Органик кимё фанидан Ўқув-услубий мажмуа
Tarkibida oltingugurt bo’lgan aminokislotalarga
Download 29.83 Mb. Pdf ko'rish
|
|
8. Tarkibida oltingugurt bo’lgan aminokislotalarga sistein va sistin kiradi. Sistein havoda oksidlanganda sistinga aylanadi:
2HOOC–CH(NH 2 )–CH
2 –SH+[O] → H 2 O +
HOOC–CH(NH 2 )–CH 2 –S–S–CH
2 –CH(NH
2 )–COOH
9. Serin HO–CH 2 –CH(NH 2 )–COOH. Serin seritsin deb ataluvchi ipak yelimi gidrolizlanganda va oz miqdorda boshqa oqsil moddalar gidrolizlanganda hosil bo’ladi.
etadigan eng zarur moddalardir. Inson va hayvonlar bu moddalarni ovqatdagi oqsillar bilan birga iste’mol qiladi. Ularning ko’pchiligi - aminokislotalardir. Aminokislotalar juda holsizlangan bemorlarga tog’ridan to’g’ri beriladi. Og’ir operatsiyalardan so’ng bemorni qon tomir orqali ovqatlantirishda ulardan foydalaniladi. Amin kislotalar ba’zi kasalliklarni davolashda ham ishlatiladi. M-n: glutamin kislotadan asab kasalligini, gistidindan oshqozon yarasi kasalligini davolashda foydalaniladi. Ayrim aminokislotalar odam va hayvonlarning organizmida sintez bo’ladi. Qishloq xo’jaligida hayvonlarning o’sishini yaxshilash uchun ularning ovqatiga ba’zi aminokislotalar qo’shib beriladi. Funksional gruppalari molekulaning uchlarida bo’lgan tarmoqlangan aminokislotalar bifunksional (molekulasida ikkita funksional gruppa) monomerlar sifatida sintetik tolalar, shu jumladan, kapron va enant ishlab chiqarish uchun foydalaniladi. Bunday aminokislotalarga aminokapron va aminoenent kislotalar misol bo’ladi. Kapron tola olish uchun ishlatiladigan polimerning olinishini ko’rib chiqaylik. Birinchi navbatda ε – aminokapron kislota H 2 N–CH 2 –CH 2 –CH
2 –CH
2 –CH
2 –COOH dan kaprolaktam hosil qilinadi: CH 2
2 –COOH CH 2 –CH
2 –CH
2
H 2
C=O kaprolaktam. CH 2
2 –CH
2 –NH
2 CH 2 –CH 2 –NH 408
Kaprolaktam yoki ε – aminokapron kislota qizdirilganda polikondensatlanadi: H 2 N–(CH 2 ) 5 –COOH + H–NH–(CH 2 )
–COOH + H–NH–(CH 2 ) 5 –COOH ••• → [–HN–(CH 2 ) 5 –CO–NH–(CH 2 )
–CO–NH–(CH 2 ) 5 –CO–]
n + nH
2 O Olingan polimerning tuzilishini ushbu formula bilan ifodalash mumkin: (–NH–(CH 2 ) 5 –CO–)n
Bu polimer smolaga o’xshash ko’rinishda bo’ladi. Undagi makromolekulalar betartib joylashgan. Makromolekulalari oreintirlangan holda joylashgan tola olish uchun smolani suyuqlantirib, filyeralar orqali o’tkaziladi. Polimer sovuq havo kirib turgan shaxtaga oqib tushadi va u yerda sovib, ingichka tola hosil bo’ladi. Bu tola har xil tezlik bilan aylanadigan disklarda cho’zilib, ip qilib yigiriladi. Kapron smolasidan mashina hamda mexanizmlarning mustahkam va yemirilishga chidamli detallarini tayyorlashda foydalaniladi.
sifatida ajrala boshladi. U hayot faoliyati jarayonlarida ishtirok etadigan organik birikmalar, metabolizm; biopolimerlar (oqsillar, polisaharidlar, nuklein kislotalar), bioregulyatorlar (fermentlar, garmonlar, vitaminlar va x.k.); sintetik biologik aktiv birikmalar (dori-darmonlar, o’stirish vositalari, gerbidsidlar va x.k.) larni o’rganadi. Tabiiy va sintetik biologik aktiv birikmalar, ularning tuzilishi bilan biologik faoligi o’rtasidagi bog’liqlik, ularning tana ichidagi va tashqarisidagi kimyoviy o’zgarishlarni o’rganish bioorganik kimyo vazifasiga kiradi. Bu vazifalar – oraliq birikmalarni ajratish, tozalash va tuzilishlarini tekshirishning hozirgi zamon usullari yaratilgandan so’ng hal qilindi. Bioorganik kimyo yutuqlari biologik va fiziologiya fanlarining rivojlanishi bilan bog’liqdir. Bioorganik kimyo biokimyo, biofizika va boshqa fanlari bilan bevosita bog’liqlikda rivojlanadi. OQSILLAR Organik moddalar ichida shunday birikmalar ham borki, ular tarkibi, tuzilishi, xossalari jihatadan biror organik modda sinfiga tegishli bo’lmay, alohida turni tashkil etadi. Bular oqsillardir.
polikondensatlanishidan hosil bo’lgan moddalarga aytiladi. Ular ikki aminokislota qoldig’idan tashkil topgan bo’lsa – dipeptid, uchtadan – tripeptid, to’rttadan – tetrapeptid va hokazo deyiladi. Har qanday peptidlarning molekulalari uzun zanjirdan tashkil topib, ikki uchga ega, birinchi uchi amino gruppa – NH 2 hisobiga azot bilan tugaydi, ikkinchi uchi esa karboksil gruppa – COOH hisobiga uglerod-C bilan tugaydi. Peptidlarning nomi ularni tashkil etgan aminokislotalarning nomidan kelib chiqib, aminogruppadan boshlangan aminokislotalarning nomlaridan «in» qo’shimchasi o’rniga «il» qo’shimchasi qo’shib o’qilib, hosil bo’lgan nomlarga oxirgi karboksil gruppa bilan tamomlangan aminokislota nomini qo’shib o’qish bilan hosil bo’ladi. M-n: H 2 N−CH 2 −CO−NH−CH 2 −CO−NH−CH 2 −COOH
glitsil – glitsil – glitsin. Peptidlarning qo’shilishidan polipeptidlar, polipeptidlardan pentonlar va pentonlardan oqsil moddalar hosil bo’ladi. Peptid – polipeptid – pepton – oqsil. Demak, oqsillar α - aminokislotalarning qoldiqlaridan tashkil topgan yuqori molekulyar murakkab organik birikmalardir. Aminokislotalar soni 100 tagacha bo’lgan yuqori molekulyar birikmalar peptidlar (10 gacha bo’lganlari oligopeptid, undan yuqorilari polipeptid), 100 dan ortiqlarini shartli ravishda oqsillar deb atash qabul qilingan. Tabiatda uchrashi. Oqsillar barcha o’simlik va hayvonlar organizmi uchun juda zarur moddalardan biridir. Oqsillar o’simlik protoplazmasining asosini tashkil etadi. Ular hayvonlarning qoni, suti, muskuli va tog’ayi tarkibida bo’lib muhim hayotiy rol o’ynaydi. Oqsillar soch, tirnoq, teri, pat, jun, ipak tarkibiga ham kiradi. Shuningdek, tuxumning asosiy qismini tashkil etadi. 409
Oqsil nomi tuxum oqi so’zidan kelib chiqqan. Ilmiy adabiyotlar «birinchi», «eng muhim» degan ma’noni anglatadigan protein termini bilan atash qabul qilingan. Oqsil moddalarni o’simliklar tuproqdagi tuzlar tarkibidagi azot, dukkakli o’simliklar esa atmosfera azoti hisobiga sintez qiladi. Hayvonlar oqsil sintez qila olmaydi. Ular o’simlik yoki hayvonlarni yeb, oqsillarni tayyor holda oladi. Hayvon va o’simliklar a’zolarida oqsillar turli funksiyalarni bajaradi. Ko’pchilik garmonlar, enzimlar, fermentlar, antibiotiklar va toksinlar oqsil moddalardan tashkil topgan. Ko’p hollarda oqsillar hayvon hujayralari qobig’ini hosil qiladi va modda almashish jarayonida hujayralarning o’sishida muhim rol o’ynaydi. Oqsillar tabiiy sharoitda organik va anorganik moddalar bilan juda murakkab aralashmalar holida uchraydi. Oqsillar tirik organizmlar hayotini taminlab turuvchi asosiy moddalar bo’lib, ularning tuzilishi juda murakkabdir. Ayrim oziq – ovqat mahsulotlaridagi oqsil moddalarning miqdori ( % hisobida ): Go’shtda –
oqsil moddalar tarkibida esa P ham bo’ladi. Bu elementlar oqsillar tarkibida o’rtacha quyidagi miqdorda bo’ladi: C – 50-52-55% ; H – 6.6-6.8-7.3-7.7% ; O – 19-24% ; N – 15-18% ; S – 0.5-2-
Ayrim oqsillarning tarkibida S mutlaqo bo’lmasligi ham mumkin. Masalan, baliq spermatozoidlaridagi oqsillarda S bo’lmaydi. Bunday oqsillar protaminlar deyiladi. Qon oqsili – gemoglabinda temir ham (0.3-0.5%) uchraydi. Nihoyat, yod yoki boshqa galoidli oqsillar ham mavjud.
Oqsillarning molekulyar og’irligi ancha katta. Ularning molekulyar og’irligi 5000-15-20 mln. gacha bo’lishi mumkin. Chunonchi, odam qoni zardobi albuminining molekulyar og’irligi 61500 ga, qon zardobi -globulinining molekulyar og’irligi 153000 ga, tovuq tuxumi tarkibiga kiruvchi oqsilning nisbiy molekulyar og’irligi 36000 ga, go’shtdan olingan bir oqsilning nisbiy molekulyar og’irligi 300000 ga, tuxum albumini 46000 ga, ot gemoglabini 68000 ga, odam gemoglabini 160000 ga, tok shilliqqurti gemotsianini 660000 ga teng.
bog’ bilan bog’langan aminokislotalar qoldiqlaridan tuzilgan. Inson, hayvon va o’simliklar tanasida oqsillar turli xil vazifalarni bajaradi. Ular tomir, pay, teri, suyak va boshqalar asosini tashkil qiladi, modda alamshinish va to’qimalar ko’payishida muhim vazifani bajaradi. Garmonlar, enzimlar, pigmentlar, antibiotiklar, toksinlar oqsil birikmalar bo’lib hisoblanadilar. Bir xil oqsil tarkibiga turli xil aminokislotalar kirishi mumkin. Oqsil to’liq gidrolizga uchraganda
bittadan molekula kirsa, bu molekulalar bir – biri bilan birikkanida hosil bo’ladigan turli kombinatsiyalarning umumiy soni 2.4ꞏ10
dan ortib ketadi. Ana shuning uchun ham oqsil molekulalari o’zining tuzilishi jihatidan xilma – xil va murakkabdir. Bunday aminokislotalarning ba’zilarini keltiramiz: Oqsillarda topilgan - aminokislotalar Aminokislota
H 2 N – C H 2 – C O O H C H 3 – C H – C O O H N H 2 ( C H 3 ) 2 C H – C H – C O O H N H
2 ( C H
3 ) 2 C H – C H 2 – C H – C O O H N H H 2 N – C H 2 – C O O H C H 3 – C H – C O O H N H 2 ( C H 3 ) 2 C H – C H – C O O H N H
2 ( C H
3 ) 2 C H – C H 2 – C H – C O O H N H H 2 N – C H 2 – C O O H C H 3 – C H – C O O H N H 2 ( C H 3 ) 2 C H – C H – C O O H N H
2 N H
2 ( C H
3 ) 2 C H – C H 2 – C H – C O O H N H N H
Glitsin Gly Alanin Ala Valin Val Leytsin Leu 410
Izoleytsin Ile Fenilalanin Phe Asparagin Asn Glutamin Gln Triptofan Trp
Fenilalanin, valin, leysin, lizin, izoleysin, treonin, triptofan tirik organism uchun juda muhim ahamiyatga ega. Bu aminokislotalardan inson bir sutkada ovqat orqali 21-31 grammgacha iste’mol qilishi kerak. Aminokislotalar qanday qilib oqsil molekulasini hosil qiladi? Bu savolga 1888 – yilda rus biokimyogari A.Y.Danilevskiy javob berdi. Uning fikricha, oqsillarda aminokislotalar bir molekula kislotaning karboksil gruppasi va ikkinchi molekula aminokislotaning aminogruppasidan bir molekula suv ajralib chiqishi natijasida hosil bo’lgan amid bog’lari orqali bog’langan. Amid bog’lari −NH−CO− peptid bog’ ham deb ataladi. M-n: H 2 N−CH 2 −COOH + H−NH−CH(CH 3 )−COOH → H 2 O +
glitsin alanin H 2 N−CH 2 −CO−NH−CH(CH 3 )−COOH
Birinchi dastlabki modda – glitsin – hayvonlarning pay, teri, tuyoq kabi organizmlaridan tayyorlanadigan yelimni gidroliz qilish orqali hosil qilinadi; ikkinchi dastlabki modda – alaninni deyarli har qanday oqsildan tayyorlash mumkin. H 2 N−CH 2 −CO−NH−CH(CH 3 )−COOH + H−NH−CH(CH 2 −SH)−COOH → H 2 O +
H 2 N−CH 2 −CO−NH−CH(CH 3 )−CO−NH−CH(CH 2 −SH)−COOH tripeptid
411
Bu misoldan ko’rinib turibdiki, ikkita bir xil yoki har xil aminokislotaning o’zaro birikishidan dipeptid, uchtasidan tripeptid, to’rttasidan tetrapeptid hosil bo’ladi. Bunday birikmalar polipeptidlar deb ataladi. A.Y.Danilevskiy taxminini Gofmeyster va E.Fisher 1902 – yilda isbotlab berdi va oqsillar uchun polipeptidlar nazariyasini taklif qildi. Bu nazariyaga ko’ra oqsillarning molekulalari peptid (amid) bog’lar bilan bog’langan aminokislotalar qoldiqlarining uzun zanjiridan iborat. XX asrning boshlarida aniqrog’i 1907-yilda olmoniyalik olim E.Fisher va boshqa tadqiqotchilar o’z molekulasi tarkibida bir – biri bilan peptid bog’lar orqali birikkan 18 ta aminokislotalar qoldig’idan iborat birikmani sintez qilishga muvaffaq bo’ldilar. Bu polipeptidlar ba’zi xossalari bilan oqsillarni eslatgan. Oqsillar tuzilishining polipeptid nazariyasi hozirgi kunda hamma e’tirof qilgan nazariya hisoblanadi. Oqsillarning tarkibiga turli sonli 22 xil α-aminokislota qoldiqlari kiradi. M-n: insulin – 51,
bo’lib, 4 ta – 2 ta α – va 2 ta β – gemoglabin birikmasidan iboratdir ( Mr=4×16312=65248 ). Kimyo va zamonaviy fizik – kimyoviy usullarning yaratilishi oqsillarning tuzilishini o’rganish imkoniyatini berdi. Hozirgi vaqtda ko’plab murakkab bo’lmagan oqsillar aminokislotalar tarkibini aniqlaydigan usullar mavjud. Bular orasida xromatografiya alohida ahamiyat kasb etadi. Bu tadqiqot usullarining natijalari asosida oqsillar birlamchi, ikkilamchi, uchlamchi va to’rtlamchi tuzilishlarga ega ekanligi aniqlangan. Oqsil molekulalarining birlamchi tuzilishi Oqsillarning kimyoviy tuzilishi bo’lib, oqsil peptid bog’lari orqali bog’langan ko’p sonli α- aminokislotalar qoldiqlaridan iborat uzun zanjirli molekulalar ekanligini ko’rsatuvchi tuzilishdir. Oqsil molekulalarining polipeptid zanjirida turli aminokislota qoldiqlarining navbat bilan ketma – ket kelishi oqsil molekulasining birlamchi strukturasi deyiladi va u har bir oqsil uchun o’ziga xos, individual va betakror bo’ladi. Bir aminokislotadagi karbosiklik guruh qo’shni aminokislotaning aminoguruhi bilan ta’sirlanib, amid hosil qiladi. Alohida peptid qismlari bir-birlarida – NH – CO – CHR – dagi yon zanjirdagi guruh (R) lar bilan farq qiladilar: N H
C H R C O N H C R’ H C O N H C H R’’
C O N H C R’ H C – OH
O N H H C H R C O N H C R’ H C O N H C H R’’ C O N H C R’ H C – OH
O
qoldig’i saqlagan birikmalar oqsillar deb ataladi. Aminokislotalarning birikish tartibi ularning ikki tarafida molekulalarni ajratib olish bilan aniqlanadi. Buning uchun aminokislotalar gidrolizga barqaror bo’lgan birikmalarga aylantiriladilar. Shu usul bilan ko’pchilik oddiy oqsillar insulin, mioglobin, ribonukleazalar va boshqalarning tuzilishlari aniqlangan. Juda ko’p oqsillar uchun aminokislotalarning qaytarilish tartibi aniqlangan. Oqsillarning birlamchi tuzilishini Nobel mukofotining laureati, ingliz olimi F.Senger 1951-53- yillarda kashf etgan. Birlamchi tuzilishni tashkil etgan polipeptid zanjirini rentgen tuzilish usuli bilan o’rganish natijalari asosida L.Poling (1930-yilda) oqsil konformatsiyasi (oqsil molekulasi tarkibidagi atomlarning fazoviy joylashuvi) to’g’risida dastlabki quyidagi aniq xulosalarga keldi: — Oqsillarning xossalari polipeptid zanjiridagi aminokislotalarning tarkibi va ularning o’zaro ketma–ketligiga bog’liqdir; — Peptid gruppasi «qattiq» tekis (planar) tuzilishli bo’lib undagi C−N bog’i qisman qo’shbog’ tabiatiga ega. Unda karbonil gruppasi kislorodi va amid gruppasi vodorod atomi o’zaro trans holatda joylashgandir; — Peptid gruppadagi r
kichik, lekin haqiqiy qo’shbog’ r C-N =1.27 0 A dan kattadir. 412
— Peptid gruppasi bilan bog’langan C a −C va N−C a bog’lari haqiqiy birlamchi bog’lar bo’lib, bu bog’lar atrofida atomlar (yoki atomlar gruppasi) erkin aylanishi yoki o’z holatini o’zgartirish imkoniyatiga ega bo’lib, oqsil molekulasining bukiluvchanligini ta’minlaydi. Download 29.83 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|