Oqsillar (polipeptidlar, oqsillar) makromolekulyar moddalar boʻlib, ular peptid bogʻi bilan bogʻlangan alfa-aminokislotalarni oʻz ichiga oladi. Tirik organizmlardagi oqsillarning tarkibi genetik kod bilan belgilanadi. Qoidaga ko'ra, sintezda 20 ta standart aminokislotalar to'plamidan foydalaniladi.
Proteinlar tasnifi
Oqsillarni ajratish turli mezonlarga muvofiq amalga oshiriladi:
- Molekulaning shakli.
- Tarkibi.
- Funksiyalar.
Oxirgi mezonga ko'ra, oqsillar tasniflanadi:
- Tuzilmaviy.
- Toʻyimli va zaxira.
- Transport.
- Pudratchilar.
Tuzilish oqsillari
Bularga elastin, kollagen, keratin, fibroin kiradi. Strukturaviy polipeptidlar hujayra membranalarining shakllanishida ishtirok etadi. Ular kanal yaratishi yoki ularda boshqa funksiyalarni bajarishi mumkin.
To'yimli, saqlash oqsillari
Oziqlantiruvchi polipeptid kazeindir. Uning hisobidan o'sayotgan organizm k altsiy, fosfor vaaminokislotalar.
Zaxira oqsillari - madaniy o'simliklarning urug'lari, tuxum oqi. Ular embrionlarning rivojlanish bosqichida iste'mol qilinadi. Inson tanasida, hayvonlarda bo'lgani kabi, oqsillar zahirada saqlanmaydi. Ular muntazam ravishda oziq-ovqat bilan birga olinishi kerak, aks holda distrofiya rivojlanishi mumkin.
Transport polipeptidlari
Gemoglobin bunday oqsillarning klassik namunasidir. Gormonlar, lipidlar va boshqa moddalar harakatida ishtirok etuvchi boshqa polipeptidlar ham qonda uchraydi.
Hujayra membranalarida ionlar, aminokislotalar, glyukoza va boshqa birikmalarni hujayra membranasi orqali oʻtkazish qobiliyatiga ega boʻlgan oqsillar mavjud.
kontraktil oqsillar
Ushbu polipeptidlarning funktsiyalari mushak tolalari ishi bilan bog'liq. Bundan tashqari, ular protozoalarda siliya va flagella harakatini ta'minlaydi. Kontraktil oqsillar hujayra ichidagi organellalarni tashish funktsiyasini bajaradi. Ularning mavjudligi tufayli hujayra shakllarining o'zgarishi ta'minlanadi.
Qisqiluvchan oqsillarga miyozin va aktin misol bo'ladi. Aytish joizki, bu polipeptidlar nafaqat mushak tolalari hujayralarida mavjud. Kontraktil oqsillar hayvonlarning deyarli barcha to'qimalarida o'z vazifalarini bajaradi.
Xususiyatlar
Hujayralarda alohida polipeptid - tropomiyozin mavjud. Miyozin qisqaruvchi mushak oqsili uning polimeridir. U aktin bilan kompleks hosil qiladi.
Kontraktsion mushak oqsillari suvda erimaydi.
Polipeptid sintezi tezligi
Bu qalqonsimon bez va tomonidan boshqariladisteroid gormonlar. Hujayra ichiga kirib, ular maxsus retseptorlarga bog'lanadi. Hosil bo'lgan kompleks hujayra yadrosiga kirib, xromatin bilan bog'lanadi. Bu gen darajasida polipeptid sintez tezligini oshiradi.
Faol genlar ma'lum RNK sintezini kuchaytiradi. U yadrodan chiqib, ribosomalarga boradi va yangi strukturaviy yoki kontraktil oqsillar, fermentlar yoki gormonlar sintezini faollashtiradi. Bu genlarning anabolik ta'siri.
Ayni paytda hujayralardagi oqsil sintezi ancha sekin jarayondir. Bu yuqori energiya xarajatlarini va plastik materialni talab qiladi. Shunga ko'ra, gormonlar metabolizmni tezda nazorat qila olmaydi. Ularning asosiy vazifasi tanadagi hujayralarning o'sishi, farqlanishi va rivojlanishini tartibga solishdir.
Mushak qisqarishi
Bu oqsillarning qisqarish funktsiyasining yorqin namunasidir. Tadqiqotlar davomida mushaklar qisqarishining asosi polipeptidning fizik xususiyatlarining o'zgarishi ekanligi aniqlandi.
Kontraksiyon funktsiyasini adenozin trifosfor kislotasi bilan o'zaro ta'sir qiluvchi aktomiozin oqsili bajaradi. Bu bog'lanish miofibrillarning qisqarishi bilan kechadi. Bunday o'zaro ta'sir tanadan tashqarida kuzatilishi mumkin.
Masalan, qoʻzgʻaluvchanligidan mahrum boʻlgan suvda namlangan (maseratsiyalangan) mushak tolalari adenozin trifosfat eritmasi bilan taʼsirlansa, tirik muskullarning qisqarishi kabi ularning keskin qisqarishi boshlanadi. Bu tajriba katta amaliy ahamiyatga ega. U buni isbotlaydimushaklar qisqarishi uchun kontraktil oqsillarning energiyaga boy modda bilan kimyoviy reaksiyasi zarur.
E vitaminining ta'siri
Bir tomondan u asosiy hujayra ichidagi antioksidantdir. E vitamini yog'larni va boshqa oson oksidlanadigan birikmalarni oksidlanishdan himoya qiladi. Shu bilan birga, u elektron tashuvchi vazifasini bajaradi va bo'shatilgan energiyani saqlash bilan bog'liq oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida ishtirok etadi.
E vitamini etishmovchiligi mushak to'qimalarining atrofiyasiga olib keladi: miyozin qisqarish oqsilining tarkibi keskin kamayadi va u kollagen, inert polipeptid bilan almashtiriladi.
Miozinning o'ziga xosligi
U asosiy kontraktil oqsillardan biri hisoblanadi. Bu mushak to'qimalaridagi polipeptidlarning umumiy miqdorining taxminan 55% ni tashkil qiladi.
Miofibrillarning filamentlari (qalin filamentlari) miozindan iborat. Molekula tarkibida qo'sh spiralli tuzilishga ega bo'lgan uzun fibrillar qism va boshlar (globulyar tuzilmalar) mavjud. Miyozin tarkibida 6 ta subbirlik mavjud: globulyar qismda joylashgan 2 ta ogʻir va 4 ta yengil zanjir.
Fibrillyar mintaqaning asosiy vazifasi miyozin filamentlari yoki qalin protofibrillalar to'plamini hosil qilish qobiliyatidir.
Boshlarda ATPazning faol joyi va aktinni bog'lash markazi joylashgan. Bu ATP gidrolizini va aktin filamentlari bilan bog'lanishini ta'minlaydi.
turlar
Aktin va miyozinning kichik turlari:
- Flagella va kipriklarning dyneinlariprotozoa.
- Eritrotsitlar membranalarida spektrin.
- Perisinaptik membranalar neyrostenini.
Har xil moddalarning kontsentratsiya gradientida harakatlanishi uchun mas'ul bo'lgan bakterial polipeptidlar ham aktin va miyozin navlariga tegishli bo'lishi mumkin. Bu jarayon kimyotaksis deb ham ataladi.
Adenozin trifosfor kislotasining roli
Agar siz aktomiozin filamentlarini kislota eritmasiga solsangiz, kaliy va magniy ionlarini qo'shsangiz, ular qisqarganligini ko'rishingiz mumkin. Bunday holda, ATPning parchalanishi kuzatiladi. Ushbu hodisa adenozin trifosfor kislotasining parchalanishi kontraktil oqsilning fizik-kimyoviy xususiyatlarining o'zgarishi va natijada mushaklarning ishi bilan ma'lum bir bog'liqlik borligini ko'rsatadi. Bu hodisa birinchi marta Szent-Gyorgyi va Engelxardt tomonidan aniqlangan.
Kimyoviy energiyani mexanik energiyaga aylantirish jarayonida ATP sintezi va parchalanishi muhim ahamiyatga ega. Adenozin trifosforik va kreatin fosforik kislotalarning fosforillanishida bo'lgani kabi, sut kislotasini ishlab chiqarish bilan birga glikogenning parchalanishi paytida kislorodning ishtiroki talab qilinmaydi. Bu izolyatsiya qilingan mushakning anaerob sharoitda ishlash qobiliyatini tushuntiradi.
Sut kislotasi va adenozin trifosforik va kreatin fosforik kislotalarning parchalanishi natijasida hosil boʻlgan mahsulotlar anaerob muhitda ishlaganda charchagan mushak tolalarida toʻplanadi. Natijada, moddalarning zahiralari tugaydi, ularning bo'linishi paytida zarur energiya chiqariladi. Agar charchagan mushak kislorod o'z ichiga olgan muhitga joylashtirilsa, u bo'ladiuni iste'mol qiling. Sut kislotasining bir qismi oksidlana boshlaydi. Natijada suv va karbonat angidrid hosil bo'ladi. Chiqarilgan energiya kreatin fosforik, adenozin trifosforik kislotalar va parchalanish mahsulotlaridan glikogenni qayta sintez qilish uchun ishlatiladi. Shu tufayli mushak yana ishlash qobiliyatiga ega bo'ladi.
Skelet mushaklari
Polipeptidlarning individual xossalarini faqat ularning funktsiyalari, ya'ni murakkab faoliyatga qo'shgan hissasi misolida tushuntirish mumkin. Protein va organ funktsiyasi o'rtasida bog'liqlik aniqlangan bir nechta tuzilmalar orasida skelet mushaklari alohida e'tiborga loyiqdir.
Uning hujayrasi nerv impulslari (membranaga yo'n altirilgan signallar) bilan faollashadi. Molekulyar ravishda qisqarish aktin, miyozin va Mg-ATP o'rtasidagi davriy o'zaro ta'sirlar orqali o'zaro ko'priklarning aylanishiga asoslanadi. K altsiyni bog‘lovchi oqsillar va Ca ionlari effektorlar va nerv signallari o‘rtasida vositachi vazifasini bajaradi.
Mediatsiya "yoqish/o'chirish" impulslariga javob berish tezligini cheklaydi va spontan qisqarishning oldini oladi. Shu bilan birga, qanotli hasharotlarning volan mushak tolalarining ba'zi tebranishlari (flyukatsiyalari) ionlar yoki shunga o'xshash past molekulyar birikmalar tomonidan emas, balki to'g'ridan-to'g'ri kontraktil oqsillar tomonidan boshqariladi. Shu sababli, faollashtirilgandan so'ng o'z-o'zidan davom etadigan juda tez qisqarishlar mumkin.
Polipeptidlarning suyuq kristall xossalari
Mushak tolalarini qisqartirgandaprotofibrillalar hosil qilgan panjara davri o'zgaradi. Yupqa filamentlar panjarasi qalin elementlarning tuzilishiga kirganda, tetragonal simmetriya olti burchakli bilan almashtiriladi. Bu hodisani suyuq kristalli tizimdagi polimorf o‘tish deb hisoblash mumkin.
Mexanokimyoviy jarayonlarning xususiyatlari
Ular kimyoviy energiyani mexanik energiyaga aylantirishgacha qaynaydi. Mitoxondriyal hujayra membranalarining ATP-aza faolligi skelet mushaklarining iozin tizimining harakatiga o'xshaydi. Umumiy xususiyatlar ularning mexanokimyoviy xossalarida ham qayd etilgan: ular ATP ta'sirida kamayadi.
Demak, mitoxondriyal membranalarda kontraktil oqsil bo'lishi kerak. Va u haqiqatan ham u erda. Mitoxondrial mexanokimyoda kontraktil polipeptidlar ishtirok etishi aniqlangan. Biroq, fosfatidilinositol (membrana lipid) ham jarayonlarda muhim rol o'ynashi ma'lum bo'ldi.
Qo'shimcha
Miyozin oqsili molekulasi nafaqat turli mushaklarning qisqarishiga yordam beradi, balki boshqa hujayra ichidagi jarayonlarda ham ishtirok etishi mumkin. Bu, xususan, organellalarning harakati, aktin filamentlarining membranalarga birikishi, sitoskeletonning shakllanishi va faoliyati va boshqalar haqida. Deyarli har doim molekula ikkinchi kalit qisqarishi bo'lgan aktin bilan u yoki bu tarzda o'zaro ta'sir qiladi. protein.
Aktomiyozin molekulalari ATP dan fosfor kislotasi qoldigʻi ajralganda ajralib chiqadigan kimyoviy energiya taʼsirida uzunligini oʻzgartirishi isbotlangan. Boshqacha aytganda, bu jarayonmushaklar qisqarishiga olib keladi.
Shunday qilib, ATP tizimi kimyoviy energiyaning o'ziga xos akkumulyatori vazifasini bajaradi. Zarur bo'lganda, u aktomiozin orqali to'g'ridan-to'g'ri mexanikaga aylanadi. Shu bilan birga, boshqa elementlarning o'zaro ta'siri jarayonlarining oraliq bosqichi - issiqlik energiyasiga o'tish xususiyati yo'q.
