Toshkent farmatsevtika instituti
Download 4.3 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Karboksigemoglobin HbCO
- Fermentli gemproteidlar.
- Xlorofillproteidlar
- Fermentlarning ferment bo`lmagan katalizatorlarga o`xshashligi va farqlari.
- Oddiy va murakkab fermentlar. Fermentlarning faol va allosterik markazlari.
- 3.2.- rasm. Fermentlarning faol markazini tuzilishi
|
Oksigemoglobin HbO 2 – gemoglobinning kislorod bilan to`g`ridan –to`g`ri birikishidan hosil bo`lgan beqaror birikma. Uning qondagi miqdori kislorodning partsial bosimiga qarab o`zgarib turadi. Kislorod partsial bosimi baland bo`lgan o`pka alveolalarida qon kislorod bilan to`yinadi va HbO 2
Kislorodning partsial bosimi past bo`lgan to`qimalarda oksigemoglobin 77
dissotsiyalanib, kislorodni hujayralarga beradi. Partsial bosim 10,6 dan 2,6 kPa ga – 4 baravar pasayganda 80 % kislorod oksigemoglobindan ozod bo`ladi. Agar gemlar mustaqil (avtonom) tarzda harakat qilganlarida bosim 90 marta pasayishi kerak bo`ladi. Ammo bunday bo`lishi mumkin emas, chunki vaziyatda kislorodning asosiy qismi gemdan chiqa olmaydi va to`qimalar undan foydalana olmaydi. Natijada inson atmosferada toza kislorod bo`lganda ham nafas ololmas edi. Demak, gemoglobin tashiydigan kislorod birikishi quyidagi oddiy tenglama bo`yicha kislorodning partsial bosimiga bog`liq:
Hb + O 2 ------- HbO 2
Oksigemoglobin tarkibidagi kislorod gem molekulasidagi temir atomiga kovalent bog`lar orqali birikkan emas, binobarin, temirning valentligi ikkiga tengligicha qoladi va kislorodning birikishi yoki ajralishi tufayli o`zgarmaydi:
N N N N
globin------Fe 2+ -------O
2
globin------Fe 2+ -------H 2 O
N N N N
Gemoglobin eritmasi bilan muvozanatda bo`lgan kislorodning partsial bosimi kamaytirilganda qaytarilgan gemoglobin hosil bo`lib, unda temirning valentligi ham ikkiligicha qoladi. Karboksigemoglobin HbCO - gemoglobinning uglerod (II)-oksidi – is gazi bilan hosil qilgan birikmasi. HbCO odam nafas olayotgan havo tarkibida CO bo`lganda paydo bo`ladi. Gemning uglerod (II)-oksidi bilan birikishi kislorodga nisbatan 300 marta yuqori. Kompleksda gemoglobin bilan is gazi orasidagi bog` gemoglobin bilan kislorod o`rtasidagi bog`ga qaraganda 200 marta mustahkam. Karboksigemoglobinning dissotsialanish darajasi kuchsiz bo`lganidan is gazi 78
oksigemoglobindan kislorodni osonlik bilan siqib chiqaradi. Shuning uchun nafas olinayotgan havoda is gazi 1% bo`lganida gemoglobinning 95% i karboksi gemoglobinga aylanadi. Bunday gemoglobin kislorod bilan birika olmay, o`zining kislorod tashish vazifasini bajara olmaydi. Natijada to`qimalar, birinchi navbatda miya to`qimasi kislorodning yo`qligi tufayli nobud bo`ladi. Is gazi bilan zaharlanishning o`limga olib
kelish sababi
ham ana
shunda. Karboksigemoglobinda ham temirning atomi ikki valentli. Metgemoglobin – metgemoglobin oksigemoglobin yoki gemoglobinni oksidlanishi tufayli (masalan qizil qon tuzi – K 3 [Fe(CN)
6 ], natriy nitrit, azot oksidlari, metilen ko`ki bilan) hosil bo`ladi: HbO
2 + K
3 [Fe(CN)
6 ] ------------HbOH + K 4 [Fe(CN)
6 ] + O
2
Kompleksda temir uch valentli bo`lib, gemoglobin kislorod bilan birikish qobiliyatini yo`qotadi. Metgemoglobin qonda ba’zi oksidlovchi moddalar bo`lganda ma’lum miqdorda uchraydi. Metgemoglobin qonda ortiqcha bo`lganda Hb o`pkadan to`qimalarga kislorod tashish vazifasini bajara olmaydi, kislorod yetishmasligi tufayli o`lim yuz beradi. Lekin metgemoglobin foydali hususiyatlarga ham ega.
U sianid
bilan kuchsiz
toksik xususiyatli sianmetgemoglobin hosil qiladi va shu yo`l bilan sianidlarni organizmni o`limga olib keluvchi xavfli ta’siridan qutqaradi. Shu sababli sianidlar bilan zaharlanganda davolash chorasi sifatida metgemoglobin hosil qiluvchi natriy nitritdan foydalaniladi. Sianid kislota oksigemoglobin yoki qaytarilgan gemoglobin bilan reaktsiyaga kirishmaganligi uchun u bilan zaharlanganda qonning kislorod tashish qobiliyatini yo`qolishi o`limga olib kelmaydi. Karbgemoglobin. Gemoglobinning karbonat angidrid bilan bog`lanishidan boshqa bir unumi – karbgemoglobin hosil bo`ladi. Ammo bunda karbonat angidrid gem bilan emas, globinning amino guruhiga bog`lanadi. Dezoksigemoglobin oksigemoglobinga nisbatan ko`proq karbonat angidrid biriktiradi. Karbgemoglobin karbonat angidridining to`qimalardan o`pkaga chiqarishda uchun qo`llaniladi. Bu yo`l bilan 10-15% karbonat angidrid o`pkaga chiqariladi. 79
Mioglobin – uchlamchi strukturali, tarkibida 153 ta aminokislota qoldig`i va bir molekula gem saqlovchi polipeptid. Gemoglobinga qaraganda kislorodni 5 marta tezroq biriktira oladi. Uning kislorod bilan to`yinishi grafigi giperbola shaklida – biologik ahamiyati ham shunda. Mioglobin mushak to`qimasining ichki qismida, ya’ni kislorodning partsial bosimi past joyda joylashgan. Yuqori darajada kislorod biriktirishi tufayli kislorod zahirasini yaratadi va zaruratga qarab sarflanadi.
gemlarning turiga qarab A,B,C,D guruhiga bo`linadi. A,B va C sitoxromlari prostetik guruh sifatida A,B, va C gemlari tutadi va o`zaro polipeptid zanjirlardagi aminokislotalar tarkibi va oqsil subbirliklari bilan farqlanadi. D sitoxromida esa D gemdan tashqari ba’zida C gemi ham uchraydi. Sitoxromlar kislorod biriktirish xususiyatiga ega emas. Bunda istisno tariqasida A 3
sitoxromi ham mavjud bo`lib, uning tarkibida globin bilan bog`langan mis ioni bor. Sitoxromlar mitoxondriyaning nafas olish zanjiri va mikrosoma zanjiri tarkibiga kiradi. Nafas olish zanjirida elektronlarni flavoproteidlardan sitoxromoksidazaga tashish vazifasini bajaradi, ulardagi temir atomi esa Fe 2+ dan
Fe 3+ ga o`tadi hamda oksidlanish qaytarilish jarayonida qaytariladi. A va A 3
sitoxromoksidazalar ikki atom mis – gem saqlovchi fermentlardir. Katalaza va peroksidaza – fermentlari oksidoreduktazalar sinfiga mansub gem saqlovchi fermentlar, kimyoviy tabiatiga ko`ra gemproteidlardir. Xlorofillproteidlar – hayvonlardagi temir porfirinlardan farqli o`laroq o`simliklarda magniy porfirinli komplekslar mavjud bo`lib, ular o`simliklar barglariga yashil rang beradi. Bunday pigmentli komplekslar xlorofill deb ataladi. O`simliklar barglarida A va B, suv o`tlarida yana C va D turlari mavjud. O`simliklarda xlorofillar oqsillar bilan kompleks hosil qiladi va fotosintez reaktsiyalarida ishtirok etadi. Metalloproteidlar. Metalloproteidlarga oqsildan molekulasidan tashqari bir yoki bir nechta metall ionlari saqlovchi biopolimerlar kiradi. Metalloproteidlar orasida ferment
va ferment
bo`lmagan vakillari mavjud. Fermentli 80
metalloproteidlar: dipeptidaza, karboangidraza, karboksipeptidaza alkogoldegidrogenaza metallofermentlari tarkibida
rux; tirozinaza, sitoxromoksidaza tarkibida mis; ATF aza tarkibida magniy, kaliy, kalsiy saqlaydi. Metallofermentlar tarkibidagi metallar oqsillar bilan kovalent bog`lar hisobiga murakkab komplekslar hosil
qiladi. Metallni yo`qotilishi fementning faolsizlanishiga olib keladi. Tarkibida temir bo`lgan metalloproteid – transferrin ferment faolligiga ega bo`lmay tashuvchilik vazifasini bajaradi.. Ferritin – yuqori molekulali suvda eruvchi oqsil, undagi temir miqdori 17 % dan 23% gacha. U asosan, qora taloq, jigar va miya ko`migida uchrab, organizmda temir deposi vazifasini bajaradi. Transferritin – suvda eruvchi temirprotein, glikoprotein, qon zardobidagi β- globulinlar tarkibida aniqlangan, molekulasida 2 atom temir saqlaydi. Transferrin organizmda temirning fiziologik tashuvchisi hisoblanadi. Tarkibida mis saqlovchi oqsil - seruloplazmin qon hosil bo`lishida ishtirok etadi va boshqa mis saqlovchi oqsillar sintezini ta’minlaydi. Ba’zi metalloproteidlar gemoglobin vazifasini bajaradi, masalan gemostianin, gemeritrin, gemovanadin. Gemostianin (grek.haima – qon va kyanos – ko`kimtir) qonga havo rang tus beradi va u mollyuskalarda uchraydi. Tarkibida kislorodni biriktiruvchi mis ioni oqsil qismining subbirliklari bilan bevosita bog`langan. Misning har ikki ioni bir molekula kislorod bilan bog`lanadi. Gemeritrin ham temirproteid bo`lib, chuvalchanglarda aniqlangan. Gemeritrin molekulasi oqsilning 8 ta subbirligidan tashkil topgan bo`lib, o`zaro temir ioni bilan bog`langan. Gemeritrinning ikki atom temiri bir molekula kislorodni biriktiradi. Kislorodni biriktiradigan yana bir metalloproteid – gemovanadin, bitta subbirlikdan iborat, bog`lovchi guruh sifatida vanadiy ioni ishtirok etadi. Vanadiyning har bir atomi bir molekula kislorodni bog`laydi.
prostetik guruhni saqlaydi. Prostetik guruh izoalloksazin unumlari –
81
flavinmononukleotid (FMN) va flavinadenindinukleotid (FAD) dan iboratdir. Flavoproteidlar hujayradagi oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini katalizlovchi – oksidoreduktazalar sinfiga kiradi. Ba’zi flavoproteidlar metall ionlarini saqlaydilar. Flavoproteidlar elektron tashishda qatnashadi.
kislotalarining tarkibi qurilishiga qarab DNP (dezoksiribonukleoproteid) va RNP (ribonukleoproteid)ga bo`linadi. Nukleoproteidlar bezli to`qimalarda, don kurtaklarida ko`p uchraydi. Hujayrada DNP asosan yadroda, RNP esa sitoplazmada joylashgan. Nukleoproteidlar muhim biologik vazifani bajaradi. Oqsil biosintezi, hujayraning bo`linishi, o`zgaruvchanlik va organizmning irsiy belgilarining shakllanishi ularga bog`liqdir. Nukleoproteidlarning biologik vazifalari yaxlit molekula uchun ham, ularning tarkibiga kiruvchi nuklein kislotalar uchun ham xosdir. Nukleoproteidlarlarning oqsil qismini ko`proqini gistonlar, protaminlar va kam miqdorini albumin va globulinlar tashkil etadi.
1.
2.
Glikoproteidlarning biologik ahamiyati nimada? 3.
Lipoproteidlar va proteolipidlarning umumiy xossalari va farqli tomonlari. 4.
Fosfoproteidlarning tarkibi va ahamiyati. 5.
Kofaktorproteidlar va ularning tasniflanishi. 6.
Gemoglobin va uning unumlarining vazifalari. 7.
Metalloproteidlarning tarkibi va biologik ahamiyati? 8.
Nukleoproteidlar xossasi, biologik ahamiyati. 9.
Ferment va ferment bo`lmagan gemproteidlar tarkibiy qismi, vazifalari. 82
3-bob. Fermentlar 3.1. Fermentlarning strukturasi, funktsional tuzilishi va ta’sir etish mexanizmi Fermentlar, ularning xossalari. Fermentlar oqsil tabiatli biologik katalizatorlardir. ―Ferment‖ atamasi (lat. fermentum – achish) XVII asr boshlarida gollandiya olimi Van Gelmont tomonidan taklif etilgan va u spirtli bijg`ishiga qo`llanilgan. Dastlabki davrda ferment so`zi faqat achish jarayoni bilan bog`liq holda qaralgan hamda ta’siri tirik organizm bilan bog`liq, degan xulosaga kelingan. Hujayradan tashqarida ta’sir etadigan biokatalizator, Kyune tomonidan 1878 yilda fanga kiritilgan enzim (yunoncha enzym – ―achitqi ichida‖ degan ma’noni bildiradi) nomi bilan yuritila boshlandi. 1897 yili Byuxner hujayradan glyukozani tirik achitqilar singari etil spirti va karbonat angidridga parchalaydigan erkin achitqi ekstrakti olgandan so`ng ferment va enzim nomlari orasidagi farq yo`qoldi. Hozirgi vaqtda ferment va enzim so`zlari to`la sinonim bo`lib, adabiyotda har ikkala atama deyarli teng, bir xil ma’noda qo`llaniladi. Hozirgi vaqtda fermentologiya (enzimologiya) – bioximiyaning muhim qismi bo`lib, uning yutuqlaridan amaliy tibbiyot, farmasiya, oziq-ovqat sanoati va xalq xo`jaligining boshqa sohalarida keng foydalaniladi. Ma’lumki, kimyoviy reaktsiyani borishi boshlang`ich va oxirgi mahsulotlarning erkin energiyalari orasidagi farq bilan belgilanadi. Agar boshlang`ich moddada mahsulotga nisbatan erkin energiya yuqori bo`lsa, ya’ni ∆ G manfiy, bunda reaktsiya o`zi borishi mumkin (ekzergonik reaktsiya). Erkin energiyaning aksincha bo`lgan qiymatlarida endergonik reaktsiya kuzatilib, uning borishi uchun energetik imkoniyat yetishmaydi va u boshqa bir ekzergonik reaktsiya bilan bog`langan holda o`tadi. Bunda reaktsiyaning umumiy energetik balansi musbat bo`ladi. Lekin ekzergonik reaktsiya energetik imkoniyati mazkur reaktsiya tezligini anglatmaydi. Masalan, benzinning kislorod ishtirokida yonishi keskin ekzergonik reaktsiya hisoblanadi, ammo benzin uglevodorodlarini odatdagi haroratda kislorod ishtirokida oksidlanishi deyarli sezilmaydi. 83
Fermentlar faollanish energiyasini pasaytirish bilan kimyoviy reaktsiyalarni tezlatadilar. Kataliz haqidagi tushunchalarga binoan, molekulalar reaktsiyaga kirishish oldidan ―faollashgan holat‖ deb ataluvchi konfigurasiya davrini o`tishi lozim. Bunday holatda molekulalar normal sharoitdagiga nisbatan ortiqroq energiyaga ega bo`ladi. Bu energiya faollanish energiyasi deb atalib, kimyoviy reaktsiya sur’atini aniqlovchi asosiy omildir. Reaktsiyaning faollanish energiyasi qancha yuksak bo`lsa, uning sur’ati ham shuncha sekin va aksincha, faollanish energiyasi qanchalik kam bo`lsa, reaktsiya ham shu qadar tez boradi. Faollanish energiyasi molekulalarining yaqinlashishi va reaktsiyaga kirishuviga to`sqinlik qilib turadigan kuchlar (energetik to`siq) ni yengish uchun zarur. Demak, reaktsiyaga shu reaktsiyaning energetik to`sig`idan ortiqroq energiyaga ega bo`lgan molekulalar kirishadi. Faollashgan molekulalalrning soni qancha ko`p bo`lsa, reaktsiya sur’ati ham shunchalik tez boradi. Molekulalarni faollantirish uchun energiya (issiqlik, yorug`lik) sarf qilinishi kerak, masalan, benzinni yoqish. Katalizatorlarning vazifasi faollanish energiyasini pasaytirishdan iborat.
Katalizator bunday reaktsiyani faollanish energiyasi past bo`lgan boshqa aylanma yo`nalish bilan bajaradi. Ferment ta’sir mexanizmining hozirgi zamon tushunchasiga muvofiq, katalitik reaktsiyada avvalo enzim (E) ta’sir etadigan substrat bilan (S) ferment substrat kompleksini hosil qiladi. So`ngra bu kompleks reaktsiya mahsulotlariga (M) parchalanib, ferment erkin holda ajralib chiqadi: E + S ↔ E + M Bunda faollanish energiyasini kamayishi, reaktsiyani shu darajada tezlashtirdi degan xulosa chiqarmaydi. Faollanish reaktsiyasining kamayishi reaktsiya sur’atini ancha oshirib yuborishi mumkin. Har bir ferment har bir katalizator singari reaktsiyani tezlatishda ma’lum bir chegaraga ega. Demak, ferment boshlang`ich modda va reaktsiya mahsulotining erkin energiyasini o`zgartirishga ta’sir etmaydi. Fermentlarning ferment bo`lmagan katalizatorlarga o`xshashligi va farqlari. Fermentlar va ferment bo`lmagan katalizatorlar katalizning umumiy qonuniyatlariga bo`ysungan holda quyidagi o`xshashliklarga ega: 84
1.
Fermentlar faqat energetik imkoniyati bor reaktsiyalarni katalizlaydi. 2.
Ular hech qachon reaktsiya yo`nalishini o`zgartirmaydi. 3.
Fermentlar qaytar reaktsiya muvozanat holatini o`zgartirmasdan reaktsiyani tezlatadi. 4.
Ular reaktsiya jarayonida sarf bo`lmaydilar. Shu sababli hujayradagi ferment biror bir parchalanish ta’siriga uchramaguncha ishlayveradi. Ammo ferment biologik bo`lmagan katalizatordan ba’zi jihatlari bilan farq qiladi. Farqlar fermentlarning murakkab oqsil molekulasi ekanligi va tuzilishining o`ziga xosligiga bog`liq. 1. Fermentativ kataliz tezligi biologik bo`lmagan katalizatorlarga nisbatan ancha yuqori. Bunga sabab fermentlar oddiy katalizatorlarga nisbatan reaktsiyaning faollanish energiyasini yuqori darajada kamaytiradi. Masalan, vodorod peroksidining parchalanish reaktsiyasida faollanish energiyasi 75,3 kJ/mol bo`lib, uning ixtiyoriy parchalanishi juda sekinligi natijasida pufakcha holatida ajralib chiqayotgan kislorod umuman sezilmaydi. Reaktsiyaga anorganik katalizator – temir yoki platina qo`shilsa, faollanish energiyasi 54,1 kJ/mol ga kamayadi, reaktsiya esa 1000 marta tezlashadi va pufakcha holida ajralib chiqayotgan kislorod ko`rinadi. Vodorod peroksidini parchalovchi katalaza fermenti faollanish energiyasini 4 marta pasaytirgani holda peroksidning parchalanish reaktsiyasini milliard marta tezlashtiradi. Reaktsiya yuqori darajada jadallik bilan borishi natijasida ajralib chiqayotgan kislorod pufakchalari ―qaynayotgan‖ga o`xshaydi. Bitta ferment molekulasi odatdagi tana harorati (37°C) da, bir daqiqa davomida moddaning mingdan milliongacha molekulalarini katalizlashi mumkin. Anorganik katalizatorlar bunday tezlikdagi katalizga ega emas. 2. Fermentlar yuqori darajadagi spesifiklikka ega, ya’ni ularning katalitik ta’siri ma’lum turdagi kimyoviy reaktsiya bilan chegaralanadi. Ayrim fermentlar moddaning faqat birgina stereoizomeriga ta’sir qilgan, platina turli xil reaktsiyalarda katalizator sifatida ishlatiladi, Fermentlarning yuqori darajadagi
85
spesifikligi moddalar almashinuvini qat’iy oqim bo`yicha yo`naltirishga imkon beradi.
3. Fermentlar kimyoviy reaktsiyalarni ―yumshoq‖ sharoitda, ya’ni odatdagi bosim, yuqori bo`lmagan harorat (37°C atrofida) va muhit pH i neytralga yaqin bo`lgan sharoitda katalizlaydi. Bu xossalari bilan ular katta bosim, muhit pH i va harorat yuqori bo`lgan sharoitlarda ta’sir qiladigan katalizatorlardan farq qiladi. Fermentlar oqsil tabiatli bo`lganligi sababli harorat va muhit pH ining o`zgarishiga sezuvchanligi nisbatan baland. 4. Fermentlar faolligini boshqarish mumkin, ushbu xususiyat anorganik katalizatorlarga xos emas. Fermentlar organizm moddalar almashinuvi tezligini muhit sharoitiga qarab o`zgartira oladi, ya’ni turli xil omillar ta’siriga moslashishiga imkon yaratadi. 5. Fermentativ reaktsiya tezligi ferment miqdoriga to`g`ri proporsional, anorganik katalizatorlarda esa bunday mutanosiblik yo`q. Mazkur ko`rsatkich ferment miqdori kamayganda organizmda moddalar almashinuvi tezligini pasayganligini va aksincha, qo`shimcha ferment miqdorini organizm hujayralarini sharoitga moslashish imkoniyatini oshganligini bildiradi.
ham tegishlidir. Ular ham 4 ta tuzilish darajasiga ega: birlamchi, ikkilamchi, uchlamchi va to`rtlamchi. To`rtlamchi strukturaga ega fermentlar protomer (subbirliklar) dan tuzilgan. Fermentlar oqsillar singari oddiy (protein-ferment) va murakkab (proteid-ferment) ga bo`linadi. Murakkab fermentlarni oqsil qismi - apoferment va oqsil bo`lmagan qismi – kofaktorlardan iborat. Fermentlar kofaktorlari – metall ionlari va kofermentlar esa organik birikmalardir. Apoferment va kofaktor alohida bo`lsa ferment katalizatorlik sifatiga ega bo`lmaydi. Ularni birlashishi faol ferment strukturasini hosil qiladi va unga xoloferment deyiladi. Kofaktorlar termostabil moddalar, apofement qizitilganda ferment faolligini yo`qotadi.
86
Fermentativ katalizning spesifikligi va boshqa xususiyatlarini o`rganish oraliq kompleksining hosil bo`lishi, ferment funksional guruhlari substrat molekulasining kimyoviy va fazoviy (topografik) komplementar guruhlari bilan munosabatga kirishi haqidagi xulosaga olib keldi. Bu fikr ferment molekulasini reaktsiyada qatnashadigan substrat molekulasiga nisbatan ancha katta o`lchamli bo`lishidan ham kelib chiqadi. Binobarin, ferment – substrat kompleksining hosil bo`lishida substrat molekulasi bilan ferment peptid zanjirining chegaralangan qismigina reaktsiyaga kirishadi. Fermentning faol markazi deb ferment molekulasini substrat bilan birikib, uning kimyoviy o`zgarishini ta’minlaydigan qismlariga aytiladi. Bunday vazifani oddiy va murakkab fermentlarning uchlamchi strukturasidagi qismlari bajaradi. Murakkab fermentlar faol markazi tarkibiga kofaktorlar ham kiradi. To`rtlamchi strukturali oligomer fermentlarda faol markazlar soni subbirliklar soniga teng. Oddiy va murakkab fermentlarning uchlamchi qurilishida ma’lum bir funktsiyani bajaruvchi maxsus markazlar mavjud. Faol markaz ko`pincha ferment molekulasi yuzasidagi botiq yoki tirqish ko`rinishidagi qismidir. Shakli bo`yicha faol markaz uning ichiga kiradigan substrat molekulasiga komplementar - mos. Faol markaz tuzilshi fermentni spesifikligi va katalitik faolligini ta’minlaydigan, fazoda ma’lum ravishda orientasiyalangan funksional guruhlardan iborat. Ular orasida substratga yaqinlikni, ya’ni spesifik bog`lanishni ta’minlaydigan kontakt yoki aloqa qismi hamda substratni kimyoviy o`zgarishini ta’minlaydigan katalitik faol markaz farq qilinadi. Odatda ferment faol markazini polipeptid zanjirning 12-16 ta aminokislota qoldiqlari tashkil qiladi. Faol markaz polipeptid zanjiridagi aminokislotalar bir-biri bilan fazoviy taxlanadilar. Bundan fermentativ faollik uchun polipeptid zanjirning qolgan qismini zarurligi yo`q, degan xulosani chiqarish kerak emas, chunki molekulaning boshqa qismlari faol markazning fazoda uch o`lchovli konfigurasiyasini belgilab, guruhlarning reaktsiya qobiliyatini ta’minlaydi. Faol markaz tarkibiga ko`proq serin, gistidin, glutamin, asparagin, sistein, tirozin, 87
CH 2 CH 2 O H
HN N CH 2 H H 2 C P N N O O O O O H H H H O O O N N N N NH 2 O O H H H H H 2 C OH H NH N H N H C CH 2 CH 2 O CH 2 H O CH CH 3 N O H H His 119
Phe 120 Gln 11
Ser 123 Thr 45
His 12
3.1-rasm. Ferment faol markazining fazoviy tuzilishi.
treonin, lizin; alifatik aminokislotalarning gidrofob qismi va fenilalaninning aromatik halqasi kiradi. Sanab o`tilgan aminokislota qoldiqlarining fizik-kimyoviy xossalari fermentni substrat bilan bog`lanishi va uni o`zgartirishini ta’minlab beradi. Qutbli guruhlar kislotali yoki ishqoriy, ba’zida kislota-ishqoriy (gistidin) xossaga ega. Muhit pH ni o`zgarishi ularning kislota-ishqoriy xossasini o`zgartirib, substratning turli guruhlari bilan ta’sirlashishga olib keladi. Murakkab fermentning faol markazidagi yon radikallari faol markaz konformatsiyasi uchun sharoit yaratadi va kofaktorning bog`lanishi, orientatsiyasi hamda substratning o`zgarishiga yordam beradi.
88
Oddiy fermentlarda faol markazning aloqa va katalitik qismlarining funksional guruhlari vazifasini aminokislotalarning faqat yon radikallari bajaradi. Murakkab fermentlarda esa bu jarayonlar asosan kofaktorlar vazifasidir. Kataliz jarayonida fermentlarning quyidagi funksional guruhlari ishtirok etadilar:
dikarbon aminokislotalarning COOH va polipeptid zanjirning COOH guruhlari;
2
guruhi;
argininning guanidin guruhi;
triptofanning indol guruhi;
gistidinning imidazol guruhi;
serin va treoninning OH guruhi;
sisteinning SH va sistinning disulfid guruhi;
metioninning tioefir guruhi;
tirozinning fenol guruhi;
alifatik aminokislotalarning gidrofob zanjiri va fenilalaninning aromatik halqasi. Polipeptid zanjiridagi sanab o`tilgan aminokislota qoldiqlari xossalari o`zlariga mos keladigan substrat bilan fizik-kimyoviy aloqaga kirishadi, ya’ni aminokislotalarning gidrofob radikallari substratning qutbsiz qismlariga mos keladi. Qutbli guruhlar esa kislotali yoki ishqoriy xossalarga ega bo`lganligi tufayli muhit pH ini o`zgarishi ularning kislota-asosli xossalarini o`zgartiradi va substratning turli xil guruhlari bilan o`zaro ta’sirlanishiga olib keladi.
89
3.2.- rasm. Fermentlarning faol markazini tuzilishi Murakkab ferment molekulasida faol markazdan tashqari allosterik ( grekcha allos – boshqa, yot; steros – fazoviy, strukturaga oid) markaz ham bo`lib, u ferment molekulasida fazoviy jihatdan faol markazdan ajralgan. Allosterik markaz bilan bog`lanuvchi molekulalar tuzilishiga ko`ra substratga o`xshamaydi, lekin faol markaz konfiguratsiyasini o`zgartirgan holda substratni faol markaz bilan bog`lanishiga va o`zgarishiga ta’sir etadi. Har bir ferment molekulasi bir nechta allosterik markazlarga ega bo`lishi mumkin. Allosterik markaz bilan bog`lanuvchi moddalar allosterik effekrorlar deb ataladi. Effektorlarni allosterik markazga birikishi ferment molekulasining uchlamchi, ba’zan to`rtlamchi strukturasini va unga muvofiq faol markaz konfigurasiyasini o`zgartirib, enzimatik faollikni kuchayishi yoki pasayishiga olib keladi. Shunga mos ravishda allosterik effektorlar ijobiy (aktivatorlar) yoki salbiy (ingibitorlar) deb ataladi. Gormonlar va ularning Fermentning faol markazini tashkil etuvchi
aminokislotalar Fermentning birlamchi strukturasida faol markazni tashkil etuvchi aminokislotalar qoldiqlarining joylashishi.
90
unumlari, turli xil metabolitlar (modda almashinuvining mahsulotlari), mediatorlar va boshqalar allosterik effektorlar bo`lishi mumkin. Allosterik fermentlar odatda oligomer tuzilishida strukturasida bir-biridan ma’lum masofada joylashgan bir nechta faol markaz va bir nechta allosterik boshqaruvchi markazlari borligi aniqlangan.
Download 4.3 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|