Oqsillar yuqori molekulali

• 
  Oqsillar yuqori molekulali azot saqlovchi organik moddalar bo׳lib, ular aminokislotalardan tashkil topgandir.
  
• 
  Oqsillarning elementlar tarkibi:
  
• 
  Uglerod - 50-54%
  
• 
  Kislorod – 21-23%
  
• 
  Vodorod – 6,5-7,3%
  
• 
  Azot – 15-17%
  
• 
  Oltingugurt – 0,5%
  

Oqsil va peptidlar








A’zo va to׳qimalarning oqsillari

• 
  Oqsillar odam tana vazni quruq massasining taxminan
  

45%ni tashkil etadi.

• 
  Mushak, o׳pka, taloq, buyrak quruq massasining 70-80%.
  
• 
  Suyak, yog׳ to׳qimasida 3-8%.
  
• 
  Polipeptid zanjiri 50 aminokislotadan kam bo׳lsa – peptid deb ataladi, ularga rilizing gormonlar, enkefalinlar, neyropeptidlar, angiotenzinogen 2, glutation, vazopressin, oksitotsin, kininlar va boshqalar kiradi. 50 aminokislotadan ziyod bo׳lsa – oqsil deb ataladi (miozin, RNK-aza, kollagen, lizotsim, immunoglobulinlar, albuminlar, insulin va boshqalar).
  

Oqsillarning asosiy vazifalari

• 
  Fermentativ yoki katalitik
  
• 
  Gormonal yoki regulyator
  
• 
  Retseptor
  
• 
  Transport
  
• 
  Struktur
  
• 
  Tayanch yeki mexanik
  
• 
  Rezerv yoki trofik
  
• 
  Mexanokimiyoviy yoki kiskarish
  
• 
  Elektroosmotik
  
• 
  Energotransformatsiya
  
• 
  Kogenetik
  
• 
  Antitoksik
  
• 
  Toksik
  
• 
  Gemostatik
  

Peptidlarning asosiy vazifalari

• 
  Gormonal (rilizing gormonlar, vazopressin, oksitotsin,
  

melanotsit stimullovchi gormon, glyukagon)

• 
  Xazm qilish jarayonlarini boshqarish (gastrin,
  

xoletsistokinin, vazointestinal peptid)

• 
  Қon tomirlar tonusini va AB boshqarish (bradikinin,
  

kallidin, angotenzin 2)

• 
  Ishtaxani boshqarish (leptin, neyropeptid Y, melanotsit stimullovchi gormon, β-endorfinlar)
  
• 
  Og׳riqni qoldiruvchi peptidlar (enkefalinlar, endorfinlar, opioid peptidlar)
  
• 
  MNS faoliyatini, uyqu, xotira, o׳zlashtirish, xayajon, qo׳rquv jarayonlarida ishtirok etuvchi peptidlar.
  

-aminokislota tasnifi

І. radikalni (R) kimyoviy strukturasiga kora:

а) aromatik: fenilalanin, tirozin.
CH₂ – CH – COOH

fenilalanin

NH₂

б) alifatik: glicin, alanin, valin, serin, glutamin

кислота.

COOH – CH₂ – CH₂ – CH – COOH

glutamin kislota

NH₂

в) geterociklik: тriptofan, gistidin, oksiprolin, prolin.


СООH




H prolin

Oqsillar tasnifi

• 
  Shakli (globulyar va fibrillyar)
  
• 
  Molekulyar massasi (kichik va yuqori molekulali)
  
• 
  Kimyoviy tuzilishi (oddiy va murakkab)
  
• 
  Bajaradagan funksiyasi
  
• 
  Xujayrada joylashishi
  
• 
  Organizmda tarqalishi (qon, limfa, yurak)
  
• 
  Miqdoriy jihatdan o׳zgarib turishi (doimiy – konstituitiv va indutsibel)
  
• 
  Yashash davri (qisqa va uzoq muddatli)
  

Oqsillarning 4 xil qurilish darajalari tafovut

etiladi:





uchlamchi

struktura

ikkilamchi

struktura

Turtlamchi

struktura
Birlamchi

struktura

Aminokislotalar

ketma-ketligi

Α spiral Polipeptid zanjir Subbirliklar ansambili

• 
  Oqsil molekulasi polipeptid zanjirida aminokislotalarning ma’lum tartibda ketma-ket joylashishiga oqsillarning birlamchi strukturasi deb aytiladi.
  
• 
  Oqsillar birlamchi strukturasi asosida peptid bog׳i yotadi.
  

Oqsil tuzilishi









Peptid bog׳ni hosil bulishi




Peptid bogC-N 0,132 nm

Peptid (amid) bog

Peptid bog׳ tuzilishi

Peptid bog trans konfiguraciyaga ega

• 
  Oqsillarning biologik xususiyatlari va spetsifikligi ularning birlamchi strukturasiga bog׳liqdir.
  
• 
  Oqsil molekulasidagi 1 yoki 2 aminokislotaning boshqa aminokislotaga almashishi ular vazifasining buzilishiga olib keladi.
  
• 
  Oqsilarning tur (insulin) va tur ichidagi spetsifikligi ularning birlamchi strukturasiga bog׳liqdir.
  

Insulin A zanjirining tur spetsifikligi

tur	Aminokislota qoldiqlarini joylashishi
	8	9	10
Odam	tre	ser	ile
Xokiz	ala	ser	val
Chochqa	tre	ser	ile
Ot	tre	gli	ile
qoy	ala	gli	val
Kit	tre	ser	ile

Insulin V zanjirining tur spetsifikligi

Тур	С-охирги аминокислота
Одам	Тре
Қуён	Сер
Чўчқа	Ала
Қўй	Ала
От	Ала

• 
  Oqsillarning birlamchi tuzilishi ularning funksional spetsifikligini belgilaydi.
  
• 
  Vazopressin
  
• 
  Sis-tir-fen-gli-asp-sis-pro-arg-gli-NH2
  
• 
  Oksitotsin
  
• 
  Sis-tir-ile-gli-asp-sis-pro-ley-gli-NH2
  

• 
  NvA va HbS N-oxiri aminokislotalari:
  
• 
  Val-gis-ley-tre-pro-glu-glu-liz
  
• 
  Val-gis-ley-tre-pro-val-glu-liz
  
• 
  Turli turdagi sitoxrom S molekulasidagi aminokislotalarning odam sitoxrom S-siga nisbatan farqi:
  
• 
  Makakus rezus - 1
  
• 
  Қuyon - 9
  
• 
  Tovuq - 13
  
• 
  Қurbaqa - 18
  

Oqsilni ikkilamchi strukturasi

Oqsilni ikkilamchi strukturasi Polipeptid zanjirni tartibli strukturasi va

SO i NH-gruppalari orasida vodorod boglar bilan boglanishi. Ikkilamchi struktura turlari:

α-spiral

β-qavatma qavat struktura

betartib koptokcha (random coil)








birlamchi ikkilamchi

Oqsilni ikkilamchi strukturasi - α-spiral

N-oxiri


C-oxiri

α-spiralni xususiyati:




18 a.k. Spiralni 5ta buramasini xosil qiladi

1 burama – 3,6 a.k., h q 0,54 nm birinchi aminokislotani SO - - -NH turtinchi aminokislota bilan vodorod bogi xosil qiladi

α-spiral stabillashtiradi:

Ala, Val, Leu, Phe, Trp, Met, His, Gln

α-spiral destabillashtiruvchilar: Gly, Glu, Asp, Ile, Lys, Arg, Tyr, Asn, Ser, Cys

Pro α –spiralini burilishlarida

joylashadi

Oqsilni ikkilamchi strukturasi - α-spiral

α-Spiral polipeptid zanjirni




ota zich upakovkasi
Oqsillarda faqat

ong α-spirallar uchraydi

Oqsilni ikkilamchi strukturasi - β-qavatma qavat struktura




Β-qavatma qavat struktura yoki “taxlangan bar” – bu polipeptid zanjirni zigzak zanjirlarni ozaro vodorod SO - - -NH boglar bilan boglanadi

0,272 нм








Oqsilni ikkilamchi strukturasi - β-qavatma qavat struktura




Paralell struktura





Antiparalell struktura

Yonidan

korinishi

Oqsillarda ikkilamchi strukturalarni uchrashi

• 
  polipeptid zanjiridagi aminokislotalarning funksional guruxlari orasidagi vodorod bog׳lanishlar ikkilamchi qurilishni hosil qiladi (α-spiral, β-struktura, betartib koptokcha).
  
• 
  α-spiralda polipeptid zanjir o׳q atrofida o׳raladi va vodorod bog׳lar bitta polipeptid zanjir orasida hosil bo׳ladi (ichki vodorod bog׳lar) va ular polipeptid zanjirini qisqartiradi.
  
• 
  β-strukturada vodorod bog׳lar bitta polipeptid zanjirining parallel qismlarida yoki bir-necha polipeptidlar orasida xosil bo׳ladi.
  
• 
  Bitta oqsilda xam α-spiral, xam β-struktura bo׳lishi mumkin.
  

Oqsillarda turli xil ikkilamchi qurilishlarning miqdori

• 
  Faqat α-spiraldan tashkil topgan oqsillar (mioglobin, gemoglobin)
  
• 
  α-spiral va β-struktura oqsil molekulasida bir xil miqdorda uchraydigan oqsillar (LDG, FGK). Ulardagi α-spirallar domenlarni hosil qiladi. Domen – bu polipeptid zanjirining globulyar shaklga ega bo׳lgan mustaqil qismi.
  
• 
  Faqat β-strukturadan tashkil topgan oqsillar (immunoglobulinlar, SOD).
  
• 
  Asosan betartib koptokcha hosil qiluvchi oqsillar.
  

Oqsillarning uchlamchi qurilishi

• 
  Birlamchi va ikkilamchi qurilishga ega bo׳lgan oqsillarning fazoviy joylashishi uchlamchi qurilishni hosil qiladi. Bunda gidrofob yadro va gidrofil qavat hosil bo׳ladi, oqsilning faol markazi shakllanadi.
  
• 
  Mustahkamlovchi bog׳lar: ion, vodorod, disulfid.
  
• 
  Bunda ikkilamchi superstruktura hosil bo׳ladi (β- bochkacha, α-spiral-qayilish- α-spiral, «rux barmoqchalari», «leysinovaya zastejka-molniya»).
  

Oqsillar uchlamchi qurilishi

Polipeptid zanjidra, ma’lum qismlari ikkilamchi strukturaga ega, odatda fazoviy joylashib nisbatan kompakt tizimni xosil qiladi, ikkilamchi struktura elementlari ta’sirlanib boglar xosil qiladi.



Kupgini oqsillar uchun uchlamchi kurilma ularning fazoviy strukturasiga ekvivalent

Xar bir oqsil uzini unikal fazoviy

kurilmasiga ega

Oqsillar uchlamchi qurilishi

α β



















α/β























Oqsillarning superikkilamchi qurilishi



















Oqsillarning to׳rtlamchi qurilishi

Turtlamchi struktura bir nechta polipeptid zanjirlardan

tashkil topgan oqsillarga xos.

Bir nechta subbirliklar assotsiatsisi natijasida kompakt globula vujudga keladi. Bu oqsil subbirliklarini fazoda joylashishi.















4та subbirlikdan _{2 subbirlikdan 12 subbirlikdan}

Oqsillarning to׳rtlamchi qurilishi

• 
  Bir-necha polipeptid zanjirlarni fazoviy joylashishi 4- chi qurilishni hosil qiladi. Masalan: geksokinaza - 2, gemoglobin va LDG – 4, glutaminsintetaza – 12, PDG – 312 protomerlardan tashkil topgan.
  
• 
  Ular komplementarlik va folding asosida birikadi va oligomer oqsilni hosil qiladi.
  
• 
  Folding – polipeptid zanjirini to׳g׳ri fazoviy strukturasining shakllanishi. Bunda «shaperonlar» (mahsus oksillar) ishtirok etadi.
  

Oqsilni nativ konformatsiyasini xosil bulish boskichlari ( oqsilni Folding )



Oqsilni fazoviy tuzilishini xosil bolishi – murakkab va kop bosqichli protsess








36 а.к. – 1 мс







Shaperonlarni oksil foldingidagi axamiyati

• 
  Polipeptid zanjir sintezlanishi, membrana orqali transpoti, oligomer oqsil xosil bo׳lishlarni oraliq bochqichlarida oqsilni konformatsiyasi nostabil va agregatsiyaga moil. Nativ konformatsiyasi shakillanguncha aminokislotlarni reaksion yuqori qoldiqlarini bir biridan saqlash va ajratish zarur. Shaperonlar oqsilni konformatsiyasini turgunligini saqlaydi, oqsilni foldingini ta’minlaydi.
  

Shaperonlarni tasnifi

• 
  Molekulyar massasiga nisbatan:
  
• 
  Yukori molekul 100 - 110 kD
  
• 
  Sh-90 - molekul.massa ot 83 do 90kD
  
• 
  Sh70- molek.massa ot 66 do 78kD
  
• 
  Sh-60
  
• 
  Sh-40
  
• 
  Past molekulyar -15-30 kD
  
• 
  Sintezlanishiga nisbatan:
  
• 
  Konstitutiv
  
• 
  Indutsebil (normal xolatlarda sintezi sust)
  

Foldingni buzilishi bilan bog׳liq bo׳lgan kasalliklar

• 
  Ba’zi holatlarda suvda eruvchan oqsillar sharoitni o׳zgarishi hisobiga yomon eruvchan holatga o׳tadi, agregatsiyalanadi va amiloidlar hosil qiladi. Bunga sabab:
  
• 
  Oqsillar giperproduksiyasi
  
• 
  Xujayraga oqsil konformatsiyasini o׳zgartiruvchi omillarni tushishi yoki paydo bo׳lishi
  
• 
  Proteoliz jarayonlarini faollashishi va erimaydigan agregatlarning hosil bo׳lishi
  
• 
  Mutatsiyalar xisobiga.
  
• 
  Masalan: Alsxaymer kasalligi, prion kasalliklar.
  

Izofunksional oqsillar

• 
  Tirik xujayralarda ma’lum vazifani bajaradigan oqsil bir necha shaklda bo׳lishi mumkin, ular izofunksional oqsillar yoki izooqsillar deb ataladi.
  
• 
  Masalan, gemoglobin, fermentlar shakllari.
  

Izofunksional oqsillar

• 
  Gemoglobin:
  
• 
  Hb A – 2α2β
  
• 
  HbA2 - 2α2δ
  
• 
  HbF - 2α2γ
  
• 
  LDG:
  
• 
  LDG1 - NNNN
  
• 
  LDG2 - NNNM
  
• 
  LDG3 - NNMM
  
• 
  LDG4 - NMMM
  
• 
  LDG5 - MMMM
  

Oqsillarning ligandlar bilan bog׳lanishi

• 
  xar bir oqsil o׳ziga xos modda bilan tanlab bog׳lanishi mumkin. Bu moddalar ligandlar deb atalib, turli darajada tuzilgan modda bo׳lishi mumkin (past molekulali modda, makromolekula, oqsil).
  
• 
  
  
• 
  
  

Ontogenez va kasalliklarda organizm oqsil tarkibining o׳zgarishi

• 
  Organizm individual taraqqiyotida oqsil tarkibi o׳zgarib boradi. Embrional davrda jigar va ichakdagi ko׳pchilik fermentlar bo׳lmaydi, bola tug׳ilganidan keyin sintezlana boshlaydi.
  
• 
  Masalan: homilada – HbF, tug׳ilgandan so׳ng NvA bilan almashadi, go׳dak bolalar ichagida laktaza miqdori ko׳p, yoshi o׳tgan sari uni miqdori kamayadi va amilaza ortadi.
  
• 
  Oqsillarning tarkibi turli kasalliklarda o׳zgaradi. Bunga qon plazmasi oqsillarini misol keltirish mumkin.
  

Proteinopatiyalar

• 
  Irsiy:
  
• 
  o׳roqsimon-xujayrali anemiya, gemofiliya, gangliozidozlar, glikogenozlar, albinizm, irsiy mitoxondrial kasalliklar, sutni ko׳taraolmaslik.
  
• 
  Orttirilgan:
  
• 
  gastritlarda kamkonlikning og׳ir shakllari, disbakterioz, to׳qima va biologik suyuqliklarda oqsillarning miqdoriy va sifat o׳zgarishlari, qandli diabet (gemoglobin va kristallinni glikirlanishi), miyelomada Bens-Djons oksilini paydo bulishi, alkalozda NvA kislorodga nisbatan moilligini ortishi va gipoksiyani shakillanishi.