отыра араластырылды. Пайда болған белоктар тұрақты приондық фенотип түзеуге қабілеті болды. Соның нәтижесінде, SUP 35 приондвқ копорормация қабілеті пайда болып ол «LSH мотив» аминқышқл белоктық домен арқылы анықталды.

Белок домені.

Белок домені деп – оролдингі басқа бөлімдерінен тәуелсз өтетін, тұрақты және тәуелсіз белок құрылымын құрайтн белоктың үшіншілік құрылымының элементі. Домен құрамы әдетте бірнеше екіншілік құрылымның элементтерінен тұрады. Өз құрылым бойынша ұқсас домендер тек қана туыстық белоктарда емес (әртүрлі жануарлардың гемоглабині), сонымен бірге әртүрлі белоктарда да кездеседі. Домендерге жеке атау беру жиі жеткілікті,  себебі олардың атаулары тқаратын биологиялық функциясына әсер етеді – мысалы Са2+ - кальмодулиннің байланыстыратын домені, гомедомен – әртүрлі транскрипциядағы факторлардың ДНҚ-мен байланысына жауап береді және т.б. Домендер автономді өз құрылымында және өз қызметін атқаруда, сондықтан гендік инженерия көмгімен бір белоктың доменіне, басқа белокқа тиісті домнді жапсыруға болады. (Содан белок – химераны жасауға болады). Сәттілік блса мұндай химера екі белоктың да қызметін бірге атқарады.

Белоктың домендік құрылымы.

Ұзын полипептидтік тізбектердің (200 аминқышқылдарының қалдықтары нмесе одан да көп) әдетте домендік кеңістік құрылымы бар. Домен деп өз бетінше глоуос құрайтын пептидтік тізбектің бөлігін айтады, бір пептидтік тізбекте 2 не одан көп домен болуы мүмкін.

Домендік құрылым.

Бір белокта домендер құрылымы жағынан бірдей, не әртүрлі болуы мүмкін, және қызметі жағынан да сондай болуы ықтимл. Көп жағдайда өз құрылымы бойынша және қасиеттері бойынша домен кейбір глобулярлық белокпен ұқсас. Құрылымы және функциясы бойынша әртүрлі белоктарда а және (3 құрылым) біртектес сәйкестігі кездевседі, ол суперекіншілік құрылымын да белгіленеді. Пируват – киназа ферментінің домені супер екіншілік құрылымы «бочолка» тәріздес құрылады.

Мұнда 8 а – спиралының аумағы «бочка тәріздес құрылым құрд, ал оның ішінде 8 домен орналасқан, оның 3 құрылымыдқы аумағы шұбатылған жапырақ тәріздес, а-спиралі доменнің шет жағында орналасқан. Суперекіншілік ДНК-лап байланысқан белокта орын алады. Белоктың глобула онша қатты құрылымды емес, белгілі бір шеңберінде пептидтік тізбек бөлімдері бір біріне салыстырмалы түрде орын ауыстырады. Ал молекула сұйықта әртүрлі бөлігінде солқылайды. Бұл өзгерістерді жылулық қозғалыс ртінде қарастыруға болады. Олар молекулалардың конформациясының жоспарн бұзайды, себебі кристалдағы атомдардың жылулық тербелісі кристалдық құрылымын өзгертпейді, егер t жоғары болып, еру орын алмаса.

Белок молекулаларының конформциясы басқа молекулалармен әсрлескенде аз ғана өзгерістерге ұшырайд. Мысалы, гемоглабиннің оттегімен қосылғандағы конформациясы оттегі жоқ  кездегі гемоглобиннің конформациясына аз ғана өзгешілігі бар.

Белоктар химиясына сипаттама.

      Тірі организм өзіне тәнқұрылымдық ұйымы мен биологиялық қызметтері арқылы сипатталады. Организмнің осы құрылымдық ұйымының қызметінде белоктар өте маңызды роль атқарады, яғни белоктар басқа органикалық заттардың алмасуына келмейді, өйткені олардың өзінше ерекше құрылымдық ұйымы бар.Белоктар дегеніміз-аминқышқылы қалдықтарынан тұратын, құрамында азоты бар жоғары молекулярлы органикалық заттар.Әлбетте белоктардың және белокты заттардың аталуы жануарлар мен өсімдік ткандерінің, тауық жұмыртқасының белогына ұқсас заттардың табылуымен байланысты қойылған.Ғалымдар өз заманындағы жаратылыстану ғылымының аздаған жетістіктеріне сүйене отырып, көпке белгілі-«Өмір –бұл белокты денелердің өмір сүру тәсілі» деген болатын. Белоктар генетикалық хабардың малекулалық құрамы; яғни белок арқылы генетикалық хабар жүзеге асып тұқым қуалай беріледі. Белоксыз, ферментсіз ДНҚ, малекуласы өзін қайта құрау қабілетін жояды және генетикалық хабарды бере алмайды. Тірі организмнің өзіне ұқсас ұрпақ қалдыру да осы белокпен байланысты. Жиырылу, қозғалу-бұлшық еттің белокты құрылымына тікелей байланысты. Сонымен, өмір сүру зат алмасуынсыз мәні жоқ, ол өзін құрайтын белоктарды үнемі толықтыруы керек. Осындай жағдаймен белоктар тірі организмнің негізін, құрылымдық бірлігін құрайды. 
Молекулярлы биологияның негізін қалаушы Ф.Криктің айтуы бойынша, белоктардың маңыздылығы олардың әртүрлі қызметті өте шапшаңдықпен орындауында.

Домендер және белоктың кеңістік құрылымының қалыптасуы.

Белоктарға тән кеңістік құрлым пайда болуы әдісі – гидрофобтық ядро және мозаикалық беттің қалыптасуы глобулдың өлшемін шектейді, себебі оның көлемі үлкейген сайын гидрофобтық ядроның түзілуі қиындайды. Молекулярлы массасы 14-16 кДа болатын полипептидтік тізбек 2 немесе одан көмек домен қалыптасады. Домен деп белоктың үшіншілік құрылымындағы белгілі бір құрылымдық ұйымдастырудың өлшемін құрайды. Ереже бойынша, демондер белоктың молекулаларының басқа бөліктерімен тәуелсіз кеңістіктік құрылымын қалыптастырады. Көптеген ғалымдар жеке белоктардың кристаллографиялық құрылымын зерттегенде бірнеше рет белок тізбектерінің кеңістіктік құрылымының тек біртұтас компакті глобус түрінде емес, сонымен бірге глобулярлық аумақтардың өз ара әлсіз байланысу формасында болатындығы туралы ойларды айтқан. Соның ішінде, алғаш рет ол Д.Филминс 1996 ж. Лизоцим құрылымын сипатағанда айтқан болатын, келіп Б.Канингхэм 1971 ж. иммуноглобулиннің құрылымдық бірліктерін зерттегенде сипаттады.

Үш өлшемді белок құрылымын сипаттағанда    бақылаудың әрбір құрылымының автономиялық аумағының тәуелсіздігі жөнінде гипотеза айтқан. 1972 ж. Дж.Бирктофт, Д.Блоу альфа-хилотрипсинді зерттегенде домендік ұйымдастырудың үшөлшемдік құрылымына сипат берді. (Конформция – молекула бөлшектерінің кеңістікте орналасқан). Бұл белоктың молекула бөлшектерінің кеңістікте натиотип орналасуы 2 доменді енгізеді, оның әрқайсысының формасы цилин тәріздес, алты тізбектік антипараильдік бета – құрылымына құралған. Дәл осындай топология әлсатады мен трипсиннің үшөлшемдік құрылымына тән, және аспартаты протенназ (пспсин) да дәл солай. Папаиннің де белок майларының домендер әртүрлі құрылымда болады: бірі тек альфа-спиральдан тұрады, ал бірі – бета құрылымдық болады. Д.Уетлауфер домендердің блуын аминқышқылдардың өздігінен белгілі бір бағытта жинақталып нативтік конформацияға өту механизмінің ерекшелігі арқыл түсіндіреді. Ол да 2 доменнің 2 түрін сипаттайды: 1) үзілмейтн полипеп 2) үзілмелі полипептидтік тізбек. Доменнің тізбек құрылымын цементтейтін лемееп ол ядро (нуклеация) 8-18 қалдықтан тұрады. Ядро 40-150 өлшемдегі аминоқышқылдық қалдықтардан полипептидтік тізбек құру үшін қжет. Мұндай доменді ұйымдастыру белоктың бүкіл структурасын тез арада жинақтауда қамтамасыз етеді. Күрделі белоктардың жеке домендері әрт үрлі экзондар арқылы ьаңбаланады. Парвис және оның қолдаушылары геннің құрамында болатын үш домендік псируваткиназдың аумағын айырды, ол аминқышқылдарының бір қалыпта трасляция жасау кезінде ұзақ-үзіліске жауап бере алатындығын көрсетті. Мұндай пайзалар мульти домендық белоктардың дұрыс жинақтауға көмегі зор домендік ұйымдастыру мол белоктың өлшемі арасында айтарлықтай түзету жоқ. Мысалы, бактериохлороариадың (330 а.к) молекуласы, карбоксипептидазаның (307) молекулалары біртұтас глобул түрінде болады. Ал лизоцны Т4 (164) және протенназ 13 (186) 2 доменнен тұрады.

Көп жағдайда құрылымдық автономиясы функциональдқпен толықтырылады. Мысалы, нуклеотид – кез келген ферменттің функциясына қарамай полипептидік тізбекті жайғастырудың бірдей әдісі тән, кофермені NAD немесе NADН бірінің субстратимен байланыстылыққа жауапты дегидрохиаз доменің байланыстырады. Қан ұйыту жүйесінің аманокцевтік домендер фарменттері (кринглипф) мембрана липидтерімен және басқа болыстармен байланасуын қамтамасыз етеді. Имунноглобулиннің аминоконцевтік домендері антигенаның байланыс орталығын қалыптастырады. Бірақ кейбір кезде домендер үшін жеке функциональдық рөлін көрсетуге болмайды. Мысалы, папачннің құрамында 2 домен жақсы байқалады. Домендерді бөліп тұратын шұңқырында каталиттік орталық орналасқан, сонымен бірге оны құрайтын функциональдық топтары 2 доменде де орналасқан. Домендердің болуы ішкі икемділікті жоғарылатудың құрылымдық алғы шартын жасайды, белоктың молекулалардың динамикасын арттырады. Домендер көптеген белоктардың кеңістіктік құрылымының эволюциялық өзгеруінің алғашқы кезеңіне сәйкестенуі деген ойда айтылады. Мысалы, вирустың (ВИЧ)-ң өте кішкене протеиназасы, пептидтің тізбегі тек 99акодан тұрады, өзінің ұйынуы тәсілінен пепсин доменіне ұқсайды. ВИЧ протеиназасы домен сияқты өте белсенді болғандықтан, ол ежелгі бір пепсин доменіне ұқсас түрлеріне эволюциялық жақындығы бар деген ойды болжайды. Домендердің шекарасы экзондардың шекарасына сәйкес болады деген факт, олардың белок эволюциясы үрдісінде ерекше белоктар ретінде көрінеді деген ойды тұжырымдайды. Кейбір кезде сол бір домен бір рет теп артық мономерлік белокта да кездеседі, ол құрылымға квазисимметрияның элементтер береді. Мұндай баланыстағы біртиптік домендер гендердің екі еселенуі нәтижесінде пайда болады. Ол әртүрлі домендердің қосылуы гендердің өз ара қосылыс нәтижесінде болатындығын сипаттайды. Осыған қарағанда ферменттер, шобуялық белоктар сияқты, модульдың принциппен жасалған: функциясы орындайтын қажетті әртүрлі элементтер бір полипептидтік тізбекте біріктірілген.

Қан ұйыту және фибрин еріткіш жүйенің белоктары – протенназы және оның алдындағылар – каталистиканың доменнен басқа (панкреатикалық трипсин сияқты) каталитиканың емес аумақты қамтиды. Дәл сол оларға реттеуіш мокралепекуласы және макроқуғын үрдісін білу үшін қатысады. Бұл негізінде жататын қан ұйыту және фиорионамез реакцияларын жоғары қадағалауу шелігін жоғарылатады. Қан плазмасының белок аумақтарының катаменттік емес N-соңғы тәуелсіз 4 түрлік құрылым және функционалдық доменге ұйымдастырылады.

1. Крингл – домен (кринглы, 85 аминқышқылдық қалдықтар төңірегінде – үш дисульфидтік байланысы арқылы пайда болған гамологиялық крендель – олар үшөпшендік құрылым сияқты.
2. Са – байланыстырушы домендер немесе Gia – домені (40 аминоқышқылдық қалдықтар төңірегінде) , 9-12 Gia қалдығын құрайды. Gia қалдықтарының К витамины – карбоксилазаға тәуелді әсерімен кейін өту модификациясы нәтижесінде пайда болады.
3. Дамудың эпидермальді факторына гамологиялық (біртекті) домендер. ( 50 аминқышқылдың қалдық төңірегінде) (G).
4. Саусақтектес, фингер-домендер (Ғ), олар фибронектинге тән.

Бұл барлық автономдық бірліктер қан белоктар және оның фрагменттері құрылымында қайталанады.

Тек фактор ХІ құрылымында 4 доменнен анықталған, олар бөлінген, кесілген алма тәріздес. («apple» , 90 аминқышқылдық қалдықтардан тұрады), әрбір екеуінде бір дисульфиді байланыста біріккен ұқсас субьбірлік болады.

Гемостаз жүйесінің ферменттері, тиілмеген мультидомендердің кеңістік құрылымы қазіргі кезде алі зерттелмеген. Бірақ жеке домендердің құрылымдарын зерттеуде рентгеноқұрылымдық анализ және ЯМР тәсілдері пайдалана отырып біраз жетістіктерге жеткен. Бұл әсіресе крингл – домендермен 1 протромбиндік фрагментіне қатысты.

Көптеген каталитиканың домендер гемостаз жүйесінің белоктарының молекуласы сериндік протеиназдар болып табылады және 50 %-тік бірінші құрылымдық гомологиясы бар, мысалы трипсин және химотринсин көптеген протенназдық кеңістік моделі трипсин және химотрипсин құрылымы негізінде көрсетілген. Әсіресе зерттелгені тромбин құрылымы. Соңғы кезде тромбиннің христалографиялық құрылымы анықталған, хиорметилкетопмен D-Phe-Pr-Arg  тежелген, табиғи тежелгіш – гирудин және кейбір гирудиннің пептидтік ферменттері.

Белоктардың физикалық және химиялық қасиеттері

Белоктардың физикалық және химиялық қасиеттері организмнің тіршілік әрекетінің негізін құрайды.

Белоктар – жоғары молекулалы органикалық қосылыстар. Табиғатына байланысты белоктардың молекулалық массасы барынша өзгере алады. Кең таралған белоктардың молекулалық массасын мына сандармен тежелеуге болады: инсулин – 35000, пепсин – 39000, гемоглобин – 68000, жұмыртқа альбумині – 40500.

Белоктар ерітіндісі коллоидтық сипатта болады. Көп белоктар суда, тұз ерітіндісінде және қышқылдарда ериді. Белоктардың барлығы дерлік сілтілерде жаксы ериді, ал органикалық еріткіштерде ерімейді. Белоктар лиофильды (грек. лио – ерітінді, филио- сүйемін) коллоидтық ерітінді құрады.

Коллоидты ерітінділерге молекулярлы – кинетикалық, оптикалық, электрлі кинетикалық қасиеттер тән.

Молекулярлы – кинетикалық қасиеттері коллоидты бөлшектердің мөлшеріне, ерітіндінің рН мәніне, сыртқы температураға және т.б. байланысты. Белоктардың коллоидтық ерітінділері ең төмен (диффузия коэффициентіне, төмен осмос қысымына 0,273 – 0,364 Па), бірақ жоғары салыстырмалы тұтқырлық пен ісіну дәрежесіне ие болып келеді. Организмдегі судың 80 – 90 % -і белоктармен байланыста болады.

Крингл - доменнің белоктың аумағы

Кринглдер урокиназда байқалған, ф ХІІ, екеуден протромбинде және плазминогеннің тіндік активаторында, 4-белокта, гепатоциттердің даму факторында, 5-плазлигенде, 38 көшірмесі апопротенніңде анықталған.

Крингл – домендердің бета – құрылымы өте жоғары. Олардың пайда болуы молекуланың ішкі ілмегіндегі (дисульфидтік) көпірі арасындағы ван-дер-ваальс контактісінің жақындасуына мерсекіндікберетін әсерлесуінен туындайды: Cys-87-Cys-124 және Cys-115- Cys-139 – бұлар қоссульфидтік кластерлер. Бұл қоссульфидтік кластерлер кринглидің құрылымында ауырлық орталығына жақын орналасып тығылған және ерекшеліктерге қолайлы емес. Ішкі ілмектің айналасындағы аминқышқылдарының қалдықтары өзінің жоғары дәрежедегі консервациясын сақтайды. Белгілі крингелдердің барлығының алғашқы құрылымы жоғары дәрежелі гомологиясымен сипатталады. Бірақ олардың функционалдық мәні әр түрлі болады. Мысалы, көп зерттелген протромбиннің (К1) 1-кринглінің өзі протромбиннің тромбинге активациясы кезінде функциональды ешқандай жүктеме алмайды. Ол –өзін N-соңғы Gia – доменмен арасындағы құрылымдық «спейсер» ретінде көрсетеді, бұл жағдайда фосоролипидтің үстіңгі жағымен белок молекуласының және субстратты ферментпен жақындастырылатын функционалды маңызды крингл – 2 V апротромбиноз комплекс факторы ауыр тізбегімен байланысқан байланысы қамтамасыз етіледі. Плазминоган молекуласының кринглда және плазмингон активаторы тіндері фибринолитикалық жүйенің компонентері үшін байланыстыратын аумақтарды қалыптастыруға қатысады, мысалы фиброн және альфа антиплазмин 1 және 4 плазминоган кринглері және плазминоген тік активаторы крингл 2 фибринді, лизгенді, омега аминокарбин  қышқылы және эпсилопаминкапрон қышқылы бууға қабілеті бар. Плазминогеннің крингл-5-і және плазминнің жеңіп тізбегі бензатидинмен байланысып буулады. Басқа кринглдің функциясы әлі анықталмаған.

Плазминоген мен плазминнің фитринге туыстығы крингл-1 мен қамтамасыз етіледі. Asp57-Arg-71 домендерінің қалдықтары орталық ретінде фибринмен алғашқы әсерлесуде, ал Arg-32 және Arg-37 қалдықтары К 1 фибринге жоғары туыстығын анықтайды.

Плазминогеннің Lysфибрин байланыстырушы крингл-4 байланысты аумағы шұңыр ретінде оның үстіңгі жағында орналасқанжәне бірінші құрылымның мына элементтерін кіргізеді: His-31-Lys-35; Ph-54-Lys-58; Prs-61-3РЦ-64 и Arg-71-Cys-75.

Cija – домендері 7 түрлі белоктардың  компоненттері болады (протромбин, ф.VII, ф.IX, ф.X, S белоктары).

Cija домендерінің алғашқы құрылымы  жоғары дәрежелі гомологиясымен  ерекшелінеді.  Бұған тән потрапептидік ілмек, ол дисульфидтік байланыспен және Cia қалдықтарының екі-екіден орналасуымен пайда болады. Әсіресе зерттелген протромбин молекуласының Cia доменінің N – соңғылық фрагменті 35 қалдықтан тұрады, реттелмеген құрылысы бар. Молекуланың қалған бөлігі альфа – спираль түрінде кездеседі, ол Cys-48-Cys-61 қалдықтарынан пайда болған оның ішінде полипептидтік ілмек болар. Спиральденген бөлігі Cia – доменнің Thn-38, Phe-41, TrpTyr-45 аминқышқылдарының қалдықтары молекуланың консервативтік бөлігін көрсетеді VII және СН белоктар – факторында қайырылу қадамы ұзындау, протромбиннің ішіне қарағанда. Бұл консервативтітрипептидің Cys-Ars-Gin пептидік тізбегіне оның алдындағы Cys-48 екеуіне түсіндіріледі. Са ++ иондарының қатарынан Cja – доменінің конформациясы (молекула бөлшектерінің кеңістікте орналасуы) өзгереді, соның салдарынан оның спектірінде флуоресценциясы өшіруді анықтауға болады. Бұл үстіңгі жағында протромбиндік комплектің белоктарының белсенділігі жүргізілетін клетка мембраналарың женелттерімен байланыстыруға қаблеті бар модульдың қалыптасуына әкеледі.

Мембрананың белоктары.

Егер мембрана құрамындағы липидтердің негізгі рөлі биқабатын тұрақтандыру болса, онда белоктар мембрананың функциональды белсенділігіне жауап береді. Біреу молекула мен иондардың белгілі бір тасымалдауын қамтамасыз етсе, біреулері ферменттер болады, үшікшілері гармондар, медиаторлар. Эткозаноидтер, липопротеиндер азот оксидтері үшін рецепторлар болып цитосскелетті клеткадан матрикспен байланыстыруға қатысады. Белоктардың үлесіне 30дан 70%-дейін мембрана массасы тиеді. Белоктар әрбір мембрананың жұмыс істеуінің ерекшелігін анықтайды. 

Пайдаланған әдебиеттер.

1. А.Ж.Сейтембетова,С.С. Лоходий «Биологииялық  химия» 1994ж 
2. К.С. Сағатов «Биологиялық химия» 1998ж 
3. З.Сейітов «Биологиялық химия» Алматы, «Қайнар» 1992ж. 
4. Ж.Ж. Жатқанбаев «Өсімдік физиологиясы» Алматы, 1988ж. 
5. Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин «Биологическая химмия» Москва, 1989г.