1-ma’ruza mavzusi: Aminokislotalar. Peptidlar. Oqsillarning biologik vazifalari

Oqsillarning eruvchanligi va unga ta’sir etuvchi omillar. Oqsillar – gidrofil, suvsevar kolloidlar qatoriga kiradi. Suvda eritilgan quruq oqsil barcha yuqori molekulali gidrofil birikmalar singari bo`kadi, keyin esa oqsil molekulalari sekinlik bilan eritmaga o`ta boshlaydi. Bo`kish davomida suv molekulalari oqsilning ichiga o`tadi va uning qutbli guruhlari bilan bog`lanadi. Polipeptid zanjirining mustahkam taxlami shishadi. Bo`kkan oqsilni qaytar eritma deb hisoblash mumkin. Suvni yanada shimilishi oqsil molekulasini umumiy massadan ajralishi va erishiga olib keladi. Lekin bo`kish har doim ham erishga olib kelmaydi; ayrim oqsillar, masalan, kollagen ko`p suv yutsa ham bo`kkan holatda qolaveradi.

Erish hodisasi oqsillarning gidratatsiyasi, ya’ni suv molekulalarini oqsil bilan bog`lanishi asosida yuzaga keladi. Gidratlangan oqsil suv molekulasi bilan mustahkam bog`langan bo`lib, uni uzish judayam qiyin. Bu oddiygina adsorbtsiya bo`lmay, manfiy zaryad tutuvchi kislotali va musbat zaryad tutuvchi asosli aminokislotalarning qutbli guruhlari bilan suv molekulalarining elektrostatik bog`lanishini ko`rsatadi.

Gidratlangan oqsilning bir qismi vodorod bog`lari yordamida suv molekulalari bilan bog`langan peptid guruhlari bilan bog`lanadi. Masalan, qutbsiz yon zanjirga ega bo`lgan oqsillar ham suv bilan bog`lanib, bo`kadi. Kollagen tarkibida saqlagan qutbsiz aminokislotalar katta miqdordagi suvni bog`lashi bunga misol. Peptid guruhlari bilan bog`langan suv ta’sirida polipeptid zanjiri cho`ziladi. Ammo zanjirlar orasidagi bog`lar (ko`priklar) oqsil molekulasining bir-biridan uzilishiga va eritmaga o`tishiga yo`l qo`ymaydi. Tarkibida kollagen saqlovchi mahsulot qizdirilganda kollagen tolalaridagi zanjirlararo bog`lar uziladi va ajralgan polipeptid zanjir eritmaga o`tadi. Qisman gidrolizlangan eritmali kollagenga jelatina deb aytiladi. Jelatina kimyoviy tarkibi bo`yicha kollagenga yaqin bo`lib, oson bo`kadi va suvda yopishqoq eritma hosil qiladi. Gel hosil qilish jelatinaning asosiy xususiyati hisoblanadi. Jelatinaning suvli eritmalari amaliy tibbiyotda plazmani o`rnini bosuvchi va qon to`xtatuvchi modda sifatida, gel hosil qilishidan esa farmatsevtika amaliyotida kapsula tayyorlashda foydalaniladi.

Oqsilning erishiga ta’sir etuvchi omillar. Oqsillarni erishi ularning aminokislotalar tarkibiga (qutbli aminokislotalar qutbsiz aminokislotalarga qaraganda yaxshiroq eriydi), tuzilish xususiyatlariga (globulyar oqsillar fibrillyar oqsillarga nisbatan yaxshiroq eriydi) va erituvchining sifatiga bog`liq. Masalan, o`simlik oqsillari – prolaminlar 60-80% li spirtda, albuminlar – suvda va tuzlarning kuchsiz eritmalarida eriydi; kollagen va keratin esa ko`pchilik erituvchilarda erimaydi.

Oqsil eritmalarining turg`unligi oqsil molekulasi zaryadi va gidratlangan qobig`iga bog`liq. Oqsil zaryadi yoki undagi qutbli aminokislotalar soni bilan gidratatsiya o`rtasida uzviy bog`lanish bor: oqsilda qutbli aminokislotalar qancha ko`p bo`lsa, shuncha ko`p suv bog`lanadi ( 1g oqsil hisobida). Ba’zi hollarda oqsilning gidratlangan qobig`i kattalashib, gidratlangan suv uning og`irligining 1/5 qismiga erishi mumkin.

Ayrim oqsillar kuchli gidratlanadi, lekin yomon eriydi. Masalan, kollagen yaxshi eriydigan globulyar oqsillarga nisbatan ko`p suv bog`laydi, ammo erimaydi. Uning erishiga struktura xususiyatlari – polipeptid zanjirlari o`rtasidagi ko`ndalang bog`lar xalal beradi.

Oqsilning eruvchanligi ular molekulasidagi gidrofil guruhlarning soniga, molekulalarining o`lchamiga, shakliga va zaryadi yig`indisining miqdoriga bog`liq. Oqsillarning eruvchanligi izoelektrik nuqtada kamayadi. Chunki molekulalar o`rtasida ularni bir-biridan itaradigan elektrostatik kuch bo`lmaydi.

Neytral tuzlarning ta’siri. Neytral tuzlar(Na₂SO₄, MgSO₄, (NH₄)₂SO₄) hattoki toza suvda erimaydigan oqsillar, masalan, evglobulinlarning ham eruvchanligini oshiradi. Tuz ionlarini oqsilni qarama-qarshi zaryadlangan molekulalari bilan o`zaro ta’sirlashib, oqsil molekulalari orasidagi tuzli ko`priklarni buzadi. Tuzni ortiq miqdori (eritmaning ion kuchining ortishi) teskari ta’sir ko`rsatadi.

Muhit pH ining ta’siri. Muhitning pH i oqsilning zaryadiga, shu bilan birga uning erishiga ham ta’sir etadi. Oqsil o`zining izoelektrik nuqtasida, ya’ni zaryadlarining yig`indisi nolga teng bo`lganda, barqaror bo`lmaydi. Zaryadning yo`qolishi oqsil molekulalarini yaqinlashishi, yopishishi va cho`kmaga tushishini osonlashtiradi. Demak, oqsilning eruvchanligi va turg`unligi uning izoelektrik nuqtasidagi muhit pHida eng kam darajada bo`ladi.

Haroratning ta’siri. Oqsilning eruvchanligi bilan harorat o`rtasida qattiq bog`lanish yo`q. Ammo globulin, pepsin, mushak fosforilazasi kabi oqsillar suvda va tuzli eritmalarda harorat oshirilishi bilan yaxshi; mushak aldolazasi, gemoglobin kabi oqsillar esa yomon eriydi.

Har xil zaryadlangan oqsillarning ta’siri. Agar polianion - kislotali oqsillarga polikation – asosli oqsillar qo`shilsa, agregatlar hosil bo`ladi. Bunday hollarda zaryadlarning neytrallanishi natijasida turg`unlik yo`qoladi va oqsillar cho`kmaga tushadi. Ba’zi vaqtlarda bu xususiyatdan oqsillar aralashmasidagi kerakli oqsilni ajratib olishda foydalaniladi.

Suv shimuvchi moddalar, organik erituvchilar- etil spirti, metil spirti, atseton, ishqoriy metallar – neytral tuzlarning quyuq eritmalari oqsilning suv pardasini buzib, uning eruvchanligini pasaytirib yuboradi. Oqsilning eritmasiga organik suyuqliklar - ammoniy sulfat, natriy sulfat, natriy xlorid, natriy fosfat va boshqa eritmalar qo`shilganda oqsil odatda cho`kadi.

Tuzlanish. Oqsil eritmalariga turli tuzlar qo`shilganda uning cho`kmaga tushishiga tuzlanish deyiladi. Bu sharoit oqsil molekulalari unga turg`unlik beruvchi gidrat qobig`idan holi bo`lib, bir-biri bilan oson qo`shiladi va yirik agregatlar hosil qiladi. Tuzlanish oqsilning nativ (boshlang`ich, tabiiy) holatini ko`pincha o`zgartirmaydi, cho`kmadan tuz ionlari dializ yo`li bilan ajratilganda oqsil qaytadan eritmaga o`tadi. Shuning uchun ham ammoniy sulfat va natriy sulfat bilan tuzlash usuli oqsillar qurilishini buzmay ajratib olishda keng qo`llaniladi. Har xil oqsil eritmasi tuz bilan turli darajada to`yintirilganda cho`kmaga tushadi. Shuning uchun ammoniy sulfatning kontsentrlangan eritmasi bilan oqsillar aralashmasidan iborat bo`lgan eritmani to`yintirib, ayrim oqsillarni alohida-alohida cho`ktirish mumkin. Masalan, qon zardobi ammoniy sulfat bilan yarim to`yintirilganda globulinlar ajralib chiqadi, globulinlar cho`kmasini filtrlab, eritma to`la to`yinguncha tuz kukuni qo`shilsa, albuminlar cho`kadi.

Og`ir metall (mis, simob, rux, kumush, qo`rg`oshin) tuzlari oqsil eritmalariga ta’siri butunlay boshqacha, oz miqdori ham oqsilni cho`ktirish imkoniyatiga ega. Ular oqsil molekulasidagi muhim guruhlar, birinchi navbatda, sulfgidril guruhi –(SH) bilan kompleks hosil qilib, oqsil molekulasining strukturasini o`zgartiradi. Og`ir metall tuzlari bilan cho`ktirish ko`pincha qaytmaydigan jarayondir, ya’ni cho`kkan oqsil qaytadan eritma holiga kelmaydi. Oqsillarni spirt, atseton, metanol kabi organik erituvchilar bilan cho`ktirish usuli oqsil molekulasiga bog`langan suvni tortib olinishiga asoslangan. Oqsillar suvli eritmada organik erituvchilarga juda sezgir bo`lganligidan ularni 0° da cho`ktirib, cho`kma tezda eritmadan ajratib olinadi. Agar cho`kma spirt bilan uzoq vaqt birga qolsa, oqsilning nativ holati yo`qolib, suvda erimaydigan holatga o`tadi. Oqsillar organik kislota anionlari bilan ham birikadi. Pikrat kislota, sulfosalitsil kislota, trixloratsetat(uchxlor kislotasi) oqsillar bilan erimaydigan cho`kma hosil qiladi. Bu reaktivlardan – trixloratsetat eritmalardan oqsillarni ajratish, ya’ni deproteinlashda keng qo`llaniladi.

Tuzlash oqsillarni ajratish va tozalashda ko`p qo`llaniladigan usul, chunki oqsillar gidrat qobig`ining o`lchami va zaryadi bilan farq qiladi. Tuzlashda ularning har biri uchun o`zini degidratlovchi va cho`kmaga tushiruvchi tuz miqdori bo`ladi. Tuzlovchi agent ajratib olingandan keyin oqsil hamma tabiiy xususiyatlari va vazifalarini saqlab qoladi.