Biologik kimyo

Substrat yoki reaktsiya mahsuloti miqdorini aniqlash usullari. Buning uchun ma`lum bir vaqt o`tgandan so`ng reaktsiya to`xtatilib yoki reaktsiya borishi davomida qayd qilinib, kolorimetrik, spektrofotometrik, fluorimetrik, polyarografik usullarda aniqlanadi.


Ferment faolligi birliklari. Ko`pincha fermentlar miqdori mutlaq kattaliklar, masalan mg da yoki ferment mol da o`lchash mumkin bo`lmaganligi uchun shartli ferment birliklarida o`lchanadi. Halqaro biokimyogarlar ittifoqining ―Fermentlar nomenklaturasi‖ kitobida fermentning struktura birligi (ME)da ifodalanib, 1 mikromol substratni bir minutdagi (standart sharoitda) o`zgarishini katalizlovchi ferment miqdori qabul qilingan. Lekin, SI sistemasida minut o`lchov birligi sifatida qabul qilinmaganligi uchun ferment faolligi ME bo`yicha atalmaydi. 1972 yil biokimyo nomenklatura komissiyasi katal nomi bilan boshqa birlikni qabul qildi. Katal (ramzi- kat) 1 molga teng substratni 1 sekundda kataliz qila oladigan ferment faolligini ifodalaydi. Binobarin, 1 katalga teng faollik 1 mol./sek dir. Mazkur ko`rsatkich yuqori darajali kattalik bo`lganligi tufayli amaliyotda mikrokatal (mk kat), nanokatal (nkat) qo`llaniladi. Bu kattaliklar 1 sekundda mikromol, nanomollarga to`g`ri keladi. Qondagi fermentlarning faolligi SI sistemasi kattaliklariga muvofiq ifodalanadi.

Fermentning solishtirma faolligi standart sharoitlarda 1 mikromol substratni 1 minutda o`zgartirish qobiliyatiga ega bo`lgan 1 mg ferment massasiga teng ya’ni mkmol/(min mg oqsil) da ifodalanadi.

Ko`p shaklli fermentlar. Fermentlarni bir turda, bir to`qimada, hatto bir hujayraning o`zida ham bir - biridan farqlanadigan ikki va undan ortiq shakllarda uchrashi aniqlangan. Bu fermentlar ayni bitta reaktsiyani kataliz qilsalar ham bir - birlaridan substratga yakinliklari, ta`sirining optimumi, kataliz qiladigan reaktsiyaning sur`ati yoki boshqarilishini xossalari bo`yicha o`zaro farqlanadi.

Ko`p shaklli fermentlarning paydo bo`lish tabiati xilma - xil bo`lib, oxirigacha o`rganilmagan. Izofermentlar kelib chiqishi fizik - kimyoviy farqlari

126

bo`yicha oqsil molekulasining birlamchi strukturasidagi nasliy xossaga bog`liq.

Fermentning nasliy bo`lmagan modifikatsiyalariga shaklli fermentlar deyiladi.

Izofermentlar modda almashinuvida boshqaruvchilik vazifasini bajarib, turli to`qimalarda kechayotgan metabolizmni ichki va tashqi omillarga moslashtirish imkoniyatini yaratadi, degan fikrlar mavjud. Izofermentlar turli hujayra va to`qimalarda, hattoki organoidlarda bir xil bo`lmaganligi sababli biokimyoviy reaktsiyalar yo`nalishini o`zgartirish xususiyatiga ega.

Oligomer tuzilishga ega bo`lgan izofermentlar kompleksning faolligi ular strukturasidagi ayrim subbirliklarni bir - biriga nisbatan joylashishiga bog`liq. Keyingi yillarda ko`pchilik fermentlarni izofermentlari borligi aniqlangan: misol sifatida odam va hayvon hujayralaridagi gliserataldegidfosfatdegidrogenaza, piruvatdegidrogenaza, geksokinaza fermentlarini keltirsa bo`ladi.

Bu guruhga mansub fermentlardan birinchilar qatorida laktatni oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasini kataliz qiluvchi laktatdegidrogenaza yaxshi o`rganilgan:

Laktat + HAD⁺ Piruvat + HADH + H⁺
Laktatdegidrogenaza organizm turli organlarida besh xil izoenzim ko`rinishda uchrab, to`rtta polipeptid zanjirdan iborat. Izofermentlarning bir-biridan polipeptid zanjirlaridan aminokislota tarkibi va birlamchi strukturasi bo`yicha farqlanadi. Ular M zanjir (ing. «muscle» - muskul so`zidan) va H - zanjir (ing. «heart» - yurak so`zidan olingan) tuzilgan. Binobarin, faol ferment 4 ta subbirliklarning 5 xil kombinatsiyalaridan iborat: H<sub>4</sub>, H<sub>3</sub>M, H<sub>2</sub>M<sub>2</sub>, HM<sub>3</sub>, M<sub>4</sub> LDG lar sanog`i bo`yicha quyidagi izofermentlar - LDG<sub>1</sub>, LDG<sub>2</sub>, LDG<sub>3</sub>, LDG<sub>4</sub>, LDG<sub>5</sub>, ga to`g`ri keladi. Skelet muskullaridagi LDGning izoshakli asosan 4 M - zanjirlaridan, yurak muskul to`qimasidagisi esa asosan H - zanjirlardan tashkil topgan. Ba`zi kasalliklarda LDGning izoferment tarkibini o`zgarishi undan tashxis maqsadlarida foydalanishga asos bo`lgan. Qon zardobida izoferment shakli miqdorini o`zgarishiga qarab qaysi a`zo kasallanganligi, patologik jarayon qaysi ahvolda ekanligi to`g`risida fikr yuritsa bo`ladi.

127

Poliferment sistemalar. Har bir hujayra o`ziga xos fermentlar to`plamiga ega. Ba`zi fermentlar deyarli hamma hujayralarda, boshqalari esa faqat ayrim hujayralardagina uchraydi. Hujayradagi har bir ferment funksiyasi alohida bo`lmasdan boshqa fermentlar funktsiyasi bilan uzviy bog`langan. Ko`p shaklli fermentlardan poliferment sistemalar yoki konveyerlar shakllanadi.

Hujayradagi poliferment sistemalar funktsiyasi ularga bo`lgan zaruriyatga va tashkil topish xususiyatlariga bog`liq. Poliferment sistemalarning tashkil etilishini shartli ravishda quyidagi turlarga ajratish mumkin: 1) funktsional, 2) strukturali - funktsional , 3) aralash.

Funktsional tuzilishdagi poliferment sistema fermentlari bir butun bo`lib, birinchi fermentdan ikkinchisiga o`tishda metabolitlar yordamida ma`lum bir vazifani bajaradi. Jumladan, funktsional tashkil topgan poliferment sistemalaridagi birinchi fermentga substrat reaktsiyasi mahsuloti undan keyin kelayotgan fermentga vazifasini o`taydi, keyingi reaktsiyalar shu ko`rinishda davom etadi.

Funktsional tashkil topgan poliferment sistemalariga glyukozaning parchalanishida qatnashadigan glikoliz fermentlari yig`indisi misol bo`la oladi. Glikolizda har bir reaktsiya alohida ferment bilan katalizlanadi. Fermentlar ketma-ketligi ta’sirida hosil bo`layotgan metabolitlar bog`lovchi bo`g`in sifatida xizmat qiladi. Zanjirdagi fermentlar tizimida glyukozadan boshlab oxirgi substratgacha har biri oldingi ferment katalizlaydigan reaktsiya mahsuloti keyingi ferment uchun substrat hisoblanadi.

Strukturali funktsional tuzilishda ferment - fermentli o`zaro ta`sir yordamida ma`lum seriyali struktura sxemalarini hosil bo`ladi. Natijada molekula darajasidan yuqori bo`lgan polifermentli kompleks strukturalari shakllanadi. Bunga bir nechta fermentlardan tashkil topgan pirouzum kislotasining oksidlanishida ishtirok etuvchi piruvatdegidrogenaza poliferment kompleksi hamda struktura jihatidan o`zaro bog`langan 7 ta fermentdan iborat yog` kislotasi sintezida qatnashuvchi sintetazasi misol bo`la oladi. Poliferment sistemalari bir butun mustahkam sistema bo`lib, alohida fermentlarga katta qiyinchilik bilan parchalanadi. Shu jihatdan ular funktsional tuzilgan poliferment sistemalaridan farq qiladi.

128

Struktura - funktsional tuzilishdagi poliferment komplekslaridan tashqari yana boshqa variantlari ham bo`lishi mumkin. Masalan, fermentlar biologik membranada birikib, zanjirsimon tizilma ko`rinishini oladi. Masalan, mitoxondriyalarda energiya hosil bo`lishida elektron va protonlarning tashilishida ishtirok etuvchi nafas olish zanjiri fermentlari mana shunday tuzilishga ega.

Struktura - funktsional tuzilish turi asosan biologik funktsiyasi yuqori darajada bajarilishi lozim bo`lgan ferment sistemalariga tegishli. Bu kabi sistemalardagi fermentlarni bir-biridan ajratish ular faoliyatini yo`qolishiga olib keladi.

Aralash poliferment sistemalar tuzilishi yuqorida keltirilgan ikkala turdagi tuzilishning birgalikda qatnashishidan iborat, ya`ni poliferment sistemaning bir qismi struktura tuzilishiga, boshqa qismi esa funktsional tuzilishga ega. Bunday tuzilishga Krebs halqasining poliferment sistemasi misol bo`la oladi, unda ba`zi fermentlar struktura kompleksida birlashgan (2-oksoglutaratdegidrogenazali kompleks), boshqalari esa bir-biri bilan bog`lovchi metabolitlar yordamida funktsional jihatdan birlashgan.