Toshkent farmatsevtika instituti
Download 4.3 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Immobilizatsiyalangan fermentlar.
- Fermentlarning amaliyotda qo`llanilishi.
- Nazorat savollari
- 4-bob. Nuklein kislotalar 4.1. Nuklein kislotalar, tuzilishi va vazifalari. Nuklein kislotalarning fizik-kimyoviy xossalari
Poliferment sistemalar. Har bir hujayra o`ziga xos fermentlar to`plamiga ega. Ba`zi fermentlar deyarli hamma hujayralarda, boshqalari esa faqat ayrim hujayralardagina uchraydi. Hujayradagi har bir ferment funksiyasi alohida bo`lmasdan boshqa fermentlar funktsiyasi bilan uzviy bog`langan. Ko`p shaklli fermentlardan poliferment sistemalar yoki konveyerlar shakllanadi. Hujayradagi poliferment sistemalar funktsiyasi ularga bo`lgan zaruriyatga va tashkil topish xususiyatlariga bog`liq. Poliferment sistemalarning tashkil etilishini shartli ravishda quyidagi turlarga ajratish mumkin: 1) funktsional, 2) strukturali - funktsional , 3) aralash. Funktsional tuzilishdagi poliferment sistema fermentlari bir butun bo`lib, birinchi fermentdan ikkinchisiga o`tishda metabolitlar yordamida ma`lum bir vazifani bajaradi. Jumladan, funktsional tashkil topgan poliferment sistemalaridagi birinchi fermentga substrat reaktsiyasi mahsuloti undan keyin kelayotgan fermentga vazifasini o`taydi, keyingi reaktsiyalar shu ko`rinishda davom etadi. Funktsional tashkil topgan poliferment sistemalariga glyukozaning parchalanishida qatnashadigan glikoliz fermentlari yig`indisi misol bo`la oladi. Glikolizda har bir reaktsiya alohida ferment bilan katalizlanadi. Fermentlar ketma- ketligi ta’sirida hosil bo`layotgan metabolitlar bog`lovchi bo`g`in sifatida xizmat qiladi. Zanjirdagi fermentlar tizimida glyukozadan boshlab oxirgi substratgacha har biri oldingi ferment katalizlaydigan reaktsiya mahsuloti keyingi ferment uchun substrat hisoblanadi. Strukturali funktsional tuzilishda ferment - fermentli o`zaro ta`sir yordamida ma`lum seriyali struktura sxemalarini hosil bo`ladi. Natijada molekula darajasidan yuqori bo`lgan polifermentli kompleks strukturalari shakllanadi. Bunga bir nechta fermentlardan tashkil topgan pirouzum kislotasining oksidlanishida ishtirok etuvchi piruvatdegidrogenaza poliferment kompleksi hamda struktura jihatidan o`zaro bog`langan 7 ta fermentdan iborat yog` kislotasi sintezida qatnashuvchi sintetazasi misol bo`la oladi. Poliferment sistemalari bir butun mustahkam sistema bo`lib, alohida fermentlarga katta qiyinchilik bilan parchalanadi. Shu jihatdan ular funktsional tuzilgan poliferment sistemalaridan farq qiladi. 129
Struktura - funktsional tuzilishdagi poliferment komplekslaridan tashqari yana boshqa variantlari ham bo`lishi mumkin. Masalan, fermentlar biologik membranada birikib, zanjirsimon tizilma
ko`rinishini oladi.
Masalan, mitoxondriyalarda energiya hosil bo`lishida elektron va protonlarning tashilishida ishtirok etuvchi nafas olish zanjiri fermentlari mana shunday tuzilishga ega. Struktura - funktsional tuzilish turi asosan biologik funktsiyasi yuqori darajada bajarilishi lozim bo`lgan ferment sistemalariga tegishli. Bu kabi sistemalardagi fermentlarni bir-biridan ajratish ular faoliyatini yo`qolishiga olib keladi. Aralash poliferment sistemalar tuzilishi yuqorida keltirilgan ikkala turdagi tuzilishning birgalikda qatnashishidan iborat, ya`ni poliferment sistemaning bir qismi struktura tuzilishiga, boshqa qismi esa funktsional tuzilishga ega. Bunday tuzilishga Krebs halqasining poliferment sistemasi misol bo`la oladi, unda ba`zi fermentlar struktura kompleksida birlashgan (2-oksoglutaratdegidrogenazali kompleks), boshqalari esa bir-biri bilan bog`lovchi metabolitlar yordamida funktsional jihatdan birlashgan. Immobilizatsiyalangan fermentlar. Immobilizatsiyalangan yoki erimaydigan fermentlar - sun`iy usulda suvda erimaydigan tashuvchilar ishtirokida olingan ferment komplekslaridir. Immobillizaysiya - (lot. «immobilis» - «harakatsiz»), erimaydigan materialdagi fermentning fizik adsorbtsiyasi; fermentni gel katakchasiga joylashtirish; shuningdek erimaydigan material bilan fermentni kovalent bog`lash yoki ferment molekulalarini o`zaro erimaydigan poliferment komplekslarini hosil qilish yo`llari bilan amalga oshiriladi. Adsorbent sifatida ko`pincha shisha, silikagel, gidrosilapatit, sellyuloza va uning unumlari qo`llaniladi. Fermentni gel katakchasiga joylashtirishda turli xil gel hosil qiluvchi materiallar, ko`pincha poliakrilamidli geldan foydalaniladi. Fermentni kovalent bog`lovchi material sifatida polipeptidlar, stirol unumlari, poliakrilamid, neylon, sellyuloza unumlari, kraxmal, agar shuningdek shisha, silikagel kabilar ishlatiladi.
130
Immobilizatsiyalangan fermentlar olishda ferment faolligini saqlash uchun barcha ehtiyotkorlik choralari ko`riladi. Immobilizatsiyalangan fermentlarni boshlang`ich faolligi odatdagi fermentga nisbatan kamroq, chunki ularning tashuvchilar bilan bog`lanishi substrat bilan bog`lanishini pasaytiradi. Hujayradagi fermentlarni struktura tuzilishi immobilizatsiyalangan fermentlarga yaqqol misoli bo`la oladi, ularni bu xususiyati hujayra ichki strukturasi bilan bog`langan ferment xossalarini o`rganishga xizmat qiladi. Shu bilan birga immobilizatsiyalangan ferment odatdagi fermentlarga nisbatan ko`pgina afzalliklarga ham ega. Erimaydigan fermentlar reaktsiya muhitidan oson ajraladi, ularni reaktsiya muhitidan yuvib olish va qaytadan ishlatish mumkin. Fermentlarning amaliyotda qo`llanilishi. Enzimologiyaning jadal rivojlanishi kimyoviy reaktsiyalarni katta tezlik bilan o`tishini ta`minlaydigan omilni amalda kengroq qo`llanilishiga olib kelmoqda. Sanoatda fermentlar biologik xom ashyoni ishlashda (non yopish, vino, pivo pishirish, pishloq tayyorlashda, choy, tamaki, teri va mo`ynaga ishlov berishda, kulinariyada) keng qo`llaniladi. Keyingi yillarda kimyo - texnologiyada organik moddalarni o`zgartirish (oksidlanish, qaytarilish, degidratatsiya, kondensatsiya, dekarboksillanish), reaktsiyalarini boshqarishda ham qo`llanila boshlandi. Fermentlardan sanoatda foydalanish tez rivojlanayotgan biotexnologiyaning markaziy qismi bo`lib, sanoat enzimologiyasi nomini oldi. Hozirgi vaqtda sanoatda rivojlanish (moddalarni sintez qilish, tozalash, ularni kimyoviy modifikatsiya qilish) birinchi navbatda fermentlarni qattiq organik yoki noorganik polimer tashuvchilarga kovalent bog`lar orqali ulanib, tayyorlangan shakllari - immobilizatsiyalangan fermentlarning qo`llanilishiga bog`liq. Ularlarni asosida bir qator aminokislotalar, klechatkadan kraxmal, turli farmakologik preparatlar, masalan prednizalon, juda shirin qandsiz modda aspartam va boshqalar olingan. Fermentlarni qattiq asosga bog`lab, harakatsiz qilish ferment turg`unligini oshiradi, o`ziga xosligini ta`minlaydi, qo`llanilishini osonlashtiradi va preparatlardan qayta- qayta foydalanish imkoniyatini tug`diradi.
131
Tibbiyotda fermentlar bir qator kasalliklarni, ayniqsa ayrim fermentlarning nasliy yetishmasligidan kelib chiqqan bemorlarni davolashda qo`llanilmoqda. Masalan, qonda sut shakari laktozadan hosil bo`ladigan galaktoza miqdorining ortiqcha bo`lishi – galaktozemiya monosaxaridning o`zlashtirilishini katalizlaydigan β-galaktozidaza fermentining yetishmasligidan kelib chiqadi; ruhiy faoliyatning buzilishi bilan kuzatiladigan fenilketonuriya esa aminokislota - fenilalaninni oksidlab, tirozinga o`tkazuvchi tirozinaza fermentining faolligi yetishmovchiligiga bog`liq va boshqalar. Bu yo`nalish enzimopatologiya deb atalib, irsiy kasalliklarni davolash choralarini aniqlashda o`z o`rnini topdi. Ikkinchisi qonda, siydikda, to`qima preparatlarida fermentlar miqdorini aniqlash orqali bemorga tashxis qo`yish va uni davolashda katta ahamiyat kasb etmoqda. Masalan: LDG va aminotransferazalar izofermentlarining qondagi miqdorini belgilash orqali yurak va jigar kasalliklarini bir-biridan ajratish, kasallik kechishini kuzatish – bu enzimodiagnostika yo`nalishiga asos bo`ldi. Quyida enzimodiagnostikada qo`llaniladigan qon zardobining asosiy fermentlari keltirilgan: 4-jadval
N Ferment Kasallik 1. 2.
3. 4.
5.
6. 7.
8. 9.
10. Aspartataminotransferaza Alaninaminotransferaza Amilaza
Seruloplazmin
Kreatinfosfokinaza γ-Glutamiltranspeptidaza Laktatdegidrogenaza Lipaza Kislotali fosfataza Ishqoriy fosfataza Miokard infarkti Virusli gepatit O`tkir pankreatit Gepatolentikulyar degeneratsiya (Vilson kasalligi) Infarkt miokardi va mushaklarning og`rishi Jigarning turli xil xastalikjlari Miokardi infarkti O`tkir pankreatit Prostata bezi kasalliklari Suyak va jigarning turli xil kasalliklari. 132
Ayrim fermentlar, profermentlar me’yorda odamning qonida doimiy ravishda aylanib yuradi va ma’lum bir fiziologik vazifani bajaradi. Bularga plazmaning funktsional fermentlariga lipoproteidlipaza, psevdoxolinesteraza, shuningdek qon ivish sistemasining komponentlari kiradi. Funktsional bo`lmagan plazma fermentlarining qondagi vazifasi aniqlanmagan. Yuqori kontsentratsiyada plazmada paydo bo`lishi to`qima strukturasini tezlik bilan parchalanayotganlini bildiradi va ularni qondagi miqdorini aniqlash patologik jarayon qaysi organda kechayotganligi haqida muhim diagnostik ma’lumotlarni beradi. Bunday fermentlar tashqi sekretsiya bezlari (pankreatik lipaza va amilaza; ishqoriy fosfataza o`t orqali; kislotali fosfataza prostata bezlari) orqali oddiy diffuziya yo`li bilan ajratiladi. Ma’lumki, barcha irsiy kasalliklar DNK dagi o`zgarishlar natijasida kelib chiqadi. Genetik kasalliklarga tashxis qo`yish rekombinant DNK texnologiyasi yutuqlari asosida ancha rivojlandi. DNK fragmentlarini gibridlash yo`li bilan irsiy o`zgarishlarni prenatal skrining usuli ishlab chiqildi; shu maqsadda restriktaza fermentlari orqali amnion suyuqligidagi homila hujayrasidan ajratib olingan DNK kartasi tuziladi.
Uchinchisi enzimoterapiya - fermentlar va ularning modulyatorlari (aktivator va ingibitorlari)ni dori preparatlari sifatida qo`llash. Masalan,pepsin, tripsin, ximotripsin va ularning aralashmalari (abomin, ximopsin) ovqat hazm qilish kasalliklarini davolashda, shuningdek proteolitik fermentlarni kiritish bilan chandiqlarni so`rilishini tezlatish, fermentlar yetishmasligi bilan bog`liq nasliy kasalliklarni tashqaridan ferment preparatlari kiritib davolash va boshqalar. Proteinazalar bilan bir qatorda boshqa fermentlar, jumladan RNK aza, DNKaza, gialuronidaza, kollagenaza, elastazalar proteinazalar bilan birgalikda yoki alohida kuygan joylarni, yaralarni, shamollash o`choqlarini davolash, shish va gematomalarni yo`qotishda qo`llanilmoqda:
virusli kon’yuktivitni davolashda tarkibida DNK aza bo`lgan ko`z tomchilari
133
muvaffaqiyatli qo`llanuilmoqda: ferment virus DNK sini parchalash yo`li bilan kasallikni davolaydi.
Aspartat kislotasining amidi bo`lgan asparagin leykotsitlarda oqsil sintezi uchun zarur hisoblanadi. Ammo u hujayraning o`zida sintezlanmasdan, plazmadan kirishi kerak. Bemor qoniga kiritilgan asparaginaza asparaginni ammiak va asparagin kislotagacha parchalaydi, buning natijasida leykoz hujayralaridagi oqsil biosintezi to`xtatiladi va hujayralar halok bo`ladi.
va
boshqa preparatlar biriktiruvchi to`qimani mustahkamlovchi modda – gialuron kislotasini parchalanishini katalizlaydi. Bu fermentlar boshqa dorilar bilan birgalikda qo`llanilib, ularning so`rilishini tezlashtiradi va og`riqni kamaytiradi. Shuningdek gialuronidaza gematomalarning so`rilishida, plevra va qorin ekssudatlarida, chandiqlarda qo`llaniladi.
Terapiyada ma’lum bir ferment faolligini oshirish uchun kofaktorlardan foydalaniladi. Davolash maqsadida, masalan, yurak kasalliklari, nerv tizimining buzilishi va boshqa holatlarda kokarboksilaza ishlatiladi; FMN teri kasalliklari keratit, kon’yuktivit, nevrasteniya kabilarda qo`llaniladi. Tibbiyot amaliyotida fermentlarning ingibitorlari – spetsifik preparat sifatida foydalaniladi. Proteinazalarning tabiiy ingibitorlari o`tkir pankreatit, artrit va allergik kasalliklarni davolashda keng o`rin olgan. Masalan, pankreatitda – oshqozon osti bezi kasalligida tripsinogenni tripsinga o`tkazuvchi proteinazani faolligini to`xtatish uchun ularning ingibitorlari – trasilol, kontrikal ishlatiladi. Ferment ingibitorlarini kasalliklarida qo`llash enzimoterapiyaning yangi sohalaridan biri hisoblanadi. Enzimologiya ma’lum bir maqsadga yo`naltirilgan dori preparatlarini yaratishda qulay imkoniyat beradi. Masalan, sulfanilamidli birikmalar kokkli infektsiyalarda ijobiy ta’sir ko`rsatadi. Buning asosida esa raqobatli ingibirlanish yotadi, chunki ular kokkli mikroorganizmlar hayot faoliyati uchun zarur bo`lgan substrat analoglari hisoblanadi. Nikotin kislotasi sil batsillalarini rivojlanishi uchun
134
zarur, uning struktura analogi – izonikotin kislotaning gidrazidi (ftivazid) silni davolashda yaxhsi samara beradi. Shuningdek fermentlar yurak qon-tomir kasalliklarini davolash, qonni suyultirishda ham qo`llaniladi. Immobilizatsiyalangan streptokinaza preparati ishlab chiqilgan bo`lib, miokard infarktini davolashga tavsiya etilgan. Kinin sistemasining kallikrein-fermentlari esa qon bosimini ko`tarilishida davolash chorasi sifatida ishlatiladi. So`ngi vaqtlarda onkologik klinikada bakteriya tabiatli fermentlarning dori vositasi sifatida qo`llanilishi alohida o`rin tutmoqda. Yuqorida bayon etilgan misollar fementlarni tibbiyot amaliyotida qo`llash maqsadida o`rganish katta kelajakka ega ekanligini ko`rsatadi. Tibbiyot enzimologiyasini rivojlantirishdagi muvaffaqiyatlar kasallikni oldini olish va davolash hamda yuqori spetsifiklikka ega bo`lgan dori vositalarini yaratishda katta ahamiyatga ega. To`qima autolizi va uning o’simlik va hayvondan olinadigan dori xomashyolari tayyorlashdagi ahamiyati Avtoliz yoki autoliz (grek. Autos – o`zim, lisis – erish) – to`qimaning o`z-o`zidan parchalanishi bo`lib, organizmdan ma’lum bir organ yoki to`qimani ajratib olinganda va boshqarilish jarayonlari yo`qotilganda kuzatilib, ko`proq katabolik o`zgarishlarda kuzatiladi. Avtoliz jarayonining jadalligi ferment miqdori va faolligiga bog`liq. Masalan, dorivor o`simlikni ildizi bo`lsa, u vaqtda undagi ta’sir etuvchi moddalarni sintezi va parchalanish jarayonlari davom etaveradi, ko`pincha sintez ustunlik qiladi. Agar xomashyo tayyorlashda o`simlik ildizidan ajratib olinsa, ta’sir etuvchi biologik faol moddalar parchalanishi va buning natijasida o`simlikning dorivorlik xususiyati pasayishi yoki umuman yo`qolishi mumkin. Shu sababli dorivor o`simliklardan xomashyo tayyorlashda ko`pincha o`simliklar quritiladi: bu bilan u suvsizlantiriladi, ammo bundagi fermentlarning ko`prog`i gidrolazalar sinfiga mansub bo`lganligi sababli, ularning faolligi kamayadi; xomahsyo spirt, atseton bilan ishlov beriladi va fermentlarning 135
suvsizlanishi hamda faolsizlanishiga erishiladi. Ushbu usullar hayvon mahsulotlari xomashyosidan preparatlar olishda keng o`rin egallagan. Avtolizdan ba’zida o`simlik va hayvon to`qimalaridan turli xil farmakologik preparatlar, masalan, aloe preparatini olishda foydalaniladi. O`simlikdan barglari organizmdan ajratib olinib, qorong`ulikda 7-8º haroratda saqlanadi, natijada avtoliz mahsulotlari - ya’ni biogen stimulyatorlar – aminlar, amidlar, turli xil organik kislotalar, azotli asoslarning to`planishi kuzatiladi. Top`langan birikmalar modda almashinuvini ko`p tomonlama oshiradi va organizmning sog`ayishiga olib keladi.
1.
Fermentlar nima va nima uchun ular biologik katalizator deb nomlanadi? 2.
Fermentlarning tasnifi nimaga asoslangan va qanday sinflari mavjud? 3.
Fermentlar tabiatiga xos xususiyatlar nimalardan iborat? 4.
Fermentlarning faollik markazini aniqlash uchun qanday sharoitlat talab etiladi? 5.
6.
Fermentlarning substratli spetsifikligi qanday tuzilgan? 7.
Ko`p shaklli poliferment sistemalar va ularning turlari. 8.
Ferment faolligiga ta’sir etuvchi omillar, aktivator va ingibitorlar. 9.
Immobilizatsiyalangan fermentlarga qaysi fermentlar kiradi va ularning qanday ahamiyati bor? 10.
Fermentlarning xalq xo`jaligida va tibbiyotda qo`llanilishi.
136
4-bob. Nuklein kislotalar 4.1. Nuklein kislotalar, tuzilishi va vazifalari. Nuklein kislotalarning fizik-kimyoviy xossalari Nuklein kislotalarni o`rganish tarixi va ularning umumiy tavsifi. Nuklein kislotalar yangi biologik modda sifatida 1868 yili shveytsariyalik biolog olim Fridrix Misher tomonidan kashf etilgan. U yiringlash jarayonini sababchisi bo`lgan qon elementi – leykotsitlar yadrosidan ajratib olingan fosforga boy birikmaga ―nuklein‖ nomini beradi. Keyinchalik kislota xossasiga ega bo`lgan bu modda ―nuklein kislota‖ deb ataldi. 1891 yilda nemis olimi Kossel nuklein kislotasini gidrolizlab, uning 3 xil komponentdan: purin yoki pirimidinlar qatoriga kiruvchi geterotsiklik azot asoslari, uglevod va fosfat kislotasidan tashkil topganligini, shuningdek, kislotalarning 2 turi mavjudligini aniqladi. Ular tarkibida uglevod komponenti – pentozaning riboza yoki dezoksiriboza bo`lishiga qarab ribonuklein kislota(RNK) va dezoksiribonuklein kislota(DNK) nomini oldi. 3¹ 5¹ - fosfodiefir bog`lari yordamida bog`lanib, mononukleotidlar zanjiridan tashkil topgan yuqori molekulyar moddalarga nuklein kislotalar yoki polinukleotidlar deyiladi. DNK va RNKning hujayra tarkibidagi umumiy miqdori uning funktsional holatiga bog`liq. Masalan, urug` hujayralarida (spermatozoidlar)da DNK hujayra quruq massasining 60% ini, ko`pchilik hujayralarda 1-10 % gacha, muskullarda esa 0,2 % ga to`g`ri keladi. RNK miqdori odatda DNK ga nisbatan 5-10 marta ko`proq. Jigar, oshqozon osti bezi, embrional to`qimalar kabi faol oqsil sintezlovchi to`qimalarda RNK/DNK nisbati 4 dan 10 gacha. Yadrosi shakllanmagan bakteriyalar (prokariotlar) da DNK molekulasi sitoplazmaning maxsus zonasi – nukleoidida joylashgan. Agar u bakteriyaning hujayra membranasi bilan bog`lansa – mezosoma deb aytiladi. Kichik o`lchamli DNK bo`laklari xromosoma tashqarisida joylashgan bo`lsa, bakteriyalarda bunday qismlar – plazmidalar deyiladi.
137
Yadrosi to`la shakllangan hujayralar (eukariotlar) da DNK yadro bilan yadrocha oralig`ida – xromosomalar tarkibida hamda yadrodan tashqari organoidlar (mitoxondriya va xloroplastlar)da bo`ladi. Hujayra DNK sining taxminan 1-3 % yadrodan tashqarida, qolgan qismi esa yadro ichiga joylashgan. DNK ga nisbatan RNK hujayrada bir tekisda taqsimlangan. Bu esa RNK vazifasining turli-tuman ekanligini ko`rsatadi. Yuqori rivojlangan organizmlar hujayrasida RNK miqdorining 11 % i yadroda, 15 % i mitoxondriyada, 50 % i ribosomada va 24 % i gialoplazmada joylashganligi aniqlangan. DNK ning molekulyar massasi tirik organizm qurilishining murakkablik darajasiga bog`liq. Odam va boshqa yuksak organizm hujayralaridagi xromosomalarda DNK giston va giston bo`lmagan oqsillar bilan bog`lanib, hosil qilgan kompleksiga – dezoksiribonukleoproteidlar (DNP) deyiladi. DNK ga nisbatan RNK ning molekula massasi ancha kichik. Bajaradigan vazifasi, molekula og`irligi va nukleotidlar tarkibiga qarab RNK ning quyidagi asosiy turlari farq qilinadi: informatsion yoki matritsali (mRNK), transport (tRNK) va ribosomal (rRNK). Download 4.3 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling