Кіріспе. Белоктардың құрылысы және қызметі

Белоктың денатурлануын  жүргізуші факторларды физикалық және химиялыққа бөледі.

Физикалық факторлар.

1. Жоғары температура. Әртүрлі белоктарға жылудың әсерінен әртүрлі сезімталдылық тән. Кейбір белоктар 40-50⁰С-де денатурлана бастайды. Бұл белоктарды термолабильділер деп атайды. Кейбір белоктар біршама жоғары температурада денатурланады. Олардың термостабильділер деп атайды;

2. Ультракүлгін сәулелену;

3. Рентгендік және  радиоактивтік сәулелену;

4. Ультрадыбыс;

5. Механикалық әсер (тербеліс);

 

Химиялық факторлар.

1. Концентрленген қышқылдар  және сілтілер. Мысалы, үшхлорсірке  қышқылы (органикалық), азот қышқылы (бейорганикалық);

2. Ауыр металдардың  тұздары (мысалы, CuSO₄);

3. Органикалық еріткіштер (этил спирті, ацетон);

4. Өсімдік алколоидтары;

5. Жоғары концентрациялы  мочевина;

6. Белок молекуласындағы  әлсіз типті байланыстарды бұзатын басқа заттар;

Денатурлану белоктың биологиялық активтілігінің жоғалуы арқылы байқалады. Бұл жағдайда келесі құбылыс өтеді:

1. Әрбір белоктың уникальды  үш өлшемді құрылымы бұзылады  және бір белоктың барлық молекуласы  немесе осындай молекуладан басқа кездейсоқ конформация қалыптасады;

2. Белоктың активті  орталығын қалыптастыратын АҚ-дың  радикалдары кеңістікте бір-бірінен  алыс аралықта орналасқан болады  немесе белоктың лигандамен байланысатын  спецификалық орталығы болады;

3. Глобулалық белоктардың  гидрофобтық ядросында болатын гирофобтық радикалдар денатурланғанда молекуланың бетіне шығып қалады, сондықтан олар белок үшін агрегаттану жағдайын қалыптастырады. Белоктың агрегаттары тұнбаға түседі. Белоктың денатурлануында олардың бірінші реттік құрылымының бұзылуы өтпейді.

Денатурлаушы агентті диализ арқылы бөліп алғанда белоктың конформациясы  мен қызметі қалпына келеді немесе ренативация (ренатурации) өтеді.

Жасушаларда белоктар топтамасы –  шаперондар анықталған. Шаперондар жылулық  шок белоктары (hsp60, hsp70, hsp90) деп аталатын үш белоктар топтамасына жатқызылады. Бұл белоктардың бұлай аталуының себебі, температура жоғарлағанда  және стресстің басқа да формасында олардың синтезі күшейетіндігіне байланысты. Белоктар — hsp70 тптамасының өкілдері — өсукшә полипептидтік тізбектің бастапқы стадиясында байланысады. Олардың бір бөлігі цитоплазмадағы белоктың ұю процессін бақылайды, ал басқалары белоктардың митохондрияға тасымалдануына қатысады. Белоктар hsp60 синтезделген полипептиді бөшке тәріздес қоршайды және сол арқылы дұрыс конформация қалыптасуына жағдай жасайды. Шаперондар, сонымен бірге тәріздескелесі іргелі мәселелерге де қатысады: 1) жартылай денатурланған белоктардың ренативациясына; 2) денатурланған белоктарды тану және оларды лизосомаға тасымалдау; 3) белоктардың үшінші реттік құрылымы қалыптасуына қатысу; 4) олигомерлік белоктардың жинақталуына қатысу; 5) белоктарды мембрана арқылы тасымалдау.

Шаперон белоктар жартылай денатурланған, тұрақсыз, агрегаттануға бейім, белоктармен байланысуға қабілетті және олардың нативті конформациясын қайта қалпына келтіруге қатысады. Шаперондар ішінде қуысы бар комплекстер түзіледі. Өзінің бетінде гидрофобтық АҚ қалдықтарымен байытылған беткейлік фрагменттері бар белоктар шаперондық комплекстің қуысына түседі. Бұл қуыста жасуша цитозолының басқа молекулаларынан изоляцияланған қалыптағы жағдайда ең тиімді энергетикалық тұрақты конформациясы табылғанға дейін мүмкін конформациялардың таңдалуы жүреді. Нативті конформацияның шаперон тәуелді қалыптасуы энергияның көп мөлшерде жұмсалуымен жүреді, энергия көзі ретінде АТФ пайдаланылады.(сур.4).

Медициналық маңызы. Белоктардың анализі диагностикалық мақсатта пайдаланылады. Кейбір белоктар емдеу мақсаттарында препарат ретінде қолданылады, мысалы (инсулин, интерферон).

 

Көрнекілік материал

Слайд-сурет   1. Белоктардың екінші реттік құрыымы

Слайд-сурет 2. Белоктың үшінші реттік құрылымы қалыптасуындағы аминоқышқылдар радикалдары арасындағы байланыстар

Слайд-сурет 3. Белоктардың ұйымдасуының деңгейлері

Анимация:   Шаперондардың қызметі

Әдебиеттер:

1.Биохимия. Учебник /под редакцией член – корр РАН, проф. Е.С. Северина – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004.- 784 с

2. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В  2-х томах. Т. 2. Пер. с англ: - М.: Мир, 1993. - 384с.

Бақылау сұрақтары (кері байланыс):