Белоктардың физикалық және химиялық қасиеттері

Белоктар туралы жалпы түсінік

1838 жылы голланд оқымыстысы Мульдер алғашқы рет барлық тірі ағзада кездесетін күрделі органикалық зат "протеин" (белок) терминінің атауын қолданды. Тірі ағзаның құрамына кіретін белоктар немесе протеиндер {protos — бірінші, алғашқы деген грек сөзінен алынған) органикалық қосылыстардың 50%-85% - ын кұрайды.

1871 жылы орыс химигі Н.Н. Любавин (1845-1918) белоктардың амин қышқылдарынан тұратындығын анықтады.

Белоктар цитоплазма мен ядроның негізін құрайды. Олар табиғатта кездесетін органикалық заттардың ішіндегі ең күрделісі. Белоктардың ең қарапайым құрамына мынадай элементтер кіреді:

Көміртегі - 50-55% Оттегі - 21-24% Азот - 15-18% Сутегі - 6-7% Күкірт - 0,3-2,5% Кейбір белоктік заттардың құрамына фосфор кіреді, сондай-ақ аз мөлшерде кейде темір, мыс, йод, хлор бром, кальций, мырыш және т.б. элементтер де кездеседі.

Белоктарға тірі ағзадағы жүретін көптеген негізгі функциялар бағынышты. Мысалы: клетканың өсуі мен дамуы, ас қорыту, көбею, нәсілдік немесе тұқым қуалаушылық қасиеттердің берілуі, тітіркенгіштік, бұлшық еттердің жиырылуы, антигендер мен антиденешіктердің пайда болуы, қайтадан байланыстырумен тіршілікке қажетті заттарды алып жүру және т.б.

Биохимиялық зерттеулердің осы күнгі әдістері

Биохимияның айтарлықтай күшті дамуы, әсіресе соңғы он жылдықтарда айқын байқалады. Оны қамтамасыз етуге алдымен биохимиялык зерттеулерде жаңадан ашылған физико-химиялық әдістерді кеңінен колдануға байланысты.

Биохимияда ғылыми зерттеулердің мүмкіндігін арттыруға ерекше үлес қосқан рентген құрылымдык анализ, электронды микроскопия, газды, сұйықтықты, гельді және капиллярлы хроматография, таңбаланған атомдар әдісі, инфрақызыл және ультракүлгін спектрофотометрия, флуоресцентті және полярографты анализ, электрофорез, молекулярлы елек (сит) әдісі, масс-спектрометрия, гравитациялық жазықтыкта заттарды бөлуде ультрацентрифуганы пайдалану, магнитті-оптикалық айналудағы дисперсиялық әдістер, электронды парамагнитті резонанс, ядролық магнитті резонанс және басқалар.

Биологиялық химияның жетістіктері биология мен физиологияның ары қарай дамуын аныктайды, себебі метаболизмге қатысатын заттардың құрылымдық және химиялық өзгерістерін білмей, оның мәнін анықтауға, көбею, тұқым қуалаушылық, жүйке импульсін жеткізу сияқты биологиялық құбылыстарды басқару әдістерін жетілдіруге болмайды.

Сондай-ақ, қазіргі теориялык физика мен эксперименттің күрделі техникасы ғалымдар алдында әртүрлі қосылыстардың құрылысын танып-білуде шын мәніндегі шексіз мүмкіндіктерді, сонымен қатар, өндірісте қолданылатын, қоршаған орта мен бүкіл әлемде өтетін шексіз көптеген химиялык реакцияларды ашты

Белоктардың физикалық және химиялық қасиеттері

Белоктар үлкен молекулалы органикалық қосылыстар, олар жартылай өткізгіш мембрана не жарғақтан (мал куығынан, целофаннан) өте алмайды. Белоктарды басқа коспалардан диализ аркылы тазарту осындай қасиетіне негізделген.

Молекуласының пішіндеріне қарай белоктар фибриллярлык және глобулярлық болып екіге бөлінеді. Глобулярлык белоктардың құрылымы шағын ғана, олардың полипептидтік тізбектері сфера немесе элипсоид сияқты тығыздала бүктелген болады. Белок глобуласының бетіне негізінен амин қышқылдарының полярлы тобы және зарядталған атомдары жинақталады. Олар сумен әрекеттесуге қабілетті келеді. Глобулярлы белоктардың көпшілігі суда және су ерітінділерінде ериді. Мұндай белоктарға барлық ферменттер, қанның, сүттің белоктары (альбуминдер, глобулиндер және басқалары) жатады.

Фибриллярлық белоктар тұрақты келеді. Суда және сұйық түз ерітінділерінде ерімейді. Белоктағы полипептидтік тізбектер белдік (ось) бойында өзара параллель орналасады, сөйтіп, ұзын талшықтар фибриллдер түзеді. Мұндай белоктардың молекуласы созылған жіп сияқты, өздері екі және көп полипептидтік тізбектерден тұрады. Тізбектері қатты немесе созылмалы жұмсақ келеді және тірі ағзаларда құрылымдық қызмет атқарады. Оларға: коллаген-сіңір, сүйек, тері, тіс және шеміршек сияқты ұлпалардың негізі болып табылады; шашта, жүнде, қауырсында, тырнақта, тұяқта кератин белогы бар, тағы оған жібек фибрионы, кан фибриногені және тағы сол сияқты белоктар да жатады.

Белоктардың кейбір ерекше қасиеттеріне жоғары молекулалық салмағы, жарықты қосарынан сындыруы, электрлік жазықтықта жылжығыштығы жатады. Сонымен бірге поляризацияланған жарықта жазықтықты бұру қабілеті белоктардың арнайы оптикалық қасиетіне тән. Белоктардын, осы көрсетілген оптикалык қасиеттерін, олардың мөлшерін (сандық түрде) анықтауда, молекулалық салмағын есептеуде және т.б. пайдаланады.

Белоктарға тән физикалык қасиеттердің біріне молекулаларының бетіне төмен молекулалы органикалық қосылыстар мен иондарды адсорбциялау (өткізу, қабылдау, copy) қабілеті жатады. Ағзадағы заттардың транспорттық (тасымалдану) қызметі белоктардың осы қасиетімен тығыз байланысты.

Мысалы, кейбір белоктар зат алмасу өнімдерінің тасымалдануын жоғары деңгейде қамтамасыз ете алады.

Белоктар, олардың амин қышқылдары сиякты структуралық элементтері әрі СООН тәрізді қышқыл топтары, әрі NH₂ сияқты негіздік топтары бар болуы себепті амфолиттер немесе амфотерлік электролиттер болады.

Белоктың биологиялық қасиеттері:

 

1)Биокаталитикалық

2)Тасымалдаушы

3)Қорғаушы

4)Жиырылу

5)Құрылымдық

6)Реттеуші

7)Трофикалық

 

Белокты заттар молекулаларындағы электрлік зарядтардың пайда болуы, олардың құрамында кездесетін қышқылдық және негіздік қасиеттерге ие топтарға тығыз байланысты. Қышқылдық қасиеттерді карбоксильді және сульфгидрильді, сол сияқты фенолды гидроксильді топтар көрсетсе, ал негіздік қасиеттерді амин, имин және гуанидинді топтар байқатады. Белок молекуласының құрамының өзгеруі. Ауру кезінде тканьдердің белоктық құрамы өзгереді. Бұл өзгерісті протеинопотия деп атайды. Жүре пайда болған протенопатия барлық потологияда кездеседі, клиникадағы әдістермен көбінесе табыла бермейді. Емдеу үшін белоктардың мөлшерін анықтап бөліп алу керек. Бөліп алу әдісі белоктың химиялық және биологиялық қасиеттеріне негізделген.