ጽሑፋችን የሚያተኩረው በምድር ላይ ላለው ሕይወት ክስተት መሠረት የሆኑትን የንጥረ ነገሮችን ባህሪያት ለማጥናት ነው። የፕሮቲን ሞለኪውሎች ሴሉላር ባልሆኑ ቅርጾች ውስጥ ይገኛሉ - ቫይረሶች, የሳይቶፕላዝም እና የፕሮካርዮቲክ እና የኑክሌር ሴሎች አካል ናቸው. ከኒውክሊክ አሲዶች ጋር, የዘር ውርስ ንጥረ ነገር - chromatin እና የኒውክሊየስ ዋና ዋና ክፍሎችን ይመሰርታሉ - ክሮሞሶም. ምልክት, መገንባት, ካታሊቲክ, መከላከያ, ጉልበት - ይህ ፕሮቲኖች የሚያከናውኗቸው ባዮሎጂያዊ ተግባራት ዝርዝር ነው. የፕሮቲኖች ፊዚኮኬሚካላዊ ባህሪያት የመሟሟት, የመዝለል እና የጨው ችሎታቸው ናቸው. በተጨማሪም, ጥርስን ማስወገድ የሚችሉ እና በኬሚካላዊ ባህሪያቸው, አምፖቴሪክ ውህዶች ናቸው. እነዚህን የፕሮቲን ባህሪያት የበለጠ እንመርምር።
የፕሮቲን ሞኖመሮች አይነት
20 አይነት α-አሚኖ አሲዶች የፕሮቲን መዋቅራዊ አሃዶች ናቸው። ከሃይድሮካርቦን ራዲካል በተጨማሪ NH2- አሚኖ ቡድን እና COOH- ይይዛሉ።የካርቦክስ ቡድን. ተግባራዊ ቡድኖች የፕሮቲን ሞኖመሮች አሲዳማ እና መሰረታዊ ባህሪያትን ይወስናሉ. ስለዚህ, በኦርጋኒክ ኬሚስትሪ ውስጥ, የዚህ ክፍል ውህዶች አምፖተሪክ ንጥረ ነገሮች ይባላሉ. በሞለኪዩል ውስጥ ያለው የካርቦክሳይል ቡድን ሃይድሮጂን ions ተከፍለው ከአሚኖ ቡድኖች ጋር ሊጣመሩ ይችላሉ። ውጤቱም ውስጣዊ ጨው ነው. በሞለኪዩል ውስጥ ብዙ የካርቦክሳይል ቡድኖች ካሉ, ውህዱ እንደ ግሉታሚክ ወይም አስፓርቲክ አሲድ የመሳሰሉ አሲድ ይሆናል. የአሚኖ ቡድኖች የበላይ ከሆኑ, አሚኖ አሲዶች መሠረታዊ ናቸው (ሂስቲዲን, ሊሲን, አርጊኒን). በተግባራዊ ቡድኖች እኩል ቁጥር, የ peptide መፍትሄ ገለልተኛ ምላሽ አለው. ሦስቱም የአሚኖ አሲዶች መገኘት ፕሮቲኖች ምን ዓይነት ባህሪያት እንደሚኖራቸው ላይ ተጽእኖ እንደሚያሳድር ተረጋግጧል. የፕሮቲኖች ፊዚኮኬሚካላዊ ባህሪያት፡ የመሟሟት (solubility)፣ pH፣ macromolecule charge የሚወሰኑት በአሲድ እና በመሰረታዊ አሚኖ አሲዶች ጥምርታ ነው።
በፔፕታይዶች መሟሟት ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ነገሮች
የፕሮቲን ማክሮ ሞለኪውሎች እርጥበት ወይም መፍታት ሂደቶች የተመካባቸውን ሁሉንም አስፈላጊ መመዘኛዎች እንወቅ። እነዚህም: የቦታ አቀማመጥ እና ሞለኪውላዊ ክብደት, በአሚኖ አሲድ ቅሪቶች ብዛት ይወሰናል. በተጨማሪም መለያ ወደ የዋልታ እና ያልሆኑ የዋልታ ክፍሎች መካከል ያለውን ጥምርታ ይወስዳል - radicals በሶስተኛ ደረጃ መዋቅር ውስጥ ፕሮቲን ወለል ላይ በሚገኘው እና polypeptide macromolecule ጠቅላላ ክፍያ. ከላይ ያሉት ሁሉም ንብረቶች የፕሮቲን መሟሟትን በቀጥታ ይጎዳሉ. እስቲ ጠለቅ ብለን እንያቸው።
Globules እና የውሃ ማጠጣት ችሎታቸው
የፔፕታይድ ውጫዊ መዋቅር ክብ ቅርጽ ካለው ስለ ግሎቡላር አወቃቀሩ ማውራት የተለመደ ነው። እሱ በሃይድሮጂን እና በሃይድሮፎቢክ ቦንዶች እንዲሁም በኤሌክትሮስታቲክ መስህብ ኃይሎች በተቃራኒ ክስ በሚሞሉ የማክሮ ሞለኪውል ክፍሎች ይረጋጋል። ለምሳሌ፣ በደም ውስጥ ኦክሲጅን ሞለኪውሎችን የሚያስተላልፈው ሄሞግሎቢን በአራት ማዕዘኑ ውስጥ በሄሜ የተዋሃዱ አራት የ myoglobin ቁርጥራጮችን ያቀፈ ነው። እንደ አልቡሚን፣ α- እና ϒ-ግሎቡሊን ያሉ የደም ፕሮቲኖች በቀላሉ ከደም ፕላዝማ ንጥረ ነገሮች ጋር ይገናኛሉ። ኢንሱሊን በአጥቢ እንስሳት እና በሰዎች ውስጥ ያለውን የደም ውስጥ የግሉኮስ መጠን የሚቆጣጠር ሌላው ግሎቡላር ፔፕታይድ ነው። የእንደዚህ አይነት የፔፕታይድ ውስብስቦች ሃይድሮፎቢክ ክፍሎች በጥቅሉ መዋቅር መካከል ይገኛሉ, የሃይድሮፊክ ክፍሎቹ በላዩ ላይ ይገኛሉ. ይህ የሰውነት ፈሳሽ መካከለኛ ውስጥ ተወላጅ ንብረቶች ተጠብቆ ጋር ያቀርባል እና ውሃ የሚሟሟ ፕሮቲኖች ቡድን ውስጥ ያዋህዳል. ልዩነቱ የሰው እና የእንስሳት ሴሎች ሽፋን ሞዛይክ መዋቅርን የሚፈጥሩ ግሎቡላር ፕሮቲኖች ናቸው። እነሱ ከ glycolipids ጋር የተቆራኙ እና በሴሉላር ፈሳሽ ውስጥ የማይሟሟ ናቸው ፣ ይህም በሴሉ ውስጥ ያላቸውን የመከላከያ ሚና ያረጋግጣል።
Fibrillar peptides
የቆዳው ክፍል የሆኑት እና ጥንካሬውን እና የመለጠጥ ችሎታውን የሚወስኑት ኮላጅን እና ኤልሳን የፋይበር መዋቅር አላቸው። የቦታ አወቃቀራቸውን በመለወጥ, መዘርጋት ይችላሉ. ፋይብሮን በሐር ትል እጭ የሚፈጠር ተፈጥሯዊ የሐር ፕሮቲን ነው። አነስተኛ የጅምላ እና ሞለኪውላዊ ርዝመት ያላቸው አሚኖ አሲዶችን ያካተተ አጭር መዋቅራዊ ክሮች ይዟል. እነዚህ በመጀመሪያ ደረጃ, ሴሪን, አላኒን እና ግሊሲን ናቸው. የእሱየ polypeptide ሰንሰለቶች በአቀባዊ እና አግድም አቅጣጫዎች በጠፈር ላይ ያተኩራሉ. ንጥረ ነገሩ የ polypeptides መዋቅራዊ ነው እና የተነባበረ ቅርጽ አለው. ከግሎቡላር ፖሊፔፕቲዶች በተለየ ፋይብሪልስን ያቀፈው ፕሮቲን የመሟሟት አቅም በጣም አናሳ ነው፣ምክንያቱም የአሚኖ አሲድ ሃይድሮፎቢክ ራዲካልስ በማክሮ ሞለኪውል ላይ ስለሚተኛ የዋልታ ሟሟ ቅንጣቶችን ያስወግዳል።
ኬራቲን እና የመዋቅራቸው ባህሪያት
እንደ ፋይብሮይን እና ኮላጅን ያሉ የተዋቀሩ ፕሮቲኖች ቡድንን ከግምት ውስጥ በማስገባት በተፈጥሮ ውስጥ በሰፊው በተሰራጨው አንድ ተጨማሪ የ peptides ቡድን ላይ ማተኮር ያስፈልጋል - keratins። እንደ ፀጉር, ጥፍር, ላባ, ሱፍ, ሰኮና እና ጥፍር ያሉ የሰው እና የእንስሳት አካላት እንደ መሰረት ሆነው ያገለግላሉ. ባዮኬሚካላዊ አወቃቀሩን በተመለከተ ኬራቲን ምንድን ነው? ሁለት ዓይነት peptides እንዳሉ ተረጋግጧል. የመጀመሪያው ጠመዝማዛ ሁለተኛ ደረጃ መዋቅር (α-keratin) እና የፀጉር መሠረት ነው. ሌላኛው ደግሞ ይበልጥ ጥብቅ በሆኑ የተደራረቡ ፋይብሪሎች ይወከላል - ይህ β-keratin ነው. በእንስሳት አካል ውስጥ ባሉ ጠንካራ ክፍሎች ውስጥ ይገኛል-ሰኮዎች ፣ የወፍ ምንቃር ፣ የሚሳቡ ቅርፊቶች ፣ አዳኝ አጥቢ እንስሳት እና አእዋፍ ጥፍሮች። ኬራቲን ምንድን ነው, እንደ ቫሊን, phenylalanine, isoleucine እንደ በውስጡ አሚኖ አሲዶች, hydrophobic radicals ከፍተኛ ቁጥር የያዙ እውነታ ላይ የተመሠረተ? መከላከያ እና መዋቅራዊ ተግባራትን የሚያከናውን በውሃ ውስጥ የማይሟሟ ፕሮቲን እና ሌሎች የዋልታ ፈሳሾች ነው።
የመካከለኛው ፒኤች ውጤት በፕሮቲን ፖሊመር ክፍያ ላይ
ከዚህ በፊት የፕሮቲን ተግባራዊ ቡድኖች መሆናቸውን ጠቅሰናል።monomers - አሚኖ አሲዶች, ባህሪያቸውን ይወስናሉ. አሁን እንጨምራለን የፖሊሜር ክፍያ እንዲሁ በእነሱ ላይ የተመሰረተ ነው. አዮኒክ ራዲካልስ - የ glutamic እና aspartic acids እና የአሚኖ ቡድኖች arginine እና histidine - የ ፖሊመር አጠቃላይ ክፍያ ላይ ተጽዕኖ. በተጨማሪም በአሲድ, በገለልተኛ ወይም በአልካላይን መፍትሄዎች የተለየ ባህሪ አላቸው. የፕሮቲን መሟሟትም በነዚህ ነገሮች ላይ የተመሰረተ ነው. ስለዚህ, በ pH <7, መፍትሄው ከመጠን በላይ የሃይድሮጂን ፕሮቶኖች ስብስብ ይይዛል, ይህም የካርቦክሳይድ መበላሸትን ይከላከላል, ስለዚህ በፕሮቲን ሞለኪውል ላይ ያለው አጠቃላይ አዎንታዊ ክፍያ ይጨምራል.
በፕሮቲን ውስጥ ያለው የካቴሽን ክምችት በገለልተኛ መፍትሄ መካከለኛ እና በአርጊኒን ፣ ሂስታዲን እና ላይሲን ሞኖመሮች በብዛት ይጨምራል። በአልካላይን አካባቢ የሃይድሮጂን ionዎች ትርፍ የውሃ ሞለኪውሎችን በመፍጠር የሃይድሮክሳይል ቡድኖችን በማገናኘት የ polypeptide ሞለኪውል አሉታዊ ክፍያ ይጨምራል።
የፕሮቲኖችን ሟሟት የሚወስኑ ምክንያቶች
በፕሮቲን ሄሊክስ ላይ ያሉ አወንታዊ እና አሉታዊ ክፍያዎች ብዛት ተመሳሳይ የሆነበትን ሁኔታ እናስብ። በዚህ ጉዳይ ላይ ያለው የመካከለኛው ፒኤች አይዞኤሌክትሪክ ነጥብ ይባላል. የፔፕታይድ ማክሮ ሞለኪውል አጠቃላይ ክፍያ ዜሮ ይሆናል ፣ እና በውሃ ወይም በሌላ የዋልታ መሟሟት ውስጥ ያለው መሟሟት አነስተኛ ይሆናል። የኤሌክትሮላይቲክ መበታተን ጽንሰ-ሐሳብ ድንጋጌዎች እንደሚገልጹት ዲፕሎልስን ባካተተ የዋልታ መሟሟት ውስጥ ያለው ንጥረ ነገር መሟሟት ከፍ ያለ ይሆናል ፣ የሟሟ ውህድ ቅንጣቶች የበለጠ ፖላራይዝድ ናቸው። በተጨማሪም መሟሟትን የሚወስኑትን ምክንያቶች ያብራራሉፕሮቲኖች: ያላቸውን isoelectric ነጥብ እና እርጥበት ወይም peptide ያለውን macromolecule ጠቅላላ ክፍያ ላይ ያለውን ውህድ መካከል ጥገኛ. አብዛኛዎቹ የዚህ ክፍል ፖሊመሮች ከ -COO- ቡድኖችን ይዘዋል እና በትንሹ አሲዳማ ባህሪ አላቸው። ለየት ያለ ሁኔታ ቀደም ሲል የተጠቀሰው የሜምፕል ፕሮቲኖች እና የዘር ውርስ የኑክሌር ንጥረ ነገር አካል የሆኑት peptides - chromatin ናቸው። የኋለኛው ደግሞ ሂስቶን ይባላሉ እና በፖሊመር ሰንሰለት ውስጥ ብዙ ቁጥር ያላቸው አሚኖ ቡድኖች በመኖራቸው ምክንያት መሰረታዊ ንብረቶችን ይናገሩ ነበር።
የፕሮቲኖች ባህሪ በኤሌክትሪክ መስክ
ለተግባራዊ ዓላማዎች ብዙውን ጊዜ ለምሳሌ የደም ፕሮቲኖችን ወደ ክፍልፋዮች ወይም ወደ ነጠላ ማክሮ ሞለኪውሎች መለየት አስፈላጊ ይሆናል። ይህንን ለማድረግ በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ወደ ኤሌክትሮዶች በተወሰነ ፍጥነት እንዲንቀሳቀሱ የተሞሉ ፖሊመር ሞለኪውሎች ችሎታን መጠቀም ይችላሉ. የተለያዩ የጅምላ እና ክፍያዎች peptides የያዘ መፍትሄ በማጓጓዣ ላይ ተቀምጧል: ወረቀት ወይም ልዩ ጄል. የኤሌክትሪክ ግፊቶችን በማለፍ ለምሳሌ በደም ፕላዝማ የተወሰነ ክፍል ውስጥ እስከ 18 የሚደርሱ የግለሰብ ፕሮቲኖች ይገኛሉ. ከነሱ መካከል: ሁሉም የግሎቡሊን ዓይነቶች, እንዲሁም ፕሮቲን አልቡሚን, በጣም አስፈላጊው አካል ብቻ ሳይሆን (እስከ 60% የሚሆነውን የደም ፕላዝማ peptides መጠን ይይዛል), ነገር ግን በኦስሞሲስ ሂደቶች ውስጥ ማዕከላዊ ሚና ይጫወታል. እና የደም ዝውውር።
የጨው ክምችት የፕሮቲን መሟሟትን እንዴት እንደሚጎዳ
የፔፕቲድ ንጥረ ነገር ጄል፣ አረፋ እና ኢሚልሲዮን ብቻ ሳይሆን የመፍትሄ ሃሳቦችን የመፍጠር ችሎታ ፊዚኮኬሚካላዊ ባህሪያቸውን የሚያንፀባርቅ ጠቃሚ ባህሪ ነው። ለምሳሌ, ቀደም ብለው ያጠኑበእህል ዘሮች ውስጥ የሚገኙት አልቡሚኖች ፣ ወተት እና የደም ሴረም በፍጥነት ከ 3 እስከ 10 በመቶ ባለው ክልል ውስጥ እንደ ሶዲየም ክሎራይድ ያሉ ገለልተኛ የጨው ክምችት ያላቸው የውሃ መፍትሄዎች ይፈጥራሉ ። ተመሳሳዩን የአልበም ምሳሌ በመጠቀም አንድ ሰው በጨው ክምችት ላይ የፕሮቲን መሟሟት ጥገኛ መሆኑን ማወቅ ይችላል. ባልተሟጠጠ የአሞኒየም ሰልፌት መፍትሄ ውስጥ በደንብ ይሟሟቸዋል፣ እና ከመጠን በላይ በሆነ መፍትሄ ውስጥ በተገላቢጦሽ ይለቀቃሉ እና ተጨማሪ የውሃ መጠን በመጨመር የጨው ክምችት በመቀነሱ የእርጥበት ዛጎላቸውን ያድሳሉ።
በጨው ላይ
ከላይ የተገለጹት የ peptides ኬሚካላዊ ግብረመልሶች በጠንካራ አሲድ እና አልካላይስ ከተፈጠሩ የጨው መፍትሄዎች ጋር ጨው ማውጣት ይባላሉ። ብረት cations እና አሲድ ተረፈ anions - ይህ ጨው አየኖች ጋር ክስ ተግባራዊ ቡድኖች ፕሮቲን ያለውን መስተጋብር ዘዴ ላይ የተመሠረተ ነው. በፔፕታይድ ሞለኪውል ላይ ክፍያ በማጣት፣ የውሃው ዛጎል መቀነስ እና የፕሮቲን ቅንጣቶችን በማጣበቅ ያበቃል። በውጤቱም, እነሱ ያፈሳሉ, ይህም በኋላ ላይ እንነጋገራለን.
የዝናብ እና የመቀነስ
አሴቶን እና ኤቲል አልኮሆል በሶስተኛ ደረጃ መዋቅር ውስጥ በፕሮቲን ዙሪያ ያለውን የውሃ ዛጎል ያበላሻሉ። ነገር ግን, ይህ በእሱ ላይ ካለው አጠቃላይ ክፍያ ገለልተኛነት ጋር አብሮ አይደለም. ይህ ሂደት ዝናብ ይባላል፣ የፕሮቲን ውህድነት በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል፣ ነገር ግን በዲንቴሽን አያልቅም።
በትውልድ አገራቸው ውስጥ ያሉ የፔፕታይድ ሞለኪውሎች ለብዙ የአካባቢ መለኪያዎች በጣም ስሜታዊ ናቸው ፣ ለምሳሌ ፣የኬሚካል ውህዶች የሙቀት መጠን እና ትኩረት: ጨዎች, አሲዶች ወይም አልካላይስ. የሁለቱም ምክንያቶች በ isoelectric ነጥብ ላይ ያለውን እርምጃ ማጠናከር በ polypeptide ውስጥ ያለውን ማረጋጊያ intramolecular (disulfide ድልድይ, peptide ቦንድ), covalent እና ሃይድሮጂን ቦንድ መካከል ሙሉ በሙሉ ጥፋት ይመራል. በተለይም በፍጥነት እንደዚህ ባሉ ሁኔታዎች ውስጥ ግሎቡላር peptides denture, ሙሉ በሙሉ ፊዚኮኬሚካላዊ እና ባዮሎጂካል ባህሪያቸውን እያጡ ነው.
