1838 жылы голланд химигі Геррит Ян Мульдер алғашқы рет барлық тірі ағзада кездесетін күрделі органикалық зат “протеин” (белок ) терминінің атауын қолданды. Тірі ағзаның құрамына кіретін белоктар немесе протеиндер (protos бірінші, алғашқы деген грек сөзінен алынған) органикалық қосылыстардың 50%-85%-ын құрайды. 1871 жылы орыс химигі Н. Н. Любавин белоктар амин қышқылдарынан тұратынын анықтады.

Белоктық заттар көбінесе, өсімдіктерде түзіледі. Ол үшін топырақ құрамындағы азотты қосылыстары пайдаланылады. Бұл құбылыс, əсіресе, бұршақ тұқымдастары мен майлы дақылдар (бұршақ, бөрібұршақ, күнбағыс) тарапынан жиі байқалады, олар белокты заттарға бай келеді. Олардың тұқымдарынан əртүрлі еріткіштермен (су, тұз ерітінділері, сулы-спиртті немесе əлсіз сілтілі ерітінділер) экстракциялау арқылы белоктарды оңай бөліп алып, химиялық құрамы мен құрылысын анықтауға болады.

Жануарлар дүниесі мен адам белокты амин қышқылдарынан жəне басқа да азоты бар органикалық заттардан түрады. Олар ондай заттарды өсімдіктерден жəне өздері қорек үшін пайдаланылатын жануарлар етінен алады. Белоктардың ең қарапайым құрамына мынадай элементтер кіреді: көміртегі 50-55%, оттегі 21-24%, азот 15-18%, сутегі 6-7%, күкірт 0.3-2.5%. Кейбір белоқтық заттардың құрамына фосфор кіреді, сондай-ақ аз мөлшерде кейде темір, мыс, йод, хлор, бром, кальций, мырыш жəне т.б. элементтер де кездеседі. Белоктарға тірі ағзадағы жүретін көптеген негізгі функциялар; мысалы: клетканың өсуі мен дамуы, ас қорыту, көбею, нəсілдік немесе тұқымқуалаушылық қасиеттерінің берілуі, тітіркенгіштік, бұлшықеттердің жиырылуы, антигендер мен антиденешіктердің пайда болуы, қайтадан байланыстыру мен тіршілікке қажетті заттарды алып жүру жəне т.б. бағынышты. Белоктар қышқыл сілтінің тепе-теңдігін тұрақтауға қатысады.

Белоктар ферменттер мен гормондарды да құруға қатынасады. Алдымен белоктардың ағзада жүретін алуан түрлі химиялық реакцияларға катализаторлық қызметінің маңызы зор. Клеткадағы катализаторлардың барлығы дерлік белоктар. Олар биокатализаторлар немесе ферменттер деп аталады. Əдетте, гормондардың көбі белоктар болып табылады.

Мысалы, оған: ұйқы безінің гормоны инсулин, қалқанша безінің гормоны -тироксин, бүйрек үсті безінің гормондары адреналин, норадреналин, ми қабатының гормондары соматотропин, окситоцин, вазопрессин жəне т.б. жатады. Заттарды тасымалдауда да белоктың маңызы зор. Заттардың клетка мен органоидтар ішінде қозғалуын белок реттеп отырады, яғни оларды белсенді түрде тасымалдайды. Соңғы кезде клетка мембранасының құрамында түрлі тасымалдаушы белоктардың болатыны анықталды. Мысалы, қан белогы гемоглобин оттекті өзіне қосып алып, оны бүкіл денеге таратады. Сөйтіп гемоглобин мен миоглобин белоктарының арқасында өкпедегі жəне ұлпадағы газ алмасу, яғни тыныс алу жəне тыныс шығару жүзеге асырылады. Белоктар қуат көзі болып табылады. 1 г белок ыдырағанда 17,2 кДж (4,1 ккал) қуат бөлінеді. Сөйтіп, белоктардың ыдырауы кезінде ағзаға керекті 12% энергия алынады. Жануарлар клеткасында белок өсімдіктерге қарағанда да көп болады. Ересек адам күніне 100-150 г белокты пайдалануы керек.

Белоктың тамақ рационындағы қажетті мөлшерін майларды не көмірсуларды көп қабылдау арқылы толықтыруға болмайды. Белоктардың құрылысы мен құрамы туралы мəліметтер олардың гидролиздену өнімдерін зерттегенде алынады. Қышқыл, сілті ерітінділерін қосып не фермент көмегімен гидролиз жасаған кезде белоктардың амин қышқылдарына ажырап, бөлшектенетіні анықталған. Амин қышқылдары дегеніміз əртүрлі белок молекулаларын түзетін мономерлі жеке заттар. Табиғатта жүзге тарта амин қышқылдары бар екені белгілі болса, олардың тек жиырмадан астамы ғана белок молекуласы құрамына кіреді. Дегенмен, олардың белоктар молекуласында орнын ауыстыру, қосылу мүмкіндігінің реті астрономиялық санмен есептеледі.

Амин қышқылдары – бұлар органикалық қышқылдар, яғни маңызды табиғи қосылыстар түрлерінің бірі. Амин қышқылдары түссіз қатты заттар болып келеді. Көпшілігі суда жақсы ериді. Амин қышқылдарының физикалық-химиялық жəне биологиялық қасиеттерінің ерекшелігібүйірлік топтардың құрылымына тəуелді келуі. Химиялық құрамына жəне бүйірлік топтардың құрылымына байланысты амин қышқылдары полярлы (гидрофильді) жəне полярсыз (гидрофобты) деп жіктеледі немесе оларды бейтарап, қышқылдық жəне негіздік амин қышқылдары деп бөледі.

Денедегі ыдыраған белоктардың орнын толықтыру, ескірген клеткалардың орнына жаңа жас клеткалар түзілу үшін, т.б. ағза əр уақытта тамақпен бірге амин қышқылдарының ағза үшін маңызы мен бағалылығы бірдей болмайды. Кейбір амин қышқылдары тамақ құрамында болмаса да одан ағзаға қажет белоктың түзілу процесі бұзылмайды; себебі ол амин қышқылын ағза өзі-ақ түзе алады немесе оның орнына басқа амин қышқылын пайдаланылады. Қоректік бағалылығына қарай ауыстырылатын тирозин, т.б. жəне ауыстырылмайтын, таптырмайтын (адамның жəне жануарлардың ағзасында түзілмейтін) амин қышқылдары деп ажыратылады. Соңғылардың 22 ең негізгілеріне лейцин, изолейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, валин, триптофан жатады. Бұл амин қышқылдарының жоқтығынан немесе жеткіліксіздігінен адам мен жануарлар əр түрлі ауруларға шалдығатындығы анықталды.

Ендеше тіршілік барысында олар əр уақытта тағам мен қоректік заттардың құрамында болуға тиіс. Американдық ғалым Э. Фишер амин қышқылдарының бірбірімен пептидті байланысып, тізбектесіп тұратынын ашты. Жоғарыда айтылғандай əртүрлі белоктар молекуласын құруға жиырмадан астам амин қышқылдары қатысады, олар: ациклді жəне циклді сияқты екі үлкен топқа бөлінеді. Ациклді амин қышқылдары молекуласында кездесетін амин жəне карбоксил топтарының санына сəйкес: моноаминокарбон, яғни бір амин жəне бір карбоксил тобы бар; моноаминодикарбон, яғни оның молекуласының құрамында бір амин жəне екі карбоксил тобы бар; диааминокарбон, яғни онда екі амин жəне бір карбоксил топтары бар амин қышқылдары болып бөлінеді. Циклді амин қышқылдары карбоциклді жəне гетероциклді болып бөлінеді. Белоктардың классификацисы Химиялық құрамына қарай белоктар: қарапайым белоктар (протеиндер) жəне күрделі белоктар (протеидтер) топтарына жатады. Қарапайым белоктар Қарапайым белоктар гидролиздеу кезінде тек амин қышқылдарына ғана ажырайды. Төменде қарапайым белоктардың негізгі өкілдері жайлы сөз болмақ. 1. Альбуминдер – бейтарап тұздармен (аммоний немесе натрий сульфатымен) толық қанықтырған кезде тұнбаға шөгеді. Қан плазмасында, сүтте, ағза клеткаларында жəне биологиялық сұйық заттарда, тауық жұмыртқасында, бұршақ тұқымдас өсімдіктерде кездеседі. Құрамында глутамин қышқылы көп болғандықтан, оның қышқылдық қасиеті бар, рН – 4,7.

Альбуминдер суда, тұзды ерітінділерде ериді, қан плазмасында липидтерді, гормондарды, дəрумендерді, микроэлементтерді тасымалдайды. 2. Глобулиндер – бейтарап тұздармен жартылай қанықтырған кезде тұнбаға шөгеді, альбуминдер бар жерде кездеседі. Глобулин – сəл қышқылдау белоктарға немесе бейтарап белоктарға жатады. 23 Ол сұйытылған тұз ерітінділерінде ериді, суда ерімейді, рН 6-7,3. Глобулиндер қанда көп мөлшерде кездеседі. Олар өздерінің құрамы, молекулалық массасы жəне биологиялық қызметі жағынан бірбірінен өзгеше. Глобулиндерді: α – глобулиндер, β – глобулиндер жəне γ – глобулиндер деп бөледі. Ал олардың өзі ары қарай бірнеше топқа бөлінеді. α – глобулиндер тобына церуплазмин жатады. Ол плазмадағы мыс иондарын тасымалдау қызметін атқарады, мм. – 150000. β – глобулиндердің арасында трансферрин бар, ол темір иондарын тасымалдайды, мм. – 76000. Глобулиндердің ішіндегі аса маңыздысы – γ – глобулин: ол антиденешік, ағзаны қорғаушы белок. 3. Гистондар (грекше – histos – ұлпа) – ағзаның ұлпалық белоктары. Ол хроматиннің ДНҚ қосылысымен байланысты болады. ДНҚ-ның кеңістіктік құрылымын тұрақтандыруға жəне репрессия процесіне қатысады. Генетикалық мəліметтің ДНҚ-дан РНҚ-ға көшуіне жанжақты тосқауыл қояды.

Гистондар – өсімдіктер мен жануарлар клеткаларындағы ядролық белогі. Олардың құрамында аргинин мен лизин қалдықтары көп болуына байланысты сілтілік қасиеті бар, м.м.11000-21000, pH -10. 4. Протаминдер – ең шағын молекулалы белоктар, м.м.400012000 шамасындай, күшті негіздік қасиеті бар, құрамында аргинин қалдығы көп гистондар сияқты ДНҚ-мен байланысты. Ол спермада болады жəне реттеушілік емес, тек құрылымдық қызмет атқарады. 5. Проламиндер – өсімдіктер белогы, əсіресе, бұршақ тұқымдас өсімдіктер дəнінің жабысқақ ұлпасында болады. Суда, тұзды ерітінділерде, қышқылдарда жəне сілтілерде ерімейді, 70% этанолда ериді.

Бұл белоктар тобында кейбір ауыстырылмайтын амин қышқылдары тапшы болады. Проламин белоктары тобына бидай мен қара бидайдың глиадины, арпаның гордеині, жүгері зеині мен сұлының аверині жатады. 6. Глутелиндер – өсімдіктер белоктарына кіреді, сілтінің сұйық ерітіндісінде ериді, астық дақылдары дəнінде болады, оның құрамы глутамин қышқылына жəне лизинге бай келеді. Астық тұқымдас дақылдар дəнінде проламинмен бірге белок қоры ретінде жиналады. Бұлар: бидайдың глутелині, күріштің олеорезині жəне басқалары. 7. Протеиноидтар (склеропротеиндер) – белок тəріздес заттар. Бұларға сүйеніш-тірек ұлпаларының (шеміршектің, сіңірдің, сүйектің, мүйіздің, жүннің, шаштың, т.с. сияқтылардың) фибрилл белоктары жатады. Бұл белоктар ерекше мықты жəне иілмелісозылмалы келеді. Суда, тұздардың, қышқылдар мен сілтілердің 24 сұйық ерітінділерінде ерімейді. Бұл белоктарды протеолиттік ферменттердің көпшілігі ыдырата алмайды, олар қоректік жағынан бағалы емес. Протеноидтар тобының белок өкілдеріне коллаген, эластин, кератин жəне фибрион кіреді. Коллаген – бұл белок жалғастырып тұратын үлпалардың (сіңір, сүйек, тері, тіс жəне шеміршектің) негізін құрайды. Осы фибрилді талшықты белоктар суда ерімейді. Коллагеннің молекуласы үш полипептидтік тізбектен тұрады, мм. – 285000 жəне оның амин қышқылдық құрамы ерекше.

Ондағы барлық амин қышқылдарының үштен бірі глицин болып табылады. Коллагенді ұзақ қыздырған кезде ол денатурланады да, желатинге айналады. Эластин – жалғастырып тұратын ұлпаның иілмелі-созылмалы белогы. Сіңірде, тарамыста болады. Суда ерімейді. Құрамында глицин, валин, лейцин, пролин болады. Ол, əсіресе, мойын омыртқалардың байланысында, аорта қан тамыры қабырғасында коллагенмен бірге кездеседі. Эластин созылғыштық қасиеті жағынан каучукке жақын. Кератин – шаш, жүн, тырнақ, тұяқ, қауырсындардың құрамына кіретін фибрилді белоктар. Құрамында цистеин, глутамин қышқылы, лейцин көп. Суда, қышқылдарда, сілтілерде, тұздар ерітіндісінде жəне органикалық еріткіштерде ерімейді, өте берік. Бұл белоктің иіліп-созылғыштығы жəне механикалық мықтылығы полипептидтік тізбектер арасындағы дисульфидтік байланыстардан болады. Фибрион – табиғи жібек талшықтарының негізін құрайтын белок. Гидролизге тұрақты. Бұл белок құрамында көп мөлшерде глицин, аланин, серин, тирозин бар. Күрделі белоктар Құрамында белоктік бөлігі жəне белоксіз бөлігі бар қосылысты күрделі белоктар – протеидтер, ал мұндағы белоксіз бөлікті простетикалық топ деп атайды. Ол топ белоктың биологиялық қызметінде маңызды рөл атқарады. Күрделі белоктар құрамында болатын простетикалық топтардың сипатына қарай мына төмендегідей топ тармағына бөлінеді. 1. Нуклеопротеидтер – нуклеин қышқылы бар белоктар кешені, яғни оның құрамы жай белоктар мен нуклеин қышқылдарының қалдығынан тұрады.

Простетикалық топтың ерекшелігіне байланысты, оларды дезоксирибонуклеопротеидтер жəне рибонуклерпротеидтер деп бөледі. Дезоксирибонуклеопротеидтер барлық 25 клеткалардың ядросында, митохондрияларында жəне сперматозоид құрамында кездеседі. Нуклеопротеидтердің биологиялық рөлі зор. Олар клетканың құрылымдық элементі ғана емес, бірге тірі ағзаларда негізгі қызмет атқарады. Бұл белоктардың құрамында гистондар мен протаминдер нуклеин қышқылымен байланысқан. Клетканың бөлінуі, белоктардың биосинтезі, тұқымқуалаушылық ақпараттар, көп түрлі коферменттік қызметтер нуклеопротеидтермен тығыз байланысты. Нуклеопротеидтерге вирусты белоктар да жатады, оларды осы жағынан қарастыру өте қызықты. 2.Фосфопротеидтер – жай белоктар мен фосфор қышқылы қалдықтарынан тұрады. Ол полипептидтік тізбектегі серинге не треонинге жалғасады. Қыздырғанда ұйымайды. Қышқылдармен əсер еткенде ұйиды. Фосфопротеидтерге сүттегі казеин, жұмыртқа сары уызындағы виталлин, балық уылдырығындағы ихтулин жəне бірқатар ферменттер (пепсин мен фосфорилаза) жатады. 3. Гликопротеидтер – құрамында қанттар (манноза, галактоза, гексозаминдер, сиал қышқылы жəне басқалары) бар күрделі белоктар. Жануарлардың, адамның, өсімдіктердің жəне микроорганизмдердің барлық ұлпаларында көп кездеседі. Гликопротеидтерге сілемей муциндері, тірек ұлпалар (шеміршек, сүйек) мукоидтары жатады.

Сондай-ақ, бұларға глюкурон қышқылы, хондроитинкүкірт қышқылы, гепарин, хитин сияқты заттардың да қатысы бар. Олар буындарды майлайды, клетка мембранасы құрылымының қалыптасуына, иммунологиялық реакцияларға қатысады, эритроциттердің беткі жағында орналасады, қан тобын анықтайды. 4. Липопротеидтер – белоктар мен липидтерден (триглицеридтер, фосфолипидтер, холестерол, сфинголипидтер, май қышқылдары) тұратын жиынтық. Клетка мембранасының құрылымына кіреді. Липопротеидтер бос күйінде қан плазмасында жəне лимфада кездеседі жəне ол липидтерді, кейбір гормондарды бір орнынан екінші орынға ауыстырып апара алады. Электрофорездік қозғалғыштығы бойынша липопротеидтерге жəне липопротеидтерге бөлінеді. 5. Хромопротеидтер – (грекше chroma – түс, бояу жəне протеидтер) – боялған күрделі белоктар. Простетикалық тобы боялған зат жəне жарық сіңіргіш белгілі бір спектрі бар. Хромопротеидтерге гемоглобин, миоглобин, цитохромдар, пероксидаза, каталаза, флавиндік ферменттер жатады. Табиғатта жиі кездесетін хромо26 протеид – родопсин, көздің таяқшаларында болады, кешқұрым қас қарайғанда адамның көзінің көруіне көмектеседі.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *