2-ma'ruza mavzu: Oqsillarning kimyoviy tarkibi, funksiyasi. Aminokislotalar, ularning fizik-kimyoviy xossalari. Oqsillarning fizik-kimyoviy xossalari. Reja

2.2.Aminokislotalar, ularning fizik-kimyoviy xossalari.
Oksillar yukori molekulali azot saklovchi organik moddalar bulib, aminokislotalardan tashkil topgandir. Ular turli-tuman vazifalarni bajaradi, juda yengil va noziklik bilan amalga oshiriladi. Tabiy oksillar 20 xil aminokislotalardan tashkil topgan. Bu aminokislotalar turli boglar bilan ketma-ketlik boglanishi mumkin va juda katta turli oksillarni xosil kiladi. Polipeptid zanjirda 20 xil aminokislotalarning turli joylashishlarida uzaro boglanishi juda katta ulchovlar bilan belgilanadi. Agar aminokislotalar soni 50 kam bo‘lsa – peptidlar, undan ortiq bo‘lsa – oqsillar deb nomlanadi.
Protenogenli aminokislotalar oqsillarning strukturali bloklari yoki monomerlari sifatida L - qatoriga mansub ( - aminokislotalar hisoblanadi. Aminokislota karbon kislotalari bo‘lib, undagi bitta uglerod atomi amina va karboksil guruhlarini tutuvchi birikmalardir.
NH2 guruhi hamma vaqt ( uglerod atomidan o‘rin olib, umumiy formulasi quyidagicha:
Bu formuladagi radikal o‘rnida har xil funksional guruhlar uchraydi. Aminokislotalar shu funksional guruhlarga qarab bir–biridan farq qiladi. Hozirgi kunda 150 ga yaqin aminokislotalar aniqlanib, oqsillar tarkibida faqat ularning 20 xili uchraydi. Shuning uchun oqsil tarkibida uchraydigan aminokislotalarni protenogenlilar deyiladi. Aminokislotalarni qutblanishi va radikallari buyicha sinflarga ajratish mumkin.
Aminokislotalar kimyoviy tuzilishiga ko‘ra alifatik (ochiq zanjirli) aromatik (halqali) va geterosikliklarga ajraladi. Ular qo‘shimcha funksional guruhlar tutishiga qarab dikarbon, diamin aminokislotalar, oksiaminokislotalar, oltingugurt tutuvchi aminokislotalar va boshqa guruhlarga bo‘linadi.
Aminokislotalar optik faollikka ega. Eng oddiy aminokislota glitsindan boshqa hamma aminokislotalar molekulasida assimetrik uglerod atomlari borligi uchun ularning suvli eritmasi qutblangan nur sathini o‘ngga yoki chapga buradi. Oqsillar tarkibidagi barcha aminokislotalar L–qatorga mansubdir. Lekin, tirik tabiatda erkin xolatda yoki kichik peptidlar tarkibida D - qatorga mansub aminokislotalar borligi aniqlangan. Tirik organizmlarning ajoyib xususiyatlaridan biri shuki, unda faqat L– qatorga mansub aminokislotalar sintezlanadi. Ularni kimyoviy yul bilan sintezlaganda L- va D- qatorga mansub rasemik aralashma hosil bo‘lib, ularni bir–biridan ajratish qiyin hisoblanadi. L- va D- qatorga ajratilgan aminokislotalar uzoq muddat saqlansa, qaytadan rasemat aralashmalarga aylanadilar.
Oqsil tarkibidagi L-shakldagi ayrim aminokislotalar vaqt o‘tishi bilan asta-sekin D –holatga o‘tishi aniqlangan. Aminokislotalarning bunday xususiyatlari haroratga va aminokislota xiliga bog‘liq. Oqsillardagi bu o‘zgarishlarni qazib olingan qadimiy suyaklarni, zarurat bo‘lganda tirik organizmlarning ham yoshini aniqlashda qo‘l keladi. Jumladan, dentindagi (tish tarkibi) oqsildagi L-asparagen kislota o‘z-o‘zidan har yilda 0,1% ga D-shaklga o‘tadi. Yosh bolalarda dentin tarkibidagi aminokislota faqat L shakldagi asparagen kislotadan iborat. Odamning yoshi o‘tgan sari L- asparagen kislota D-holatga o‘taboshlaydi. Uning miqdoriga qarab tishning yoshini aniqlash mumkin.
Uglevodlarning optik izomerlarini aniqlashda glitserin aldegid molekulasining kimyoviy tuzilishidan foydalangan holda aminokislotalarning L- va D- qatorga mansubligi belgilanadi.
Ba’zi aminokislotalar (treonin, oksiprolin, izoleysin) tarkibida assimetrik uglerod atomi bo‘lib, ular to‘rtta izomer hosil qiladi. Aminokislotalar tarkibida kislotali karboksil (-SOON ) va ishqor xususiyatiga ega bo‘lgan aminoguruhlarni (NN2) tutganliklari uchun ular amfoter elektrolitlardir. Suvli eritmalarda aminokislotalarning har ikkala funksional guruhlari dissotsiyalanadi. Bunda karboksil guruhidan vodorod ioni (proton) ajraladi, amino guruhi esa uni biriktiradi. Bunday ko‘rinishdagi aminokislotalar bipolyar ionlar deb ataladi.
Kislotali muhitda yoki vodorod ionlari konsentratsiyasi yuqori bo‘lganda aminokislotalarning karboksil guruhi kam dissotsiyalanadi. Natijada, ularning molekulasi musbat zaryadga ega bo‘lib, elektr maydonida kation sifatida harakat qiladi:
Ishqoriy sharoitda, ya’ni gidroksil ionlari konsentratsiyasi yuqori bo‘lganda, aminokislotalarning amin guruhi oz miqdorda dissotsiyalanadi. Shuning uchun ularning molekulasi manfiy zaryadga ega bo‘lib, anion sifatida harakat qiladi.
Yuqorida ta’kidlangandek, aminokislotalar eritmaning rN ga qarab, kation, anion yoki neytral holatga ega bo‘ladi. Shu asnoda aminokislotalar ishqoriy, kislotali va neytral holatida bo‘lgan guruhlarga ajraladi.
Radikalida karboksil guruhi bo‘lgan aminokislotalar asparagin va gulutaminlar kislotali guruhga mansub, molekula radikalida amino, guanidin va imidazol guruhlarini tutgan aminokislotalar lizin, arginin, gistidinlar ishqoriy hisoblanadi. Qolgan aminokislotalar neytral bo‘lib, ularning radikallari na ishqoriy, na kislotali xususiyatga ega emas. Aminokislotalar neytral holatda, umumiy zaryadi nolga teng bo‘lganda, izoelektrik nuqta deyiladi.
Biologik ahamiyatiga ko‘ra aminokislotalar almashadigan, yarim almashadigan va almashmaydiganlarga bo‘linadi. Almashadigan aminokislotalar inson organizmida yetarli miqdorda sintezlanadi. Bularga glitsin, alanin, serin, sistein, tirozin, asparagin kislota, glutamin kislota, asparagin va glutaminlar mansubdir. Yarim almashadigan aminokislotalar inson organizmida kam miqdorda sintezlanib, o‘rni oziq–ovqat bilan ta’minlanadi. Bunday aminokislotalarga tirozin, arginin va gistidinlar kiradi. Almashmaydigan aminokislotalar inson organizmida mutlaqo sintezlanmaydi, deb qabul kilingan edi. Lekin oxirgi tekshirishlar shuni ko‘rsatdiki, insonning yo‘g‘on ichak tarkibidagi mikroorganizmlar majmuasi ishtirokida almashmaydigan aminokislotalar sintezlanar ekan. Mazkur sintezlanish oz miqdorda bo‘lganligi uchun oziq–ovqatlar tarkibidagi aminokislotalar bilan qoplanishi zarur. Almashmaydigan aminokislotalarga valin, leysin, izoleysin, trionin, lizin, metionin, fenilalanin va triptofanlar kiradi. 2.3.Oqsillarning fizik-kimyoviy xossalari.
Oqsillarning fizik–kimyoviy xossalari ular tarkibidagi aminokislota qoldiqlarining radikallariga bog‘liq. Oqsillar kimyoviy, fizikaviy va biologik xossalari bo‘yicha bir-birlaridan farqlanadilar.
Oqsillarning muhim fizik xossalaridan biri ularning optik jihatdan faol bo‘lishidir. Ular qutblangan nur sathini chap yoki o‘ngga og‘dira oladi. Shuningdek, ular yorug‘lik nurini sindirish, tarqatish, ultrabinafsha nurlarni yutish xususiyatiga ega. Oqsillarning bu xossalaridan ularning miqdorini, molekular massasini aniqlashda foydalaniladi.
Oqsillar oq kristall (rangli oqsillar ham bor-gemoglobin ) modda bo‘lib, molekular massasi 6000 dan bir necha yuz daltongacha boradi. Oqsillar katta makromolekular bo‘lganligi uchun suvda kolloid eritmalar hosil qiladi. Ular suvda eriganda molekulasi ma’lum zaryadga ega bo‘lganligi uchun suvning qutbli molekulalari bilan o‘zaro munosabatda bo‘ladi. Bunda oqsil molekulasi suv pardasi (dipol) bilan o‘raladi.
Oqsillarning eruvchanligi ularning tarkibidagi aminokislotalarga va eritmalarga bog‘liq. Misol uchun, albuminlar suvda va kuchsiz tuzli eritmalarda eriydi. Kallogen va karatinlar ko‘pchilik eritmalarda erimaydi. Eritmalarda oqsillarning stabil, turg‘un holatda bo‘lishi undagi zaryadlarga va gidratli qobiqlarga bog‘liq. Eritmaning pH muhiti oqsilning zaryadiga bu esa o‘z navbatida eruvchanligiga bevosita ta’sir qiladi.
Gidrofil kolloidlarning eng muhim xususiyatlaridan biri gel hosil qilishidir. Bunda kolloid zarrachalari bir-biri bilan yopishib, g‘ovaksimon struktura hosil qiladi. Mazkur bo‘shliqlar g‘ovaklar hisobiga suv biriktirib, ular turli darajada bo‘kishi mumkin. Ularning bunday xossalari biologik vazifalarni bajarishda muhim ahamiyat kasb etadi.
Oqsillar o‘z sathlarida kichik molekulali organik birikmalarni va anorganik ionlarni adsorblash xususiyatiga ega. Bu ularning transportli vazifani bajarishida qo‘l keladi
Oqsillarning kimyoviy xossalari rang–barangdir, chunki aminokislota radikallarida (-NH_2, -COOH,-OH,-SH va boshqalar) turli xil funksional guruhlar mavjuddir.Polipeptid zanjirida erkin karboksil, erkin amino guruhlari kislotali va asosli xususiyat beruvchi radikallar bo‘lganligi uchun ular amfoter xossaga ega.

Agar n > m bo‘lsa, oqsil zarrachasining yig‘indi zaryadi manfiy, n Oqsillarning neytral tuzlar (NaCl, KCl, MgSO₄, Na₂SO₄, (NH₄)₂SO₄) ta’sirida cho‘kishi tuzlanish hodisasi deyiladi. Tuzlanish orqali cho‘ktirish usuli oqsillarni turli moddalar aralashmalaridan ajratib olishda qo‘llaniladi.