Սպիտակուցների քանակը տարբեր տեսակի բջիջներում: Ինչ են սպիտակուցները: Սպիտակուցներ. ընդհանուր հասկացություն

Սպիտակուցը բուսական կամ կենդանական ծագման օրգանական սննդանյութ է, որն անհրաժեշտ է մարդու մարմնի բջիջների աճի և նորացման համար: Այն խաղում է հյուսվածքների շինանյութի դեր, հանդիպում է մկաններում, ներքին օրգաններում, ոսկորներում և մաշկի մեջ։ Սպիտակուցը կարգավորում է ամբողջ օրգանիզմի աշխատանքը, նրան ապահովում օգտակար նյութերով։

Սպիտակուցը կազմված է տարբեր ամինաթթուների շղթաներից՝ կապված կովալենտային պեպտիդային կապով։ Ստացված գոյացությունները կազմում են մակրոմոլեկուլներ, որոնք ունեն տարբեր երկարություններ և ձևեր։ Բնության մեջ կա մոտ 80 ամինաթթու, որոնցից ստեղծվում են միացությունների անսահմանափակ բազմազանություն։

Ձևավորված մակրոմոլեկուլների կազմը առավել հաճախ ներառում է այնպիսի քիմիական տարրեր, ինչպիսիք են՝ ածխածինը, ջրածինը, թթվածինը, ազոտը։ Ավելի քիչ հաճախ `ծծումբ և ֆոսֆոր: Յուրաքանչյուր տեսակի սպիտակուցային միացություն ունի որոշակի կառուցվածք: Դրանով կարելի է դատել նյութի բաղադրությունը, ձևը, բաղադրիչների միջև կապերը:

սպիտակուցի կառուցվածքը	Նկարագրություն
Առաջնային	Որոշում է շղթայում ամինաթթուների միացման բաղադրությունը և հաջորդականությունը.
Երկրորդական	Պոլիպեպտիդային շղթայի տարածական ձևը ցույց է տալիս, թե ինչպես է այն ոլորվում ջրածնային կապերի ձևավորման պատճառով: Նրանք կարող են առաջանալ ինչպես մեկ շղթայի ներսում, այնպես էլ մյուս շղթաների միջև:
Երրորդական	Այն իրենից ներկայացնում է եռաչափ ոլորված խխունջ, որը ձևավորվում և պահվում է դիսուլֆիդային կամուրջներով։
Չորրորդական	Նման կապը կարող է ներառել մի քանի պեպտիդային շղթաներ, որոնք փոխկապակցված են ջրածնային կամ իոնային կապերով:

Բոլոր բնական սպիտակուցների հատկությունները կախված են դրանց առաջնային կառուցվածքից: Այն անհատական ​​է, կրում է ժառանգական տեղեկատվություն և պահպանվում է սերունդների ընթացքում։

Ինչպիսի՞ն է սպիտակուցը:

Սպիտակուցի դերը մարդու օրգանիզմում նյութափոխանակության և ֆիզիոլոգիական պրոցեսների կազմակերպումն է, օրգանիզմի իմունային համակարգի պահպանումը, օրգանների աճն ու զարգացումն ապահովելը, բջիջների վերականգնումը։

Մարդու սպիտակուցի սինթեզում ներգրավված է 22 ամինաթթու: Դրանցից 12 հատ. Սրանք ոչ էական ամինաթթուներ են, որոնք կարող են սինթեզվել մարմնում:

Մնացած 10 հատ. էական են, դրանք կարելի է ստանալ միայն սննդից: Դրանց ոչ բավարար քանակի դեպքում մարդը կարող է զգալ հյուծվածություն, իմունիտետի նվազում և հորմոնալ մակարդակի փոփոխություն։

Բոլոր սպիտակուցային միացությունները բաժանված են 2 մեծ խմբի.

• Ամբողջական սպիտակուցները միացություններ են, որոնք պարունակում են բոլոր էական ամինաթթուները:
• Անավարտ սպիտակուցների բաղադրությունը բնութագրվում է դրանցում բոլոր էական ամինաթթուների թերի պարունակությամբ։

Սպիտակուցի արժեքը կախված է դրա բաղադրամասերից։ Որքան ավելի ամբողջական սպիտակուցներ պարունակի այն, այնքան ավելի մեծ օգուտ կստանա:

Սպիտակուցի գործառույթները մարմնում

Սինթեզի արդյունքում ստացված բոլոր սպիտակուցային միացությունները կարելի է բաժանել մի քանի խմբերի. Նրանցից յուրաքանչյուրը կատարում է իր հատուկ գործառույթները, որոնք կարգավորում են մարմնի գործունեությունը:

կատալիտիկ ֆունկցիա

Հիմնական խնդիրներից մեկը, որ կատարում են սպիտակուցները, կատալիտիկ ֆունկցիան է։ Կենսաբանական կատալիզատորների ազդեցությամբ, որոնք կոչվում են ֆերմենտներ, կենդանի բջջում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների արագությունը բազմապատիկ է ավելանում:

Սպիտակուցի դերը մարդու օրգանիզմում չի կարելի գերագնահատել։ Այն կատարում է օրգանիզմի համար կենսական գործառույթներ, մասնավորապես՝ կատալիտիկ։

Ֆերմենտները սպիտակուցների ամենամեծ դասն են, նրանց թիվը 2000-ից ավելի է: Նրանք ապահովում են օրգանիզմի բոլոր նյութափոխանակության գործընթացները:

կառուցվածքային գործառույթ

Սպիտակուցների որոշակի խումբ զբաղվում է կառուցվածքային ֆունկցիայի կատարմամբ։ Նրանք մասնակցում են բջջային և արտաբջջային կառուցվածքների ձևավորմանը, ապահովում են հյուսվածքների ամրությունն ու առաձգականությունը։

Այս սպիտակուցներն են.

• Կերատին, որը առկա է եղունգների, մարդու մազերի մեջ։
• Կոլագենը, որը շարակցական և ոսկրային հյուսվածքի հիմքն է։
• Էլաստինը կապանների բաղադրիչն է:

Պաշտպանիչ գործառույթ

Սպիտակուցը հատկություն ունի պաշտպանելու մարդուն օրգանիզմ ներթափանցող վիրուսներից, բակտերիաներից, տոքսիններից։ Նման միացությունների դերը կատարում են հակամարմինները, որոնք սինթեզվում են իմունային համակարգի կողմից։ Նրանք կապում են անտիգեն կոչվող օտար նյութերը և չեզոքացնում դրանց գործողությունը։

Սպիտակուցների մեկ այլ պաշտպանիչ ազդեցություն դրսևորվում է նրանց որոշ խմբերի արյան մակարդման ունակությամբ: Ֆիբրինոգենի և թրոմբինի գործողության արդյունքում առաջանում է թրոմբ, որը պաշտպանում է մարդուն արյան կորստից։

Կարգավորող գործառույթ

Կարգավորող ֆունկցիայի համար պատասխանատու է սպիտակուցային միացությունների առանձին դաս։ Այս ուղղության սպիտակուցները վերահսկում են նյութափոխանակությունը, բջիջների շարժումը, դրա զարգացումն ու փոփոխությունը։

Դա պայմանավորված է ֆերմենտների շարժունակությամբ կամ դրանք այլ նյութերի հետ համատեղելով։ Նման միացությունների օրինակներ են՝ գլյուկագոն, թիրոքսին, սոմատոտրոպին։

Ազդանշանի գործառույթ

Միացությունների ազդանշանային ֆունկցիան հիմնված է սպիտակուցների որոշակի խմբի աշխատանքի վրա, որոնք տարբեր ազդանշաններ են փոխանցում մարմնի բջիջների կամ օրգանների միջև։ Դրանք նպաստում են մարմնում տեղի ունեցող հիմնական գործընթացների կարգավորմանը։ Օրինակ, այնպիսի նյութ, ինչպիսին է Ինսուլինը ապահովում է արյան մեջ գլյուկոզայի անհրաժեշտ մակարդակը։

Բջիջների փոխազդեցությունը միմյանց հետ տեղի է ունենում ազդանշանային սպիտակուցային միացությունների օգնությամբ։ Սրանք ցիտոկիններ և աճի գործոններ են:

տրանսպորտային գործառույթ

Այս տեսակի սպիտակուցը ակտիվորեն մասնակցում է բջջային թաղանթների միջոցով նյութերի տեղափոխմանը մի վայրից մյուսը: Օրինակ՝ հեմոգլոբինը, որը արյան կարմիր բջիջների մի մասն է, թթվածինը թոքերից տեղափոխում է մարմնի այլ օրգաններ և դրանցից հետ է ուղարկում ածխաթթու գազ։

Սպիտակուցի լիպոպրոտեինը ճարպերը տեղափոխում է լյարդից, ինսուլինը գլյուկոզա է տեղափոխում հյուսվածքներ, իսկ միոգլոբինը մկաններում թթվածնի պաշար է ստեղծում:

Պահեստային (պահուստային) գործառույթ

Սովորաբար, սպիտակուցը չի կուտակվում մարմնում։ Բացառություն են կազմում այդպիսի միացությունները՝ ձվի մեջ պարունակվող ալբումինը և կազեինը, որը պարունակվում է այծի կաթում։ Նաև հեմոգլոբինի քայքայման ժամանակ երկաթը սպիտակուցի հետ կազմում է բարդ միացություն, որը նույնպես կարող է տեղավորվել պահուստում։

Ընդունիչի գործառույթը

Այս տեսակի սպիտակուցը հայտնաբերվում է ցիտոպլազմայի կամ ընկալիչի թաղանթներում: Նրանք կարողանում են բջիջ ընդունել, հետաձգել, փոխանցել արտաքին գրգռիչից բխող ազդանշանները։

Նման միացությունների օրինակներ են.

• օպսին;
• ֆիտոքրոմ;
• սպիտակուցային կինազ:

Շարժիչի (շարժիչի) գործառույթ

Սպիտակուցների որոշ տեսակներ օրգանիզմին ապահովում են շարժվելու ունակություն։ Նրանց մյուս կարևոր խնդիրը բջիջների և ենթաբջջային մասնիկների ձևը փոխելն է։ Շարժիչային ֆունկցիայի համար պատասխանատու հիմնական միացությունները ակտիններն ու միոզիններն են։

Նրանց աշխատանքի արդյունքում տեղի է ունենում մարմնի բոլոր մկանների կծկում ու թուլացում, ներքին օրգանների շարժում։

Սպիտակուցի նորմերը մարդու մարմնում

Մարդու մարմնում սպիտակուցի դերը կարևոր է մարմնի բջիջներին անհրաժեշտ սննդանյութեր ապահովելու համար: Ամբողջական սպիտակուցներ պարունակող մթերքների անբավարար օգտագործումը կարող է հանգեցնել օրգանիզմի կենսական հիմնական գործառույթների խախտման։

Սննդի մեջ օգտագործվող սպիտակուցի քանակը կախված է առողջական վիճակից, մարդու տարիքից, նրա ակտիվությունից։ Հայտնի են այս նյութի նկատմամբ անհատական ​​անհանդուրժողականության դեպքեր։

Մեծահասակների համար

Քանի որ սպիտակուցը չի կարող պահպանվել մարմնում, և դրա ավելցուկը կարող է վնասակար լինել, ամեն օր պահանջվում է որոշակի քանակությամբ սպիտակուց։ Դա անելու համար դուք պետք է իմանաք սպիտակուցի ընդունման օրական արագությունը:

Տարբեր երկրների գիտնականները հետազոտություններ են անցկացնում՝ պարզելու օրական սպիտակուցի ընդունման օպտիմալ քանակությունը։ Այս թվերը անհամապատասխան են: Ռուս դիետոլոգները խորհուրդ են տալիս օգտագործել 1,0-1,2 գ՝ 1 կգ մարդու քաշի համար. Ամերիկացի բժիշկներն այս ցուցանիշը բարձրացնում են մինչև 1,6 գ 1 կգ քաշի համար։

Ավելի լավ է օգտագործել միջին ցուցանիշները: Այս դեպքում նստակյաց կենսակերպ վարող չափահաս մարդուն անհրաժեշտ է օրական 1,2-1,3 գ սպիտակուց՝ 1 կգ մարմնի քաշի դիմաց: Եթե ​​մարդը կշռում է 80 կգ, ապա նա պետք է օրական մոտ 100 գ սպիտակուց օգտագործի։ Ֆիզիկական աշխատանքով զբաղվող մարդիկ պետք է ավելացնեն սպիտակուցի ընդունումը մինչև 1,5 գ 1 կգ քաշի համար:

Երեխաների համար

Երեխաները սպիտակուցի կարիք ունեն պատշաճ զարգացման և աճի համար, ուստի դրա կարիքը շատ ավելի մեծ է, քան մեծահասակների մոտ: Ամենավաղ տարիքում սպիտակուցի օրական ընդունումը կազմում է 3-ից 4 գ 1 կգ քաշի համար։ Դպրոցական տարիքի երեխաների համար այս ցուցանիշը փոքր-ինչ նվազում է, այն տատանվում է օրական 2-3 գ սպիտակուցի 1 կգ մարմնի քաշի դիմաց:

Բարձրորակ սպիտակուցներով հարուստ կաթնամթերքը հատկապես օգտակար է երեխաների համար։ Նրանք լավ են մարսվում և հեշտությամբ ներծծվում երիտասարդ օրգանիզմի կողմից։

Քաշը կորցնելու ժամանակ

Շատ հայտնի դիետաներ հիմնված են սպիտակուցային սնուցման վրա: Մարդիկ, ովքեր ցանկանում են նիհարել, պետք է իրենց սննդակարգում ներառեն ավելի շատ սպիտակուց պարունակող մթերքներ: Սպիտակուցի օրական ընդունումը պետք է ավելացվի մինչև 1,5 գ մարդու 1 կգ քաշի համար:

Առողջական խնդիրների համար

Բազմաթիվ առողջական խնդիրներ են առաջանում այն ​​մարդկանց մոտ, ովքեր ցածր սպիտակուցներ են ընդունում: Երբեմն ձեր ինքնազգացողությունը բարելավելու համար բավական է, որ մարդը հավասարակշռի իր սննդակարգը, իր սննդակարգում ներառի ավելի շատ սպիտակուցային մթերքներ։

Դիետոլոգները համաձայն չեն, թե որքան սպիտակուց պետք է օգտագործվի հիվանդություն ունեցող մարդկանց համար: Լյարդի և երիկամների հիվանդությունների դեպքում, դրանց վրա բեռը նվազեցնելու համար, մասնագետները խորհուրդ են տալիս նվազեցնել սպիտակուցի ընդունումը մինչև 0,7 գ 1 կգ քաշի դիմաց։ Ամեն դեպքում, հիվանդի համար անհրաժեշտ սննդակարգը պետք է նշանակի ներկա բժիշկը անհատապես։

Մարզիկների համար

Սպորտով զբաղվող մարդիկ պահանջում են մեծ քանակությամբ սպիտակուցներ՝ մարմնում մկաններ կառուցելու և ուժը բարձրացնելու համար։ Նրանց համար օրական սպիտակուցի ընդունման արագությունը պետք է լինի 2-ից 2,5 գ 1 կգ մարմնի քաշի համար:

Որոշ ուժային սպորտաձևերում, բազմօրյա հեծանվավազքում, նորմը կարող է ավելացվել մինչև 3 - 3,2 գ սպիտակուց 1 կգ քաշի համար:

Օրգանիզմում սպիտակուցի անբավարարության ախտանիշներն ու պատճառները

Ամենից հաճախ օրգանիզմում սպիտակուցի պակասի հիմնական պատճառը մարդու ոչ պատշաճ սնունդն է, անբավարար պարունակությամբ մթերքների օգտագործումը։ Այս դեպքում օրգանիզմին պակասում են նոր միացությունների առաջացման համար անհրաժեշտ ամինաթթուները: Նա սկսում է ծախսել սեփական պաշարները, վերցնել դրանք մկանային հյուսվածքից։

Մարդու սպիտակուցային «սովածության» մեկ այլ պատճառ կարող են լինել լուրջ հիվանդությունները՝ կապված սպիտակուցների քայքայման ավելացման հետ։ Դրանք են՝ ծանր վարակիչ հիվանդություններ, նյութափոխանակության ժառանգական խանգարումներ, այրվածքներ, երիկամների պաթոլոգիա։ Սպիտակուցի անբավարարության մեղմ ձևերը սովորաբար անցնում են առանց ախտանիշների:

Ավելի ծանր դեպքերում հայտնվում են հետևյալ ախտանիշները.

• Մարդը դառնում է հակված հաճախակի մրսածության։
• Մաշկի ցանկացած վնասվածք վատ է բուժում՝ կտրվածքներ, քերծվածքներ:
• Մարդը հաճախ ունենում է թուլություն, անտարբերություն, մկանների և հոդերի ցավեր:
• Սպիտակուցի բացակայության պատճառով հնարավոր են արյան շաքարի ցատկեր։ Արդյունքում մարդն անընդհատ սովի զգացում է ապրում։
• Եղունգների և մազերի վատ վիճակ.
• Ոտքերում կարող է այտուց լինել։

Եթե ​​դուք ունեք տհաճության վերը նշված ախտանիշներից որևէ մեկը, ապա պետք է խորհրդակցեք բժշկի հետ, որպեսզի նա կարողանա ճիշտ ախտորոշում կատարել և նշանակել բուժում:

Օրգանիզմում ավելորդ սպիտակուցի նշաններն ու պատճառները

Սպիտակուցի դերը մարդու օրգանիզմում արտահայտված է հիմնական ֆիզիոլոգիական պրոցեսների կազմակերպման, բջիջների կենսագործունեության ապահովման գործում։ Այս միացությունը բոլոր սննդամթերքի հիմնական բաղադրիչն է:

Սովորաբար, պրոտեինների ավելցուկի հետ կապված խնդիրները շատ ավելի քիչ են տարածված, քան դրա պակասի հետ:Բայց դրա պարունակությամբ մեծ քանակությամբ մթերքներ ուտելիս մարդը կարող է թունավորվել սպիտակուցներով։

Սննդի ավելցուկային սպիտակուցը լյարդում վերածվում է գլյուկոզայի և միզանյութի, որոնք օրգանիզմից դուրս են գալիս երիկամների միջոցով։ Դրա մեծ քանակության երկարատև օգտագործման դեպքում օրգանիզմում կարող են առաջանալ բացասական փոփոխություններ՝ նյութափոխանակության խանգարումներ, օստեոպորոզ, լյարդի և երիկամների հիվանդություններ։

Նաև սպիտակուցի ավելցուկի պատճառը կարող են լինել մարդու բնածին կամ ձեռքբերովի հիվանդությունները։ Այս դեպքերում մարմինը չի կարող քայքայել սպիտակուցների որոշակի դասեր, որոնք երկար ժամանակ աստիճանաբար կուտակվում են նրա մեջ։

Օրգանիզմում սպիտակուցի ավելցուկի նշաններն են.

• Ծարավի մշտական ​​զգացում.
• Հնարավոր մարսողական խնդիրներ (փորկապություն, փքվածություն, փորլուծություն):
• Տրամադրության փոփոխություններ և վատ ինքնազգացողություն:
• Հնարավոր քաշի ավելացում.
• Բերանի տհաճ հոտ.
• Մարմնի հորմոնալ ձախողում.

Սպիտակուցային թեստեր, հետազոտությունների տեսակներ

Ճիշտ ախտորոշումը հաստատելու համար բժիշկը նշանակում է հիվանդին անհրաժեշտ հետազոտություններ անցնելու համար: Ցանկացած ցուցանիշի նորմայից շեղմամբ կարելի է դատել օրգանիզմում առկա խնդիրների մասին։

Դրանցից ամենատարածվածը սպիտակուցի թեստերն են, որոնք ուսումնասիրում և հայտնաբերում են դրա պարունակության մակարդակը մարմնում։ Դրա նյութը սովորաբար արյունն ու մեզն են:

Կենսաքիմիա

Արյան կենսաքիմիական անալիզը թույլ է տալիս որոշել դրա մեջ ալբումինի և C-ռեակտիվ սպիտակուցի պարունակությունը։ Ստացված արդյունքը տեղեկատվություն է տալիս երիկամների, լյարդի, ենթաստամոքսային գեղձի աշխատանքի և օրգանիզմում նյութափոխանակության գործընթացների մասին։

Արյան մեջ ընդհանուր սպիտակուցի նորմալ քանակը կազմում է 6 - 8,3 գ/դլ։ Անհրաժեշտության դեպքում բժիշկը կարող է լրացուցիչ հետազոտություններ նշանակել՝ պարզելու, թե կոնկրետ որ սպիտակուցն է նորմայից դուրս։ Սպիտակուցի բարձրացումը կարող է ջրազրկման նշան լինել։ Ցածր ընդհանուր սպիտակուցը կարող է լինել լյարդի կամ երիկամների հիվանդության ցուցանիշ:

Պարզ մեզի անալիզ

Ընդհանուր մեզի թեստը որոշում է դրա մեջ սպիտակուցի պարունակությունը: Նման ուսումնասիրության համար օգտագործվում է մեզի առավոտյան բաժին: Առողջ մարդը չպետք է մեզի մեջ սպիտակուց ունենա։ Թույլատրվում է դրա փոքր պարունակությունը՝ մինչև 0,033 գ/լ:

Այս ցուցանիշը գերազանցելը ցույց է տալիս օրգանիզմներում տեղի ունեցող բորբոքային պրոցեսները։ Դա կարող է լինել նաև երիկամների քրոնիկ հիվանդության նշան:

մեզի վերլուծություն

Մեզի ընդհանուր սպիտակուցի վերլուծությունը ավելի մանրամասն է և թույլ է տալիս գնահատել հիվանդի հիվանդության աստիճանը: Այս մեթոդը հայտնաբերում է ցածր մոլեկուլային քաշը և հատուկ սպիտակուցներ, որոնք չեն հայտնաբերվում պարզ վերլուծության միջոցով: Մեզի մեջ մեծ քանակությամբ սպիտակուցի կորուստը հանգեցնում է մարմնի արտաքին և ներքին այտուցների և կարող է լինել երիկամային անբավարարության նշան:

Հետազոտության այս մեթոդով օգտագործվում է ամենօրյա մեզը, որը հիվանդը հավաքում է օրվա ընթացքում։ Այն պետք է պահել սառնարանում +2-ից +8 աստիճան ջերմաստիճանում։

Սպիտակուցի անբավարարության բուժում

Հիվանդի մոտ սպիտակուցի անբավարարության բուժումը պարտադիր կերպով իրականացվում է բժշկի հսկողության ներքո:

Այն սովորաբար ընթանում է միաժամանակ երկու ուղղությամբ.

1. Օրգանիզմում անհրաժեշտ քանակությամբ սպիտակուցի համալրում, նրա նյութափոխանակության նորմալացում։ Դա անելու համար պետք է պահպանել սպիտակուցներով հարուստ սննդակարգ։
2. Բուն հիվանդության բժշկական բուժումը.

Ավելորդ սպիտակուցի բուժում

Սպիտակուցի ավելցուկը բուժելու համար նախ պետք է կարգավորել ձեր սննդակարգը՝ նվազեցնելով սպիտակուցներով հարուստ մթերքների օգտագործումը: Քանի որ ավելորդ սպիտակուցը խախտում է օրգանիզմի թթու-բազային հավասարակշռությունը, պետք է ուտել կալիումով հարուստ բանջարեղեն և մրգեր՝ կարտոֆիլ, ծիրան, դեղձ, խաղող, սալորաչիր։

Այս մթերքները ալկալիացնում են օրգանիզմը և վերականգնում pH-ը:

Բացի այդ, բժիշկը նշանակում է ֆերմենտներ պարունակող դեղամիջոցներ։ Դրանք օգնում են մարմնի կողմից կուտակված սպիտակուցային միացությունների քայքայմանը։

Կենդանական սպիտակուցի աղբյուրներ

Սպիտակուցի դերը մարդու օրգանիզմում անփոխարինելի է, քանի որ այն հիմնական նյութն է, որը օրգանիզմին տալիս է սնուցում, էներգիա, մասնակցում է բջիջների նորացմանը։ Այս միացությունն օգնում է մարդուն դիմակայել հիվանդություններին, վարել ակտիվ կենսակերպ։

Ամբողջական սպիտակուցի հիմնական աղբյուրը կենդանական ծագման սնունդն է։ Դրանցից մեկը կաթն է։ 100 գ ըմպելիքը պարունակում է մոտ 3 գ կարևոր սպիտակուց, որը պարունակում է մարդուն անհրաժեշտ ամինաթթուների ճիշտ համակցություն։

Շատ կաթնամթերքներ պարունակում են մեթիոնին՝ ամինաթթու, որն ապահովում է լյարդի բնականոն գործունեությունը։ Ցածր յուղայնությամբ կաթնաշոռի մեջ շատ սպիտակուց կա։ 100 գ արտադրանքի վրա կա մոտ 18 գ սպիտակուց: Միսը ունի ամբողջական սպիտակուցի բարձր պարունակություն։ Կախված բազմազանությունից, 100 գ արտադրանքի մեջ այն կազմում է 20 գ-ից մինչև 30 գ:

Ձկան և ծովամթերքի սպիտակուցային արժեքը չի զիջում մսին։ Սա թույլ է տալիս արտադրանքը ավելի հեշտ մարսել: Սպիտակուցի մեծ մասը հայտնաբերված է թունա, հալիբուտում. 100 գ մթերքի համար այն կազմում է 20 գ-ից մինչև 28 գ: Ձուն ունի արժեքավոր ամինաթթու բաղադրություն: Հավի մեկ ձուն պարունակում է մոտ 12 գ սպիտակուց, իսկ դեղնուցում՝ 2 անգամ ավելի, քան սպիտակուցի մեջ։

Բուսական սպիտակուցի աղբյուրներ

Մարդու սննդի մեջ սպիտակուցի լրացուցիչ աղբյուրներն են՝ հատիկները, բանջարեղենը, մրգերը, ընկույզը: Միակ բույսը, որը պարունակում է ամբողջական սպիտակուց, սոյան է: Այն պարբերաբար ուտում են բուսակերները կամ առողջ ապրելակերպ վարող մարդիկ։

Հիմնական բուսական մթերքները և դրանցում սպիտակուցի պարունակությունը.

Արտադրանք	Սպիտակուցի պարունակությունը, գ - 100 գ արտադրանքի համար
Սոյա	35 – 40
ոսպ	24
Դդմի սերմեր	20
ընկույզներ	20 – 25
Տոֆու	20
Սոյայի կաթ	3
Կանաչ ոլոռ	5
Բրոկկոլի	3
Սպանախ	3
կակաոյի փոշի	24
Չորացրած մրգեր	3 – 5
Հնդկաձավար	10 – 12
Լոբի	6 – 10

Օրգանիզմի համար ճիշտ սպիտակուցային սնուցում

Հավասարակշռված սննդակարգի համար, պահպանելով մարմնի բոլոր ներքին համակարգերը, մարդը պետք է ընդունի բավարար քանակությամբ սպիտակուցներ, ճարպեր և ածխաջրեր: Բաղադրիչներից մեկի ամբողջական բացառումը սննդակարգից կարող է հանգեցնել անդառնալի գործընթացների։

Ճիշտ սնվելու համար դիետոլոգներին խորհուրդ է տրվում պահպանել նյութերի հետևյալ հարաբերակցությունը՝ սպիտակուցները պետք է կազմեն ամենօրյա սննդակարգի մոտ 30%-ը, ճարպերը՝ 30%, ածխաջրերը՝ 40%: Միաժամանակ, ցանկալի է, որ օրական սպիտակուցի ընդունման մոտ 60%-ը կազմեն ամբողջական սպիտակուցներ։

Սպիտակուցի անհրաժեշտ քանակությունը հաշվարկելիս պետք է հաշվի առնել, որ ջերմային մշակման ժամանակ դրա մի մասը քայքայվում է։ Բուսական մթերքներում սպիտակուցները օրգանիզմի կողմից ներծծվում են 60%-ով, իսկ կենդանիներինը՝ մինչև 90%-ով։

Մկանների աճի համար սպիտակուցային սնուցման առանձնահատկությունները

Ցանկացած ինտենսիվ սպորտում կարևոր է մարմնի մկանային զանգվածի ավելացումը, մարմնի դիմացկունության բարձրացումը։ Դա ձեռք է բերվում ինտենսիվ մարզումների և հատուկ սնվելու միջոցով, որոնցում օգտագործվում են սպիտակուցներով հարուստ մթերքներ:

Լավագույնը կլինի, եթե սպիտակուցային սնուցման մենյուն կազմվի բժշկի կամ մարզիկի մարզիչի կողմից:Կարևոր է ճիշտ հաշվարկել սպիտակուցային դիետան, կալորիաների, ածխաջրերի և ճարպերի քանակը:

Մարզիկի սպիտակուցային դիետան պետք է ներառի` ցածր յուղայնությամբ կաթնամթերք, անյուղ միս, խաշած ձվի սպիտակուց, ցածր յուղայնությամբ ծովային ձուկ: Սնունդը պետք է լինի կոտորակային՝ օրական 5 անգամ։ Ինտենսիվ մարզվելուց հետո խորհուրդ է տրվում սպիտակուցային կոկտեյլ ընդունել։

Մկանային զանգված ձեռք բերելու ժամանակահատվածում կենսաբանական նյութերի տոկոսը հետևյալն է՝ 70%՝ սպիտակուցներ, 30%՝ ճարպեր և ածխաջրեր։ Սպիտակուցային դիետայի առավելագույն տեւողությունը պետք է լինի 1 ամսից ոչ ավելի։ Այս անգամից ավելի երկար, դրա օգտագործումը կարող է վնասել մարմնին:

Սպիտակուցային սնուցման առանձնահատկությունները, ցանկանալով նիհարել

Սպիտակուցային մթերքներն ունեն ավելի ցածր գլիկեմիկ ինդեքս՝ համեմատած ածխաջրածին մթերքների հետ, ինչը օգնում է նվազեցնել արյան շաքարը և մեծ քանակությամբ ինսուլինի արտազատում: Երբ սպառվում է, մարմինը ավելի շատ ժամանակ է ծախսում մարսելու համար: Արդյունքում մարդն այլեւս քաղց չի զգում, նվազում է ախորժակը, տարատեսակ խորտիկների տենչը։

Սպիտակուցներով հարուստ սնունդ ուտելիս մարդու նյութափոխանակությունը լավանում է։ Միաժամանակ օրգանիզմն ավելի շատ կալորիաներ է ծախսում, որոնք ծախսվում են մկանային զանգվածի պահպանման և սնուցման վրա։ Այս ամենը հանգեցնում է քաշի կորստի։

Ամենօրյա սննդի մեջ քաշի աստիճանական կորստի համար օգտագործվող նյութերի հետևյալ համամասնությունը պետք է պահպանվի՝ սպիտակուցները պետք է լինեն 50%, ճարպերը՝ 30%, ածխաջրերը՝ 20%։ Խորհուրդ է տրվում ժամը 18:00-ից հետո օգտագործել միայն սպիտակուցային մթերքներ։

Մարդու մարմնում սպիտակուցի դերը չի կարելի գերագնահատել: Դրա պակասը հանգեցնում է առողջական խնդիրների, ակտիվության և կենսունակության նվազմանը։ Սպիտակուցի ավելցուկը նույնպես վնասակար է մարդկանց համար։ Որպեսզի դա տեղի չունենա, կարևոր է ընտրել օպտիմալ սննդակարգ, որի դեպքում օրգանիզմը ապահովված կլինի բոլոր անհրաժեշտ նյութերով։

Հոդվածի ձևավորում. Լոզինսկի Օլեգ

Տեսանյութ մարդու օրգանիզմում սպիտակուցի դերի մասին

Ինչպե՞ս է սպիտակուցը ազդում մարմնի վրա: Որքա՞ն սպիտակուց ուտել.

Հոդվածի բովանդակությունը

ՍՊԻՏԱԿՈՒՆՆԵՐ (հոդված 1)- յուրաքանչյուր կենդանի օրգանիզմում առկա կենսաբանական պոլիմերների դաս: Սպիտակուցների մասնակցությամբ տեղի են ունենում օրգանիզմի կենսագործունեությունն ապահովող հիմնական գործընթացները՝ շնչառություն, մարսողություն, մկանների կծկում, նյարդային ազդակների փոխանցում։ Կենդանի էակների ոսկրային հյուսվածքը, մաշկը, մազերը, եղջյուրները կազմված են սպիտակուցներից։ Կաթնասունների մեծ մասի համար օրգանիզմի աճն ու զարգացումը տեղի է ունենում որպես սննդի բաղադրիչ սպիտակուցներ պարունակող մթերքների շնորհիվ։ Սպիտակուցների դերն օրգանիզմում և, համապատասխանաբար, դրանց կառուցվածքը շատ բազմազան է։

Սպիտակուցների կազմը.

Բոլոր սպիտակուցները պոլիմերներ են, որոնց շղթաները հավաքվում են ամինաթթուների բեկորներից։ Ամինաթթուները օրգանական միացություններ են, որոնք իրենց բաղադրության մեջ (անվանման համաձայն) պարունակում են NH 2 ամինո խումբ և օրգանական թթու, այսինքն. կարբոքսիլ, COOH խումբ: Գոյություն ունեցող ամինաթթուների ամբողջ բազմազանությունից (տեսականորեն, հնարավոր ամինաթթուների թիվը անսահմանափակ է), սպիտակուցների ձևավորմանը մասնակցում են միայն նրանք, որոնք ունեն միայն մեկ ածխածնի ատոմ ամինո խմբի և կարբոքսիլ խմբի միջև: Ընդհանուր առմամբ, սպիտակուցների ձևավորման մեջ ներգրավված ամինաթթուները կարող են ներկայացվել բանաձևով. H 2 N–CH(R)–COOH: Ածխածնի ատոմին կցված R խումբը (ամինա և կարբոքսիլ խմբերի միջև) որոշում է սպիտակուցները կազմող ամինաթթուների միջև եղած տարբերությունը։ Այս խումբը կարող է բաղկացած լինել միայն ածխածնի և ջրածնի ատոմներից, բայց ավելի հաճախ, բացի C-ից և H-ից, պարունակում է տարբեր ֆունկցիոնալ (հետագա փոխակերպումների ունակ) խմբեր, օրինակ՝ HO-, H2N- և այլն։ տարբերակ, երբ R = H:

Կենդանի էակների օրգանիզմները պարունակում են ավելի քան 100 տարբեր ամինաթթուներ, սակայն ոչ բոլորն են օգտագործվում սպիտակուցների կառուցման մեջ, այլ միայն 20-ը, այսպես կոչված, «հիմնարար»: Աղյուսակում. 1-ը ցույց է տալիս նրանց անունները (անունների մեծ մասը զարգացել է պատմականորեն), կառուցվածքային բանաձևը, ինչպես նաև լայնորեն օգտագործվող հապավումը։ Բոլոր կառուցվածքային բանաձևերը դասավորված են աղյուսակում այնպես, որ ամինաթթվի հիմնական բեկորը գտնվում է աջ կողմում:

Աղյուսակ 1. ՍՊԻՏԱԿՈՒՆՆԵՐԻ ՍՏԵՂԾՄԱՆ ՄԱՍՆԱԿՑՎԱԾ ԱՄԻՆՈԹԹՈՒՆԵՐ

Անուն	Կառուցվածք	Նշանակում
ԳԼԻՑԻՆ		GLI
ԱԼԱՆԻՆ		ԱԼԱ
ՎԱԼԻՆ		լիսեռ
ԼԵՅՑԻՆ		LEI
ԻՍՈԼԵՈՒՑԻՆ		ILE
ՍԵՐԻՆ		SER
ԹՐԵՈՆԻՆ		TRE
ՑԻՍՏԵԻՆ		ԱՊՀ
ՄԵՑԻՈՆԻՆ		ՄԵՏ
ԼԻԶԻՆ		ԼԻԶ
ԱՐԳԻՆԻՆ		Հայռուսգազ
ԾՆԵԾԵՂԻ ԹԹՈՒ		ACH
ԱՍՊԱՐԱԳԻՆ		ACH
ԳԼՈՒՏԱՄԱԿԱՆ ԹԹՈՒ		GLU
ԳԼՈՒՏԱՄԻՆ		GLN
ֆենիլալանին		Ֆեն
ՏԻՐՈԶԻՆ		TIR
տրիպտոֆան		ԵՐԵՔ
ՀԻՍՏԻԴԻՆ		GIS
ՊՐՈԼԻՆ		ՊՐՈ
Միջազգային պրակտիկայում ընդունված է թվարկված ամինաթթուների կրճատ նշանակումը՝ օգտագործելով լատիներեն եռատառ կամ մեկ տառ հապավումներ, օրինակ՝ գլիցին - Gly կամ G, ալանին - Ala կամ A:

Այս քսան ամինաթթուներից (Աղյուսակ 1) միայն պրոլինը պարունակում է NH խումբ (NH 2-ի փոխարեն) COOH կարբոքսիլ խմբի կողքին, քանի որ այն ցիկլային հատվածի մի մասն է:

Աղյուսակում մոխրագույն ֆոնի վրա դրված ութ ամինաթթուները (վալին, լեյցին, իզոլեյցին, թրեոնին, մեթիոնին, լիզին, ֆենիլալանին և տրիպտոֆան) կոչվում են էական, քանի որ նորմալ աճի և զարգացման համար մարմինը պետք է անընդհատ ստանա դրանք սպիտակուցային սնունդով:

Ամինաթթուների հաջորդական միացման արդյունքում ձևավորվում է սպիտակուցի մոլեկուլ, մինչդեռ մեկ թթվի կարբոքսիլ խումբը փոխազդում է հարևան մոլեկուլի ամինախմբի հետ, որի արդյունքում առաջանում է –CO–NH– պեպտիդային կապ և ջուր։ մոլեկուլն ազատվում է. Նկ. 1-ը ցույց է տալիս ալանինի, վալինի և գլիցինի սերիական կապը։

Բրինձ. մեկ ԱՄԻՆՈԹԹՈՒՆԵՐԻ ՍԵՐԻԱԿԱՆ ՄԻԱՑՈՒՄսպիտակուցի մոլեկուլի ձևավորման ժամանակ: Որպես պոլիմերային շղթայի հիմնական ուղղություն ընտրվել է H 2 N տերմինալային ամինո խմբից մինչև COOH տերմինալ կարբոքսիլ խումբ:

Սպիտակուցի մոլեկուլի կառուցվածքը կոմպակտ նկարագրելու համար օգտագործվում են պոլիմերային շղթայի ձևավորման մեջ ներգրավված ամինաթթուների հապավումները (Աղյուսակ 1, երրորդ սյունակ): Մոլեկուլի հատվածը, որը ներկայացված է Նկ. 1-ը գրվում է հետևյալ կերպ՝ H 2 N-ALA-VAL-GLY-COOH.

Սպիտակուցի մոլեկուլները պարունակում են 50-ից 1500 ամինաթթուների մնացորդներ (ավելի կարճ շղթաները կոչվում են պոլիպեպտիդներ): Սպիտակուցի անհատականությունը որոշվում է պոլիմերային շղթան կազմող ամինաթթուների բազմությամբ և, ոչ պակաս կարևոր, շղթայի երկայնքով դրանց փոփոխության կարգով։ Օրինակ, ինսուլինի մոլեկուլը բաղկացած է 51 ամինաթթուների մնացորդներից (դա ամենակարճ շղթայի սպիտակուցներից է) և բաղկացած է անհավասար երկարությամբ երկու փոխկապակցված զուգահեռ շղթաներից։ Ամինաթթուների բեկորների հաջորդականությունը ներկայացված է նկ. 2.

Բրինձ. 2 ԻՆՍՈՒԼԻՆԻ ՄՈԼԵԿՈՒԼ, կառուցված 51 ամինաթթուների մնացորդներից, նույն ամինաթթուների բեկորները նշված են համապատասխան ֆոնի գույնով։ Շղթայում պարունակվող ցիստեին ամինաթթուների մնացորդները (կրճատված անվանումը CIS) կազմում են դիսուլֆիդային կամուրջներ -S-S-, որոնք կապում են երկու պոլիմերային մոլեկուլներ կամ ձևավորում են ցատկերներ մեկ շղթայի մեջ:

Ամինաթթվի ցիստեինի մոլեկուլները (Աղյուսակ 1) պարունակում են ռեակտիվ սուլֆիհիդրիդ խմբեր -SH, որոնք փոխազդում են միմյանց հետ՝ ձևավորելով դիսուլֆիդային կամուրջներ -S-S-: Առանձնահատուկ է ցիստեինի դերը սպիտակուցների աշխարհում, որի մասնակցությամբ պոլիմերային սպիտակուցի մոլեկուլների միջև առաջանում են խաչաձև կապեր։

Ամինաթթուների միացումը պոլիմերային շղթայի մեջ տեղի է ունենում կենդանի օրգանիզմում նուկլեինաթթուների հսկողության ներքո, հենց նրանք են ապահովում հավաքման խիստ կարգ և կարգավորում պոլիմերային մոլեկուլի ֆիքսված երկարությունը ( սմ. նուկլեինաթթուներ):

Սպիտակուցների կառուցվածքը.

Սպիտակուցի մոլեկուլի բաղադրությունը, որը ներկայացված է փոխարինող ամինաթթուների մնացորդների տեսքով (նկ. 2), կոչվում է սպիտակուցի առաջնային կառուցվածք։ Ջրածնային կապերն առաջանում են պոլիմերային շղթայում առկա HN իմինո խմբերի և CO կարբոնիլ խմբերի միջև ( սմ. ՋՐԱԾՆԱՅԻՆ ԿԱՊ), արդյունքում սպիտակուցի մոլեկուլը ձեռք է բերում որոշակի տարածական ձև, որը կոչվում է երկրորդական կառուցվածք։ Ամենատարածվածը սպիտակուցների երկրորդական կառուցվածքի երկու տեսակներն են.

Առաջին տարբերակը, որը կոչվում է α-helix, իրականացվում է ջրածնային կապերի միջոցով մեկ պոլիմերային մոլեկուլում: Մոլեկուլի երկրաչափական պարամետրերը, որոնք որոշվում են կապի երկարությամբ և կապի անկյուններով, այնպիսին են, որ ջրածնային կապերի առաջացումը հնարավոր է H-N և C=O խմբերի համար, որոնց միջև կան երկու պեպտիդային բեկորներ H-N-C=O (նկ. 3): .

Պոլիպեպտիդային շղթայի կազմը ցույց է տրված նկ. 3-ը կրճատ ձևով գրվում է հետևյալ կերպ.

Հ 2 Ն-ԱԼԱ ՎԱԼ-ԱԼԱ-ԼԵՅ-ԱԼԱ-ԱԼԱ-ԱԼԱ-ԱԼԱ-ՎԱԼ-ԱԼԱ-ԱԼԱ-ԱԼԱ-ՔՈՒ.

Ջրածնային կապերի կծկվող գործողության արդյունքում մոլեկուլը ստանում է պարույրի ձև՝ այսպես կոչված α-պարույր, այն պատկերված է որպես կոր պարուրաձև ժապավեն, որն անցնում է պոլիմերային շղթան կազմող ատոմների միջով (նկ. 4):

Բրինձ. 4 ՍՊԵՏՈՒՆԻ ՄՈԼԵԿՈՒԼԻ 3D ՄՈԴԵԼα-խխունջի տեսքով։ Ջրածնային կապերը ցուցադրվում են որպես կանաչ կետավոր գծեր: Պտտման որոշակի անկյան տակ տեսանելի է պարույրի գլանաձև ձևը (ջրածնի ատոմները նկարում ներկայացված չեն): Առանձին ատոմների գույնը տրվում է միջազգային կանոններին համապատասխան, որոնք խորհուրդ են տալիս ածխածնի ատոմների համար սև, ազոտի համար՝ կապույտ, թթվածնի համար՝ կարմիր և ծծմբի համար՝ դեղին (սպիտակ գույնը խորհուրդ է տրվում ջրածնի ատոմների համար, որոնք ներկայացված չեն նկարում, այս դեպքում՝ ամբողջ կառուցվածքը պատկերված է մուգ ֆոնի վրա):

Երկրորդական կառուցվածքի մեկ այլ տարբերակ, որը կոչվում է β կառուցվածք, նույնպես ձևավորվում է ջրածնային կապերի մասնակցությամբ, տարբերությունն այն է, որ զուգահեռաբար տեղակայված երկու կամ ավելի պոլիմերային շղթաների H-N և C=O խմբերը փոխազդում են։ Քանի որ պոլիպեպտիդային շղթան ունի ուղղություն (նկ. 1), տարբերակները հնարավոր են, երբ շղթաների ուղղությունը նույնն է (զուգահեռ β-կառուցվածք, Նկար 5), կամ դրանք հակառակ են (հակ զուգահեռ β- կառուցվածք, նկ. 6): .

Տարբեր բաղադրության պոլիմերային շղթաները կարող են մասնակցել β- կառուցվածքի ձևավորմանը, մինչդեռ պոլիմերային շղթան շրջանակող օրգանական խմբերը (Ph, CH 2 OH և այլն) շատ դեպքերում երկրորդական դեր են խաղում՝ H-N-ի և C-ի փոխադարձ դասավորությունը: =O խմբերը որոշիչ են: Քանի որ H-N և C=O խմբերը ուղղվում են պոլիմերային շղթայի նկատմամբ տարբեր ուղղություններով (նկարում վեր ու վար), հնարավոր է դառնում երեք կամ ավելի շղթաների միաժամանակ փոխազդեցությունը:

Առաջին պոլիպեպտիդ շղթայի կազմը Նկ. 5:

H 2 N-LEI-ALA-FEN-GLI-ALA-ALA-COOH

Երկրորդ և երրորդ շղթայի կազմը.

H 2 N-GLY-ALA-SER-GLY-TRE-ALA-COOH

Պոլիպեպտիդային շղթաների բաղադրությունը ցույց է տրված նկ. 6, նույնը, ինչ Նկ. 5, տարբերությունն այն է, որ երկրորդ շղթան ունի հակառակ (նկար 5-ի համեմատ) ուղղություն։

Հնարավոր է մեկ մոլեկուլի ներսում β-կառույց ձևավորել, երբ որոշակի հատվածում շղթայի բեկորը պտտվել է 180°-ով, այս դեպքում մեկ մոլեկուլի երկու ճյուղ ունեն հակառակ ուղղություն, արդյունքում՝ հակազուգահեռ. ձեւավորվում է β-կառույց (նկ. 7):

Կառուցվածքը ցույց է տրված նկ. 7 հարթ պատկերում, ցույց է տրված նկ. 8 եռաչափ մոդելի տեսքով։ β- կառուցվածքի հատվածները սովորաբար պարզեցված կերպով նշվում են հարթ ալիքաձև ժապավենով, որն անցնում է ատոմների միջով, որոնք կազմում են պոլիմերային շղթան:

Բազմաթիվ սպիտակուցների կառուցվածքում փոխարինվում են α-խխունջի և ժապավենանման β կառուցվածքների հատվածները, ինչպես նաև առանձին պոլիպեպտիդային շղթաներ։ Պոլիմերային շղթայում դրանց փոխադարձ դասավորությունը և փոփոխությունը կոչվում է սպիտակուցի երրորդական կառուցվածք։

Սպիտակուցների կառուցվածքը պատկերելու մեթոդները ներկայացված են ստորև՝ որպես օրինակ օգտագործելով բուսական սպիտակուցի կրամբինը: Սպիտակուցների կառուցվածքային բանաձևերը, որոնք հաճախ պարունակում են մինչև հարյուրավոր ամինաթթու բեկորներ, բարդ են, ծանր և դժվար հասկանալի, հետևաբար երբեմն օգտագործվում են պարզեցված կառուցվածքային բանաձևեր՝ առանց քիմիական տարրերի նշանների (նկ. 9, տարբերակ Ա), բայց միևնույն ժամանակ. այն ժամանակ, երբ նրանք պահպանում են վալենտային հարվածների գույնը միջազգային կանոններին համապատասխան (նկ. 4): Այս դեպքում բանաձեւը ներկայացված է ոչ թե հարթ, այլ տարածական պատկերով, որը համապատասխանում է մոլեկուլի իրական կառուցվածքին։ Այս մեթոդը հնարավորություն է տալիս, օրինակ, տարբերակել դիսուլֆիդային կամուրջները (նման են ինսուլինի կամուրջներին, Նկար 2), ֆենիլային խմբերը շղթայի կողային շրջանակում և այլն։ Մոլեկուլների պատկերը եռաչափ մոդելների տեսքով։ (գնդիկները միացված են ձողերով) որոշ չափով ավելի պարզ է (նկ. 9, տարբերակ Բ): Այնուամենայնիվ, երկու մեթոդներն էլ թույլ չեն տալիս ցույց տալ երրորդական կառուցվածքը, ուստի ամերիկացի կենսաֆիզիկոս Ջեյն Ռիչարդսոնն առաջարկեց α-կառուցվածքները ներկայացնել որպես պարուրաձև ոլորված ժապավեններ (տես նկ. 4), β- կառուցվածքները որպես հարթ ալիքաձև ժապավեններ (նկ. 8) և միացնող: դրանք միայնակ շղթաներ - բարակ կապոցների տեսքով, կառուցվածքի յուրաքանչյուր տեսակ ունի իր գույնը: Այժմ լայնորեն կիրառվում է սպիտակուցի երրորդական կառուցվածքը պատկերելու այս մեթոդը (նկ. 9, տարբերակ Բ): Երբեմն, ավելի մեծ տեղեկատվական բովանդակության համար, երրորդական կառուցվածքը և պարզեցված կառուցվածքային բանաձևը ցուցադրվում են միասին (նկ. 9, տարբերակ D): Կան նաև Ռիչարդսոնի առաջարկած մեթոդի մոդիֆիկացիաները. α-պտուտակները պատկերված են որպես բալոններ, իսկ β կառուցվածքները՝ հարթ սլաքների տեսքով, որոնք ցույց են տալիս շղթայի ուղղությունը (նկ. 9, տարբերակ E): Ավելի քիչ տարածված է այն մեթոդը, որով ամբողջ մոլեկուլը պատկերված է որպես կապոց, որտեղ անհավասար կառուցվածքները տարբերվում են տարբեր գույներով, իսկ դիսուլֆիդային կամուրջները ցուցադրվում են որպես դեղին կամուրջներ (նկ. 9, տարբերակ E):

Բ տարբերակն ամենահարմարն է ընկալման համար, երբ երրորդական կառուցվածքը պատկերելիս նշվում են սպիտակուցի կառուցվածքային առանձնահատկությունները (ամինաթթուների բեկորները, դրանց փոփոխման կարգը, ջրածնային կապերը), մինչդեռ ենթադրվում է, որ բոլոր սպիտակուցները պարունակում են «դետալներ»: վերցված քսան ամինաթթուների ստանդարտ հավաքածուից (Աղյուսակ 1): Երրորդական կառուցվածքը պատկերելու հիմնական խնդիրն է ցույց տալ երկրորդական կառույցների տարածական դասավորությունը և հերթափոխը:

Բրինձ. ինը ՔՐԱՄԲԻՆԱՅԻՆ ՍՊԵՏՈՒՆԻ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԻ ՊԱՏԿԵՐԻ ՏԱՐԲԵՐ ՏԱՐԲԵՐԱԿՆԵՐ.
A-ն կառուցվածքային բանաձև է տարածական պատկերում:
B - կառուցվածքը եռաչափ մոդելի տեսքով:
B-ն մոլեկուլի երրորդական կառուցվածքն է:
G - A և B տարբերակների համադրություն:
E - երրորդական կառուցվածքի պարզեցված պատկեր:
E - երրորդային կառուցվածք դիսուլֆիդային կամուրջներով:

Ընկալման համար ամենահարմարը եռաչափ երրորդական կառուցվածքն է (տարբերակ B)՝ ազատված կառուցվածքային բանաձեւի մանրամասներից։

Երրորդական կառուցվածք ունեցող սպիտակուցի մոլեկուլը, որպես կանոն, ստանում է որոշակի կոնֆիգուրացիա, որը ձևավորվում է բևեռային (էլեկտրոստատիկ) փոխազդեցությունների և ջրածնային կապերի արդյունքում։ Արդյունքում մոլեկուլը ստանում է կոմպակտ կծիկի ձև՝ գնդաձև սպիտակուցներ (գլոբուլներ, լատ. գնդիկ), կամ թելիկ-ֆիբրիլային սպիտակուցներ (ֆիբրա, լատ. մանրաթել):

Գնդաձեւ կառուցվածքի օրինակ է սպիտակուցային ալբումինը, հավի ձվի սպիտակուցը պատկանում է ալբումինների դասին։ Ալբումինի պոլիմերային շղթան հավաքվում է հիմնականում ալանինից, ասպարտիկ թթվից, գլիցինից և ցիստեինից՝ հերթափոխվելով որոշակի հերթականությամբ։ Երրորդական կառուցվածքը պարունակում է α-պտուտակներ, որոնք կապված են մեկ շղթաներով (նկ. 10):

Բրինձ. տասը ԱԼԲՈՒՄԻՆԻ ԳԼՈԲՈՒԼԱՅԻՆ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԸ

Ֆիբրիլային կառուցվածքի օրինակ է ֆիբրոին սպիտակուցը: Դրանք պարունակում են մեծ քանակությամբ գլիցին, ալանին և սերինի մնացորդներ (ամինաթթուների յուրաքանչյուր երկրորդ մնացորդը գլիցին է); Սուլֆիհիդրիդ խմբեր պարունակող ցիստեինի մնացորդները բացակայում են: Ֆիբրոինը` բնական մետաքսի և սարդոստայնի հիմնական բաղադրիչը, պարունակում է β-կառուցվածքներ, որոնք կապված են մեկ շղթաներով (նկ. 11):

Բրինձ. տասնմեկ FIBRILLY PROTEIN ՖԻԲՐՈԻՆ

Որոշակի տիպի երրորդական կառուցվածքի ձևավորման հնարավորությունը բնորոշ է սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքին, այսինքն. նախապես որոշվում է ամինաթթուների մնացորդների փոփոխման կարգով. Նման մնացորդների որոշակի խմբերից հիմնականում առաջանում են α-պտուտակները (այդպիսի հավաքածուները բավականին շատ են), մեկ այլ խումբ հանգեցնում է β-կառուցվածքների առաջացմանը, առանձին շղթաները բնութագրվում են իրենց կազմով։

Որոշ սպիտակուցային մոլեկուլներ, պահպանելով երրորդական կառուցվածքը, կարող են միավորվել մեծ վերմոլեկուլային ագրեգատների մեջ, մինչդեռ դրանք միասին են պահվում բևեռային փոխազդեցությունների, ինչպես նաև ջրածնային կապերի միջոցով: Նման գոյացությունները կոչվում են սպիտակուցի չորրորդական կառուցվածք։ Օրինակ, ֆերիտինի սպիտակուցը, որը բաղկացած է հիմնականում լեյցինից, գլուտամինաթթվից, ասպարտաթթվից և հիստիդինից (ֆերիկինը պարունակում է ամինաթթուների բոլոր 20 մնացորդները տարբեր քանակությամբ) կազմում է չորս զուգահեռ դրված α-սպիրալների երրորդական կառուցվածք։ Երբ մոլեկուլները միավորվում են մեկ անսամբլի մեջ (նկ. 12), ձևավորվում է չորրորդական կառուցվածք, որը կարող է ներառել մինչև 24 ֆերիտինի մոլեկուլ։

Նկ.12 ՖԵՐԻՏԻՆԻ ԳԼՈԲՈՒԼ ՍՊԵՏՈՒՆԻ ՔԱՌՈՐԴԱԿԱՆ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԻ ՁԵՎԱՎՈՐՈՒՄԸ

Գերմոլեկուլային գոյացությունների մեկ այլ օրինակ է կոլագենի կառուցվածքը։ Այն ֆիբրիլային սպիտակուց է, որի շղթաները հիմնականում կառուցված են գլիցինից՝ փոխարինելով պրոլինով և լիզինով: Կառուցվածքը պարունակում է միայնակ շղթաներ, եռակի α-պարույրներ, որոնք հերթափոխվում են ժապավենանման β-կառուցվածքներով, որոնք շարված են զուգահեռ կապոցներով (նկ. 13):

Նկ.13 ԿՈԼԱԳԵՆԻ ՖԻԲՐԻԼԱՅԻՆ ՍՊԻՏՈՒՆԻ ԳԵՐԱՄՈԼԵԿՈՒԼԱՅԻՆ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԸ

Սպիտակուցների քիմիական հատկությունները.

Օրգանական լուծիչների ազդեցության տակ որոշ բակտերիաների թափոններ (կաթնաթթվային խմորում) կամ ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, երկրորդական և երրորդական կառուցվածքները ոչնչացվում են՝ չվնասելով դրա առաջնային կառուցվածքը, արդյունքում՝ սպիտակուցը կորցնում է լուծելիությունը և կորցնում կենսաբանական ակտիվությունը։ գործընթացը կոչվում է դենատուրացիա, այսինքն՝ բնական հատկությունների կորուստ, օրինակ՝ թթու կաթի կաթնաշոռը, խաշած հավի ձվի մակարդված սպիտակուցը։ Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում կենդանի օրգանիզմների (մասնավորապես՝ միկրոօրգանիզմների) սպիտակուցները արագ դեֆորմացվում են։ Նման սպիտակուցներն ի վիճակի չեն մասնակցել կենսաբանական գործընթացներին, արդյունքում միկրոօրգանիզմները մահանում են, ուստի եփած (կամ պաստերիզացված) կաթը կարելի է ավելի երկար պահել։

Պեպտիդային կապերը H-N-C=O, կազմելով սպիտակուցի մոլեկուլի պոլիմերային շղթան, հիդրոլիզվում են թթուների կամ ալկալիների առկայության դեպքում, և պոլիմերային շղթան կոտրվում է, ինչը, ի վերջո, կարող է հանգեցնել սկզբնական ամինաթթուների: Պեպտիդային կապերը, որոնք ներառված են α-պարուրակներում կամ β-կառուցվածքներում, ավելի դիմացկուն են հիդրոլիզի և տարբեր քիմիական հարձակման նկատմամբ (համեմատած միայնակ շղթաների նույն կապերի հետ): Սպիտակուցի մոլեկուլի ավելի նուրբ ապամոնտաժումը նրա բաղկացուցիչ ամինաթթուների մեջ իրականացվում է անջուր միջավայրում՝ օգտագործելով հիդրազին H 2 N–NH 2, մինչդեռ բոլոր ամինաթթուների բեկորները, բացառությամբ վերջինի, կազմում են այսպես կոչված կարբոքսիլաթթվի հիդրազիդներ, որոնք պարունակում են. C (O)–HN–NH 2 հատվածը (նկ. 14):

Բրինձ. տասնչորս. ՊՈԼԻՊԵՊՏԻԴԱՅԻՆ ԿԱՌԱՎԱՐՈՒՄ

Նման վերլուծությունը կարող է տեղեկատվություն տրամադրել սպիտակուցի ամինաթթուների բաղադրության մասին, սակայն ավելի կարևոր է իմանալ դրանց հաջորդականությունը սպիտակուցի մոլեկուլում։ Այդ նպատակով լայնորեն կիրառվող մեթոդներից է ֆենիլիզոթիոցիանատի (FITC) ազդեցությունը պոլիպեպտիդային շղթայի վրա, որը ալկալային միջավայրում միանում է պոլիպեպտիդին (ամին խումբը պարունակող ծայրից), և երբ միջավայրի ռեակցիան փոխվում է։ դառնալով թթվային՝ այն անջատվում է շղթայից՝ իր հետ վերցնելով մեկ ամինաթթվի բեկոր (նկ. 15):

Բրինձ. տասնհինգ ՀԵՐԹԱԿԱՆ ՊՈԼԻՊԵՊՏԻԴ ՊԱՏՃԱՌ

Նման վերլուծության համար մշակվել են բազմաթիվ հատուկ մեթոդներ, այդ թվում՝ նրանք, որոնք սկսում են «ապամոնտաժել» սպիտակուցի մոլեկուլը իր բաղկացուցիչ բաղադրիչների մեջ՝ սկսած կարբոքսիլային ծայրից:

S-S խաչաձև դիսուլֆիդային կամուրջները (ձևավորվում են ցիստեինի մնացորդների փոխազդեցությունից, նկ. 2 և 9) ճեղքվում են՝ տարբեր վերականգնող նյութերի ազդեցությամբ դրանք վերածելով HS-խմբերի։ Օքսիդացնող նյութերի (թթվածին կամ ջրածնի պերօքսիդ) գործողությունը կրկին հանգեցնում է դիսուլֆիդային կամուրջների առաջացմանը (նկ. 16):

Բրինձ. տասնվեց. Դիսուլֆիդային կամուրջների ճեղքում

Սպիտակուցներում հավելյալ խաչաձեւ կապեր ստեղծելու համար օգտագործվում է ամինո և կարբոքսիլ խմբերի ռեակտիվությունը։ Տարբեր փոխազդեցությունների համար առավել հասանելի են շղթայի կողային շրջանակում գտնվող ամինո խմբերը՝ լիզինի, ասպարագինի, լիզինի, պրոլինի բեկորները (Աղյուսակ 1): Երբ նման ամինային խմբերը փոխազդում են ֆորմալդեհիդի հետ, տեղի է ունենում խտացման գործընթացը և առաջանում են խաչաձև կամուրջներ –NH–CH2–NH– (նկ. 17):

Բրինձ. 17 ՍՊԵՏՈՒՆԱԿԱՆ ՄՈԼԵԿՈՒԼՆԵՐԻ ՄԻՋԵՎ ԼՐԱՑՈՒՑԻՉ ԱՆՑԱԿԱՆ ԿԱՄՈՒՐՋՆԵՐԻ ՍՏԵՂԾՈՒՄ..

Սպիտակուցի տերմինալ կարբոքսիլային խմբերը կարողանում են արձագանքել որոշ բազմավալենտ մետաղների բարդ միացությունների հետ (ավելի հաճախ օգտագործվում են քրոմի միացություններ), ինչպես նաև առաջանում են խաչաձև կապեր։ Երկու գործընթացներն էլ կիրառվում են կաշվի դաբաղման մեջ։

Սպիտակուցների դերը մարմնում.

Օրգանիզմում սպիտակուցների դերը բազմազան է.

Ֆերմենտներ(ֆերմենտացիա լատ. - խմորում), նրանց մյուս անվանումն է ֆերմենտներ (en zumh հունական. - խմորիչի մեջ) - սրանք կատալիտիկ ակտիվությամբ սպիտակուցներ են, նրանք ի վիճակի են հազարավոր անգամ բարձրացնել կենսաքիմիական գործընթացների արագությունը: Ֆերմենտների ազդեցությամբ սննդի բաղկացուցիչ բաղադրիչները՝ սպիտակուցները, ճարպերը և ածխաջրերը տրոհվում են ավելի պարզ միացությունների, որոնցից հետո սինթեզվում են նոր մակրոմոլեկուլներ, որոնք անհրաժեշտ են որոշակի տեսակի օրգանիզմի համար։ Ֆերմենտները մասնակցում են նաև սինթեզի բազմաթիվ կենսաքիմիական գործընթացներին, օրինակ՝ սպիտակուցների սինթեզում (որոշ սպիտակուցներ օգնում են սինթեզել մյուսները)։ Սմ. ՖԵՐՄԵՆՏՆԵՐ

Ֆերմենտները ոչ միայն բարձր արդյունավետ կատալիզատորներ են, այլև ընտրովի (ուղղորդում են ռեակցիան խիստ տվյալ ուղղությամբ)։ Դրանց առկայության դեպքում ռեակցիան ընթանում է գրեթե 100% ելքով՝ առանց ենթամթերքի առաջացման և, միևնույն ժամանակ, հոսքի պայմանները մեղմ են՝ նորմալ մթնոլորտային ճնշում և կենդանի օրգանիզմի ջերմաստիճան։ Համեմատության համար նշենք, որ ամոնիակի սինթեզը ջրածնից և ազոտից ակտիվացված երկաթի կատալիզատորի առկայությամբ իրականացվում է 400–500°C և 30 ՄՊա ճնշման պայմաններում, ամոնիակի ելքը 15–25% է մեկ ցիկլում։ Ֆերմենտները համարվում են անգերազանցելի կատալիզատորներ:

Ֆերմենտների ինտենսիվ ուսումնասիրությունը սկսվել է 19-րդ դարի կեսերին, այժմ ուսումնասիրվել են ավելի քան 2000 տարբեր ֆերմենտներ, սա սպիտակուցների ամենատարբեր դասն է:

Ֆերմենտների անվանումները հետևյալն են. ռեագենտի անվանումը, որի հետ փոխազդում է ֆերմենտը, կամ կատալիզացված ռեակցիայի անվանումը, ավելացվում է -aza վերջավորությամբ, օրինակ՝ արգինազը քայքայում է արգինինը (Աղյուսակ 1), դեկարբոքսիլազը կատալիզացնում է դեկարբոքսիլացումը, այսինքն. CO 2-ի հեռացում կարբոքսիլային խմբից.

– COOH → – CH + CO 2

Հաճախ ֆերմենտի դերն ավելի ճշգրիտ նշելու համար դրա անվան մեջ նշվում են և՛ առարկան, և՛ ռեակցիայի տեսակը, օրինակ՝ սպիրտային դեհիդրոգենազը սպիրտները ջրազրկող ֆերմենտ է։

Բավականին վաղուց հայտնաբերված որոշ ֆերմենտների համար պահպանվել է պատմական անվանումը (առանց վերջավորության -aza), օրինակ՝ պեպսին (pepsis, հունարեն. մարսողություն) և տրիպսին (թրիպսիս հունարեն. հեղուկացում), այս ֆերմենտները քայքայում են սպիտակուցները:

Համակարգման համար ֆերմենտները միավորվում են մեծ դասերի, դասակարգումը հիմնված է ռեակցիայի տեսակի վրա, դասերը անվանվում են ընդհանուր սկզբունքով՝ ռեակցիայի անվանումը և վերջավորությունը՝ aza։ Այս դասերից մի քանիսը թվարկված են ստորև:

Օքսիդորեդուկտազֆերմենտներ են, որոնք կատալիզացնում են ռեդոքս ռեակցիաները: Այս դասում ընդգրկված դեհիդրոգենազներն իրականացնում են պրոտոնների փոխանցում, օրինակ՝ սպիրտային դեհիդրոգենազը (ADH) սպիրտները օքսիդացնում է ալդեհիդների, իսկ ալդեհիդների հետագա օքսիդացումը դեպի կարբոքսիլաթթուներ կատալիզացվում է ալդեհիդդեհիդրոգենազներով (ALDH): Երկու գործընթացներն էլ տեղի են ունենում մարմնում էթանոլը քացախաթթվի վերածելու ժամանակ (նկ. 18):

Բրինձ. տասնութ ԷԹԱՆՈԼԻ ԵՐԿՓԱԼ ՕՔՍԻԴԱՑՈՒՄդեպի քացախաթթու

Թմրամիջոցն ունի ոչ թե էթանոլը, այլ միջանկյալ արտադրանքը՝ ացետալդեհիդը, որքան ցածր է ALDH ֆերմենտի ակտիվությունը, այնքան դանդաղ է անցնում երկրորդ փուլը՝ ացետալդեհիդի օքսիդացումը քացախաթթվի, և որքան երկար և ուժեղ է կուլ տալու թունավորող ազդեցությունը։ էթանոլից։ Վերլուծությունը ցույց է տվել, որ դեղին ռասայի ներկայացուցիչների ավելի քան 80%-ն ունի ALDH-ի համեմատաբար ցածր ակտիվություն և, հետևաբար, նկատելիորեն ավելի խիստ ալկոհոլային հանդուրժողականություն: ALDH-ի այս բնածին նվազեցված ակտիվության պատճառն այն է, որ «թուլացած» ALDH մոլեկուլում գլուտամինաթթվի մնացորդների մի մասը փոխարինվում է լիզինի բեկորներով (Աղյուսակ 1):

Փոխանցումներ- ֆերմենտներ, որոնք կատալիզացնում են ֆունկցիոնալ խմբերի փոխանցումը, օրինակ՝ տրանսիմինազը կատալիզացնում է ամինախմբի փոխանցումը։

Հիդրոլազներհիդրոլիզը կատալիզացնող ֆերմենտներ են։ Նախկինում նշված տրիփսինը և պեպսինը հիդրոլիզացնում են պեպտիդային կապերը, իսկ լիպազները ճեղքում են էսթերային կապը ճարպերում.

–RC(O)OR 1 + H 2 O → –RC(O)OH + HOR 1

Լիազ- ֆերմենտներ, որոնք կատալիզացնում են ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում ոչ հիդրոլիտիկ եղանակով, նման ռեակցիաների արդյունքում կոտրվում են C-C, C-O, C-N կապերը և ձևավորվում են նոր կապեր. Այս դասին է պատկանում դեկարբոքսիլազա ֆերմենտը

Իզոմերազներ- ֆերմենտներ, որոնք կատալիզացնում են իզոմերացումը, օրինակ՝ մալեյնաթթվի փոխարկումը ֆումարաթթվի (նկ. 19), սա ցիս-տրանս իզոմերացման օրինակ է (տես ԻՍՈՄԵՐԻԱ):

Բրինձ. տասնինը։ ՄԱՂԹԹԹՈՒԻ ԻՍՈՄԵՐԻՑՈՒՄֆումարաթթվի մեջ՝ ֆերմենտի առկայության դեպքում:

Ֆերմենտների աշխատանքում պահպանվում է ընդհանուր սկզբունքը, ըստ որի ֆերմենտի և արագացված ռեակցիայի ռեագենտի միջև միշտ կա կառուցվածքային համապատասխանություն։ Ըստ ֆերմենտների ուսմունքի հիմնադիրներից մեկի՝ Է.Ֆիշերի փոխաբերական արտահայտության՝ ռեագենտը մոտենում է ֆերմենտին, ինչպես կողպեքի բանալին։ Այս առումով յուրաքանչյուր ֆերմենտ կատալիզացնում է որոշակի քիմիական ռեակցիա կամ նույն տեսակի ռեակցիաների խումբ։ Երբեմն ֆերմենտը կարող է գործել մեկ միացության վրա, ինչպիսին է ուրեազը (ուրոն հունարեն. - մեզի) կատալիզացնում է միայն միզանյութի հիդրոլիզը.

(H 2 N) 2 C \u003d O + H 2 O \u003d CO 2 + 2NH 3

Լավագույն ընտրողականությունը ցույց են տալիս այն ֆերմենտները, որոնք տարբերակում են օպտիկական ակտիվ հակապոդները՝ ձախ և աջակողմյան իզոմերները: L-arginase-ը գործում է միայն levorotatory arginine-ի վրա և չի ազդում dextrorotatory isomer-ի վրա: L-լակտատդեհիդրոգենազը գործում է միայն կաթնաթթվի պտտվող էսթերների, այսպես կոչված, լակտատների (լակտատների) վրա լատ. կաթ), մինչդեռ D-lactate dehydrogenase-ը քայքայում է միայն D-lactates:

Ֆերմենտների մեծ մասը գործում է ոչ թե մեկի, այլ հարակից միացությունների խմբի վրա, օրինակ՝ տրիպսինը «նախընտրում է» ճեղքել լիզինի և արգինինի կողմից ձևավորված պեպտիդային կապերը (Աղյուսակ 1):

Որոշ ֆերմենտների, օրինակ՝ հիդրոլազների, կատալիտիկ հատկությունները որոշվում են բացառապես հենց սպիտակուցի մոլեկուլի կառուցվածքով, ֆերմենտների մեկ այլ դաս՝ օքսիդորեդուկտազներ (օրինակ՝ ալկոհոլային դեհիդրոգենազ) կարող է ակտիվ լինել միայն ոչ սպիտակուցային մոլեկուլների առկայության դեպքում, որոնք կապված են դրա հետ։ դրանք - վիտամիններ, որոնք ակտիվացնում են Mg, Ca, Zn, Mn և նուկլեինաթթուների բեկորներ (նկ. 20):

Բրինձ. 20 Ալկոհոլի ԴՀԻԴՐՈԳԵՆԱԶԻ ՄՈԼԵԿՈՒԼ

Տրանսպորտային սպիտակուցները կապում և տեղափոխում են տարբեր մոլեկուլներ կամ իոններ բջջային թաղանթների միջոցով (ինչպես բջջի ներսում, այնպես էլ դրսում), ինչպես նաև մի օրգանից մյուսը։

Օրինակ, հեմոգլոբինը կապում է թթվածինը, երբ արյունը անցնում է թոքերի միջով և հասցնում այն ​​մարմնի տարբեր հյուսվածքներ, որտեղ թթվածինը ազատվում է և այնուհետև օգտագործվում սննդի բաղադրիչները օքսիդացնելու համար, այս գործընթացը ծառայում է որպես էներգիայի աղբյուր (երբեմն սննդի «այրում» տերմինը օգտագործվում է մարմին):

Բացի սպիտակուցային մասից, հեմոգլոբինը պարունակում է երկաթի բարդ միացություն՝ ցիկլային պորֆիրինի մոլեկուլով (պորֆիրոս) հունարեն. - մանուշակագույն), որը որոշում է արյան կարմիր գույնը: Հենց այս համալիրը (նկ. 21, ձախ) կատարում է թթվածնի կրիչի դերը։ Հեմոգլոբինում երկաթի պորֆիրինային համալիրը գտնվում է սպիտակուցի մոլեկուլի ներսում և պահպանվում է բևեռային փոխազդեցությունների, ինչպես նաև ազոտի հետ կոորդինացիոն կապի միջոցով՝ հիստիդինում (Աղյուսակ 1), որը սպիտակուցի մի մասն է: O2 մոլեկուլը, որը կրում է հեմոգլոբինը, կոորդինացիոն կապի միջոցով կցվում է երկաթի ատոմին հակառակ կողմից, որին կցված է հիստիդինը (նկ. 21, աջ):

Բրինձ. 21 ԵՐԿԱԹԻ ՀԱՄԱԼԻՐԻ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԸ

Համալիրի կառուցվածքը ներկայացված է աջ կողմում՝ եռաչափ մոդելի տեսքով։ Կոմպլեքսը պահվում է սպիտակուցի մոլեկուլում կոորդինացիոն կապի միջոցով (կապույտ կետավոր գիծ) Fe ատոմի և N ատոմի միջև սպիտակուցի մաս կազմող հիստիդինում։ O 2 մոլեկուլը, որը կրում է հեմոգլոբինը, կոորդինացվում է (կարմիր կետավոր գիծ) հարթ համալիրի հակառակ երկրի Fe ատոմին։

Հեմոգլոբինը ամենաուսումնասիրված սպիտակուցներից է, այն բաղկացած է մեկ շղթաներով միացված ա-պխուրներից և պարունակում է չորս երկաթի բարդույթներ։ Այսպիսով, հեմոգլոբինը նման է ծավալուն փաթեթի՝ միանգամից չորս թթվածնի մոլեկուլների փոխանցման համար։ Հեմոգլոբինի ձևը համապատասխանում է գնդիկավոր սպիտակուցներին (նկ. 22):

Բրինձ. 22 ՀԵՄՈԳԼՈԲԻՆԻ ԳԼՈԲՈՒԼԱՅԻՆ ՁԵՎԸ

Հեմոգլոբինի հիմնական «առավելությունն» այն է, որ թթվածնի ավելացումը և դրա հետագա պառակտումը տարբեր հյուսվածքներ և օրգաններ փոխանցվելու ժամանակ արագ է տեղի ունենում: Ածխածնի երկօքսիդը՝ CO (ածխածնի մոնօքսիդ), հեմոգլոբինում ավելի արագ է կապվում Fe-ի հետ, բայց, ի տարբերություն O 2-ի, կազմում է բարդույթ, որը դժվար է քայքայվել։ Արդյունքում, նման հեմոգլոբինը չի կարողանում կապել O 2-ը, ինչը հանգեցնում է (երբ ներշնչվում է մեծ քանակությամբ ածխածնի օքսիդ) մարմնի մահը շնչահեղձությունից։

Հեմոգլոբինի երկրորդ ֆունկցիան արտաշնչված CO 2-ի փոխանցումն է, բայց ոչ թե երկաթի ատոմը, այլ սպիտակուցի N-խմբի H 2-ը մասնակցում է ածխաթթու գազի ժամանակավոր կապակցման գործընթացին։

Սպիտակուցների «գործունեությունը» կախված է դրանց կառուցվածքից, օրինակ՝ հեմոգլոբինի պոլիպեպտիդ շղթայում գլուտամինաթթվի միակ ամինաթթվի մնացորդի փոխարինումը վալինի մնացորդով (հազվադեպ դիտվող բնածին անոմալիա) հանգեցնում է հիվանդության, որը կոչվում է մանգաղ բջջային անեմիա:

Կան նաև փոխադրող սպիտակուցներ, որոնք կարող են կապել ճարպերը, գլյուկոզան, ամինաթթուները և տեղափոխել դրանք բջիջների ներսում և դրսում:

Հատուկ տեսակի տրանսպորտային սպիտակուցները չեն կրում նյութերն իրենք, այլ գործում են որպես «տրանսպորտային կարգավորիչ»՝ որոշակի նյութեր անցնելով թաղանթով (բջջի արտաքին պատը): Նման սպիտակուցները հաճախ կոչվում են թաղանթային սպիտակուցներ: Նրանք ունեն սնամեջ գլանի ձև և, խրվելով թաղանթային պատի մեջ, ապահովում են որոշ բևեռային մոլեկուլների կամ իոնների տեղաշարժը բջիջ։ Մեմբրանի սպիտակուցի օրինակ է պորինը (նկ. 23):

Բրինձ. 23 ՊՈՐԻՆ ՍՊԻՏԱԿՈՒՆ

Սննդի և պահեստավորման սպիտակուցները, ինչպես ենթադրում է անունը, ծառայում են որպես ներքին սնուցման աղբյուրներ, ավելի հաճախ բույսերի և կենդանիների սաղմերի համար, ինչպես նաև երիտասարդ օրգանիզմների զարգացման վաղ փուլերում։ Սննդային սպիտակուցներից են ալբումինը (նկ. 10)՝ ձվի սպիտակուցի հիմնական բաղադրիչը, ինչպես նաև կազեինը՝ կաթի հիմնական սպիտակուցը։ Պեպսին ֆերմենտի ազդեցության տակ կազեինը կաթնաշոռ է առաջանում ստամոքսում, որն ապահովում է դրա պահպանումը մարսողական տրակտում և արդյունավետ կլանումը։ Կազեինը պարունակում է մարմնին անհրաժեշտ բոլոր ամինաթթուների բեկորներ:

Կենդանիների հյուսվածքներում պարունակվող ֆերիտինում (նկ. 12), պահվում են երկաթի իոնները։

Միոգլոբինը նաև պահեստային սպիտակուց է, որն իր կազմով և կառուցվածքով նման է հեմոգլոբինին։ Միոգլոբինը կենտրոնացած է հիմնականում մկաններում, նրա հիմնական դերը թթվածնի կուտակումն է, որը նրան տալիս է հեմոգլոբինը։ Այն արագորեն հագեցած է թթվածնով (շատ ավելի արագ, քան հեմոգլոբինը), այնուհետև այն աստիճանաբար տեղափոխում է տարբեր հյուսվածքներ։

Կառուցվածքային սպիտակուցները կատարում են պաշտպանիչ ֆունկցիա (մաշկ) կամ հենարան՝ մարմինը միասին պահում և ուժ են տալիս (աճառ և ջլեր): Նրանց հիմնական բաղադրիչը ֆիբրիլյար սպիտակուցի կոլագենն է (նկ. 11), կենդանական աշխարհի ամենատարածված սպիտակուցը, կաթնասունների օրգանիզմում, այն կազմում է սպիտակուցների ընդհանուր զանգվածի գրեթե 30%-ը: Կոլագենն ունի բարձր առաձգական ուժ (մաշկի ամրությունը հայտնի է), սակայն մաշկի կոլագենում խաչաձեւ կապերի ցածր պարունակության պատճառով կենդանիների կաշին իրենց հում վիճակում այնքան էլ հարմար չեն տարբեր ապրանքների արտադրության համար: Ջրի մեջ մաշկի այտուցը նվազեցնելու, չորացման ժամանակ կծկվելը, ինչպես նաև ջրած վիճակում ամրությունը մեծացնելու և կոլագենի առաձգականությունը բարձրացնելու համար ստեղծվում են լրացուցիչ խաչաձև կապեր (նկ. 15ա), սա այսպես կոչված. մաշկի արևայրուքի գործընթացը.

Կենդանի օրգանիզմներում կոլագենի մոլեկուլները, որոնք առաջացել են օրգանիզմի աճի և զարգացման գործընթացում, չեն թարմացվում և չեն փոխարինվում նոր սինթեզվածներով։ Քանի որ մարմինը ծերանում է, կոլագենում խաչաձեւ կապերի քանակը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է նրա առաձգականության նվազմանը, և քանի որ նորացում չի լինում, առաջանում են տարիքային փոփոխություններ՝ աճառի և ջլերի փխրունության ավելացում, կնճիռներ մաշկի վրա.

Հոդային կապանները պարունակում են էլաստին, կառուցվածքային սպիտակուց, որը հեշտությամբ ձգվում է երկու հարթություններում: Առավելագույն առաձգականություն ունի ռեզիլինի սպիտակուցը, որը գտնվում է որոշ միջատների թեւերի կրունկների ամրացման կետերում։

Եղջյուրի գոյացություններ՝ մազեր, եղունգներ, փետուրներ, որոնք հիմնականում կազմված են կերատինային սպիտակուցից (նկ. 24): Դրա հիմնական տարբերությունը ցիստեինի մնացորդների նկատելի պարունակությունն է, որոնք կազմում են դիսուլֆիդային կամուրջներ, որոնք մազերին, ինչպես նաև բրդյա գործվածքներին հաղորդում են բարձր առաձգականություն (դեֆորմացիայից հետո սկզբնական ձևը վերականգնելու ունակությունը):

Բրինձ. 24. FIBRILLAR PROTEIN ԿԵՐԱՏԻՆԻ ՀԱՏՎԱԾ

Կերատինե առարկայի ձևի անդառնալի փոփոխության համար նախ պետք է վերականգնող նյութի օգնությամբ քանդել դիսուլֆիդային կամուրջները, տալ նոր ձև, այնուհետև նորից ստեղծել դիսուլֆիդային կամուրջները օքսիդացնող նյութի օգնությամբ (նկ. . 16), այսպես է արվում, օրինակ, մազերի հարդարումը։

Կերատինում ցիստեինի մնացորդների պարունակության ավելացմամբ և, համապատասխանաբար, դիսուլֆիդային կամուրջների քանակի ավելացմամբ, անհետանում է դեֆորմացման ունակությունը, բայց միևնույն ժամանակ հայտնվում է բարձր ուժ (ցիստեինի բեկորների մինչև 18% պարունակվում են սմբակավոր կենդանիների եղջյուրներում և կրիայի խեցիներում): Կաթնասուններն ունեն մինչև 30 տարբեր տեսակի կերատին։

Կերատինի հետ կապված ֆիբրիլային սպիտակուցի ֆիբրոյինը, որը արտազատվում է մետաքսի թրթուրների կողմից կոկոնը ոլորելիս, ինչպես նաև սարդերի կողմից ցանց հյուսելիս, պարունակում է միայն β-կառուցվածքներ, որոնք կապված են միայնակ շղթաներով (նկ. 11): Ի տարբերություն կերատինի, ֆիբրոինը չունի լայնակի դիսուլֆիդային կամուրջներ, այն ունի շատ ուժեղ առաձգական ուժ (որոշ վեբ նմուշների մեկ միավորի խաչմերուկի ուժն ավելի բարձր է, քան պողպատե մալուխների): Խաչաձեւ կապերի բացակայության պատճառով ֆիբրոնն անառաձգական է (հայտնի է, որ բրդյա գործվածքները գրեթե անջնջելի են, իսկ մետաքսե գործվածքները՝ հեշտությամբ կնճռոտվում)։

կարգավորող սպիտակուցներ.

Կարգավորող սպիտակուցները, որոնք ավելի հաճախ կոչվում են հորմոններ, ներգրավված են տարբեր ֆիզիոլոգիական գործընթացներում: Օրինակ՝ ինսուլին հորմոնը (նկ. 25) բաղկացած է երկու α-շղթաներից, որոնք միացված են դիսուլֆիդային կամուրջներով։ Ինսուլինը կարգավորում է գլյուկոզայի հետ կապված նյութափոխանակության գործընթացները, դրա բացակայությունը հանգեցնում է շաքարախտի:

Բրինձ. 25 ՍՊՏՈՒՏԻՆԻ ԻՆՍՈՒԼԻՆ

Ուղեղի հիպոֆիզի գեղձը սինթեզում է հորմոն, որը կարգավորում է մարմնի աճը։ Կան կարգավորող սպիտակուցներ, որոնք վերահսկում են օրգանիզմում տարբեր ֆերմենտների կենսասինթեզը։

Կծկվող և շարժիչ սպիտակուցները մարմնին տալիս են կծկվելու, ձևը փոխելու և շարժվելու ունակություն, առաջին հերթին խոսքը մկանների մասին է։ Մկաններում պարունակվող բոլոր սպիտակուցների զանգվածի 40%-ը կազմում է միոզինը (mys, myos, հունարեն. - մկանային): Նրա մոլեկուլը պարունակում է և՛ ֆիբրիլային, և՛ գնդաձև մաս (նկ. 26):

Բրինձ. 26 ՄՅՈՍԻՆԻ ՄՈԼԵԿՈՒԼ

Նման մոլեկուլները միավորվում են խոշոր ագրեգատների մեջ, որոնք պարունակում են 300–400 մոլեկուլ։

Երբ կալցիումի իոնների կոնցենտրացիան փոխվում է մկանային մանրաթելերը շրջապատող տարածության մեջ, տեղի է ունենում մոլեկուլների կոնֆորմացիայի հետադարձելի փոփոխություն՝ շղթայի ձևի փոփոխություն՝ վալենտային կապերի շուրջ առանձին բեկորների պտտման պատճառով: Սա հանգեցնում է մկանների կծկման և թուլացման, կալցիումի իոնների կոնցենտրացիան փոխելու ազդանշանը գալիս է մկանային մանրաթելերի նյարդային վերջավորություններից: Արհեստական ​​մկանների կծկումը կարող է առաջանալ էլեկտրական իմպուլսների ազդեցությամբ՝ հանգեցնելով կալցիումի իոնների կոնցենտրացիայի կտրուկ փոփոխության, սա հիմք է հանդիսանում սրտի մկանների խթանման համար՝ վերականգնելու սրտի աշխատանքը:

Պաշտպանիչ սպիտակուցները թույլ են տալիս պաշտպանել մարմինը գրոհող բակտերիաների, վիրուսների ներխուժումից և օտար սպիտակուցների ներթափանցումից (օտար մարմինների ընդհանրացված անվանումը հակագեն է): Պաշտպանիչ սպիտակուցների դերը կատարում են իմունոգոլոբուլինները (նրանց մյուս անունը հակամարմիններ են), նրանք ճանաչում են օրգանիզմ ներթափանցած անտիգենները և ամուր կապվում դրանց հետ։ Կաթնասունների, այդ թվում՝ մարդկանց օրգանիզմում կան իմունոգոլոբուլինների հինգ դասեր՝ M, G, A, D և E, դրանց կառուցվածքը, ինչպես անունն է ենթադրում, գնդաձև է, բացի այդ, դրանք բոլորը կառուցված են նույն ձևով։ Հակամարմինների մոլեկուլային կազմակերպումը ներկայացված է ստորև՝ օգտագործելով G դասի իմունոգլոբուլինը որպես օրինակ (նկ. 27): Մոլեկուլը պարունակում է չորս պոլիպեպտիդ շղթաներ, որոնք միացված են երեք S-S դիսուլֆիդային կամուրջներով (նկ. 27-ում դրանք ցուցադրված են հաստացած վալենտային կապերով և մեծ S նշաններով), բացի այդ, յուրաքանչյուր պոլիմերային շղթա պարունակում է ներշղթայական դիսուլֆիդային կամուրջներ։ Երկու խոշոր պոլիմերային շղթաներ (ընդգծված կապույտով) պարունակում են 400–600 ամինաթթուների մնացորդներ։ Մյուս երկու շղթաները (ընդգծված կանաչով) գրեթե կիսով չափ երկար են, պարունակում են մոտավորապես 220 ամինաթթուների մնացորդ: Բոլոր չորս շղթաները տեղակայված են այնպես, որ տերմինալային H 2 N- խմբերը ուղղված են մեկ ուղղությամբ:

Բրինձ. 27 ԻՄՈՒՆՈԳԼՈԲՈՒԼԻՆԻ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԻ ՍԽԵՄԱՏԱԿԱՆ ՆԿԱՐ.

Այն բանից հետո, երբ մարմինը շփվում է օտար սպիտակուցի (հակագենի) հետ, իմունային համակարգի բջիջները սկսում են արտադրել իմունոգոլոբուլիններ (հակամարմիններ), որոնք կուտակվում են արյան շիճուկում։ Առաջին փուլում հիմնական աշխատանքը կատարվում է H 2 N տերմինալ պարունակող շղթայական հատվածներով (նկ. 27-ում համապատասխան հատվածները նշված են բաց կապույտ և բաց կանաչ գույներով): Սրանք հակագենի գրավման վայրեր են: Իմունոգոլոբուլինի սինթեզի գործընթացում այս տեղամասերը ձևավորվում են այնպես, որ դրանց կառուցվածքը և կոնֆիգուրացիան հնարավորինս համապատասխանեն մոտեցող անտիգենի կառուցվածքին (ինչպես կողպեքի բանալին, ինչպես ֆերմենտները, բայց այս դեպքում առաջադրանքները հետևյալն են. տարբեր): Այսպիսով, յուրաքանչյուր անտիգենի համար ստեղծվում է խիստ անհատական ​​հակամարմին՝ որպես իմունային պատասխան։ Ոչ մի հայտնի սպիտակուց չի կարող այդքան «պլաստիկորեն» փոխել իր կառուցվածքը՝ կախված արտաքին գործոններից, բացի իմունոգլոբուլիններից։ Ֆերմենտները ռեագենտին կառուցվածքային համապատասխանության խնդիրը լուծում են այլ կերպ՝ բոլոր հնարավոր դեպքերի համար տարբեր ֆերմենտների հսկայական հավաքածուի օգնությամբ, և իմունոգոլոբուլինները ամեն անգամ վերակառուցում են «աշխատանքային գործիքը»: Ավելին, իմունոգլոբուլինի կրունկի շրջանը (նկ. 27) ապահովում է երկու գրավման շրջանները որոշակի անկախ շարժունակությամբ, արդյունքում իմունոգլոբուլինի մոլեկուլը կարող է անմիջապես «գտնել» անտիգենում գրավելու համար երկու ամենահարմար շրջանները՝ ապահով կերպով ամրացնելու համար: դա նման է խեցգետնակերպ արարածի գործողություններին:

Այնուհետև միացվում է օրգանիզմի իմունային համակարգի հաջորդական ռեակցիաների շղթան, միացվում են այլ դասերի իմունոգոլոբուլիններ, արդյունքում օտարված սպիտակուցը ապաակտիվացվում է, իսկ հետո անտիգենը (օտար միկրոօրգանիզմ կամ տոքսին) ոչնչացվում և հեռացվում է։

Հակագենի հետ շփումից հետո իմունոգլոբուլինի առավելագույն կոնցենտրացիան հասնում է (կախված անտիգենի բնույթից և բուն օրգանիզմի անհատական ​​բնութագրերից) մի քանի ժամվա ընթացքում (երբեմն մի քանի օրվա ընթացքում): Մարմինը պահպանում է նման շփման հիշողությունը, և երբ նորից հարձակվում են նույն անտիգենով, իմունոգոլոբուլինները շատ ավելի արագ են կուտակվում արյան շիճուկում և ավելի մեծ քանակությամբ՝ առաջանում է ձեռքբերովի իմունիտետ:

Սպիտակուցների վերը նշված դասակարգումը որոշակիորեն կամայական է, օրինակ, պաշտպանիչ սպիտակուցների շարքում նշված թրոմբինային սպիտակուցը, ըստ էության, ֆերմենտ է, որը կատալիզացնում է պեպտիդային կապերի հիդրոլիզը, այսինքն, այն պատկանում է պրոթեզերոնի դասին:

Պաշտպանիչ սպիտակուցները հաճախ կոչվում են օձի թույնի սպիտակուցներ և որոշ բույսերի թունավոր սպիտակուցներ, քանի որ նրանց խնդիրն է պաշտպանել մարմինը վնասից:

Կան սպիտակուցներ, որոնց գործառույթներն այնքան յուրահատուկ են, որ դժվարացնում է դրանց դասակարգումը։ Օրինակ՝ աֆրիկյան բույսում հայտնաբերված մոնելին սպիտակուցը շատ քաղցր համ ունի և հետազոտության առարկա է դարձել որպես ոչ թունավոր նյութ, որը կարող է օգտագործվել շաքարի փոխարեն՝ գիրությունը կանխելու համար: Անտարկտիդայի որոշ ձկների արյան պլազման պարունակում է հակասառեցնող հատկություն ունեցող սպիտակուցներ, որոնք թույլ չեն տալիս այդ ձկների արյունը սառչել:

Սպիտակուցների արհեստական ​​սինթեզ.

Պոլիպեպտիդային շղթա տանող ամինաթթուների խտացումը լավ ուսումնասիրված գործընթաց է: Հնարավոր է իրականացնել, օրինակ, ցանկացած մեկ ամինաթթվի կամ թթուների խառնուրդի խտացում և, համապատասխանաբար, ստանալ նույն միավորները կամ տարբեր միավորներ պարունակող պոլիմեր, որոնք փոխարինվում են պատահական կարգով: Նման պոլիմերները քիչ նմանություն ունեն բնական պոլիպեպտիդների հետ և չունեն կենսաբանական ակտիվություն: Հիմնական խնդիրն է միացնել ամինաթթուները խստորեն սահմանված, նախապես ծրագրված կարգով, որպեսզի վերարտադրեն բնական սպիտակուցներում ամինաթթուների մնացորդների հաջորդականությունը: Ամերիկացի գիտնական Ռոբերտ Մերրիֆիլդն առաջարկել է օրիգինալ մեթոդ, որը հնարավորություն է տվել լուծել նման խնդիր։ Մեթոդի էությունն այն է, որ առաջին ամինաթթուն կցվում է չլուծվող պոլիմերային գելին, որը պարունակում է ռեակտիվ խմբեր, որոնք կարող են միավորվել ամինաթթվի –COOH– խմբերի հետ: Որպես այդպիսի պոլիմերային ենթաշերտ վերցվել է խաչակցված պոլիստիրոլը՝ դրա մեջ մտցված քլորոմեթիլ խմբերով: Որպեսզի ռեակցիայի համար վերցված ամինաթթուն ինքն իրեն չփոխազդի և որպեսզի այն չմիանա H 2 N- խմբին սուբստրատին, այս թթվի ամինո խումբը նախապես արգելափակված է մեծածավալ փոխարինողով [(C 4 H 9) 3] 3 OS (O) -խմբ. Այն բանից հետո, երբ ամինաթթուն կցվում է պոլիմերային հենարանին, արգելափակող խումբը հանվում է և մեկ այլ ամինաթթու ներմուծվում է ռեակցիայի խառնուրդի մեջ, որում նախապես արգելափակված է նաև H 2 N խումբը: Նման համակարգում հնարավոր է միայն առաջին ամինաթթվի H 2 N- խմբի և երկրորդ թթվի –COOH խմբի փոխազդեցությունը, որն իրականացվում է կատալիզատորների (ֆոսֆոնիումի աղերի) առկայությամբ։ Այնուհետեւ կրկնվում է ամբողջ սխեման՝ ներկայացնելով երրորդ ամինաթթուն (նկ. 28):

Բրինձ. 28. ՊՈԼԻՊԵՊՏԻԴԱՅԻՆ Շղթաների ՍԻՆԹԵԶԻ ՍԽԵՄԱ

Վերջին քայլում ստացված պոլիպեպտիդային շղթաները բաժանվում են պոլիստիրոլի հենարանից։ Այժմ ամբողջ գործընթացը ավտոմատացված է, կան ավտոմատ պեպտիդային սինթեզատորներ, որոնք գործում են ըստ նկարագրված սխեմայի։ Բժշկության և գյուղատնտեսության մեջ օգտագործվող բազմաթիվ պեպտիդներ սինթեզվել են այս մեթոդով։ Հնարավոր է նաև ձեռք բերել բնական պեպտիդների բարելավված անալոգներ՝ ընտրովի և ուժեղացված գործողությամբ: Սինթեզվել են որոշ փոքր սպիտակուցներ, օրինակ՝ ինսուլին հորմոնը և որոշ ֆերմենտներ։

Կան նաև սպիտակուցների սինթեզի մեթոդներ, որոնք կրկնում են բնական պրոցեսները. սինթեզվում են նուկլեինաթթուների բեկորներ, որոնք կազմաձևված են որոշակի սպիտակուցներ արտադրելու համար, այնուհետև այդ բեկորները մտցվում են կենդանի օրգանիզմի մեջ (օրինակ՝ մանրէի մեջ), որից հետո մարմինը սկսում է արտադրել ցանկալի սպիտակուցը: Այս կերպ այժմ ձեռք են բերվում զգալի քանակությամբ դժվար հասանելի սպիտակուցներ և պեպտիդներ, ինչպես նաև դրանց անալոգներ։

Սպիտակուցները՝ որպես սննդի աղբյուրներ.

Կենդանի օրգանիզմի սպիտակուցները մշտապես տրոհվում են իրենց սկզբնական ամինաթթուների (ֆերմենտների անփոխարինելի մասնակցությամբ), որոշ ամինաթթուներ անցնում են մյուսների մեջ, այնուհետև սպիտակուցները նորից սինթեզվում են (նաև ֆերմենտների մասնակցությամբ), այսինքն. մարմինը անընդհատ վերականգնվում է: Որոշ սպիտակուցներ (մաշկի կոլագեն, մազի) չեն վերականգնվում, մարմինը անընդհատ կորցնում է դրանք և փոխարենը սինթեզում նորերը։ Սպիտակուցները, որպես սննդի աղբյուրներ, կատարում են երկու հիմնական գործառույթ՝ նրանք մարմնին մատակարարում են շինանյութ՝ սպիտակուցի նոր մոլեկուլների սինթեզի համար և, ի լրումն, մարմնին մատակարարում են էներգիա (կալորիականության աղբյուրներ):

Մսակեր կաթնասունները (այդ թվում՝ մարդիկ) անհրաժեշտ սպիտակուցները ստանում են բուսական և կենդանական մթերքներից։ Սննդից ստացված սպիտակուցներից ոչ մեկն անփոփոխ ձևով չի ինտեգրվում օրգանիզմին։ Մարսողական տրակտում բոլոր ներծծվող սպիտակուցները տրոհվում են ամինաթթուների, և դրանցից արդեն կառուցված են որոշակի օրգանիզմի համար անհրաժեշտ սպիտակուցներ, մինչդեռ մնացած 12-ը կարող են սինթեզվել մարմնի 8 էական թթուներից (Աղյուսակ 1), եթե դրանք չկան: մատակարարվում է բավարար քանակությամբ սննդով, բայց եթերային թթուները պետք է անպայման մատակարարվեն սննդի հետ: Ցիստեինում առկա ծծմբի ատոմները օրգանիզմը ստանում է էական ամինաթթվի մեթիոնինով: Սպիտակուցների մի մասը քայքայվում է՝ ազատելով կյանքի պահպանման համար անհրաժեշտ էներգիան, իսկ դրանցում պարունակվող ազոտն օրգանիզմից դուրս է գալիս մեզի հետ։ Սովորաբար մարդու օրգանիզմը օրական կորցնում է 25–30 գ սպիտակուց, ուստի սպիտակուցային մթերքները միշտ պետք է լինեն ճիշտ քանակությամբ։ Սպիտակուցի նվազագույն օրական պահանջը տղամարդկանց համար 37 գ է, իսկ կանանց համար՝ 29 գ, սակայն առաջարկվող չափաբաժինը գրեթե երկու անգամ ավելի բարձր է: Մթերքները գնահատելիս կարևոր է հաշվի առնել սպիտակուցի որակը: Եթերային ամինաթթուների բացակայության կամ ցածր պարունակության դեպքում սպիտակուցը համարվում է ցածր արժեք, ուստի նման սպիտակուցները պետք է սպառվեն ավելի մեծ քանակությամբ: Այսպիսով, լոբազգիների սպիտակուցները պարունակում են քիչ մեթիոնին, իսկ ցորենի և եգիպտացորենի սպիտակուցները քիչ են լիզինով (երկու ամինաթթուներն էլ կարևոր են): Կենդանական սպիտակուցները (բացառությամբ կոլագենների) դասակարգվում են որպես ամբողջական սննդամթերք: Բոլոր էական թթուների ամբողջական հավաքածուն պարունակում է կաթի կազեին, ինչպես նաև դրանից պատրաստված կաթնաշոռ և պանիր, ուստի բուսակերների դիետան, եթե այն շատ խիստ է, այսինքն. «Առանց կաթնամթերքի», պահանջում է լոբազգիների, ընկույզների և սնկերի սպառման ավելացում՝ մարմնին անհրաժեշտ քանակությամբ անհրաժեշտ ամինաթթուներով ապահովելու համար:

Որպես սննդամթերք օգտագործվում են նաև սինթետիկ ամինաթթուներ և սպիտակուցներ՝ դրանք ավելացնելով կերերին, որոնք փոքր քանակությամբ պարունակում են էական ամինաթթուներ։ Կան մանրէներ, որոնք կարողանում են մշակել և յուրացնել նավթային ածխաջրածինները, այս դեպքում սպիտակուցների լիարժեք սինթեզի համար անհրաժեշտ է դրանք սնվել ազոտ պարունակող միացություններով (ամոնիակ կամ նիտրատներ)։ Այս կերպ ստացված սպիտակուցը օգտագործվում է որպես անասունների և թռչնամսի կեր։ Կենդանիների կերերին հաճախ ավելացվում են մի շարք ֆերմենտներ՝ ածխաջրեր, որոնք կատալիզացնում են ածխաջրածին սննդի բաղադրիչների հիդրոլիզը, որոնք դժվար է քայքայվել (հացահատիկային մշակաբույսերի բջջային պատերը), ինչի հետևանքով բուսական մթերքներն ավելի լիարժեք կլանվում են։

Միխայիլ Լևիցկի

ՍՊԻՏԱԿՈՒՆՆԵՐ (հոդված 2)

(սպիտակուցներ), ազոտ պարունակող բարդ միացությունների դաս, կենդանի նյութի ամենաբնորոշ և կարևոր (նուկլեինաթթուների հետ մեկտեղ) բաղադրիչները։ Սպիտակուցները կատարում են բազմաթիվ և բազմազան գործառույթներ: Սպիտակուցների մեծ մասը ֆերմենտներ են, որոնք կատալիզացնում են քիմիական ռեակցիաները: Ֆիզիոլոգիական գործընթացները կարգավորող շատ հորմոններ նույնպես սպիտակուցներ են։ Կառուցվածքային սպիտակուցները, ինչպիսիք են կոլագենը և կերատինը, ոսկրային հյուսվածքի, մազերի և եղունգների հիմնական բաղադրիչներն են: Մկանների կծկվող սպիտակուցներն ունեն իրենց երկարությունը փոխելու հատկություն՝ օգտագործելով քիմիական էներգիան մեխանիկական աշխատանք կատարելու համար։ Սպիտակուցները հակամարմիններ են, որոնք կապում և չեզոքացնում են թունավոր նյութերը: Որոշ սպիտակուցներ, որոնք կարող են արձագանքել արտաքին ազդեցություններին (լույս, հոտ) ծառայում են որպես գրգռվածություն ընկալող զգայական օրգանների ընկալիչներ: Բջջի ներսում և բջջաթաղանթի վրա տեղակայված բազմաթիվ սպիտակուցներ կատարում են կարգավորիչ գործառույթներ։

19-րդ դարի առաջին կեսին Շատ քիմիկոսներ, և նրանց թվում հիմնականում Ջ. ֆոն Լիբիգը, աստիճանաբար եկան այն եզրակացության, որ սպիտակուցները ազոտային միացությունների հատուկ դաս են: «Սպիտակուցներ» անվանումը (հունարեն պրոտոսից՝ առաջինը) առաջարկվել է 1840 թվականին հոլանդացի քիմիկոս Գ.Մուլդերի կողմից։

ՖԻԶԻԿԱԿԱՆ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ

Սպիտակուցները պինդ վիճակում սպիտակ են, բայց լուծույթով անգույն, եթե դրանք չեն կրում քրոմոֆոր (գունավոր) խումբ, ինչպիսին է հեմոգլոբինը: Տարբեր սպիտակուցների ջրի լուծելիությունը մեծապես տարբերվում է: Այն նաև տատանվում է ըստ pH-ի և լուծույթում աղերի կոնցենտրացիայից, այնպես որ կարելի է ընտրել այն պայմանները, որոնց դեպքում մեկ սպիտակուցը ընտրողաբար կտեղավորվի այլ սպիտակուցների առկայության դեպքում: Այս «աղը հանելու» մեթոդը լայնորեն կիրառվում է սպիտակուցների մեկուսացման և մաքրման համար: Մաքրված սպիտակուցը հաճախ նստում է լուծույթից բյուրեղների տեսքով:

Այլ միացությունների համեմատ սպիտակուցների մոլեկուլային քաշը շատ մեծ է՝ մի քանի հազարից մինչև միլիոնավոր դալտոններ։ Հետևաբար, ուլտրակենտրոնացման ժամանակ սպիտակուցները նստում են, ընդ որում՝ տարբեր արագությամբ։ Սպիտակուցների մոլեկուլներում դրական և բացասական լիցքավորված խմբերի առկայության պատճառով էլեկտրական դաշտում դրանք շարժվում են տարբեր արագություններով։ Սա էլեկտրաֆորեզի հիմքն է՝ մեթոդ, որն օգտագործվում է առանձին սպիտակուցները բարդ խառնուրդներից մեկուսացնելու համար։ Սպիտակուցների մաքրումն իրականացվում է նաև քրոմատոգրաֆիայի միջոցով։

ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ

Կառուցվածք.

Սպիտակուցները պոլիմերներ են, այսինքն. մոլեկուլներ, որոնք կառուցված են որպես շղթաներ կրկնվող մոնոմերային միավորներից կամ ենթամիավորներից, որոնց դերը խաղում են ալֆա-ամինաթթուները: Ամինաթթուների ընդհանուր բանաձևը

որտեղ R-ը ջրածնի ատոմ է կամ որոշ օրգանական խումբ։

Սպիտակուցի մոլեկուլը (պոլիպեպտիդային շղթա) կարող է բաղկացած լինել միայն համեմատաբար փոքր թվով ամինաթթուներից կամ մի քանի հազար մոնոմերային միավորներից։ Ամինաթթուների միացումը շղթայում հնարավոր է, քանի որ նրանցից յուրաքանչյուրն ունի երկու տարբեր քիմիական խմբեր՝ հիմնական ամինախումբ՝ NH2 և թթվային կարբոքսիլ խումբ՝ COOH։ Այս երկու խմբերն էլ կապված են ածխածնի ատոմին: Մեկ ամինաթթվի կարբոքսիլ խումբը կարող է ձևավորել ամիդային (պեպտիդ) կապ մեկ այլ ամինաթթվի ամինո խմբի հետ.

Երկու ամինաթթուների այս ձևով միացումից հետո շղթան կարող է երկարացվել՝ երկրորդ ամինաթթուն ավելացնելով երրորդը և այլն։ Ինչպես երևում է վերը նշված հավասարումից, երբ ձևավորվում է պեպտիդային կապ, ազատվում է ջրի մոլեկուլ։ Թթուների, ալկալիների կամ պրոտեոլիտիկ ֆերմենտների առկայության դեպքում ռեակցիան ընթանում է հակառակ ուղղությամբ՝ պոլիպեպտիդային շղթան ջրի ավելացումով տրոհվում է ամինաթթուների։ Այս ռեակցիան կոչվում է հիդրոլիզ։ Հիդրոլիզը տեղի է ունենում ինքնաբերաբար, և էներգիա է պահանջվում ամինաթթուները պոլիպեպտիդային շղթայի մեջ միավորելու համար:

Կարբոքսիլային խումբը և ամիդային խումբը (կամ դրան նման իմիդային խումբը, պրոլինի ամինաթթվի դեպքում) առկա են բոլոր ամինաթթուներում, մինչդեռ ամինաթթուների միջև տարբերությունը որոշվում է այդ խմբի բնույթով կամ «կողմով»: շղթա», որը վերևում նշված է R տառով: Կողմնակի շղթայի դերը կարող է խաղալ ջրածնի ատոմը, ինչպես ամինաթթու գլիցինը, և որոշ մեծ խմբավորումներ, ինչպիսիք են հիստիդինը և տրիպտոֆանը: Որոշ կողային շղթաներ քիմիապես իներտ են, իսկ մյուսները՝ բարձր ռեակտիվ:

Շատ հազարավոր տարբեր ամինաթթուներ կարող են սինթեզվել, և շատ տարբեր ամինաթթուներ հանդիպում են բնության մեջ, սակայն սպիտակուցի սինթեզի համար օգտագործվում են միայն 20 տեսակի ամինաթթուներ՝ ալանին, արգինին, ասպարագին, ասպարտիկ թթու, վալին, հիստիդին, գլիցին, գլուտամին, գլուտամին: թթու, իզոլեյցին, լեյցին, լիզին, մեթիոնին, պրոլին, սերին, թիրոզին, թրեոնին, տրիպտոֆան, ֆենիլալանին և ցիստեին (սպիտակուցներում ցիստեինը կարող է առկա լինել որպես դիմեր - ցիստին): Ճիշտ է, որոշ սպիտակուցների մեջ կան նաև այլ ամինաթթուներ, ի լրումն կանոնավոր հանդիպող 20-ի, բայց դրանք ձևավորվում են թվարկված քսանից որևէ մեկի փոփոխության արդյունքում այն ​​սպիտակուցի մեջ ներառվելուց հետո:

օպտիկական ակտիվություն.

Բոլոր ամինաթթուները, բացառությամբ գլիցինի, ունեն չորս տարբեր խմբեր, որոնք կցված են α-ածխածնի ատոմին։ Երկրաչափության առումով չորս տարբեր խմբեր կարող են կցվել երկու եղանակով, և, համապատասխանաբար, կան երկու հնարավոր կոնֆիգուրացիաներ կամ երկու իզոմերներ, որոնք կապված են միմյանց հետ որպես առարկա իր հայելային պատկերին, այսինքն. ինչպես ձախ ձեռքը աջ: Մի կոնֆիգուրացիան կոչվում է ձախ կամ ձախակողմյան (L), իսկ մյուսը աջակողմյան կամ աջակողմյան (D), քանի որ երկու նման իզոմերները տարբերվում են բևեռացված լույսի հարթության պտտման ուղղությամբ: Սպիտակուցներում հանդիպում են միայն L-ամինաթթուները (բացառություն է գլիցինը, այն կարող է ներկայացվել միայն մեկ ձևով, քանի որ նրա չորս խմբերից երկուսը նույնն են), և նրանք բոլորն ունեն օպտիկական ակտիվություն (քանի որ կա միայն մեկ իզոմեր): D-ամինաթթուները բնության մեջ հազվադեպ են. դրանք հայտնաբերված են որոշ հակաբիոտիկների և բակտերիաների բջջային պատի մեջ:

Ամինաթթուների հաջորդականությունը.

Պոլիպեպտիդային շղթայում ամինաթթուները ոչ թե պատահականորեն դասավորված են, այլ որոշակի ֆիքսված հերթականությամբ, և հենց այս կարգն է որոշում սպիտակուցի գործառույթներն ու հատկությունները։ Փոփոխելով ամինաթթուների 20 տեսակների հերթականությունը՝ դուք կարող եք ստանալ հսկայական քանակությամբ տարբեր սպիտակուցներ, ինչպես այբուբենի տառերից կարող եք շատ տարբեր տեքստեր կազմել:

Նախկինում սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականությունը որոշելը հաճախ տևում էր մի քանի տարի: Ուղղակի որոշումը դեռևս բավականին աշխատատար խնդիր է, թեև ստեղծվել են սարքեր, որոնք թույլ են տալիս այն իրականացնել ավտոմատ կերպով։ Սովորաբար ավելի հեշտ է որոշել համապատասխան գենի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը և դրանից ստանալ սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականությունը։ Մինչ օրս արդեն որոշված ​​են հարյուրավոր սպիտակուցների ամինաթթուների հաջորդականությունը։ Վերծանված սպիտակուցների գործառույթները սովորաբար հայտնի են, և դա օգնում է պատկերացնել նմանատիպ սպիտակուցների հնարավոր գործառույթները, որոնք ձևավորվում են, օրինակ, չարորակ նորագոյացություններում:

Բարդ սպիտակուցներ.

Միայն ամինաթթուներից բաղկացած սպիտակուցները կոչվում են պարզ: Այնուամենայնիվ, հաճախ մետաղի ատոմը կամ որոշ քիմիական միացություն, որը ամինաթթու չէ, կցվում է պոլիպեպտիդային շղթային: Նման սպիտակուցները կոչվում են բարդ: Օրինակ՝ հեմոգլոբինը. այն պարունակում է երկաթի պորֆիրին, որը տալիս է նրա կարմիր գույնը և թույլ է տալիս նրան հանդես գալ որպես թթվածնի կրիչ։

Բարդ սպիտակուցների անունները պարունակում են կցված խմբերի բնույթի նշում՝ շաքարներ առկա են գլիկոպրոտեիններում, ճարպեր՝ լիպոպրոտեիններում: Եթե ​​ֆերմենտի կատալիտիկ ակտիվությունը կախված է կցված խմբից, ապա այն կոչվում է պրոթեզային խումբ։ Հաճախ որոշ վիտամիններ պրոթեզային խմբի դեր են կատարում կամ դրա մաս են կազմում։ Վիտամին A-ն, օրինակ, կապված ցանցաթաղանթի սպիտակուցներից մեկին, որոշում է նրա զգայունությունը լույսի նկատմամբ։

Երրորդական կառուցվածք.

Կարևորը ոչ այնքան սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականությունն է (առաջնային կառուցվածքը), այլ այն, թե ինչպես է այն տեղադրվում տիեզերքում: Պոլիպեպտիդային շղթայի ողջ երկարությամբ ջրածնի իոնները կազմում են կանոնավոր ջրածնային կապեր, որոնք տալիս են պարույրի կամ շերտի (երկրորդական կառուցվածք) տեսք։ Նման խխունջների և շերտերի համակցությունից առաջանում է հաջորդ կարգի կոմպակտ ձև՝ սպիտակուցի երրորդական կառուցվածք։ Շղթայի մոնոմերական օղակները պահող կապերի շուրջ հնարավոր են պտույտներ փոքր անկյուններով։ Հետևաբար, զուտ երկրաչափական տեսանկյունից, ցանկացած պոլիպեպտիդային շղթայի համար հնարավոր կոնֆիգուրացիաների թիվը անսահման մեծ է: Իրականում յուրաքանչյուր սպիտակուց սովորաբար գոյություն ունի միայն մեկ կոնֆիգուրացիայի մեջ, որը որոշվում է իր ամինաթթուների հաջորդականությամբ: Այս կառուցվածքը կոշտ չէ, այն կարծես «շնչում է»՝ այն տատանվում է որոշակի միջին կոնֆիգուրացիայի շուրջ։ Շղթան ծալվում է այնպիսի կոնֆիգուրացիայի մեջ, որում ազատ էներգիան (աշխատանք կատարելու ունակությունը) նվազագույն է, ճիշտ այնպես, ինչպես արձակված զսպանակը սեղմվում է միայն մի վիճակի, որը համապատասխանում է ազատ էներգիայի նվազագույնին: Հաճախ շղթայի մի մասը կոշտորեն կապված է մյուսի հետ երկու ցիստեին մնացորդների միջև դիսուլֆիդային (–S–S–) կապերով։ Մասամբ սա է պատճառը, որ ամինաթթուների մեջ ցիստեինը հատկապես կարևոր դեր է խաղում:

Սպիտակուցների կառուցվածքի բարդությունն այնքան մեծ է, որ դեռևս հնարավոր չէ հաշվարկել սպիտակուցի երրորդական կառուցվածքը, նույնիսկ եթե հայտնի է նրա ամինաթթուների հաջորդականությունը։ Բայց եթե հնարավոր է ստանալ սպիտակուցային բյուրեղներ, ապա դրա երրորդական կառուցվածքը կարելի է որոշել ռենտգենյան դիֆրակցիայով։

Կառուցվածքային, կծկվող և որոշ այլ սպիտակուցներում շղթաները երկարաձգվում են, և կողք կողքի ընկած մի քանի փոքր ծալված շղթաներ առաջացնում են մանրաթելեր. մանրաթելերն իրենց հերթին ծալվում են ավելի մեծ գոյացությունների՝ մանրաթելերի։ Այնուամենայնիվ, լուծույթում գտնվող սպիտակուցների մեծ մասը գնդաձև է. շղթաները ոլորված են գնդիկի մեջ, ինչպես մանվածքը գնդակի մեջ: Ազատ էներգիան այս կոնֆիգուրացիայի մեջ նվազագույն է, քանի որ հիդրոֆոբ («ջուր վանող») ամինաթթուները թաքնված են գլոբուլի ներսում, մինչդեռ հիդրոֆիլ («ջուր գրավող») ամինաթթուները գտնվում են դրա մակերեսին:

Շատ սպիտակուցներ մի քանի պոլիպեպտիդային շղթաների համալիրներ են: Այս կառուցվածքը կոչվում է սպիտակուցի չորրորդական կառուցվածք։ Հեմոգլոբինի մոլեկուլը, օրինակ, կազմված է չորս ենթամիավորներից, որոնցից յուրաքանչյուրը գնդաձեւ սպիտակուց է։

Կառուցվածքային սպիտակուցները, իրենց գծային կոնֆիգուրացիայի շնորհիվ, ձևավորում են մանրաթելեր, որոնցում առաձգական ուժը շատ բարձր է, մինչդեռ գնդաձև կոնֆիգուրացիան թույլ է տալիս սպիտակուցներին հատուկ փոխազդեցության մեջ մտնել այլ միացությունների հետ: Գնդիկի մակերեսին, շղթաների ճիշտ տեղադրմամբ, հայտնվում են որոշակի ձևի խոռոչներ, որոնցում տեղակայված են ռեակտիվ քիմիական խմբեր: Եթե ​​այս սպիտակուցը ֆերմենտ է, ապա ինչ-որ նյութի մեկ այլ, սովորաբար ավելի փոքր, մոլեկուլ մտնում է նման խոռոչ, ինչպես որ բանալին մտնում է կողպեք; այս դեպքում մոլեկուլի էլեկտրոնային ամպի կոնֆիգուրացիան փոխվում է խոռոչում տեղակայված քիմիական խմբերի ազդեցության տակ, և դա ստիպում է նրան արձագանքել որոշակի ձևով: Այս կերպ ֆերմենտը կատալիզացնում է ռեակցիան։ Հակամարմինների մոլեկուլներն ունեն նաև խոռոչներ, որոնցում կապվում են տարբեր օտար նյութեր և դրանով իսկ անվնաս են դառնում։ «Բանալին և կողպեք» մոդելը, որը բացատրում է սպիտակուցների փոխազդեցությունը այլ միացությունների հետ, հնարավորություն է տալիս հասկանալ ֆերմենտների և հակամարմինների առանձնահատկությունը, այսինքն. միայն որոշակի միացությունների հետ արձագանքելու նրանց ունակությունը:

Սպիտակուցներ տարբեր տեսակի օրգանիզմներում.

Սպիտակուցները, որոնք կատարում են նույն գործառույթը տարբեր բույսերի և կենդանիների տեսակների մեջ և, հետևաբար, կրում են նույն անվանումը, նույնպես ունեն նմանատիպ կոնֆիգուրացիա: Նրանք, սակայն, որոշ չափով տարբերվում են իրենց ամինաթթուների հաջորդականությամբ: Քանի որ տեսակները տարբերվում են ընդհանուր նախահայրից, որոշ ամինաթթուներ որոշակի դիրքերում փոխարինվում են մյուսների հետ մուտացիաներով: Վնասակար մուտացիաները, որոնք առաջացնում են ժառանգական հիվանդություններ, անտեսվում են բնական ընտրության միջոցով, բայց կարող են պահպանվել օգտակար կամ առնվազն չեզոք մուտացիաները: Որքան ավելի մոտ են երկու կենսաբանական տեսակներ միմյանց, այնքան քիչ տարբերություններ են հայտնաբերվում նրանց սպիտակուցներում:

Որոշ սպիտակուցներ համեմատաբար արագ են փոխվում, մյուսները բավականին պահպանողական են: Վերջիններս ներառում են, օրինակ, ցիտոքրոմ c, շնչառական ֆերմենտ, որը հայտնաբերված է կենդանի օրգանիզմների մեծ մասում: Մարդկանց և շիմպանզեների մոտ նրա ամինաթթուների հաջորդականությունը նույնական է, մինչդեռ ցորենի ցիտոքրոմ c-ում ամինաթթուների միայն 38%-ն է տարբեր: Նույնիսկ մարդկանց և բակտերիաների համեմատությամբ, ցիտոքրոմների նմանությունը (այստեղ տարբերությունները ազդում են ամինաթթուների 65%-ի հետ) դեռևս կարելի է տեսնել, թեև բակտերիաների և մարդկանց ընդհանուր նախնին ապրել է Երկրի վրա մոտ երկու միլիարդ տարի առաջ: Մեր օրերում ամինաթթուների հաջորդականությունների համեմատությունը հաճախ օգտագործվում է ֆիլոգենետիկ (ծագումնաբանական) ծառ կառուցելու համար, որն արտացոլում է տարբեր օրգանիզմների միջև էվոլյուցիոն հարաբերությունները:

Դենատուրացիա.

Սինթեզված սպիտակուցի մոլեկուլը՝ ծալովի, ձեռք է բերում իր կոնֆիգուրացիան։ Այնուամենայնիվ, այս կոնֆիգուրացիան կարող է ոչնչացվել տաքացման, pH-ի փոփոխման, օրգանական լուծիչների ազդեցությամբ և նույնիսկ լուծույթը պարզապես խառնելով, մինչև դրա մակերեսին փուչիկները հայտնվեն: Այս կերպ փոփոխված սպիտակուցը կոչվում է դենատուրացված; այն կորցնում է իր կենսաբանական ակտիվությունը և սովորաբար դառնում է անլուծելի։ Դենատուրացված սպիտակուցի հայտնի օրինակներ են խաշած ձվերը կամ հարած սերուցքը: Փոքր սպիտակուցները, որոնք պարունակում են ընդամենը մոտ հարյուր ամինաթթուներ, կարող են վերածվել, այսինքն. նորից ձեռք բերել սկզբնական կազմաձևը: Բայց սպիտակուցների մեծ մասը պարզապես վերածվում է խճճված պոլիպեպտիդային շղթաների զանգվածի և չի վերականգնում իրենց նախկին կոնֆիգուրացիան:

Ակտիվ սպիտակուցների մեկուսացման հիմնական դժվարություններից մեկը նրանց ծայրահեղ զգայունությունն է դենատուրացիայի նկատմամբ: Սպիտակուցների այս հատկությունը օգտակար կիրառություն է գտնում սննդամթերքի պահպանման գործում. բարձր ջերմաստիճանն անդառնալիորեն դենատուրացիա է անում միկրոօրգանիզմների ֆերմենտները, և միկրոօրգանիզմները մահանում են:

ՍՊՏՈՒՏԻՆՆԵՐԻ ՍԻՆԹԵԶ

Սպիտակուցի սինթեզի համար կենդանի օրգանիզմը պետք է ունենա ֆերմենտների համակարգ, որն ունակ է մի ամինաթթուն կցել մյուսին։ Անհրաժեշտ է նաև տեղեկատվության աղբյուր, որը կորոշի, թե որ ամինաթթուները պետք է միացվեն: Քանի որ մարմնում կան հազարավոր տեսակի սպիտակուցներ, և դրանցից յուրաքանչյուրը բաղկացած է միջինը մի քանի հարյուր ամինաթթուներից, պահանջվող տեղեկատվությունը պետք է իսկապես հսկայական լինի: Այն պահվում է (նման է, թե ինչպես է գրառումը պահվում մագնիսական ժապավենի վրա) գեները կազմող նուկլեինաթթվի մոլեկուլներում։

Ֆերմենտի ակտիվացում.

Ամինաթթուներից սինթեզված պոլիպեպտիդային շղթան միշտ չէ, որ սպիտակուց է իր վերջնական ձևով: Շատ ֆերմենտներ սկզբում սինթեզվում են որպես ոչ ակտիվ պրեկուրսորներ և ակտիվանում են միայն այն բանից հետո, երբ մեկ այլ ֆերմենտ հեռացնում է մի քանի ամինաթթուներ շղթայի մի ծայրից: Որոշ մարսողական ֆերմենտներ, ինչպիսիք են տրիպսինը, սինթեզվում են այս ոչ ակտիվ ձևով. այս ֆերմենտները ակտիվանում են մարսողական տրակտում շղթայի տերմինալ հատվածի հեռացման արդյունքում։ Ինսուլին հորմոնը, որի մոլեկուլն իր ակտիվ ձևով բաղկացած է երկու կարճ շղթայից, սինթեզվում է մեկ շղթայի տեսքով, այսպես կոչված. պրոինսուլին. Այնուհետև այս շղթայի միջին մասը հանվում է, իսկ մնացած բեկորները կապվում են միմյանց հետ՝ ձևավորելով ակտիվ հորմոնի մոլեկուլը։ Կոմպլեքս սպիտակուցները ձևավորվում են միայն այն բանից հետո, երբ որոշակի քիմիական խումբ կցվում է սպիտակուցին, և այդ կցումը հաճախ պահանջում է նաև ֆերմենտ:

Նյութափոխանակության շրջանառություն.

Ածխածնի, ազոտի կամ ջրածնի ռադիոակտիվ իզոտոպներով պիտակավորված ամինաթթուներով կենդանուն կերակրելուց հետո պիտակը արագորեն ներառվում է նրա սպիտակուցների մեջ: Եթե ​​պիտակավորված ամինաթթուները դադարում են մտնել օրգանիզմ, ապա սպիտակուցներում պիտակի քանակությունը սկսում է նվազել: Այս փորձերը ցույց են տալիս, որ ստացված սպիտակուցներն օրգանիզմում չեն պահպանվում մինչև կյանքի վերջը։ Նրանք բոլորը, մի քանի բացառություններով, գտնվում են դինամիկ վիճակում, անընդհատ քայքայվում են ամինաթթուների, իսկ հետո նորից սինթեզվում։

Որոշ սպիտակուցներ քայքայվում են, երբ բջիջները մահանում են և ոչնչացվում: Դա տեղի է ունենում անընդհատ, օրինակ, կարմիր արյան բջիջների և էպիթելային բջիջների դեպքում, որոնք ծածկում են աղիքի ներքին մակերեսը: Բացի այդ, սպիտակուցների քայքայումն ու վերասինթեզը տեղի են ունենում նաև կենդանի բջիջներում։ Տարօրինակ կերպով, սպիտակուցների քայքայման մասին ավելի քիչ է հայտնի, քան դրանց սինթեզի մասին: Ակնհայտ է, սակայն, որ պրոտեոլիտիկ ֆերմենտները ներգրավված են տրոհման մեջ, ինչպես նրանք, որոնք սպիտակուցները տրոհում են ամինաթթուների մարսողական տրակտում:

Տարբեր սպիտակուցների կիսամյակը տարբեր է՝ մի քանի ժամից մինչև շատ ամիսներ: Միակ բացառությունը կոլագենի մոլեկուլներն են: Ձևավորվելուց հետո դրանք մնում են կայուն և չեն թարմացվում կամ փոխարինվում: Սակայն ժամանակի ընթացքում դրանց որոշ հատկություններ, մասնավորապես առաձգականությունը, փոխվում են, և քանի որ դրանք չեն թարմացվում, տարիքային որոշակի փոփոխություններ, օրինակ՝ մաշկի վրա կնճիռների առաջացումը, դրա արդյունքն են:

սինթետիկ սպիտակուցներ.

Քիմիկոսները վաղուց սովորել են, թե ինչպես պետք է պոլիմերացնել ամինաթթուները, բայց ամինաթթուները պատահականորեն միացվում են, այնպես որ նման պոլիմերացման արտադրանքը քիչ նմանություն ունի բնականին: Ճիշտ է, հնարավոր է միավորել ամինաթթուները տվյալ հերթականությամբ, ինչը հնարավորություն է տալիս ստանալ որոշ կենսաբանական ակտիվ սպիտակուցներ, մասնավորապես՝ ինսուլին։ Գործընթացը բավականին բարդ է, և այս կերպ հնարավոր է ստանալ միայն այն սպիտակուցները, որոնց մոլեկուլները պարունակում են մոտ հարյուր ամինաթթուներ։ Փոխարենը նախընտրելի է սինթեզել կամ մեկուսացնել գենի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը, որը համապատասխանում է ցանկալի ամինաթթուների հաջորդականությանը, այնուհետև այդ գենը ներմուծել բակտերիա, որը վերարտադրելու միջոցով կստեղծի ցանկալի արտադրանքի մեծ քանակություն: Այս մեթոդը, սակայն, ունի նաև իր թերությունները.

ՍՊԻՏԱԿՈՒՆՆԵՐ ԵՎ ՍՆՆԴԻՐ

Երբ մարմնում սպիտակուցները տրոհվում են ամինաթթուների, այդ ամինաթթուները կարող են կրկին օգտագործվել սպիտակուցի սինթեզի համար: Միևնույն ժամանակ, ամինաթթուներն իրենք ենթակա են քայքայման, որպեսզի դրանք ամբողջությամբ չօգտագործվեն։ Հասկանալի է նաև, որ աճի, հղիության և վերքերի բուժման ընթացքում սպիտակուցի սինթեզը պետք է գերազանցի դեգրադացիան: Մարմինը անընդհատ կորցնում է որոշ սպիտակուցներ. դրանք մազերի, եղունգների և մաշկի մակերեսային շերտի սպիտակուցներն են: Հետեւաբար, սպիտակուցների սինթեզի համար յուրաքանչյուր օրգանիզմ պետք է ամինաթթուներ ստանա սննդից։

Ամինաթթուների աղբյուրները.

Կանաչ բույսերը սինթեզում են բոլոր 20 ամինաթթուները, որոնք առկա են սպիտակուցներում CO2-ից, ջրից և ամոնիակից կամ նիտրատներից: Շատ բակտերիաներ կարող են նաև սինթեզել ամինաթթուներ շաքարի (կամ որոշ համարժեքի) և ֆիքսված ազոտի առկայության դեպքում, սակայն շաքարը, ի վերջո, մատակարարվում է կանաչ բույսերի կողմից: Կենդանիների մեջ ամինաթթուներ սինթեզելու ունակությունը սահմանափակ է. նրանք ամինաթթուներ են ստանում՝ ուտելով կանաչ բույսեր կամ այլ կենդանիներ։ Մարսողական համակարգում ներծծվող սպիտակուցները տրոհվում են ամինաթթուների, վերջիններս ներծծվում են, որոնցից կառուցվում են տվյալ օրգանիզմին բնորոշ սպիտակուցները։ Կլանված սպիտակուցներից ոչ մեկը, որպես այդպիսին, չի մտնում մարմնի կառուցվածքների մեջ: Միակ բացառությունն այն է, որ շատ կաթնասունների մոտ մայրական հակամարմինների մի մասը կարող է պլասենցայի միջով անձեռնմխելի անցնել պտղի շրջանառություն, իսկ մոր կաթի միջոցով (հատկապես որոճողների մոտ) փոխանցվել նորածինին ծնվելուց անմիջապես հետո:

Սպիտակուցների անհրաժեշտություն.

Հասկանալի է, որ կյանքը պահպանելու համար օրգանիզմը սննդից պետք է ստանա որոշակի քանակությամբ սպիտակուց։ Այնուամենայնիվ, այս անհրաժեշտության չափը կախված է մի շարք գործոններից: Մարմինը սննդի կարիք ունի և՛ որպես էներգիայի աղբյուր (կալորիականություն), և՛ որպես իր կառուցվածքները կառուցելու նյութ։ Առաջին տեղում էներգիայի կարիքն է։ Սա նշանակում է, որ երբ սննդակարգում քիչ ածխաջրեր և ճարպեր կան, դիետիկ սպիտակուցներն օգտագործվում են ոչ թե սեփական սպիտակուցների սինթեզի համար, այլ որպես կալորիաների աղբյուր։ Երկարատև ծոմապահության դեպքում նույնիսկ ձեր սեփական սպիտակուցները ծախսվում են էներգիայի կարիքները բավարարելու համար: Եթե ​​սննդակարգում բավարար քանակությամբ ածխաջրեր կան, ապա սպիտակուցների ընդունումը կարող է կրճատվել:

ազոտի հավասարակշռությունը.

Միջին հաշվով մոտ. Սպիտակուցի ընդհանուր զանգվածի 16%-ը ազոտ է։ Երբ սպիտակուցները կազմող ամինաթթուները քայքայվում են, դրանցում պարունակվող ազոտը օրգանիզմից արտազատվում է մեզով և (ավելի քիչ չափով) կղանքով՝ տարբեր ազոտային միացությունների տեսքով։ Հետևաբար, սպիտակուցային սնուցման որակը գնահատելու համար հարմար է օգտագործել այնպիսի ցուցանիշ, ինչպիսին է ազոտի հավասարակշռությունը, այսինքն. տարբերությունը (գրամներով) օրգանիզմ ընդունվող ազոտի քանակի և օրական արտազատվող ազոտի քանակի միջև։ Մեծահասակների նորմալ սնուցման դեպքում այդ քանակները հավասար են: Աճող օրգանիզմում արտազատվող ազոտի քանակն ավելի քիչ է, քան մուտքայինը, այսինքն. հաշվեկշիռը դրական է. Դիետայում սպիտակուցի պակասի դեպքում հավասարակշռությունը բացասական է: Եթե ​​սննդակարգում կա բավականաչափ կալորիաներ, բայց սպիտակուցներն իսպառ բացակայում են դրանում, օրգանիզմը խնայում է սպիտակուցները։ Միևնույն ժամանակ, սպիտակուցային նյութափոխանակությունը դանդաղում է, և ամինաթթուների վերօգտագործումը սպիտակուցի սինթեզում ընթանում է հնարավորինս արդյունավետ: Այնուամենայնիվ, կորուստներն անխուսափելի են, և ազոտային միացությունները դեռևս արտազատվում են մեզով և մասամբ՝ կղանքով։ Սպիտակուցի սովի ժամանակ օրգանիզմից օրական արտազատվող ազոտի քանակը կարող է ծառայել որպես սպիտակուցի ամենօրյա պակասի չափանիշ։ Բնական է ենթադրել, որ սննդակարգ ներմուծելով այս պակասին համարժեք սպիտակուցի քանակություն՝ հնարավոր է վերականգնել ազոտի հավասարակշռությունը։ Այնուամենայնիվ, դա այդպես չէ: Այս քանակությամբ սպիտակուց ստանալով՝ մարմինը սկսում է ավելի քիչ արդյունավետ օգտագործել ամինաթթուները, ուստի որոշ լրացուցիչ սպիտակուցներ են պահանջվում ազոտի հավասարակշռությունը վերականգնելու համար:

Եթե ​​սննդակարգում սպիտակուցի քանակությունը գերազանցում է այն, ինչ անհրաժեշտ է ազոտի հավասարակշռությունը պահպանելու համար, ապա թվում է, որ դրանից ոչ մի վնաս չկա: Ավելորդ ամինաթթուները պարզապես օգտագործվում են որպես էներգիայի աղբյուր։ Հատկապես վառ օրինակ է էսկիմոսները, ովքեր օգտագործում են քիչ ածխաջրեր և մոտ տասը անգամ ավելի շատ սպիտակուցներ, քան պահանջվում է ազոտի հավասարակշռությունը պահպանելու համար: Այնուամենայնիվ, շատ դեպքերում սպիտակուցը որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործելը ձեռնտու չէ, քանի որ դուք կարող եք շատ ավելի շատ կալորիա ստանալ որոշակի քանակությամբ ածխաջրերից, քան նույն քանակությամբ սպիտակուցից: Աղքատ երկրներում բնակչությունն անհրաժեշտ կալորիաներ է ստանում ածխաջրերից և սպառում նվազագույն քանակությամբ սպիտակուցներ։

Եթե ​​օրգանիզմը ստանում է անհրաժեշտ քանակությամբ կալորիաներ ոչ սպիտակուցային մթերքների տեսքով, ապա սպիտակուցի նվազագույն քանակությունը, որը պահպանում է ազոտի հավասարակշռությունը, մոտավորապես կազմում է. 30 գ օրական. Մոտավորապես նույնքան սպիտակուց կա չորս կտոր հացում կամ 0,5 լիտր կաթում։ Մի փոքր ավելի մեծ քանակությունը սովորաբար համարվում է օպտիմալ; խորհուրդ է տրվում 50-ից 70 գ:

Հիմնական ամինաթթուներ.

Մինչ այժմ սպիտակուցը դիտարկվում էր որպես ամբողջություն։ Մինչդեռ, որպեսզի սպիտակուցի սինթեզը տեղի ունենա, օրգանիզմում պետք է առկա լինեն բոլոր անհրաժեշտ ամինաթթուները։ Որոշ ամինաթթուներ, որոնք կենդանու մարմինն ինքն է կարողանում սինթեզել: Դրանք կոչվում են փոխարինելի, քանի որ պարտադիր չէ, որ դրանք ներկա լինեն սննդակարգում, միայն կարևոր է, որ ընդհանուր առմամբ բավարար լինի սպիտակուցի ընդունումը որպես ազոտի աղբյուր. այնուհետև ոչ էական ամինաթթուների պակասի դեպքում մարմինը կարող է դրանք սինթեզել ավելցուկով առկաների հաշվին։ Մնացած «էական» ամինաթթուները չեն կարող սինթեզվել և պետք է ընդունվեն սննդի հետ միասին: Մարդկանց համար անհրաժեշտ են վալինը, լեյցինը, իզոլեյցինը, թրեոնինը, մեթիոնինը, ֆենիլալանինը, տրիպտոֆանը, հիստիդինը, լիզինը և արգինինը: (Չնայած արգինինը կարող է սինթեզվել մարմնում, այն համարվում է էական ամինաթթու, քանի որ նորածիններն ու աճող երեխաները արտադրում են դրա անբավարար քանակությունը: Մյուս կողմից, հասուն տարիքի մարդու համար այդ ամինաթթուներից մի քանիսի ընդունումը սննդից է: կարող է դառնալ ընտրովի։)

Էական ամինաթթուների այս ցանկը մոտավորապես նույնն է մյուս ողնաշարավորների և նույնիսկ միջատների մոտ: Սպիտակուցների սննդային արժեքը սովորաբար որոշվում է՝ նրանց կերակրելով աճող առնետներին և վերահսկելով կենդանիների քաշի ավելացումը:

Սպիտակուցների սննդային արժեքը.

Սպիտակուցի սննդային արժեքը որոշվում է էական ամինաթթուով, որն առավել պակաս ունի: Սա բացատրենք օրինակով։ Մեր մարմնի սպիտակուցները պարունակում են միջինը մոտ. 2% տրիպտոֆան (ըստ քաշի): Ասենք, որ սննդակարգը ներառում է 1% տրիպտոֆան պարունակող 10 գ սպիտակուց, և որ դրա մեջ կան բավականաչափ այլ էական ամինաթթուներ։ Մեր դեպքում այս արատավոր սպիտակուցի 10 գ-ը էապես համարժեք է 5 գ ամբողջական սպիտակուցին. մնացած 5 գ-ը կարող է ծառայել միայն որպես էներգիայի աղբյուր։ Նկատի ունեցեք, որ քանի որ ամինաթթուները գործնականում չեն պահվում մարմնում, և որպեսզի սպիտակուցի սինթեզը տեղի ունենա, բոլոր ամինաթթուները պետք է ներկա լինեն միաժամանակ, էական ամինաթթուների ընդունման ազդեցությունը հնարավոր է հայտնաբերել միայն այն դեպքում, եթե դրանք բոլորը մտնեն մարմինը միևնույն ժամանակ.

Կենդանական սպիտակուցների մեծ մասի միջին բաղադրությունը մոտ է մարդու մարմնի սպիտակուցների միջին բաղադրությանը, ուստի մենք դժվար թե հանդիպենք ամինաթթուների պակասի, եթե մեր սննդակարգը հարուստ է մթերքներով, ինչպիսիք են միսը, ձուն, կաթը և պանիրը: Այնուամենայնիվ, կան սպիտակուցներ, ինչպիսիք են ժելատինը (կոլագենի դենատուրացիայի արտադրանք), որոնք պարունակում են շատ քիչ էական ամինաթթուներ: Բուսական սպիտակուցները, թեև այս առումով ավելի լավն են, քան ժելատինը, բայց նաև աղքատ են էական ամինաթթուներով. դրանց մեջ հատկապես քիչ է լիզինը և տրիպտոֆանը: Այնուամենայնիվ, զուտ բուսակերական դիետան ոչ մի կերպ անառողջ չէ, եթե այն չի սպառում մի փոքր ավելի մեծ քանակությամբ բուսական սպիտակուցներ, որոնք բավարար են օրգանիզմին էական ամինաթթուներով ապահովելու համար: Սպիտակուցների մեծ մասը հայտնաբերված է բույսերի սերմերում, հատկապես ցորենի և տարբեր հատիկաընդեղենների սերմերում: Երիտասարդ ընձյուղները, օրինակ՝ ծնեբեկը, նույնպես հարուստ են սպիտակուցներով։

Սինթետիկ սպիտակուցներ սննդակարգում.

Փոքր քանակությամբ սինթետիկ էական ամինաթթուներ կամ դրանցով հարուստ սպիտակուցներ ավելացնելով ոչ լրիվ սպիտակուցներին, օրինակ՝ եգիպտացորենի սպիտակուցներին, կարելի է զգալիորեն բարձրացնել վերջիններիս սննդային արժեքը, այսինքն. դրանով իսկ ավելացնելով սպառված սպիտակուցի քանակը: Մեկ այլ հնարավորություն է բակտերիաների կամ խմորիչների աճեցումը նավթի ածխաջրածինների վրա՝ որպես ազոտի աղբյուր նիտրատների կամ ամոնիակի ավելացմամբ: Այս կերպ ստացված մանրէաբանական սպիտակուցը կարող է ծառայել որպես կեր թռչնամսի կամ անասունների համար, կամ կարող է ուղղակիորեն սպառվել մարդկանց կողմից։ Երրորդ, լայնորեն կիրառվող մեթոդը օգտագործում է որոճողների ֆիզիոլոգիան: Որոճողների մոտ, ստամոքսի սկզբնական հատվածում, այսպես կոչված. Որովայնում կան բակտերիաների և նախակենդանիների հատուկ ձևեր, որոնք արատավոր բուսական սպիտակուցները վերածում են ավելի ամբողջական մանրէաբանական սպիտակուցների, իսկ դրանք, իրենց հերթին, մարսվելուց և կլանվելուց հետո վերածվում են կենդանական սպիտակուցների։ Միզանյութը՝ էժան սինթետիկ ազոտ պարունակող միացություն, կարող է ավելացվել անասունների կերերին։ Խորովածի մեջ բնակվող միկրոօրգանիզմներն օգտագործում են միզանյութի ազոտը՝ ածխաջրերը (որոնցից շատ ավելի շատ կա կերի մեջ) սպիտակուցի փոխակերպելու համար։ Անասնաբուծական կերերի ամբողջ ազոտի մոտ մեկ երրորդը կարող է հայտնվել միզանյութի տեսքով, որն ըստ էության նշանակում է որոշակի քիմիական սպիտակուցի սինթեզ:

1. Սպիտակուցի մոլեկուլների կազմը. Սպիտակուցները օրգանական նյութեր են, որոնց մոլեկուլները ներառում են ածխածին, ջրածին, թթվածին և ազոտ, իսկ երբեմն՝ ծծումբ և այլ քիմիական տարրեր։
2. Սպիտակուցների կառուցվածքը. Սպիտակուցները մակրոմոլեկուլներ են, որոնք բաղկացած են տասնյակ կամ հարյուրավոր ամինաթթուներից։ Մի շարք ամինաթթուներ (մոտ 20 տեսակ), որոնք կազմում են սպիտակուցներ։
3. Սպիտակուցների տեսակների առանձնահատկությունը - տարբեր տեսակներին պատկանող օրգանիզմներ կազմող սպիտակուցների տարբերությունը, որը որոշվում է ամինաթթուների քանակով, դրանց բազմազանությամբ, սպիտակուցի մոլեկուլներում միացությունների հաջորդականությամբ: Նույն տեսակի տարբեր օրգանիզմների սպիտակուցների յուրահատկությունն է օրգանների և հյուսվածքների մերժման (հյուսվածքային անհամատեղելիության) պատճառ, երբ դրանք փոխպատվաստվում են մեկ մարդուց մյուսին։
4. Սպիտակուցների կառուցվածքը - տիեզերքում սպիտակուցի մոլեկուլների բարդ կոնֆիգուրացիա, որն ապահովված է մի շարք քիմիական կապերով՝ իոնային, ջրածնի, կովալենտային: Սպիտակուցի բնական վիճակը. Denaturation-ը սպիտակուցի մոլեկուլների կառուցվածքի խախտում է տարբեր գործոնների ազդեցության տակ՝ ջեռուցում, ճառագայթում, քիմիական նյութերի ազդեցություն: Դենատուրացիայի օրինակներ. սպիտակուցի հատկությունների փոփոխություն, երբ ձվերը եփում են, սպիտակուցի անցում հեղուկից պինդ վիճակի, երբ սարդը ցանց է ստեղծում:
5. Սպիտակուցների դերը մարմնում.

• կատալիտիկ. Սպիտակուցները կատալիզատորներ են, որոնք մեծացնում են մարմնի բջիջներում քիմիական ռեակցիաների արագությունը: Ֆերմենտները կենսաբանական կատալիզատորներ են.
• կառուցվածքային. Սպիտակուցներ - պլազմային մեմբրանի, ինչպես նաև աճառի, ոսկորների, փետուրների, եղունգների, մազերի, բոլոր հյուսվածքների և օրգանների տարրեր;
• էներգիա. Սպիտակուցի մոլեկուլների օքսիդացման ունակությունը մարմնի կյանքի համար անհրաժեշտ էներգիայի արտանետմամբ.
• կծկվող. Ակտինը և միոզինը սպիտակուցներ են, որոնք կազմում են մկանային մանրաթելեր և ապահովում դրանց կծկումը՝ շնորհիվ այդ սպիտակուցների մոլեկուլների դեֆորմացիայի։
• շարժիչ. Մի շարք միաբջիջ օրգանիզմների, ինչպես նաև սպերմատոզոիդների շարժումը թարթիչների և դրոշակների օգնությամբ, որոնք ներառում են սպիտակուցներ;
• տրանսպորտ. Օրինակ, հեմոգլոբինը սպիտակուց է, որը արյան կարմիր բջիջների մի մասն է և ապահովում է թթվածնի և ածխածնի երկօքսիդի փոխանցումը.
• պահեստավորում. Օրգանիզմում սպիտակուցների կուտակումը՝ որպես պահուստային սննդանյութեր, օրինակ՝ ձվի, կաթի, բույսերի սերմերի մեջ.
• պաշտպանիչ. Հակամարմիններ, ֆիբրինոգեն, թրոմբին - սպիտակուցներ, որոնք ներգրավված են իմունիտետի և արյան մակարդման զարգացման մեջ;
• կարգավորող. Հորմոնները այն նյութերն են, որոնք նյարդային համակարգի հետ միասին ապահովում են մարմնի ֆունկցիաների հումորալ կարգավորումը։ Ինսուլին հորմոնի դերը արյան շաքարի կարգավորման գործում.

1. Վերարտադրությունը և դրա կարևորությունը. Բազմացումը համանման օրգանիզմների բազմացումն է, որն ապահովում է տեսակների գոյությունը բազմաթիվ հազարամյակների ընթացքում, նպաստում է տեսակի անհատների թվի ավելացմանը, կյանքի շարունակականությանը։ Օրգանիզմների անսեռ, սեռական և վեգետատիվ բազմացում։
2. անսեռ բազմացում - ամենահին ճանապարհը. Անսեռ վերարտադրումը ներառում է մեկ օրգանիզմ, մինչդեռ սեռական վերարտադրությունն ամենից հաճախ ընդգրկում է երկու անհատ: Բույսերը անսեռ բազմանում են սպորների միջոցով՝ մեկ մասնագիտացված բջջով։ Բազմացումը ջրիմուռների, մամուռների, ձիաձետերի, մամուռների, պտերների սպորներով: Բույսերից սպորների ժայթքումը, դրանց բողբոջումը և նրանցից նոր դուստր օրգանիզմների զարգացումը բարենպաստ պայմաններում։ Հսկայական քանակությամբ սպորների մահ, որոնք ընկնում են անբարենպաստ պայմանների մեջ: Սպորներից նոր օրգանիզմների առաջացման հավանականությունը փոքր է, քանի որ դրանք քիչ սննդանյութեր են պարունակում, և սածիլը դրանք կլանում է հիմնականում շրջակա միջավայրից։
3. Վեգետատիվ բազմացում - բույսերի վերարտադրությունը վեգետատիվ օրգանների օգնությամբ՝ վերգետնյա կամ ստորգետնյա ընձյուղներ, արմատի մասեր, տերև, պալար, լամպ։ Մասնակցություն մեկ օրգանիզմի կամ դրա մի մասի վեգետատիվ վերարտադրությանը. Դուստր բույսի նմանությունը մոր հետ, քանի որ այն շարունակում է մոր օրգանիզմի զարգացումը։ Բնության մեջ վեգետատիվ բազմացման ավելի մեծ արդյունավետություն և բաշխում, սկսած մանկուց

Անտուան ​​Ֆրանսուա դե Ֆուրկրուա, սպիտակուցների ուսումնասիրության հիմնադիր

Սպիտակուցները որպես կենսաբանական մոլեկուլների առանձին դաս են ճանաչվել 18-րդ դարում՝ ֆրանսիացի քիմիկոս Անտուան ​​Ֆուրկրուայի և այլ գիտնականների աշխատանքի արդյունքում, որտեղ նշվել է ջերմության կամ թթուների ազդեցության տակ սպիտակուցների կոագուլյացիայի (դենացիայի) հատկությունը։ . Այն ժամանակ հետազոտվել են այնպիսի սպիտակուցներ, ինչպիսիք են ալբումինը («ձվի սպիտակուցը»), ֆիբրինը (արյան սպիտակուցը) և ցորենի հատիկներից ստացված սնձան: Հոլանդացի քիմիկոս Գերիթ Մալդերը վերլուծել է սպիտակուցների բաղադրությունը և ենթադրել, որ գրեթե բոլոր սպիտակուցներն ունեն նմանատիպ էմպիրիկ բանաձև։ Նմանատիպ մոլեկուլների համար «սպիտակուց» տերմինն առաջարկվել է 1838 թվականին շվեդ քիմիկոս Յակոբ Բերզելիուսի կողմից։ Մալդերը նաև բացահայտեց սպիտակուցների քայքայման արտադրանքները՝ ամինաթթուները, և դրանցից մեկի (լեյցինի) դեպքում, սխալի փոքր սահմանով, որոշեց մոլեկուլային քաշը՝ 131 դալտոն։ 1836 թվականին Մալդերը առաջարկեց սպիտակուցների քիմիական կառուցվածքի առաջին մոդելը։ Հիմնվելով ռադիկալների տեսության վրա՝ նա ձևակերպել է սպիտակուցի բաղադրության նվազագույն կառուցվածքային միավորի՝ C 16 H 24 N 4 O 5 հայեցակարգը, որը կոչվում է «սպիտակուց», իսկ տեսությունը՝ «սպիտակուցային տեսություն»։ Քանի որ սպիտակուցների վերաբերյալ նոր տվյալներ են կուտակվել, տեսությունը սկսեց բազմիցս քննադատվել, բայց մինչև 1850-ականների վերջը, չնայած քննադատությանը, այն դեռ համարվում էր ընդհանուր առմամբ ընդունված:

19-րդ դարի վերջում ուսումնասիրվել են սպիտակուցները կազմող ամինաթթուների մեծ մասը։ 1894 թ.-ին գերմանացի ֆիզիոլոգ Ալբրեխտ Կոսելը առաջ քաշեց այն տեսությունը, որ ամինաթթուները սպիտակուցների հիմնական շինանյութն են: 20-րդ դարի սկզբին գերմանացի քիմիկոս Էմիլ Ֆիշերը փորձնականորեն ապացուցեց, որ սպիտակուցները բաղկացած են ամինաթթուների մնացորդներից՝ կապված պեպտիդային կապերով։ Նա նաև կատարել է սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականության առաջին վերլուծությունը և բացատրել պրոտեոլիզի ֆենոմենը։

Այնուամենայնիվ, օրգանիզմներում սպիտակուցների կենտրոնական դերը ճանաչվեց մինչև 1926 թվականը, երբ ամերիկացի քիմիկոս Ջեյմս Սամները (հետագայում Նոբելյան մրցանակակիր) ցույց տվեց, որ ուրեազ ֆերմենտը սպիտակուց է:

Մաքուր սպիտակուցների մեկուսացման դժվարությունը դժվարացնում էր դրանց ուսումնասիրությունը։ Հետևաբար, առաջին ուսումնասիրություններն իրականացվել են՝ օգտագործելով այն պոլիպեպտիդները, որոնք կարող էին մաքրվել մեծ քանակությամբ, օրինակ՝ արյան սպիտակուցներ, հավի ձու, տարբեր տոքսիններ և սպանդից հետո թողարկված մարսողական/մետաբոլիկ ֆերմենտներ: 1950-ականների վերջին ընկերությունը Armor Hot Dog Co.կարողացավ մաքրել մեկ կիլոգրամ եղջերավոր ենթաստամոքսային գեղձի ռիբոնուկլեազ A-ն, որը շատ գիտնականների համար դարձել է փորձնական առարկա:

Գաղափարը, որ սպիտակուցների երկրորդական կառուցվածքը ամինաթթուների միջև ջրածնային կապերի ձևավորման արդյունք է, առաջարկել է Ուիլյամ Ասթբերին 1933 թվականին, սակայն Լինուս Փոլինգը համարվում է առաջին գիտնականը, ով հաջողությամբ կանխատեսել է սպիտակուցների երկրորդական կառուցվածքը։ Հետագայում Վալտեր Կաուզմանը, հենվելով Կայ Լինդերստրյոմ-Լանգի աշխատանքի վրա, նշանակալի ներդրում ունեցավ սպիտակուցների երրորդական կառուցվածքի ձևավորման օրենքների և այս գործընթացում հիդրոֆոբ փոխազդեցությունների դերի ըմբռնման գործում։ 1949 թվականին Ֆրեդ Սանգերը որոշեց ինսուլինի ամինաթթուների հաջորդականությունը՝ ցույց տալով, որ սպիտակուցները ամինաթթուների գծային պոլիմերներ են, և ոչ թե դրանց ճյուղավորված (ինչպես որոշ շաքարներում) շղթաները, կոլոիդները կամ ցիկլոլները։ Առաջին սպիտակուցային կառուցվածքները, որոնք հիմնված են մեկ ատոմի ռենտգենյան դիֆրակցիայի վրա, ստացվել են 1960-ականներին և NMR-ի կողմից 1980-ականներին: 2006 թվականին Protein Data Bank-ը պարունակում էր մոտ 40000 սպիտակուցային կառուցվածք:

21-րդ դարում սպիտակուցների ուսումնասիրությունը տեղափոխվել է որակապես նոր մակարդակ, երբ ուսումնասիրվում են ոչ միայն առանձին մաքրված սպիտակուցներ, այլև առանձին բջիջների, հյուսվածքների մեծ թվով սպիտակուցների քանակի և հետթարգմանական փոփոխությունների միաժամանակյա փոփոխություն։ կամ օրգանիզմներ. Կենսաքիմիայի այս ոլորտը կոչվում է պրոտեոմիկա: Կենսաինֆորմատիկայի մեթոդների օգնությամբ հնարավոր է դարձել ոչ միայն մշակել ռենտգենյան կառուցվածքային վերլուծության տվյալները, այլ նաև կանխատեսել սպիտակուցի կառուցվածքը՝ ելնելով նրա ամինաթթուների հաջորդականությունից։ Ներկայումս խոշոր սպիտակուցային համալիրների կրիոէլեկտրոնային մանրադիտակը և համակարգչային ծրագրերի միջոցով փոքր սպիտակուցների և խոշոր սպիտակուցների տիրույթների կանխատեսումը ճշգրտությամբ մոտենում են ատոմային մակարդակի կառուցվածքների լուծմանը:

Հատկություններ

Սպիտակուցի չափը կարող է չափվել ամինաթթուների քանակով կամ դալտոններով (մոլեկուլային քաշով), ավելի հաճախ՝ պայմանավորված ածանցյալ միավորներով մոլեկուլի համեմատաբար մեծ չափերով՝ կիլոդալտոններով (կԴա): Խմորիչ սպիտակուցները, միջինում, բաղկացած են 466 ամինաթթուներից և ունեն 53 կԴա մոլեկուլային զանգված: Ներկայումս հայտնի ամենամեծ սպիտակուցը՝ տիտինը, մկանային սարկոմերների բաղադրիչն է. Նրա տարբեր իզոֆորմների մոլեկուլային քաշը տատանվում է 3000-ից մինչև 3700 կԴա, այն բաղկացած է 38138 ամինաթթուներից (մարդու մկանների սոլիուսում):

Սպիտակուցները տարբերվում են ջրի մեջ իրենց լուծելիության աստիճանից, սակայն սպիտակուցների մեծ մասը լուծելի է դրանում: Չլուծվող նյութերը ներառում են, օրինակ, կերատինը (սպիտակուցը, որը կազմում է մազերը, կաթնասունների մազերը, թռչունների փետուրները և այլն) և ֆիբրոինը, որը մետաքսի և սարդոստայնի մի մասն է։ Սպիտակուցները նույնպես բաժանվում են հիդրոֆիլ և հիդրոֆոբ: Հիդրոֆիլը ներառում է ցիտոպլազմայի, միջուկի և միջբջջային նյութի սպիտակուցների մեծ մասը, ներառյալ չլուծվող կերատինը և ֆիբրոնը: Հիդրոֆոբը ներառում է սպիտակուցների մեծ մասը, որոնք կազմում են ինտեգրալ թաղանթային սպիտակուցների կենսաբանական մեմբրանները, որոնք փոխազդում են հիդրոֆոբ թաղանթային լիպիդների հետ (այդ սպիտակուցները սովորաբար ունեն փոքր հիդրոֆիլ շրջաններ):

Դենատուրացիա

Բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ հավի ձվի սպիտակուցի անդառնալի դենատուրացիա

Որպես ընդհանուր կանոն, սպիտակուցները պահպանում են կառուցվածքը և, հետևաբար, ֆիզիկաքիմիական հատկությունները, ինչպիսիք են լուծելիությունը այնպիսի պայմաններում, ինչպիսին է ջերմաստիճանը և որին հարմարեցված է տվյալ օրգանիզմը: Այս պայմանները փոխելը, օրինակ՝ սպիտակուցը թթվով կամ ալկալիով տաքացնելը կամ մշակելը, հանգեցնում է սպիտակուցի չորրորդական, երրորդական և երկրորդային կառուցվածքների կորստի: Սպիտակուցի (կամ այլ կենսապոլիմերի) կողմից բնիկ կառուցվածքի կորուստը կոչվում է դենատուրացիա: Denaturation-ը կարող է լինել ամբողջական կամ մասնակի, շրջելի կամ անշրջելի: Առօրյա կյանքում սպիտակուցի անդառնալի դենատուրացիայի ամենահայտնի դեպքը հավի ձվի եփումն է, երբ բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ ջրում լուծվող թափանցիկ օվալբումինը դառնում է խիտ, անլուծելի և անթափանց: Դենատուրացիան որոշ դեպքերում շրջելի է, ինչպես ամոնիումի աղերով ջրում լուծվող սպիտակուցների նստեցման (տեղումների) դեպքում և օգտագործվում է որպես դրանց մաքրման միջոց։

Պարզ և բարդ սպիտակուցներ

Բացի պեպտիդային շղթաներից, շատ սպիտակուցներ պարունակում են նաև ոչ ամինաթթուների բեկորներ, այս չափանիշի համաձայն սպիտակուցները դասակարգվում են երկու մեծ խմբի՝ պարզ և բարդ սպիտակուցներ (սպիտակուցներ): Պարզ սպիտակուցները պարունակում են միայն ամինաթթուների շղթաներ, բարդ սպիտակուցները պարունակում են նաև ոչ ամինաթթու բեկորներ։ Բարդ սպիտակուցների բաղադրության մեջ ոչ սպիտակուցային բնույթի այս բեկորները կոչվում են «պրոթեզային խմբեր»։ Կախված պրոթեզային խմբերի քիմիական բնույթից, բարդ սպիտակուցների մեջ առանձնանում են հետևյալ դասերը.

• Գլիկոպրոտեիններ, որոնք պարունակում են կովալենտային կապակցված ածխաջրերի մնացորդներ որպես պրոթեզային խումբ և դրանց ենթադաս՝ պրոտեոգլիկաններ, մուկոպոլիսաքարիդային պրոթեզային խմբերով։ Սերինի կամ թրեոնինի հիդրօքսիլ խմբերը սովորաբար մասնակցում են ածխաջրերի մնացորդների հետ կապերի ձևավորմանը։ Արտբջջային սպիտակուցների մեծ մասը, մասնավորապես՝ իմունոգոլոբուլինները, գլիկոպրոտեիններ են։ Պրոտեոգլիկաններում ածխաջրային մասը կազմում է ~95%, դրանք արտաբջջային մատրիցայի հիմնական բաղադրիչն են:
• Լիպոպրոտեիններ, որոնք որպես պրոթեզային մաս պարունակում են ոչ կովալենտային կապակցված լիպիդներ: Լիպոպրոտեիններ, որոնք ձևավորվում են սպիտակուցների կողմից՝ պոլիպոպրոտեիններով, որոնց հետ կապված լիպիդները և կատարում են լիպիդային փոխադրման գործառույթը:
• Մետալոպրոտեիններ, որոնք պարունակում են ոչ հեմ կոորդինացված մետաղական իոններ: Մետալոպրոտեինների շարքում կան պահեստավորման և փոխադրման գործառույթներ կատարող սպիտակուցներ (օրինակ՝ երկաթ պարունակող ֆերիտին և տրանսֆերին) և ֆերմենտներ (օրինակ՝ ցինկ պարունակող ածխածնի անհիդրազ և տարբեր սուպերօքսիդ դիսմուտազներ, որոնք պարունակում են պղինձ, մանգան, երկաթ և այլ մետաղական իոններ որպես ակտիվ կենտրոններ։ )
• Ոչ կովալենտային կապակցված ԴՆԹ կամ ՌՆԹ պարունակող նուկլեոպրոտեիններ, մասնավորապես քրոմոսոմները կազմող քրոմատինը նուկլեոպրոտեին է։
• Ֆոսֆոպրոտեիններ, որոնք պարունակում են կովալենտային կապակցված ֆոսֆորաթթվի մնացորդներ որպես պրոթեզային խումբ: Սերինի կամ թրեոնինի հիդրոքսիլ խմբերը ներգրավված են ֆոսֆատի հետ էսթերային կապի ձևավորման մեջ, ֆոսֆոպրոտեինները, մասնավորապես, կաթնային կազեինն են:
• Քրոմոպրոտեինները բարդ սպիտակուցների հավաքական անվանումն են՝ տարբեր քիմիական բնույթի գունավոր պրոթեզային խմբերով: Դրանք ներառում են բազմաթիվ սպիտակուցներ՝ մետաղ պարունակող պորֆիրին պրոթեզային խմբի հետ, որոնք կատարում են տարբեր գործառույթներ՝ հեմոպրոտեիններ (հեմ պարունակող սպիտակուցներ՝ հեմոգլոբին, ցիտոքրոմներ և այլն՝ որպես պրոթեզային խումբ), քլորոֆիլներ; ֆլավոպրոտեիններ ֆլավինի խմբով և այլն:

սպիտակուցի կառուցվածքը

• Երրորդական կառուցվածք- պոլիպեպտիդային շղթայի տարածական կառուցվածքը (սպիտակուցը կազմող ատոմների տարածական կոորդինատների մի շարք): Կառուցվածքային առումով այն բաղկացած է տարբեր տեսակի փոխազդեցություններով կայունացված երկրորդական կառուցվածքային տարրերից, որոնցում կարևոր դեր են խաղում հիդրոֆոբ փոխազդեցությունները։ Երրորդական կառուցվածքի կայունացմանը մասնակցում են.
  • կովալենտային կապեր (ցիստեինի երկու մնացորդների միջև - դիսուլֆիդային կամուրջներ);
  • իոնային կապեր ամինաթթուների մնացորդների հակառակ լիցքավորված կողային խմբերի միջև.
  • ջրածնային կապեր;
  • հիդրոֆիլ-հիդրոֆոբ փոխազդեցություններ. Շրջապատող ջրի մոլեկուլների հետ շփվելիս սպիտակուցի մոլեկուլը «հակված է» ոլորվել այնպես, որ ամինաթթուների ոչ բևեռային կողմնակի խմբերը մեկուսացված լինեն ջրային լուծույթից; Բևեռային հիդրոֆիլ կողմնակի խմբերը հայտնվում են մոլեկուլի մակերեսին:

• Չորրորդական կառուցվածք (կամ ենթամիավոր, տիրույթ) - մի քանի պոլիպեպտիդ շղթաների փոխադարձ դասավորություն՝ որպես մեկ սպիտակուցային համալիրի մաս։ Սպիտակուցի մոլեկուլները, որոնք կազմում են չորրորդական կառուցվածք ունեցող սպիտակուցը, ձևավորվում են առանձին ռիբոսոմների վրա և միայն սինթեզի ավարտից հետո կազմում ընդհանուր վերմոլեկուլային կառուցվածք։ Չորրորդական կառուցվածք ունեցող սպիտակուցը կարող է պարունակել ինչպես նույնական, այնպես էլ տարբեր պոլիպեպտիդային շղթաներ։ Չորրորդական կառուցվածքի կայունացմանը մասնակցում են փոխազդեցությունների նույն տեսակները, ինչ երրորդականի կայունացմանը։ Սուպրամոլեկուլային սպիտակուցային համալիրները կարող են բաղկացած լինել տասնյակ մոլեկուլներից:

Սպիտակուցային միջավայր

Սպիտակուցի եռաչափ կառուցվածքը պատկերելու տարբեր եղանակներ՝ օգտագործելով տրիոզաֆոսֆատ իզոմերազ ֆերմենտը որպես օրինակ: Ձախ կողմում՝ «ձող» մոդել՝ բոլոր ատոմների պատկերով և նրանց միջև եղած կապերով. տարրերը ներկայացված են գույներով: Մեջտեղում պատկերված են կառուցվածքային մոտիվներ, α պարուրակներ և β թերթիկներ։ Աջ կողմում սպիտակուցի շփման մակերեսն է՝ կառուցված՝ հաշվի առնելով ատոմների վան դեր Վալսի շառավիղները. գույները ցույց են տալիս կայքերի գործունեության առանձնահատկությունները

Ըստ կառուցվածքի ընդհանուր տեսակի՝ սպիտակուցները կարելի է բաժանել երեք խմբի.

Կենդանի օրգանիզմներում սպիտակուցային կառուցվածքի ձևավորում և պահպանում

Դենատուրացիայից հետո ճիշտ եռաչափ կառուցվածքը վերականգնելու սպիտակուցների կարողությունը թույլ տվեց առաջ քաշել այն վարկածը, որ սպիտակուցի վերջնական կառուցվածքի մասին ամբողջ տեղեկատվությունը պարունակվում է նրա ամինաթթուների հաջորդականության մեջ: Այժմ ընդհանուր ընդունված տեսություն է, որ էվոլյուցիայի արդյունքում սպիտակուցի կայուն կոնֆորմացիան ունի նվազագույն ազատ էներգիա՝ համեմատած այդ պոլիպեպտիդի այլ հնարավոր կոնֆորմացիաների հետ։

Այնուամենայնիվ, բջիջներում կա մի խումբ սպիտակուցներ, որոնց գործառույթը վնասումից հետո սպիտակուցի կառուցվածքի վերականգնումն է, ինչպես նաև սպիտակուցային բարդույթների ստեղծումն ու տարանջատումը։ Այս սպիտակուցները կոչվում են շապերոններ: Բջջում շատ շապերոնների կոնցենտրացիան մեծանում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի կտրուկ աճով, ուստի դրանք պատկանում են Hsp խմբին (eng. ջերմային ցնցումների սպիտակուցներ- ջերմային ցնցումների սպիտակուցներ): Շապերոնների բնականոն գործունեության կարևորությունը մարմնի գործունեության համար կարելի է ցույց տալ α-բյուրեղային շապերոնի օրինակով, որը հանդիսանում է մարդու աչքի ոսպնյակի մի մասը։ Այս սպիտակուցի մուտացիաները հանգեցնում են ոսպնյակի պղտորման՝ սպիտակուցի ագրեգացիայի պատճառով, և արդյունքում՝ կատարակտի։

Սպիտակուցի սինթեզ

Քիմիական սինթեզ

Կարճ սպիտակուցները կարող են սինթեզվել քիմիապես՝ օգտագործելով մի խումբ մեթոդներ, որոնք օգտագործում են օրգանական սինթեզ, օրինակ՝ քիմիական կապում: Քիմիական սինթեզի մեթոդների մեծ մասն ընթանում է C-տերմինալից դեպի N-տերմինալ ուղղությամբ, ի տարբերություն կենսասինթեզի: Այսպիսով, հնարավոր է սինթեզել կարճ իմունոգեն պեպտիդ (էպիտոպ), որն օգտագործվում է կենդանիների մեջ ներարկման միջոցով հակամարմիններ ստանալու կամ հիբրիդոմա ստանալու համար. քիմիական սինթեզն օգտագործվում է նաև որոշ ֆերմենտների ինհիբիտորներ արտադրելու համար: Քիմիական սինթեզը թույլ է տալիս ներմուծել արհեստական, այսինքն՝ սովորական սպիտակուցներում չգտնվող ամինաթթուներ, օրինակ՝ լյումինեսցենտային պիտակներ կցել ամինաթթուների կողային շղթաներին: Այնուամենայնիվ, սինթեզի քիմիական մեթոդներն անարդյունավետ են, երբ սպիտակուցներն ավելի երկար են, քան 300 ամինաթթուները; Բացի այդ, արհեստական ​​սպիտակուցները կարող են ունենալ ոչ ճիշտ երրորդական կառուցվածք, և արհեստական ​​սպիտակուցների ամինաթթուներում հետթարգմանական փոփոխություններ չկան:

Սպիտակուցների կենսասինթեզ

Ունիվերսալ ճանապարհ՝ ռիբոսոմային սինթեզ

Սպիտակուցները կենդանի օրգանիզմների կողմից սինթեզվում են ամինաթթուներից՝ հիմնվելով գեներում կոդավորված տեղեկատվության վրա: Յուրաքանչյուր սպիտակուց բաղկացած է ամինաթթուների եզակի հաջորդականությունից, որը որոշվում է այս սպիտակուցը ծածկող գենի նուկլեոտիդային հաջորդականությամբ: Գենետիկ կոդը կազմված է երեք տառից բաղկացած «բառերից», որոնք կոչվում են կոդոններ. Յուրաքանչյուր կոդոն պատասխանատու է սպիտակուցին մեկ ամինաթթու կցելու համար. օրինակ, AUG համակցությունը համապատասխանում է մեթիոնինին: Քանի որ ԴՆԹ-ն բաղկացած է չորս տեսակի նուկլեոտիդներից, հնարավոր կոդոնների ընդհանուր թիվը 64 է; և քանի որ սպիտակուցներում օգտագործվում են 20 ամինաթթուներ, շատ ամինաթթուներ նշվում են մեկից ավելի կոդոններով: Սպիտակուցը կոդավորող գեները սկզբում տառադարձվում են ՌՆԹ-ի սուրհանդակային (mRNA) նուկլեոտիդային հաջորդականության՝ ՌՆԹ պոլիմերազային սպիտակուցների միջոցով:

mRNA մոլեկուլի վրա հիմնված սպիտակուցի սինթեզի գործընթացը կոչվում է թարգմանություն։ Սպիտակուցների կենսասինթեզի սկզբնական փուլում՝ մեկնարկի ժամանակ, մեթիոնինի կոդոնը սովորաբար ճանաչվում է որպես ռիբոսոմի փոքր ենթամիավոր, որին կցվում է մեթիոնինի փոխանցման ՌՆԹ (tRNA)՝ օգտագործելով սպիտակուցի մեկնարկային գործոնները։ Մեկնարկային կոդոնի ճանաչումից հետո մեծ ենթամիավորը միանում է փոքր ենթամիավորին և սկսվում է թարգմանության երկրորդ փուլը՝ երկարացում։ Ռիբոսոմի յուրաքանչյուր շարժման ժամանակ mRNA-ի 5"-ից մինչև 3" ծայրը, մեկ կոդոն ընթերցվում է mRNA-ի երեք նուկլեոտիդների (կոդոնի) և փոխանցման ՌՆԹ-ի լրացուցիչ հակակոդոնի միջև ջրածնային կապերի ձևավորման միջոցով: կցված է համապատասխան ամինաթթու: Պեպտիդային կապի սինթեզը կատալիզացվում է ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի (rRNA) կողմից, որը կազմում է ռիբոսոմի պեպտիդիլ տրանսֆերազայի կենտրոնը։ Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն կատալիզացնում է պեպտիդային կապի ձևավորումը աճող պեպտիդի վերջին ամինաթթվի և tRNA-ին միացված ամինաթթվի միջև՝ ազոտի և ածխածնի ատոմները տեղավորելով ռեակցիայի համար բարենպաստ դիրքում։ Ամինոացիլ-tRNA սինթետազային ֆերմենտները ամինաթթուներ են կապում իրենց tRNA-ներին: Թարգմանության երրորդ և վերջին փուլը՝ վերջանալը, տեղի է ունենում, երբ ռիբոսոմը հասնում է ստոպ կոդոնին, որից հետո սպիտակուցի վերջավորության գործոնները հիդրոլիզացնում են սպիտակուցի վերջին tRNA-ն՝ դադարեցնելով դրա սինթեզը։ Այսպիսով, ռիբոսոմներում սպիտակուցները միշտ սինթեզվում են N-ից մինչև C վերջնակետ:

Ոչ ռիբոսոմային սինթեզ

Սպիտակուցների հետթարգմանական փոփոխություն

Թարգմանությունն ավարտվելուց և սպիտակուցը ռիբոսոմից ազատվելուց հետո պոլիպեպտիդային շղթայի ամինաթթուները ենթարկվում են տարբեր քիմիական փոփոխությունների։ Հետթարգմանական փոփոխության օրինակներ են.

• տարբեր ֆունկցիոնալ խմբերի միացում (ացետիլ-, մեթիլ- և ֆոսֆատ խմբեր);
• լիպիդների և ածխաջրածինների ավելացում;
• ստանդարտ ամինաթթուների փոփոխություն ոչ ստանդարտի (ցիտրուլինի ձևավորում);
• կառուցվածքային փոփոխությունների ձևավորում (ցիստեինների միջև դիսուլֆիդային կամուրջների ձևավորում);
• սպիտակուցի մի մասի հեռացում ինչպես սկզբում (ազդանշանի հաջորդականություն), այնպես էլ որոշ դեպքերում մեջտեղում (ինսուլին);
• փոքր սպիտակուցների ավելացում, որոնք ազդում են սպիտակուցների քայքայման վրա (սումոյացում և ուբիկվիտինացիա):

Այս դեպքում փոփոխության տեսակը կարող է լինել և՛ ունիվերսալ (ուբիկվիտինի մոնոմերներից բաղկացած շղթաների ավելացումն ազդանշան է հանդիսանում պրոթեզոմի կողմից այս սպիտակուցի քայքայման համար), և՛ հատուկ այս սպիտակուցի համար։ Միևնույն ժամանակ, նույն սպիտակուցը կարող է ենթարկվել բազմաթիվ փոփոխությունների։ Այսպիսով, հիստոնները (սպիտակուցներ, որոնք կազմում են էուկարիոտների քրոմատինը) տարբեր պայմաններում կարող են ենթարկվել մինչև 150 տարբեր փոփոխության։

Սպիտակուցների գործառույթները մարմնում

Ինչպես մյուս կենսաբանական մակրոմոլեկուլները (պոլիսախարիդներ, լիպիդներ) և նուկլեինաթթուները, սպիտակուցները բոլոր կենդանի օրգանիզմների կարևոր բաղադրիչներն են, նրանք ներգրավված են բջջի կենսագործունեության մեծ մասում: Սպիտակուցներն իրականացնում են նյութափոխանակության և էներգիայի փոխակերպումներ։ Սպիտակուցները բջջային կառուցվածքների մի մասն են՝ օրգանելներ, որոնք արտազատվում են արտաբջջային տարածություն՝ բջիջների միջև ազդանշանների փոխանակման, սննդի հիդրոլիզի և միջբջջային նյութի ձևավորման համար:

Հարկ է նշել, որ սպիտակուցների դասակարգումն ըստ իրենց ֆունկցիայի բավականին կամայական է, քանի որ էուկարիոտների մոտ նույն սպիտակուցը կարող է կատարել մի քանի գործառույթ։ Նման բազմաֆունկցիոնալության լավ ուսումնասիրված օրինակ է լիզիլ-tRNA սինթետազը՝ ամինոացիլ-tRNA սինթետազների դասի ֆերմենտ, որը ոչ միայն կապում է լիզինը tRNA-ին, այլև կարգավորում է մի քանի գեների տրանսկրիպցիան։ Սպիտակուցներն իրենց ֆերմենտային ակտիվության շնորհիվ կատարում են բազմաթիվ գործառույթներ։ Այսպիսով, ֆերմենտներն են շարժիչ սպիտակուցը միոզինը, պրոտեին կինազի կարգավորիչ սպիտակուցները, նատրիում-կալիում ադենոզին տրիֆոսֆատազը փոխադրող սպիտակուցը և այլն։

կատալիտիկ ֆունկցիա

Օրգանիզմում սպիտակուցների ամենահայտնի դերը տարբեր քիմիական ռեակցիաների կատալիզացումն է։ Ֆերմենտները սպիտակուցների խումբ են՝ հատուկ կատալիտիկ հատկություններով, այսինքն՝ յուրաքանչյուր ֆերմենտ կատալիզացնում է մեկ կամ մի քանի նմանատիպ ռեակցիաներ։ Ֆերմենտները կատալիզացնում են բարդ մոլեկուլների պառակտման ռեակցիաները (կատաբոլիզմ) և դրանց սինթեզը (անաբոլիզմ), ինչպես նաև ԴՆԹ-ի վերարտադրությունը և վերականգնումը և ՌՆԹ կաղապարի սինթեզը։ Հայտնի են մի քանի հազար ֆերմենտներ. դրանց թվում, ինչպես, օրինակ, պեպսինը մարսողության գործընթացում քայքայում է սպիտակուցները։ Հետթարգմանական ձևափոխման գործընթացում որոշ ֆերմենտներ ավելացնում կամ հեռացնում են քիմիական խմբեր այլ սպիտակուցների վրա: Հայտնի է մոտ 4000 պրոտեինով կատալիզացված ռեակցիա։ Ֆերմենտային կատալիզացիայի արդյունքում ռեակցիայի արագացումը երբեմն հսկայական է. օրինակ՝ orotate carboxylase ֆերմենտի կողմից կատալիզացված ռեակցիան ընթանում է 10 17 անգամ ավելի արագ, քան չկատալիզացվածը (78 միլիոն տարի առանց ֆերմենտի, 18 միլիվայրկյան մասնակցությամբ։ ֆերմենտի): Այն մոլեկուլները, որոնք միանում են ֆերմենտին և փոխվում ռեակցիայի արդյունքում, կոչվում են սուբստրատներ։

Չնայած ֆերմենտները սովորաբար բաղկացած են հարյուրավոր ամինաթթուներից, դրանց միայն մի փոքր մասն է փոխազդում սուբստրատի հետ, և նույնիսկ ավելի քիչ՝ միջինը 3-4 ամինաթթուներ, որոնք հաճախ գտնվում են առաջնային ամինաթթուների հաջորդականության մեջ իրարից հեռու, ուղղակիորեն ներգրավված են կատալիզում: . Ֆերմենտի այն մասը, որը կապում է սուբստրատը և պարունակում է կատալիտիկ ամինաթթուներ, կոչվում է ֆերմենտի ակտիվ տեղամաս։

կառուցվածքային գործառույթ

Պաշտպանիչ գործառույթ

Սպիտակուցների պաշտպանիչ գործառույթների մի քանի տեսակներ կան.

Կարգավորող գործառույթ

Բջիջների ներսում շատ գործընթացներ կարգավորվում են սպիտակուցի մոլեկուլներով, որոնք չեն ծառայում ոչ որպես էներգիայի աղբյուր, ոչ էլ որպես բջջի շինանյութ: Այս սպիտակուցները կարգավորում են տրանսկրիպցիան, թարգմանությունը, զուգավորումը, ինչպես նաև այլ սպիտակուցների ակտիվությունը և այլն: Սպիտակուցները կարգավորող ֆունկցիա են կատարում կա՛մ ֆերմենտային ակտիվության (օրինակ՝ պրոտեին կինազի) կամ այլ մոլեկուլների հետ հատուկ կապակցվելու պատճառով, որոնք սովորաբար ազդում է այս մոլեկուլների ֆերմենտների հետ փոխազդեցության վրա:

Հորմոնները տեղափոխվում են արյան մեջ: Կենդանական հորմոնների մեծ մասը սպիտակուցներ կամ պեպտիդներ են: Հորմոնի միացումը ընկալիչին ազդանշան է, որը բջջում արձագանք է առաջացնում: Հորմոնները կարգավորում են նյութերի կոնցենտրացիան արյան և բջիջների մեջ, աճը, վերարտադրությունը և այլ գործընթացները։ Նման սպիտակուցների օրինակ է ինսուլինը, որը կարգավորում է արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիան։

Բջիջները փոխազդում են միմյանց հետ՝ օգտագործելով միջբջջային նյութի միջոցով փոխանցվող ազդանշանային սպիտակուցներ։ Նման սպիտակուցները ներառում են, օրինակ, ցիտոկինները և աճի գործոնները:

տրանսպորտային գործառույթ

Սպիտակուցների պահեստային (պահուստային) ֆունկցիա

Այս սպիտակուցները ներառում են այսպես կոչված պահուստային սպիտակուցներ, որոնք պահվում են որպես էներգիայի և նյութի աղբյուր բույսերի սերմերում և կենդանիների ձվերում. Ձվի երրորդական կեղևի սպիտակուցները (օվալբումիններ) և կաթի հիմնական սպիտակուցը (կազեին) նույնպես կատարում են հիմնականում սննդային գործառույթ: Մի շարք այլ սպիտակուցներ օրգանիզմում օգտագործվում են որպես ամինաթթուների աղբյուր, որոնք իրենց հերթին հանդիսանում են նյութափոխանակության գործընթացները կարգավորող կենսաբանական ակտիվ նյութերի նախադրյալներ։

Ընդունիչի գործառույթը

Սպիտակուցի ընկալիչները կարող են կամ տեղակայվել ցիտոպլազմայում կամ ինտեգրվել բջջային թաղանթին: Ռեցեպտորի մոլեկուլի մի մասն ընկալում է ազդանշան, որն առավել հաճախ քիմիական նյութ է, իսկ որոշ դեպքերում՝ թեթև, մեխանիկական գործողություն (օրինակ՝ ձգում) և այլ գրգռիչներ։ Երբ ազդանշան է կիրառվում մոլեկուլի որոշակի մասի` ընկալիչի սպիտակուցի վրա, տեղի են ունենում նրա կոնֆորմացիոն փոփոխությունները: Արդյունքում փոխվում է մոլեկուլի մեկ այլ մասի կոնֆորմացիան, որն ազդանշան է փոխանցում բջջային այլ բաղադրիչներին։ Կան մի քանի ազդանշանային մեխանիզմներ. Որոշ ընկալիչներ կատալիզացնում են որոշակի քիմիական ռեակցիա. մյուսները ծառայում են որպես իոնային ալիքներ, որոնք բացվում կամ փակվում են ազդանշանի կիրառման ժամանակ. մյուսները հատուկ կապում են ներբջջային սուրհանդակների մոլեկուլները: Մեմբրանային ընկալիչներում մոլեկուլի այն հատվածը, որը կապվում է ազդանշանի մոլեկուլին, գտնվում է բջջի մակերեսին, իսկ ազդանշան փոխանցող տիրույթը՝ ներսում։

Շարժիչի (շարժիչի) գործառույթ

Ամինաթթուները, որոնք չեն կարող սինթեզվել կենդանիների կողմից, կոչվում են էական: Կենսասինթետիկ ուղիների հիմնական ֆերմենտները, ինչպիսիք են ասպարտատ կինազը, որը կատալիզացնում է ասպարտատից լիզինի, մեթիոնինի և թրեոնինի ձևավորման առաջին փուլը, կենդանիների մոտ բացակայում են:

Կենդանիները հիմնականում ամինաթթուներ են ստանում իրենց սննդի մեջ առկա սպիտակուցներից։ Սպիտակուցները քայքայվում են մարսողության ժամանակ, որը սովորաբար սկսվում է սպիտակուցի դենատուրացիայից՝ այն դնելով թթվային միջավայրում և հիդրոլիզացնելով այն ֆերմենտներով, որոնք կոչվում են պրոտեազներ։ Մարսողության արդյունքում ստացված ամինաթթուների մի մասը օգտագործվում է մարմնի սպիտակուցները սինթեզելու համար, իսկ մնացածը վերածվում են գլյուկոզայի գլյուկոնեոգենեզի գործընթացի միջոցով կամ օգտագործվում են Կրեբսի ցիկլում: Սպիտակուցի օգտագործումը որպես էներգիայի աղբյուր հատկապես կարևոր է ծոմապահության պայմաններում, երբ օրգանիզմի սեփական սպիտակուցները, հատկապես մկանները, ծառայում են որպես էներգիայի աղբյուր։ Ամինաթթուները նաև ազոտի կարևոր աղբյուր են մարմնի սնուցման մեջ:

Մարդկանց կողմից սպիտակուցների սպառման միասնական նորմեր չկան: Հաստ աղիքի միկրոֆլորան սինթեզում է ամինաթթուներ, որոնք հաշվի չեն առնվում սպիտակուցային նորմերը կազմելիս։

Սպիտակուցների կենսաֆիզիկա

Սպիտակուցների ֆիզիկական հատկությունները շատ բարդ են։ Սպիտակուցի՝ որպես դասավորված «բյուրեղանման համակարգ»՝ «ապերիոդիկ բյուրեղի» վարկածի օգտին վկայում են ռենտգենյան դիֆրակցիոն վերլուծության տվյալները (մինչև 1 անգստրոմի թույլատրելիությունը), փաթեթավորման բարձր խտությունը, փոխգործունակությունը։ դենատուրացիայի գործընթաց և այլ փաստեր:

Մեկ այլ վարկածի օգտին՝ ներգլոբուլային շարժումների պրոցեսներում սպիտակուցների հեղուկանման հատկությունների մասին (սահմանափակ ցատկման կամ շարունակական դիֆուզիայի մոդել), վկայում են նեյտրոնների ցրման փորձերը, Մյոսբաուերի սպեկտրոսկոպիան և Մյոսբաուերի ճառագայթման Ռեյլի ցրումը։

Ուսումնասիրության մեթոդներ

Նմուշում սպիտակուցի քանակությունը որոշելու համար օգտագործվում են մի շարք մեթոդներ.

• Սպեկտրոֆոտոմետրիկ մեթոդ

տես նաեւ

Նշումներ

1. Քիմիական տեսանկյունից բոլոր սպիտակուցները պոլիպեպտիդներ են։ Այնուամենայնիվ, կարճ, 30-ից պակաս ամինաթթուների երկարությունը, պոլիպեպտիդները, հատկապես քիմիապես սինթեզվածները, չեն կարող կոչվել սպիտակուցներ:
2. Մյուրհեդ Հ., Պերուց Մ.Հեմոգլոբինի կառուցվածքը. Նվազեցված մարդկային հեմոգլոբինի Ֆուրիեի եռաչափ սինթեզ 5,5 Ա լուծաչափով // Բնություն: ամսագիր. - 1963. - T. 199. - No 4894. - S. 633-638.
3. Քենդրյու Ջ., Բոդո Գ., Դինցիս Հ., Փերիշ Ռ., Ուիկոֆ Հ., Ֆիլիպս Դ.Միոգլոբինի մոլեկուլի եռաչափ մոդել, որը ստացվել է ռենտգենյան անալիզով // Բնություն: ամսագիր. - 1958. - T. 181. - No 4610. - S. 662-666.
4. Լեսթեր, Հենրի.«Բերզելիուս, Ջոնս Յակոբ». Dictionary of Scientific Biography 2. Նյու Յորք. Չարլզ Սկրիբների որդիները. 90-97 (1980): ISBN 0-684-10114-9
5. Յու.Ա.Օվչիննիկով.Կենսօրգանական քիմիա. - Լուսավորություն, 1987 թ.
6. Սպիտակուցներ // Քիմիական հանրագիտարան. - Խորհրդային հանրագիտարան, 1988 թ.
7. N. H. Barton, D. E. G. Briggs, J. A. Eisen.«Էվոլյուցիա», Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2007 - P. 38. ISBN 978-0-87969-684-9
8. Նոբելյան դասախոսություն Ֆ.Սանգերի կողմից
9. Fulton A, Isaacs W. (1991): «Տիտին, հսկայական, առաձգական սարկոմերային սպիտակուց, որը հավանական դեր ունի մորֆոգենեզում»: Բիոէսսեներ 13 (4): 157-161։ PMID 1859393.
10. EC 3.4.23.1 - պեպսին Ա
11. S J Singer.Ինտեգրալ սպիտակուցների կառուցվածքը և ներդիրը թաղանթներում: Բջջային կենսաբանության տարեկան վերանայում. Հատոր 6, Էջ 247-296։ 1990 թ
12. Թափառող Լ.Կենսաքիմիա 3 հատորով. - Մ.: Միր, 1984
13. Սելենոցիստեինը ոչ ստանդարտ ամինաթթվի օրինակ է:
14. Բ.Լյուին.Գեներ. - Մ ., 1987. - 544 էջ.
15. Լենինգեր Ա.Կենսաքիմիայի հիմունքներ, 3 հատորով. - Մ.: Միր, 1985:
16. Դասախոսություն 2
17. http://pdbdev.sdsc.edu:48346/pdb/molecules/pdb50_6.html
18. Anfinsen C. (1973). «Սկզբունքներ, որոնք կառավարում են սպիտակուցային շղթաների ծալումը». Գիտություն 181 : 223-229. Նոբելյան դասախոսություն. Հեղինակը Սթենֆորդ Մուրի և Ուիլյամ Սթայնի հետ ստացել է քիմիայի Նոբելյան մրցանակ «ռիբոնուկլեազի ուսումնասիրության համար, մասնավորապես [ֆերմենտի] ամինաթթուների հաջորդականության և [դրա] կենսաբանորեն ակտիվ կոնֆորմացիայի միջև կապի համար»։
19. Էլիս ՌՋ, վան դեր Վիես Ս.Մ. (1991): «Մոլեկուլային կապերոններ». Աննու. Վեր. Կենսաքիմ. 60 : 321-347.

Ինչպես գիտեք, սպիտակուցները ցանկացած կենդանի օրգանիզմի անհրաժեշտ և հիմնական բաղադրիչն են։ Նրանք պատասխանատու են նյութափոխանակության և էներգիայի փոխակերպման համար, որոնք անքակտելիորեն կապված են կյանքի գրեթե բոլոր գործընթացների հետ։ Կենդանիների և մարդկանց հյուսվածքների և օրգանների ճնշող մեծամասնությունը, ինչպես նաև բոլոր միկրոօրգանիզմների ավելի քան 50% -ը հիմնականում բաղկացած են սպիտակուցներից (40% -ից մինչև 50%): Միաժամանակ, բուսական աշխարհում դրանք միջին արժեքի համեմատ ավելի քիչ են, իսկ կենդանական աշխարհում՝ ավելի շատ։ Այնուամենայնիվ, շատ մարդկանց համար սպիտակուցների քիմիական բաղադրությունը դեռևս անհայտ է: Եվս մեկ անգամ հիշենք, թե ինչ կա այս մակրոմոլեկուլների ներսում

Սպիտակուցի կազմը

Այս նյութը պարունակում է միջինը մոտավորապես 50-55% ածխածին, 15-17% ազոտ, 21-23% թթվածին, 0,3-2,5% ծծումբ։ Բացի թվարկված հիմնական բաղադրիչներից, երբեմն սպիտակուցները պարունակում են տարրեր, որոնց տեսակարար կշիռը շատ փոքր է։ Առաջին հերթին դա ֆոսֆոր, երկաթ, յոդ, պղինձ և որոշ այլ միկրո և մակրո տարրեր են: Հետաքրքիր է, որ ազոտի կոնցենտրացիան ամենահետևողականն է, մինչդեռ մյուս հիմնական բաղադրիչների պարունակությունը կարող է տարբեր լինել: Նկարագրելով սպիտակուցի բաղադրությունը՝ պետք է նշել, որ այն անկանոն պոլիմեր է, որի մնացորդներից կառուցված է չեզոք pH-ով ջրային լուծույթում ամենաընդհանուր ձևով գրվել՝ NH3 + CHRCOO-:

Իրենց միջև այս «աղյուսները» կապված են կարբոքսիլ և ամին խմբերի միջև ամիդային կապով: Ընդհանուր առմամբ, բնության մեջ հայտնաբերվել են մոտ հազար տարբեր սպիտակուցներ: Այս դասը ներառում է հակամարմիններ, ֆերմենտներ, բազմաթիվ հորմոններ և այլ ակտիվ կենսաբանական նյութեր: Զարմանալիորեն, այս ամբողջ բազմազանությամբ, սպիտակուցի բաղադրությունը կարող է ներառել ոչ ավելի, քան 30 տարբեր, որոնցից ամենատարածվածներն են: Դրանցից միայն 22-ն է պարունակվում մարդու օրգանիզմում, իսկ մնացածը պարզապես չեն ներծծվում և արտազատվում։ Այս խմբի ութ ամինաթթուները համարվում են էական: Սրանք են լեյցինը, մեթիոնինը, իզոլեյցինը, լիզինը, ֆենիլալանինը, տրիպտոֆանը, թրեոնինը և վալինը: Մեր մարմինը չի կարող ինքնուրույն սինթեզել դրանք, և, հետևաբար, դրանց ընդունումը դրսից պահանջվում է:

Մնացածը (տաուրին, արգինին, գլիցին, կարնիտին, ասպարագին, հիստիդին, ցիստեին, գլուտամին, ալանին, օրնիտին, թիրոզին, պրոլին, սերին, ցիստին) նա կարող է ինքնուրույն ստեղծել։ Հետևաբար, այս ամինաթթուները դասակարգվում են որպես ոչ էական: Կախված բաղադրության մեջ առաջին խմբի սպիտակուցների առկայությունից, ինչպես նաև օրգանիզմի կողմից դրա կլանման աստիճանից՝ սպիտակուցը բաժանվում է ամբողջական և ցածրակարգի։ Մարդու համար այս նյութի միջին օրական ընդունումը տատանվում է 1-ից 2 գրամ մարմնի քաշի մեկ կիլոգրամի դիմաց: Միևնույն ժամանակ, նստակյաց մարդիկ պետք է հավատարիմ մնան այս միջակայքի ստորին սահմանին, իսկ մարզիկները՝ վերին:

Ինչպես ուսումնասիրել սպիտակուցի բաղադրությունը

Այդ նյութերն ուսումնասիրելու համար հիմնականում օգտագործվում է հիդրոլիզի մեթոդը։ Հետաքրքրվող սպիտակուցը տաքացնում են նոսր աղաթթվով (6-10 մոլ/լ) 100°C-ից մինչև 1100°C ջերմաստիճանում։ Արդյունքում այն ​​կքայքայվի ամինաթթուների խառնուրդի, որից առանձին ամինաթթուներ արդեն մեկուսացված են։ Ներկայումս ուսումնասիրվող սպիտակուցի համար օգտագործվում է թղթային, ինչպես նաև իոնափոխանակման քրոմատոգրաֆիա: Կան նույնիսկ հատուկ ավտոմատ անալիզատորներ, որոնք հեշտությամբ որոշում են, թե որ ամինաթթուներն են գոյանում քայքայման արդյունքում։