ТУРТЛАМЧИ ОКСИЛ СТРУКТУРАСИНИ ХОСИЛ БУЛИШИ

Турли суббирликларни узаро туташиб туришини аминокислоталар колдикларини кутбли гурухлар таъминлайди. Кутбли группалар орасида ионли, водородли, айрим вактларда дисульфидли боглар хосил булиб, суббирликлар узаро мустахкам богланади. Водород богини узувчи моддалар таъсирида, дисульфид богларини кайтарувчи моддалар таъсирида протомерлар дезагрегацияга учрайди ва оксилнинг туртламчи структураси бузилади. Оксил мультимерлари (олигомерлари) купинча жуфт сонли протомерлардан тузилади. (2 дан 4 гача оз микдорда, 6 дан 8 гача 10, 12 гача ва х.) Натижада массаси хар хил булган молекулалар хосил булиб бир неча минг хаттоки 100000 Да тенг булади.

Туртламчи структурага эга булган гемоглобулин 4-суббирликдан, пируватдегидрогенеза комплекси 72 суббирликдан, РНК-полимераза 5 суббирликдан, ЛДГ - 4 суббирликдан иборат булади.

Иккиламчи, учламчи ва туртламчи структуралар бирлашиб макроструктура ёки оксилларнинг конформацияси оксилларнинг фазовий структурасидан иборат.

Оксилларни табиий хоссаларини (эрувчанлик, электрофорез харакати ферментик, гармоник.иммуноактивлик) турли физик ва химиявий таъсирлар натижасида бузилишига (йуколишига) денатурация дейилади.

Денатурация натижасида оксил молекуласининг фазовий конформацияси яъни иккиламчи, учламчи ва туртламчи структураси бузилади, аммо бирламчи структураси сакланиб колади. Денатурация натижасида оксилнинг пептид занжири узилмайди, асосан дисульфид ва водород боглари узилади.

Денатурация уз йуналишига биноан икки хилга булинади: кайтар ка кайтмас.

Оксилларни денатурацияловчи физик ва химиявий таъсирлар иккига булинади:

1. 
   Физик омиллар: киздириш (t⁰-50-60⁰С дан юкори) босим, музлатиш, огир металл ионлари таъсири, ультратовуш ва бошкалар.
   
2. 
   Кимевий омиллар: а) Н+,ОН- ионлари таъсири одатда моддаларнинг рН 4 дан паст 10 дан юкори булганда оксил денатурацияси кузатилади;
   

в) сийдикчил ва огир металлар тузлари таъсирида;

г) хона температурасида оксилларни куритишда улар денатурацияга учрайди.

Денатурация натижасида молекуласи думалок коптоксимон шаклдан чузилиб ипсимон шаклга айланади ва оксиллар агрегацияга учрайди. Агрегатлар узаро бирикиб, катта агрегатга айланиб чукмага тушади. Денатурацияловчи таъсирини тухтатилса баъзи оксиллар кисман ёки умуман уз таъббий холига (натив холига) кайтади. Бундай холат оксилни ренатурацияси дейилади.

Бунга рибонуклеаза оксили мисолида кузатиш мумкин.

Денатурациядан кейин маълум вакт утиши билан рибонуклеаза ферменти кислород таъсирида узининг бошлангич активлигига эга булади ва бунда дисульфид боглари уз холига кайтади. Оксил денатурациясини олдини олиш учун ферментларни ажратиб олиш ва саклаш паст температурада олиб борилади. (0⁰-4⁰С).

Оксилларнинг денатурацияга учрашдан саклаш учун турли химиявий моддалар кулланилади (оддий шакар, глицерин, органик моддалар).

ОКСИЛЛАРНИНГ АЖРАТИБ ОЛИШ ВА ТОЗАЛАШ.

Оксилларнинг хайвонлар тукимасидан макро-организмлардан махсус усуллар ёрдамида ажратиб олинади.

1. Оксилларнинг ажратиб олишда гомогенизация усули.

Оксиллар хайвонлар тукимасидан макроорганизмлардан ажратиб олиш учун аввало тукималар яхшилаб майдаланилади, яъни гомогенизацияланади. Бунда хужайра структураси бузилади оксиллар эритмага утади. Гомогенизация килиш учун куйидаги усуллардан фойдаланилади.

1. 
   Чинни хавончада тукимани кум билан эзиш (майдалаш).
   
2. 
   Поттер - Эльвегай гомогенизаторида майдалаш.
   
3. 
   Шарсимон тегирмончаларда майдалаш.
   
4. 
   Кучли равишда музлатиб кейин, эритиш йули билан.
   
5. 
   Ультратовиш таъсирида майдалаш.
   
6. 
   Босим таъсирида (музлатилган тукимани майда тешикли пулат турдан утказиш).
   
7. 
   Азот гази ёрдамида (азот газини босим остида туйинтирилади кейин кескин босим пасайтирилади. Натижада азот хужайрани осон парчалаб оксилни эритмага утказади.).
   

Кон зардоби оксилини ажратиш учун этил спирти, ацетон, бутил спирти таъсирида чуктирилади. Гомогенатдан тоза холда оксилларни олиш учун хар хил детергентлар ишлатилади. Улар оксил ёг комплексини ва оксил-оксил богларини яхши парчалайди. Оксилларни (ферментларни) тозалашда митохондрия биомембранаси билан ёки хужайра органоидлари билан мустахкам бирикадиган модда тритон Х-100, натрий додецилсульфат ва натрий дезоксихолат ишлатилади.

Бу детергенлар оксил-оксил комплексларини парчалайди ва оксилларнинг туртламчи структурасини бузади.

ОКСИЛЛАРНИ ФРАКЦИЯЛАШ ЙУЛИ БИЛАН АЖРАТИШ.

Оксилларни экстрация килингандан сунг экстрактни центрифигуралаш ёрдамида тукима элементларидан тозаланилади ва эритмага утган оксилларни фракциялаш йули билан ажратилади. Хозирги пайтда куйидаги усуллар билан оксиллар фракцияларга ажратилади: тузлар таъсирида чуктириш.

Иссиклик таъсирида денатурациялаш усули органик эритувчилар ёрдамида чуктириш, хроматография, гельфильтрация, электрофорез, ультрацентрифугалаш усуллари билан оксиллар фракциялари ажратилади.

ОКСИЛЛАРНИ ТУЗЛАР ТАЪСИРИДА ЧУКТИРИБ АЖРАТИШ.

Оксилларни ишкорий ва ишкорий ер металл тузлари таъсирида чуктириб фракцияланганда улар уз хоссаларини саклаб колади, чунки диализ ёки гельфильтрация усули билан оксил чукмасидан тузлар ажратиб олинса оксил эритмага утади. Бу усул биологик активликка эга булган ферментларни ажратиб олишда катта ахамиятга эгадир.

Клиник лабораторияларда кон зардобига глобулин оксиларни ажратиб олишда аммоний сульфатни ярим туйинган эритмаси ёрдамида альбумин оксилларни эса тула туйинган эритма таъсирида чуктириб ажратиб олинади. Тузлар билан оксилни чуктиришда оксилнинг табиати тузларнинг концентрацияси хамда эритмани рН ва температурада ахамиятга эга булади.
ДИАЛИЗ УСУЛИ.

Юкори молекулали моддалар таркибидаги кичик-кичик молекулали моддаларни ярим утказгич мембраналар ёрдамида ажратиш усулига диализ дейилади.

Диализ усули коллоид заррачаларни ярим утказгич мембраналардан утмаслигига асосланган. Ярим утказгич мембраналарга каллодий, целофан пергамент когозлари мисол булади.

Инсон ва хайвон организмида буйракдаги Боумен - Шумлянский капсуласининг пардалари хам ярим утказгувчандир. Диализ учун ишлатиладиган асбобни диализатор дейилади. Оддий диализатор сифатида коллодий ва целофан копчаси ишлатилади. Чуктириб ажратилган оксил чукмасини коллодий ёки целофан халтачасига солинади ва халтача дистилланган сув солинган идишга туширилади. Бунда вакт утиши билан халтача ичидаги кичик молекулали моддалар (тузлар) халтача ташкарисидаги дистилланган сувга чикади. Оксил эса ярим утказувчи парда тешикчаларидан утолмайди ва халтача ичида колади. Оксиллар аралашмасини ион алмашувчи адсорбцияловчи хроматография, гельтфильтрациялаш ва афинн хроматография ёрдамида хам фракцияларга ажратилади.

А) ионалмашув хроматографияси.

Бу усулда икки хил ион алмаштирувчи адсорбентлар сифатида ишлатилади.

1. 
   Кучли ва кучсиз асосли анион алмаштирувчилар. Буларга полистрол ва целлюза хосилалари киради.
   
2. 
   Катион алмаштирувчи полистиролларга сульфат бирикмалари ва карбоксилметилцеллюза киради.
   

б) Адсорбцион хромотография.

Бу усулда адсорбент сифатида активланган кумир ва алюмин оксиди ишлатилади. Адсорбент колонкага солиниб, эритувчи куйилади ва оксил эритмаси солинади, бунда оксил адсорбент билан бирикади. Сунгра оксил фракциялари турли рН ли буфер эритмалари ёрдамида ажратиб олинади.

Оксилларнинг фракцияларга ажратишда таксимланувчи хромотография усулидан фойдаланилади. Таксимланиш хроматографияси адсорбцион хроматографияни тури булиб, адсорбент сифатида хроматография когози, крахмал, силикагель ва бошкалар ишлатилади.

в) Гель хроматографияси.

Бу усулда хар хил геллар ишлатилади, масалан: декстриндан тайёрланган, турли маркадаги сафадекслар, декстрон - юкори молекулали глюкоза колдикларидан таркиб топган полимер моддадир, уни ишкорий мухитда эпихлоргидрин билан реакцияга киритилса гел хосил булади. Полиакриламид гелини хосил килиш учун сувда яхши эрийдиган мономер акриламид олиб бу функционал реагентлар иштирокида полимерлаштирилади.

Оксилларни молекулалари катта ёки кичиклигига караб гелхроматография колонкасига гел тулдирилиб ундан оксиллар аралашмаси утказилса аввало кичик молекулалик оксиллар гел говаклари оркали, гел заррачасининг ичига кириб диффузияланади.

Йирик молекулали оксиллар бу говакчадан утолмайди, улар заррачанинг ташкарисида колади ва эритма билан колонкадан окиб чикади.

г) Афинн хроматография.

Бу хромотография усули куйидаги принципларга асосланган булади: ажратиб олиниши лозим булган оксилга специфик булган модда Z-лигандда эримайдиган М моддасига мустахкам килиб бириктирилади. Шундай килиб, тайёрланган МZ-адсорбенти хроматография колонкасига солинади ва у оркали оксил аралашмаси утказилади. Бунда Р оксили специфик адсорбент билан бирикади. MZ+P=MZP. Сунгра колонка яхшилаб ювилади ва бириккан Р-оксилининг бирикмасини диссоциация килувчи эритма билан ажратиб колонкадан чикарилади.

Бу усул буйича оксиллар электр майдонида хар хил харакатланиш тезлигига асосланиб фракцияларга булинади. Филтр когозида утказиладиган электрофорез усули ёрдамида инсон кон зардобидаги оксилларни 6 фракцияга ажратиш мумкин. Когозда утказиладиган электрофорездан ташкари хозирги вактда крахмал гели, полиакриламид ва целлюлозада оксилларни электрофорез ёрдамида фракцияларга булиш ва ажратиш мумкин.

Филтр когози урнига юкорида курсатилган моддалар оксил электрофорезда ишлатилган кон зардоби оксилларини купрок фракцияларга ажратиш мумкин. Масалан: крахмал гелида 10 та, полиакриламид гелида 18 та оксил фракциялари олиш мумкин. Электрофорез ёрдамида ажратилган оксилни аниклаш учун когоз ва геллар бромфенол ёки 10 амид кора буёги билан ва бошка оксил билан ранг берувчи реактивлар билан ишланади.

ОКСИЛ СТРУКТУРАСИНИ УРГАНИШ УСУЛЛАРИ.

Оксилларнинг гомоген холда ажратиб олиш уларнинг бирламчи, иккиламчи, учламчи ва туртламчи структурасининг урганишига имконият тугдиради. Оксилнинг аминокислота таркибини аниклаш учун оксили тула аминокислоталарга гидролиз килинади ва анализаторлар ёрдамида аминокислоталарида текширилади.

Оксилнинг иккиламчи структурасини эса изотоп алмашиниш усули, ультрабинафша ва инфракизил спектроскопи усуллари ёрдамида аникланади. Бу усуллар полипетид занжирини спиралланиш даражасини аниклашда имконият беради. Оксилнинг учламчи ва туртламчи структураси - электрон микроскоп ва ренгеноструктура анализи ёрдамида аникланади.

ОКСИЛЛАРНИНГ КЛАССИФИКАЦИЯСИ ВА НОМЕНКЛАТУРАСИ.

Оксилларнинг таркиби ва структураси етарли урганилмаганлиги сабабли уларнинг айрим белгиларига караб, ажратиб олинган манбаига караб номланган. Физик-кимевий хоссаларига, структура ва функциясига караб оксиллар синфланади.

Оксиллар кимевий таркибига караб икки катта группага булинади.

1. 
   Оддий оксиллар.
   
2. 
   Мураккаб оксиллар.
   

Оддий оксилларга гистонлар, протаминлар, глютелинлар, альбуминлар мисол булади. Хозирги вактда оксиллар биологик функцияси караб куйидаги группаларга булинади.

1. 
   Ферментлар. Масалан: пепсин, трипсин.
   
2. 
   Транспорт оксиллар. Масалан: кон зардобидаги альбуминлар.
   
3. 
   Озука функцияси бажарадиган оксиллар. Масалан: тухум альбумин, казеин.
   
4. 
   Кискарувчи оксиллар. Масалан: актин, миозин.
   
5. 
   Структура (курилиш) оксиллари. Масалан: кератин, коллаген.
   
6. 
   Химоя функциясини бажарувчи оксиллар. Масалан: антителолар, токсин.
   
7. 
   Бошкарувчи функцияли оксиллар. Масалан: инсулин, адренокортикотроп гормони.
   

1. 
   Глобуляр оксиллар - сувда яхши эрувчан;
   
2. 
   фибрилляр - сувда эримайдиган оксиллар.
   

Оксилларнинг спецификлик ва биологик хосаси уларнинг бирламчи структурага боглик булади. Агар бирламчи структурадаги бирорта аминокислота колдиги урнига бошка аминокислота колдиги алмаштирилса оксилларнинг спецификлик ва биологик активлиги йуколади, функцияси ва хоссаси узгаради.

Масалан: гемоглобин таркиби 600 аминокислота колдигидан ташкил топган булиб шундан битта аминокислота колдиги урнига бошка аминокислота алмаштирилганда гемоглабин кислород ташиш хоссасини йукотади. Бу эса анемия (камконлик) касаллигига олиб келади. Эритроцитлар сферик шаклидан уроксимон шаклга утади. Молекуласи 5250000 аминокислота колдиги булган вирус оксилининг учта аминокислотаси алмаштирилса зарарсиз вирус улим чакирувчи вирусига айланади.

Оксилларнинг биологик активлигини уларнинг бирламчи структурасига боглик булади.

Турли хайвонлар инсулини углевод алмашувида бир хил функцияни бажаради. Аммо бу инсулин оксиллари узаро битта ёки иккита аминокислота колдиги бошка аминокислотага алмашганлиги билан фарк килади. Турли хайвонлар инсулининг А-полипептид занжирида 8-нчи, 9-нчи ва 10-нчи уринларида аминокислота колдигини бошка аминокислоталарга алмашганлиги билан бир-биридан фарк килади. Шу билан бирга хар хил хайвонлардан олинган инсулин оксилларининг В-полипептид занжирини С-охиридаги аминокислота колдигини бошкача булади. Инсулин молекуласи А ва В полипептид занжиридан куйидаги схема буйича тузилган.

21

____________________________________А занжири

S S

30

Инсулин А-полипептид занжирида 21 аминокислота В-занжири эса 30 аминокислота колдигидан тузилган. Бу икки полипептид узаро иккита дисульфид боги билан богланган булади. Турли хайвон инсулининг А-полипептид занжиридаги аминокислота колдикларини узаро фаркланиши.

Турлари	Аминокислота колдигини номерлари
	8	9	10
Одам	Тре	Сер	Иле
Бука	Ала	Сер	Вал
Чучка	Тре	Сер	Иле
От	Тре	Гли	Иле
Куй	Ала	гли	вал
Кит	Тре	Сер	Иле

Оксил гидролизати

Оксилларнинг бирламчи структурасидаги фарки электрофорез хроматография усули ёрдамида аникланади. Оксилларнинг ферментлар (трипсин, химотрипсин) ёрдамида кисман гидролиз килингандан сунг гидролизатдаги пептидлар аввало электрофорез усули ёрдамида группаларга ажратилади. Сунгра бу пептид группалари хроматография усули билан индивидуал пептидларга ажратилади. Электрофорез хроматография квадрат формали фильтр когозида утказилади. Шундай килиб «пептид картаси» олинади. Фильтр когозини органик эритувчи ердамида куритилади ва нингидрин ацетондаги эритмаси билан буйалади ва пептидларнинг бинафша рангли доглари хосил булади. Шундай килиб «пептид карталари» хосил булади.

Турли оксил гидролизатларидан олинган, «пептид карталарини» солиштириб уларнинг бирламчи структурасидаги фарки аникланади.

Турли оксиллар хар хил спецификлигига караб организмда турлича иммунологик реакцияларда иштирок этади. Одам ва хар хил хайвон инсулининг В-полипептид занжирини С-охиридаги аминокислоталар колдиги куйидагича булади.

Оксилларнинг биологик хоссаси (ферментлар, гормонлар, антителалар, антигенлар ва бошкалар) уларнинг молекула конформациясига боглик булади.

Биологик актив оксил молекуласи нормал шароитда оддий температурада, нейтрал рН да маълум информацияга эга булади. Оксилнинг актив конформацияга уни ажратиб олинишда полипептид занжирини узилмаслигига, денатурацияга учрамаслигига боглик булади.

Актив оксил конформациясини узгариши кисман ёки тулик биологик хоссасини йукотишига олиб келади. Бунда водород, дисульфид, ион ва бошка боглар узилади.

Оксиллар функцияси бажарган вактида уларнинг молекуласида конформацион узгариш кузатилади. Масалан: гемоглобин молекуласи кислород билан бирикканда унинг биринчи суббирлигида конформацияси узгаради бу эса уз навбатида гемоглобинни молекуласининг колган суббирликларида конформацион узгаришга олиб келади. Натижада колган суббирликлар кислородга булган мойиллик ортади.

Ферментлар каталитик функция бажариш вактида молекула конформацияси узгаради. Бунда молекулада «чунтак» хосил булади. Натижада ферментнинг актив марказига субстрат бирикади ва фермент-субстрат комплекси хосил булади.
Бу чунтакка S (субстрат) кириб жойлашади ва натижада каталитик реакция тезлашади. Музлатилган оксил ва фермент конформацияси узгармайди. Бунда оксил функцияси вактинча тухтайди. Агар оксил аста-секин эритилса оксил молекуласини конформацияси узгариши хисобига биологик функцияси кайта тикланади.

ОКСИЛЛАРИНИНГ СТРУКТУРАСИ ВА КУП МОЛЕКУЛАЛИ ОКСИЛЛАРНИНГ СТРУКТУРАСИНИ УЗАРО ЙИГИЛИШИ.

Тери, соч, тирнок, муйна ва шохлар таркибига структурали оксиллар киради, улар таянч тукималарни хосил булишда иштирок этади. Жумладан бирикувчи тукима, тогай ва суяклар глобуляр оксилига караганда оддий структурада булади. Оксил структурасининг полипептид занжири ( кератин) Х -спираль шаклиада арконга ухшаш булади ёки уч толали кабелга ухшашдир, хар кайси тола альфа-спиралдан ташкил топган булади. Бошка структурали оксил β-кератин кисман фибрин шаклида булиб, полипептид занжирининг конформацияси β-структурага эга булади ва каватма-кават холда жойлашади. Бириктирувчи тукима оксиллари коллаген ва эластин асосий структура оксиллари хисобланади. Коллаген оксилини полипептид занжири уч тармокли спирал структурага эга. Фибрилляр оксиллар уч хил структура даражасига эга булади.

1. 
   Бирламчи структура.
   
2. 
   Иккиламчи структура: полипептидларни кисман альфа-спираль ва β-конформация эга булиши.
   
3. 
   Фибрилляр оксилларнинг учкиррали конформацияси оксилларнинг специфик биологик функциясини бажаришига мойилдир. Оксилларга хар хил химик ва физик таъсир килинганда (органик эритувчилар, сийдикчил, детергентлар, рН - мухит узгартириш, юкори концентрацияли нейтрал тузлар эритмаси, меркаптоэтилен ва бошкалар) молекула таркибидаги суббирликларнинг диссоциялайди.
   

Ташки мухит таъсирсиз уз-узидан йигилишига тамаки мозайка вируси оксилини мисол килиб курсатиш мумкин. У бир молекула РНК ва 2130 оксил суббирлигидан ташкил топган. Бу суббирликлар РНК занжири атрофида айланиб уралган булади.

Детергентлар таъсирида РНК ва оксил суббирликлар ажралиб кетади. Агар детергент олиб ташланса ажралган РНК ва оксил суббирлиги бирикиб яна оксилнинг туртламчи структураси тулик тикланади, ва хамма физик хоссалари биологик функцияли уз холатига кайтади.

ТУРЛИ АЪЗО ОКСИЛЛАРИ ФУНКЦИЯСИГА КАРАБ ХАР ХИЛ БУЛИШИ, ОНТОГЕНЕЗДА ВА КАСАЛЛИКЛАРДА АЪЗОЛАРНИНГ ОКСИЛ ТАРКИБИ УЗГАРИШИ.

Хар бир аъзонинг оксил таркиби унинг бажарадиган функциясига боглик. Масалан: мускуллар, кискаришда иштирок этадиган оксилларни узида тутади. Жигар оксиллари эса унинг функциясини бажаришига мослашган. Жигар таркибидаги оксил, аминокислоталар, ёг, углевод алмашуви, ферментлари ва турли захарли моддаларни зарарсизлантирганда иштирок этади. Структура оксиллари таянч функциясини бажаради. Организмнинг индивидуал тараккиётида (онтогенез) оксил таркиби узгариб боради. Эмбриогенез даврида жигардаги купчилик ферментлар бутунлай булмайди ва бола тугилгандай кейин жигарда хамма ферментлар синтезлана бошланади. Янгидан хосил булувчи ферментлар она сутини биринчи маротаба кабул килишига боглик булади. Илгари булмаган ферментларни хосил булиши она сутидан оддий овкат истеъмол килиш даврига тугри келади. Онтогенез даврида ферментларнинг изофермент спектри узгаради. Масалан: жигар эмбриондаги бешта фосфо фруктокиназа изоферментларидан иккитаси учрайди (катта одамларда эса бешта изофермент булади). Шундай килиб индивидуал тараккиёт (онтогенез) учун фермент шакллаларини узгариши хосдир. Оксилларнинг таркиби турли касалликларда узгаради. Бунга кон плазма оксилларни узгаришини мисол килиб курсатиш мумкин. Шунинг учун клиник биокимеда кон зардоби оксилларнинг текшириш катта диагностик ахамиятга эга.

Биологик актив пептидлар таъсирига кура куйидаги турт группага булинади.

1. 
   Гормонал активликка эга булган пептидлар (вазопрессин, окситоцин, адренокортикотроп, глюкагон, кальцитонин, меланинстимулловчи гормон, рилизинг фактори ва бошкалар).
   
2. 
   Овкат хазм килишда иштирок этувчи пептидлар (гастрин, секретин ва бошкалар).
   
3. 
   Вазоактив пептидлар.
   
4. 
   Нейропептидлар.
   

Асп-Арг-Ван-Тир-Иле-Гис-Про-Фен

Брадикинин - полипептид булиб куйидаги тузилишига эга:
Коллидин - декапетид булиб актив булмаган плазмин оксилидан кининоген хосил булади ва брадикининдан охирги аминокислота колдиги билан фарк килади.

Хамма хайвон тукимасида ва кисман усимликларда кичик молекулали трипептид глутатион куп микдорда таркалган булади. Глутатион (γ -глутамил-цистеин-глицин) У кайтарилган ва оксидланган шаклларда булади. Уларни кискартирилган холда куйидагича GSH G-S-S-G ёзилади. Баъзи пептидларни хотира, куркиш. уйку ва бошка ходисаларнинг биокимевий механизмда иштирок этади. Хозирги вактда 150 дан ортик нейрпептидлар маълум булиб улар асосан бош мияда учрайди. Уларнинг иккита вакили энкефалинлар ва эндорфинлар дейилади. Булар метионин энкефалин ва лейцин-энкефалинга булинади.

Бу пептидлар асосан С-охирги аминокислота билан фарк килади. Бу пептидлар огрик колдирувчи таъсирига эга ва улар доривор модда (препаратлар) сифатида ишлатилади. Энкефалинлар - пентапептидлар булиб В-липотроп аминларни фрагменти хисобланади.

ХУЛОСА.

Шундай килиб оксиллар организмда жуда куп хилма хил вазифаларни бажаради: организмнинг курилиши ва унда содир буладиган хамма биологик жараёнлар албатта оксиллар фаолияти билан боглик. Кимёвий жихатдан - аминокислоталардан таркиб топган полимер. Бирламчи, иккиламчи, учламчи, туртламчи структураларга эга. Молекуласи фибрилляр ёки глобуляр шаклга эга.

Сувда эрийди, амфотер хоссага эга. Оксил эритмаси чин эритма, аммо коллоид хоссага эга. Оксилларни эритмадан турли хил усуллар ёрдамида ажратиб олиш мумкин, диализ ёрдамида паст молекулали моддалардан тозалаш мумкин.

Кимёвий таркибига кура улар оддий ва мураккаб оксилларга булинади. Оксилларнинг турларга ва оъзаларга хос спецификлиги уларнинг бирламчи структураси билан боглик. Организмнинг оксил таркиби онтогенез давомида узгариб боради.

Турли аъзоларнинг оксил таркиби шу аъзоларнинг бажарадиган иши (функцияси) билан боглик.

III БОБ. ФЕРМЕНТЛАР
Ферментлар деб организмдаги кимёвий реакцияларни тезлаштирувчи биологик фаол оксилларга айтилади.

Лотинча «Ферментум» ачитки ёки «энзим» юнонча «ен» - ички, «зим» томизги маъносини билдиради.

Ферментлар ташки мухитдан тушган ва организмнинг узида хосил булган моддаларнинг угаришини амалга оширади. Овкат моддаларнинг узлаштирилиши ва уларнинг кейинчалик ишлатилиши, юкори молекулали бирикмалардаги кимёвий энергиянинг биологик оксидланиш даврида ажралиши ва хужайра хамда тукималарнинг ривожланиши ва такомилланиши даврида структур элементларининг хосил булиши ферментларнинг бевосита иштироки остида боради

Ферментатив реакциялар асосида моддаларнинг узгариши организм хаёт, фаолиятининг материал ва энергетик асосини ташкил этади, шунинг учун ферментлар хаёт жараёнларини характлантирувчилари булиб хисобланадилар.

Ферментлар анорганик катализаторлардан фарки юкори активликдан иборат булиб юмшок шароитларда фаоллик курсатадилар (паст температура, нормал босим, рНнинг маълум кийматлари ва бошкалар).

Тирик организмларда ферментатив реакциялар тезлиги харорат ортиши билан ортади. Температуранинг маълум даражасига етгандан кейин, хароратнинг ортиши ферментлар фаоллигини пасайтиради.

Ферментатив реакция максимал фаол кечадиган харорат ушбу фермент учун оптимал харорат деб юритилади. Купчилик ферментларнинг таъсири учун оптимал температура 37°Сга якин (соглом одам .тана харорати).

Масалан: оксил ва крахмалнинг кислоталар таъсирида гидролизи 100°Сда бир неча соат давомида кечади, фермент таъсирида эса 37°Сда бир неча дакикада содир булади. Н₂О₂ нинг темир ионлари билан парчаланиши секин боради, каталаза ферменти таъсирида эса жуда тез кечади ва ферментдаги 1мг темир 10 тонна анорганик темирнинг урнини босади.

Ферментатив реакцияларнинг тезлиги фермент микдорига тугри пропорционал, лекин анорганик катализаторлар бундай хусусиятга эга эмас.

Ферментлар анорганик катализаторларда учрамайдиган юкори спецификлик хусусиятига эгадирлар.

Хар бир фермент битта ёки бир неча турдаги реакциялар гурухини тезлаштиради. Анорганик катализаторлар бир неча реакцияларда иштирок этишлари мумкин, чунки спецификлик хусусиятига эга эмасдир.

Ферментлар учун хос булган катор хусусиятлар уларнинг оксил табиати билан богликдир, бу хусусиятларига термолабиллик, оптимал рН кийматида фаоллигини намаен килиши, ферментларнинг активланиши ва ингибирланиши. Ферментатив катализ механизми анорганик катализаторлардан узи

нинг кооперативлиги ва ферментатив таъсир боскичларга билан руй бериши билан фаркланади.

Ферментлар молекуласининг сиртида купгина зарядланган гурухлар мавжуд. Фермент молекуласининг умумий заряди манфий ва мусбат зарядланган гурухларнинг йигиндиси билан белгиланади. Мухитнинг узгариши заряднинг мусбат еки манфий тамон узгаришига олиб келади. Мухитнинг маълум рН кийматида оксил заррачаси электро нейтрал холатга келади, яъни манфий ва мусбат зарядлар сони тенг булиб колади ва фермент молекуласи зарядга эга булмайди, яъни изоэлектрик нуктада булади. Ягона шундай холатда ферментнинг актив маркази узининг фаоллигини намаен кила олади.

Купчилик ферментлар юкори тургунлик ва фаолликка изоэлектрик нукта ёки унга якин булган шароитда эга буладилар. Мухитнинг кескин узгариши молекула конформациясининг узгаришига олиб келади; денатурация ва ферментнинг ноактивланишини вужудга келтиради. Ферментатив фаоллик энг юкори булган нукта ферментнинг оптимал рНи деб аталади. Хужайра ичида жойлашган ферментлар одатда нейтрал мухит (рН 7,0), яъни тана суюкликлари эга булган рН кийматига эгадирлар. Пепсин каби хужарадан ташкарида фаоллик курсатувчи ферментлар оптимум рНга кислотали мухитда эга. Мухитнинг ишкорий тамон узгариши пепсин ферментининг активлигини йукотишига олиб келади. Аксинча, сулак амилазаси кучсиз ишкорий шароитда активлигини намаен килади. Демак, хар бир фермент учун оптимал рН мухит тугри келади ва унинг киймати ферментнинг апофермент кисмининг изоэлектрик нуктасига боглик.

Ферментатив реакциянинг тезлигини температурага богликлиги.

Ферментатив реакцияларнинг тезлиги харорат ортиши билан ортади. Реакция тезлигининг хароратга богликлиги Вант - Гофф конуни билан таърифланади. Хароратни хар 10 градусга ортиши реакция тезлигини 2-4 маротаба ортишига олиб келади. Бундай холат пироген даволаш усулида кулланади. Масалан: асаб тизимининг баъзи шаклларида тана хароратини сунъий равишда ортириб нерв хужайраларидаги ферментатив реакциялар тезлиги кескин равишда кучайтирилади.

Лекин маълум хароратга етгандан кейин фермент фаоллиги пасаяди. Ферментатив реакция утаетган пробиркада харорат 50-60 градусдан ортса энзимнинг апофермент кисми денатурацияга учраб реакция тезлиги пасаяди. Ферметнтатив реакция энг тез булган температура ушбу фермент учун оптимал температура хисобланади. Купчилик ферментларнинг таъсири учун оптимал температура 37°С (соглом тана температураси) га тенг. Харорат пасайиши ферментатив реакция тезлигини сусайишига олиб келади. Бундай холат лаборатор текширувларида кенг кулланади. Биологик субстратларнинг паст хароратда саклаш ушбу хоссага асосланган.

Ажратилган аъзоларни совутишдан улардаги модда алмашинувини пасайтиришда кулланилади, тукима ва суюкликларни яхлатилган холатда ёки паст температурада саклаш аутокаталитик парчаланишнинг олдини олиш усули булиб колди.

Ферментатив реакциялар одатда субстрат концентрациясининг куп булган холатларида кечади. Бундай шароитларда реакция тезлиги мухитда мавжуд булган фермент микдорига пропорционалдир. Бу пропорционаллик маълум чегарагача сакланади, ундан ташкарида субстратнинг етишмаслиги натижасида реакция тезлиги пасаяди. Субстрат концентрацияси ортганда реакция тезлиги аввал ортади, кейин эса доимий булиб колади. Агарда ферментларни кетма-кет субстрат концентрациясини ошириб инкубация килинса, хар гал реакция тезлиги ортади: аввал жуда тез, кейин секинрок ва нихоят максимал даражага етади, яъни - Vмакс, максимал реакция тезлигига тугри келади.

Михаэлис константасининг К_М киймати ушбу реакция учун реакцияда катнашаятган реакция тезлигини таъминлаб берган субстратнинг концентрациясига тенг, максимал Vмакс/2

Куп субстратлардан бир ёки бир неча кимёвий тузилиши жахатидан ухшаш булган субстратларни танлаб олиш хусусиятига ферментларнинг спецификлиги дейилади. Ферментларнинг юкори спецификликка эга булиши кимёвий реакциялардан факат баъзиларини танлаб олади ва шунинг учун метаболик жараёнларни умумий йуналишини купинча аниклайди.

Куйидаги спецификлик турлари тафовут этилади:

1.абсолют спецификлик

2.абсолют-группавий спецификлиги

3.нисбий группавий спецификлиги

4.стериокимёвий спецификлик

Абсолют спецификликка факат битта субстратга таъсир эта оладиган ва ухшаш булган молекулалар билан таъсир этмайдиган ферментлар эгадир. Масалан: уреаза, аспартаза, аргиназа ва бошкалар.

Абсолют-группавий спецификлигига бир хил типда тузилишга эга булган субстратларга таъсир этадиган ферментлар киради. Масалан: глюкозидаза, карбоксипептидаза.

Нисбий -группавий спецификлигига кимёвий бог турига нисбатан специфик булган ферментлар киради. Масалан: липаза, эстеразалар триглицерид, диглицерид, моноглицерид молекуласидаги мураккаб эфир богларини узадилар ва бошкалар. Кенг спецификлик хусусиятига пепсин, химотрипсин, трипсин ва бошка протеолитик ферментлар эга.

Стрериокимевий спецификликка факат бир фазовий изомерга таъсир этувчи ферментлар эгадир. Масалан: аминокислоталарнинг L-оксидаза ёки Д-оксидазалари факат тегишли изомерларгагина таъсир этадилар.

Ферментларнинг специфик таъсири 2 гипотеза ёрдамида тушунтирилади: Фишер гипотезаси - фермент ва субстрат бир-бирига калит кулупга мос келганидек мос келиши керак. Кошланд гипотезаси -мажбуран мос келишлик, баъзан фермент узининг конформациясини узгартириш ва субстратига мос келиши мумкин. Буни кулпайпок ва кафт мисолида тушунтириш мумкин.

Бошка усул - катализланувчи реакция номига -аза суффикси кушилади. Масалан: дегидрогеназа водороднинг ажралиб чикиш реакциясини, гидролаза - гидролиз реакциясини, трансфераза кимёвий гурухларни утказиш реакцияларини катализлайди. Юкорида келтирилганларга карамасдан баъзи ферментлар узларининг травиал номларини саклаб колганлар: трипсин, пепсин, каталаза, уларнинг номи катализланувчи реакция турига, шунингдек субстратнинг номига тугри келмайди. 1961-йилда 5 халкаро биокимёгарлар конгрессида ферментларнинг таснифи ва номенклатураси кабул килинган ва унинг асосига љуйидаги томайиллар куйилган:

ферментнинг номи уз ичига олиши керак:

- субстрат номини

- кофермент номини

- катализланувчи реакция турини

Масалан, ушбу номенклатура буйича ЛДГ куйидагича номланади: L-лактат-НАД-оксидоредуктаза. Бу номда бирданига 3 хусусият уз аксини топган:

субстрат лактат (сут кислота);

кофермент НАД;

реакция тури - субстрат ва водород акцептори (НАД) уртасида оксидланиш ва кайтарилиш реакцияси. Хар бир ферментга барча ферментлар руйхатида алохида номер (шифр) берилган. Масалан, лактатдегидрогеназа 1.1.1.27 шифрига эга. Биринчи ракам синфнинг номерини, иккинчи - синфчанинг, учинчи - кенжа синфнинг, туртинчи - курсатилган гурухда эгаллаган урнини курсатади.

Ферментларнинг таснифи каталитик таъсирга учраётган реакция турига асосланган. Барча ферментлар 6 синфга булинадилар:

1.Оксидоредуктаза

2.Трансфераза

3.Гидролаза

4.Лиаза

5.Изомераза

Ферментларнинг хар бир синфи индивидуал узгаришларга боглиљ равишда яна кичик синф, кенжа синфлар булинади.

1.ОКСИДОРЕДУКТАЗАлар (дегидрогеназалар). Ушбу синф ферментлар 14 гурухга булинади. Улар хужайрадаги оксидланиш-кайтарилиш реакцияларини катализлайди ва водород атоми, электронларни субстратдан охирги акцепторга утказувчи куп боскичли реакцияларни амалга оширадилар.

2.ТРАНСФЕРАЗАлар. Гурух ва молекуляр колдик ларни бир бирикмадан иккинчисига утказиш реакцияларини тезлаштирадилар. Фосфотрансфераза, аминотрансфераза, метилтрансфераза, формилтрансфераза ва бошкалар тафовут этилади ( 200 фермент).

3.ГИДРОЛАЗалар. Ферментлар сув бириктириш йули билан органик моддаларнинг парчаланиш реакцияларини тезлаштирадилар. 9 гурухи мавжуд, 169дан ортиљ ферментлар киради. Уларга мисол була олади: эстеразалар, гликозидазалар, пептидазалар, амилазалар ва бошкалар.

4.ЛИАЗАлар. С-С, С-N, С-О ва бошка богларни узиш оркали органик моддаларнинг ногидролитик парчаланиш реакциясини катализлайди. Бу синф уз ичига 9 гурухни олади. Уларга киради:

углерод-углерод лиазалар (С-С)

углерод-кислород лиазалар

углерод-азот лиазалар

5.ИЗОМЕРАЗАлар. Ички молекуляр узгариш жараёнларини тезлаштирадилар (водород, фосфат ва ацил гурухларини ташиш, куш богларни урнини узгартириш ва бошкалар). Масалан: триозафосфатизомераза, фосфоглицеромутаза ва бошкалар. Бу синф 9 гурухга булинади.

6.ЛИГАЗАлар (синтетазалар). Биосинтетик жараённи амалга ошириш учун донор, энергия сарфи билан кечадиган органик моддалар синтези реакцияларини тезлаштиради (масалан энергия донори булиб АТФ хисобланади). Синф уз ичига 7 гурух ферментларни олади. Лигазалар, С-С, С-N, С-О богларнинг хосил булишини катализлайди (масалан оксил синтезида катнашувчи ферментлар).

5.3.Ферментлар фаоллигини улчаш бирликлари.

Ферментатив реакция тезлигининг фермент концентрациясига богликлиги табиатан чизикли булади. Фермент микдорини купчилик холларда абсолют микдорлар (масалан, граммлар хисобида) улчаш мумкин булмаганидан реакция тезлигининг фермент микдорига чизикли тарзда богликлигига асосланган шартли бирликлардан фойдаланишга тугри келади.

Фермент бирлиги (Е) деб 1 мкмоль модданинг 1 мин ичида химиявий узгаришга учрашини катализлайдиган фермент микдорига айтилади. Тукималардаги фермент бирликларининг сони мана бундай формулага мувофик аниљланилади:

--------------------------------------------------------- = пЕ

тукима намунаси, г х инкубация вакти, мин
Масалан, лактатдегидрогеназани аниклаш учун 100мг жигар тукимаси олинган эди, тортиб олинган шу намуна субстрат эритмасига 15 минут давомида инкубацияланди ва 210 мкмоль махсулот хосил булганлиги топилди, демак, жигарда тукимасининг хар бир граммига 140 бирлик лактатдегидрогеназа бор.

Купинча ферментнинг солиштирма активлиги аникланилади: Солиштирма активлиги намунадаги фермент бирликларининг шу намунадаги оксил (мг хисобида олинган оксил) массасига булинган сонига тенгдир. Масалан. 1г жигар тукимасида 140 бирлик лактатдегидрогеназа ва 200 мг оксил булса, бу холда жигардаги лактатдегидрогеназанинг солиштирма активлиги 140/200=0,7 (мкмоль/мин)мг булади. Солиштирма активликдан ферментларни тозалаш вактида, айникса куп фойдаланилади: чет оксиллар чикариб ташланган сайин препаратда ажратиб олинаётган фермент улуши ортиб боради, демак, солиштирма активлик хам кучайиб боради. Солиштирма активликнинг ортиб боришига караб тозалаш айрим боскичларнинг самарадорлигига бахо берилади.

Тозаланган, индивидуал фермент булса, унинг моляр активлигини улчаш мумкин: моляр активлиги намунадаги фермент бирликларининг микромоллар хисобида ифодаланган фермент микдорига булинган сонига тенгдир. Масалан, таркибида 0,002 мкмол фермент булган фумараза эритмасида 240 бирлик фермент (мкмол/мин хисобида) топилган булса, фумаразанинг моляр активлиги 240 мкмоль/мин

------------------- =12 10⁴ мин ^-1

0,002 мкмоль

булади. Моляр активлик бир молекула ферментнинг бир минут ичида субстрат молекулаларининг нечтасини узгартиришини курсатади.

Метаболизмни ташкил этувчи кимёвий реакцияларнин тезлиги мухит шароити ва физиологик холатга боглик равишда узгаради (бошкарилади). Метаболизмни бошкаришнинг асосий механизмларидан булиб фермент фаоллигини бошкариш хисобланади. Бошкарилишнинг бир неча турлари мавжуд.

Фермент фаоллигини модификация килишнинг куйидаги турлари мавжуд:

1.Фаол булмаган утмишдошнинг фаолланиши - профермент ёки зимогеннинг.

2.Фермент молекуласига специфик модификация килувчи гурухни киритиш оркали фаоллантириш.

3.Фаол бњлмаган оксил-фаол фермент комплексини диссоциация килиш йули билан фаоллаштириш.

Хар бир ферментнинг фаоллиги аввалам бор субстрат ва реакция махсулотининг концентрациясига богликдир:

V+1

V-1

Кофактор ва коферментлар. Коэнзим ёки кофермент термини энзимологияга асримизнинг бошида атокли француз биохимиги Габриэл ва Бертран томонидан киритилган. Катор ферментлар фаоллиги факат оксил кисмининг курилишига боглиљ, бошка ферментлар учун эса оксил табиатига эга булмаган маълум гурухларнинг - кофакторларнинг булишини талаб этади. Металл ионлари ёки мураккаб органик бирикмалар коферментлик ролини бажаришлари мумкин, баъзан каталитик фаоллик курсатишалри учун хар иккаласининг булиши шарт.

Кофакторлар термостабил моддалардир, купчилик ферментлар кизитилганда фаоллигини йукотади. Кофакторларнинг ферментлар билан богланиши турли даражада булади. Купинча ферментлардан кофакторларни диализ ёки бошка усуллар билан ажратиш мумкин. Лекин оксил билан ковалент богланган кофакторлар хам бор. Ферментнинг кофактор билан ферментнинг комплексига холофермент деб аталади, кофактор олиб ташлангандан кейинги колган фаол булмаган кисми апофермент деб аталади.

Ферментлар фаоллигини бошкаришда ферментларнинг ингибиторлари мухим роль уйнайдилар. Реакция тезлигини пасайтирувчи моддаларга ферментлар ингибиторлари деб аталади. Оксил денатурациясини вужудга келтирувчи моддалар ва омиллар (киздириш, кислота, ишкор, огир металл тузлари ва бошкалар) ферментларни инактивлайди. Кайтар ва кайтмас ингибирланиш тафавут этилади.

Кайтар ингибирланишда реакция тезлигининг пасайиши ингибитор ва фермент уртасидаги реакция тезлигини кайтар пасайиши хисобига боради:

Е+I ====== EI

Ферментларнинг кайтар ингибирланиши мустахкам фермент ва ингибитор таъсирида бирикма хосил булиши билан характерланади:

Е+ I --------Е I

ЕI комплексининг хосил булиши катализ жараёнида иштирок этувчи фермент функционал гурухлари билан ковалент бог хосил булиши хисобига боради. Таъсир механизмига кура кайтар ингибирланиш булинади:

1.ракобатли

2.ракобатсиз

3.ракобатли булмаган (конкурентсиз)

4.субстрат

5.аллостерик

Ракобатли ингибирланишда ингибитор ферментнинг субстрат билан бирикадиган функционал гурухлари билан бирикади. Ракобатли ингибиторлар одатда субстрат билан тузилиши жихатидан ухшайдилар. Классик мисол булиб СДГнинг малонат кислотаси билан ингибирланиши хисобланади, у кахрабо кислота билан структура жихатидан ухшашдир; аконитаза фторлимон кислота билан инактивланади

Конкурент ингибитор билан субстратнинг ухшашлиги натижасида бундай ингибирланиш изостерик ингибирланиш деб аталади.

Ракобатсиз ингибирланишда ингибитор фермент билан функционал булмаган гурухлар оркали богланади. Ракобатсиз ингибирланишга цианид кислота, кимёвий бирикмалар, натрий фторид, натрий азид ва бошкалар таъсири мисол була олади. Улар фермент каталитик марказига кирувчи SН-гурухларни боглаб олади. Ракобатсиз ингибитор таъсирини субстрат микдорини купайтириб бартараф килиш мумкин эмас, ингибиторни богловчи моддалар билан таъсир этиш мумкин. Бундай моддалар реактиваторлар деб юритиладилар.

Ракобатли булмаган ингибирланиш деб, фермент-субстрат комплексига ингибиторнинг бирикиши билан борадиган ферментатив реакциянинг пасайишига айтилади. Ракобатли булмаган ингибитор фермент билан субстратсиз мухитда бирикмайди. Айни вактда, ингибитор субстратнинг фермент билан богланишини енгиллаштиради, кейин эса узи фермент-субстрат комплекси билан бирикиб, фермент фаоллигини ингибирлайди. Бу ингибирланишнинг кам учрайдиган туридир.

Е+ S ---ES +I ---ESI

Субстрат ингибирланиш деб ферментатив реакцияни субстрат микдори куп булган вактда пасайишига айтилади. Бундай ингибирланиш каталитик узгаришга учрай олмайдиган фермент-субстрат комплексининг хосил булиши билан содир булади.

Аллостерик бошкарилиш. Купгина ферментлар, фаолликни оширувчи ёки пасайтирувчи, маълум бир метаболитлар билан кайта богланиши мумкин. Бундай метаболитлар эффекторлар деб юритиладилар.

Эффектор ферментнинг каталитик фаол маркази билан богланмасдан, махсус бошкарувчи марказга - аллостерик марказга богланади. Аллостерик ферментлар одатда 2 ёки ундан ортик суббирликлардан ташкил топган. Бир суббирликда каталитик марказ (каталитик суббирлик), бошкасида - бошкарувчи марказ (бошкарувчи суббирлик) мавжуд. Аллостерик ингибитор булмаган шароитда субстрат каталитик фаол марказ билан богланади ва реакция содир булади. Агар мухитда аллостерик ингибитор булса, у бошкарилувчи марказ билан богланади, натижада бошкарувчи суббирликнинг конформациясини узгартиради; бунинг натижасида каталитик суббирликнинг, каталитик марказнинг конформацияси узгаради. Натижада ферментнинг фаоллиги пасаяди. Аллостерик ингибиторнинг концентрацияси канча куп булса, шунча куп фермент молекуласи у билан богланади ва субстратнинг парчаланиши тезлиги шунча паст булади. Аллостерик активаторлар таъсир этганда худди шу йуналищда ферментнинг фаоллиги ортади.

Мисол тарикасида уридинтрифосфат (УТФ) синтезининг бошкарилишини куриб чикамиз. Тузилиши буйича УТФ АТФга ухшайди.
СО2 + Глутамин + 2АТФ

Глутамат + 2АДФ + Н3РО4

О

карбомоилфосфат

УТФ синтезининг метаболик йули уз ичига 8 реакцияни олади. Биринчи реакция карбамоилфосфатсинтетаза II билан бошкарилади. Реакция натижаси - карбомоилфосфат - углерод икки оксиди, глутаминнинг амид гурухи ва АТФнинг фосфат колдигидан хосил булади; АТФ энергия манбаи булиб хам хизмат килади. Карбамоилфосфатсинтетаза II - аллостерик фермент: метаболик йулнинг охирги хосиласи - УТФ - унинг аллостерик ингибитори хисобланади. УТФ концентрацияси канча юкори булса, шунча УТФ синтези паст булади, сарфланиш тезлигига, хужайранинг эхтиёжига боглик булади. Бундай бошкарилиш манфий кайта богланиш оркали бошкарилиш деб юритилади.

Оксил ингибиторлари билан бошкарилишнинг мухим мисолларидан булиб, протеинкиназалар фаоллигининг бошкарилиши хисобланади - оксилларни фосфорловчи ферментлар. Протеинкиназа фаол шаклда иккита полипептид занжирдан иборат (2С суббирлик). Хужайрада С оксиллар билан бирика оладиган регулятор еки бошкарув оксил мавжуд (2R суббирлик). Бирикиш натижада тетрамер комплекс 2R2С хосил булади. Бу комплекс ферментатив фаолликка эга эмас. Ферментнинг фаолланиши цАМФ иштирокида боради. R суббирлик юзасида цАМФни богловчи марказ бор: цАМФ боглангандан кейин оксилнинг конформацияси узгаради ва R суббирликнинг С суббирликка мос келиши пасаяди, комплекс диссоциацияга учрайди:

2R2С + 2цАМФ = 2R2_ц АМФ + 2С

Бу жараён кайтар булганлиги сабабли, хужайрада цАМФ микдорининг ортиши протеинкиназанинг фаолланишига олиб келади, пасайиши эса - ингибирланишни вужудга келтиради.

Протеолитик ферментларнинг оксил ингибиторлари кенг таркалган. Бу ингибиторларнинг функцияси - организм тукима ва суюкликларида оксилларнинг барвакт парчаланишининг олдини олиш. Хусусан, кон плазмасидаги протеиназаларнинг оксил ингибиторлари физиологик актив пептид, кон ивиши, кон лахталарининг эриши каби жараёнларни бошкаришда катнашадилар.

Оксил эффекторларининг таъсир механизми фермент конформациясининг узгариши хамда метаболитлар билан аллостерик бошкаришдаги каби булиши мумкин.

Ферментлар фаоллигининг фосфорланиш - дефосфорланиш йули билан бошкарилиши. Протеинкиназалар оксилларнинг фосфорланишини катализлайдилар. Фосфорланувчи оксиллар хам фермент булсалар, унда фосфорланиш натижасида баъзи ферментларнинг фаоллиги пасаяди, баъзи ферментларнинг фаоллиги ортади.

Масалан, ёг тукимаси хужайраларида икки хил шаклда учрайдиган липаза ферменти бор. Бу шакллар бир-бирига утиб туриши мумкин. Фосфопротеин протеинкиназа таъсири натижасида хосил булади:

Липаза + АТФ = Липаза-ОРО₃Н₂ + АДФ

Фосфорланган липаза яна кайтадан оддий оксил шаклига фосфопротеинфосфатаза (фосфопротеинлардан фосфор кислотани гидролитик йул билан ажратувчи фермент) ёрдамида утиши мумкин:

Липаза.-ОРО₃Н₂ + Н₂0 -----– Липаза + Н₃РО₄

Фосфорланган липаза фосфорланмаган липазага нисбатан юкори фаоллик хусусиятига эга. Протеинкиназалар - спецификлиги билан бир-биридан фаркланувчи ферментлар гурухидир: турли протеинкиназалар турли оксилларни фосфорлайдилар. Бундай механизм ккпчилик ферментлар фаоллигини бошкаради.

Аденилатциклаза ва протеинкиназалар бир бутун бошкарилиш тизимини хосил килади, хужайра ташкарисидан хужайра ичига физиологик ахборотни утказишга имкон беради. Баъзи гормонлар ахборотнинг биринчи хабарчиси булади, аденилатциклазани фаоллаштирадилар. Натижада цАМФ хосил булади - иккинчи (хужайра ичи) хабарчи берувчи восита еки иккилами месенджер; цАМФ протеинкиназани фаоллайди, протеинкиназа баъзи ферментларни фосфорлайди, улар фаоллигини узгартиради. Бу йул билан гормон хужайра ичига кирмай туриб ундаги метаболизмни бошкаради.

Купчилик ферментлар фаол булмаган оксиллар профермент шаклида синтезланадилар. Ферментнинг актив шакли пептид занжирининг бир кисмини ажралиб чикиши натижасида хосил буладилар.

Масалан, оксилларни хазмлашда иштирок этувчи протеолитик фермент трипсин профермент трипсиногендан хосил булади. Трипсиноген ошкозон ости бези хужайраларида синтезланади ва панкреатик шира билан ун икки бармокли ичакка ажратилади. Ичак хужайралари протеолитик фермент энтерокиназани ишлаб чикарадилар, у трипсиноген молекуласи N-охиридан гексапептидни ажратади:

энтеропептидаза

Трипсиноген------------------трипсин + гексапептид

229 а\к колд. 223 а\к колд.

Полипептид занжирнинг маълум кисми ажратилгандан кейин унинг фазовий структураси узгаради ва актив маркази шаклланади, яъни фаол булмаган утмишдош фаол трипсин ферментига айланади.

Баъзи холатларда кисман протеолизнинг кетма-кет кетувчи шалола реакциялари содир булади, фаоллашган фермент уз навбатида кейинги ферментнинг фаоллигини оширади ва х.к.

Масалан, кон ивиши бир катор ферментларнинг шалола механизми асосида фаолланиши оркали содир булади, охирги фермент кон плазмасининг эрувчи оксили фибриногенни эримайдиган оксил фибринга айлантиради.

Кисман протеолиз оркали фермент фаоллигининг бошкарилиши

Бундай активланиш протеолитик ферментлар (пептидогидролаза) учун хосдир. Пептидогидролазаларнинг сустратлари булган оксиллар фаолланиб кетса хужайрага зарар келтиришлари мумкин. Шунинг учун эволюция давомида протеолитик ферментларни фаол булмаган холда булиши, хужайрада сакланиши ва керак булган холда фаолланиш механизми ишлаб чикилган.

5.5.Клиник энзимология: ферментлар фаоллигининг касалликларда узгариши, ирсий энзимопатиялар, энзимодиагностика, энзимотерапия, ферментлардан биокимёвий анализ ва лаборатор ташхисда фойдаланиш.

Клиник энзимология куйидаги 3 йуналишда ривожланади:

1.энзимопатология

2.энзимодиагностика

3.энзимотерапия

Энзимопатология. Купчилик касалликлар ривожланиш механизми тукима ва аъзоларда ферментлар фаоллигининг узгаришига асослангандир. Маълум гурух касалликлар борки, уларда фермент активлиги узгарган булади.

Касалликларда ферментлар фаоллигининг узгариши куйидаги омилларга боглик булади:

1.Ферментатив жараён айрим занжирларининг конституционал пасайиши (ирсий энзимопатиялар) натижасида ферментлар синтезининг йуколиши.

2.ферментлар биосинтезини пасайтирувчи токсик омиллар.

3.алиментар омиллар (витамин, оксил, микроэлементларнинг етишмаслиги, овкат рационида узгаришлар).

4.ферментатив жараёнларнинг хужайра ичидаги содир булишининг бузилиши.

Энзимопатологи уз ичига инсон патологияларининг деярли барчасини олади, чунки ферментатив узгаришлар булмаган касалликларни мумкинлигини тасаввур этиш кийин. Энзимопатология нуктаи назаридан патологик жараённинг келиб чикишини куйидагича тасаввур этиш мумкин: касалликни вужудга келтирувчи этиологик омил бир ёки бир неча фермент тизимларининг ишини издан чикаради. Тегишли модда алмашиниш жараёнларининг кечиши тухтайди, натижада узига хос симптомга эга бњлган касаллик вужудга келади.

Юрак кон-томир касалликлари, онкологик патология, диабет, хомиладорлар токсикози, асаб касалликлари патогенезида аъзо ва тукималардаги оксил, нуклеин кислоталар, углевод, липид, аминокислоталар биокимёвий узгаришларининг бузилиши ётиши исботланган. Панкреатит, куйиш, травма, нефроз, аллергик ва бошка касалликларда калликреин-кинин тизими функциясининг бузилиши аникланган.

Энзимопатологияни текшириш буйича ишлар кенгаймокда, хусусан патологик холатларда ферментлар фаоллиги ва синтезини бошкаришнинг узига хос томонлари урганилмокда:

этиологик омил

фермент системалари ишининг бузилиши

метаболик йулларнинг блокланиши

касалликнинг ривожланиши

Хозирги вактда 500дан ортик фермент ёки изоферментларнинг генетик синтезланиши бузилиши натижасида вужудга келган модда алмашинишнинг бузилиши билан борадиган касалликлар маълумдир. Буларга кон касалликлари, гемолитик анемия, коагуляция ва фибринолизнинг бузилиши, углевод, оксил, аминокислота алмашинувининг бузилиши киради. Энзимопатиялар ичида асосий уринни тупланиш касалликлари эгаллайди, улар лизосомал ферментларнинг етишмаслиги ёки кам синтезланиши натижасида вужудга келади (масалан: гликогеноз 1.4-глюкозидаза ферментининг етишмаслиги натижасида, Фарби касаллиги - альфа-галактозидаза ферментининг йуклигидан ва бошкалар). Бу касалликлар умумлаштирилиб, лизосомал касалликлар деб аталади.

Кон плазмасида касалликларни ташхис килиш максадида ферментларни аниклаш.

Кон плазмасининг фермент таркиби соглом организмда доимий булиб, айрим патологик холатларнинг вужудга келишида сезгир ва нозик индикатор булиб хисобланади. Турли холатларда кузатилади:

гиперферментемия

гипоферментемия

дисферментемия

Ташхиснинг ферментатив усуллари ишончли усуллар булиб, шифокорга кийин холатларда тугри карор кабул килишга ёрдам беради.

Ферментатив анализ нозик анализ булиб, бошка диагностик тестлардан колишмайди. Шунинг учун хозирги вактда кон плазмасидаги ферментларнинг фаоллигини аниклашдан касалликларни ташхис килишда кенг фойдаланилмокда. Хозирги вактда ферментатив анализ автоматлаштирилган ва махсус аппаратларда утказилади. Бундай аппаратларга «Техникон», «Лаб-система» ва бошкалар кириб иш куни давомида 200 гача текширувларни утказиш мумкин.

Ташхиснинг ферментатив усуллари бошка ташхис усулларидан фаркли равишда специфик булиб, касалликнинг турли боскичларида фойдаланилади.

Бу усуллар куйидаги афзалликларга эгадирлар: кондаги фермент спекторларининг юкори даражадаги аъзога нисбатан спецификлиги.

Конда катор ферментлар фаоллигининг ортиши хаёт учун мухим булган аъзоларнинг огир жарохатланиши, хужайраларнинг халок булиши, мембраналар указувчанлигининг бузилиши хакида хабар бериши мумкин. Бундай ферментлар мисол булиб лактатдегидрогеназа (ЛДГ), бетта-оксибутиратДГ, изоцитратДГ, малатдегидрогеназа (МДГ), альфа-глицератдегидрогеназа, фосфогексоизомераза, 1,6-фруктозодифосфатаза, АсТ, АлТ, ва бошкалар.

Хозирги вактда айрим касалликларнинг ишончли фермент симптомларини аниклашга имкон булинмокда. Масалан, уткир гепатитлар АсТ и АлТларнин фаоллиги ошиши билан характерланади.

Механик (обтурацион) сариклик учун ишкорий фосфатаза, аминотрансферазалар фаоллигининг ошиши хосдир.

Конда ферментлар фаоллигини аниклаш дифференциал-диагностик ахамиятга эгадир. Ферментодиагностика ёрдамида инфаркт миокард юрак фаолияти функционал узгаришларидан фаркланади. Юрак инфаркт миокарди учун ЛДГ, АсТ, изоцитрат-ДГ, 1,6фруктозо-дифосфатальдолаза ва кретинкиназлар фаоллигининг ошиши характерлидир.

Фермент тестларининг диагностик кийматини изоферментларни аниклаш оркали ошириш мумкин.

Кон ва орка мия суюклигида гликолиз, аминокислота алмашинуви ферментларини аниклаш емон усмалар билан жарохатланишнинг ташхис имкониятларини кенгайтиради ва биопсия материалида биокимёвий узгаришларни аниклаш морфологик узгаришлардан аввал вужудга келишини хисобга олган бу касалликларга барвакт ташхис килиш имкони тугилади.

Турли келиб чикиш сабабларига эга булган лейкозларни ташхис килишда пурин нуклеотидлари алмашинувида иштирок этадиган бир катор ферментининг фаоллиги тромбоцитларда аникланилади. Ушбу фермент соглом одамлар тромбоцитида булмайди ва факат лейкоздагина пайдо булади. Бу тест касалликни бошлангич даврида аниклашга имкон беради ва уз вактида даволашни утказиш мумкин. Даволашнинг самарадорлигини хам тромбоцитларда аденазанинг фаоллигини аниклаш оркали куриш мумкин, даволаш яхши натижа берса ферментнинг фаоллиги сезиларли пасаяди.

Энзимотерапия - ферментлардан касалларни даволашда фойдаланиш.

1.Ошкозон-ичак йулида тегишли безлардан ферментлар кам ишлаб чикарилганда (пепсин, панкреатин, фестал, панзинорм).

2.Турли йирингли-яллигланиш жараёнларини даволашда: трипсин, химотрипсин ва бошкалар.

3.Кон ва бошка суюкликларда фермент етишмаганлигида фермент препаратлари юборилади.

4.Томирлардаги тромбларни эритиш учун (инсульт, юрак ишемик касаллигида, инфаркт миокардда) протеолитик ферментлардан фойдаланилади: фибринолизин, бриназа, бринолаза (актиномицетлардан), стрептокиназа ва урокиназа.

5.Зарарли усмалалрнинг комплекс даволашда. масалан аспарагиназа лимфобласт лейкозларни даволашда кулланилади (бу хужайралар аспарагиннинг етишмаслигига сезгирдирлар, чунки аспарагинсинтетаза ферментини сакламайдилар). Полиаминооксидаза экспериментал усмаларни даволашда кулланилади (улар полиаминларни оксидловчи фермент сакламайдилар, шу сабабдан тупланиши вужудга келади).

6.Фермент ингибиторлари уткир панкреатит, артрит, аллергик касалликларни даволашда кулланилади. Холинэстераза, карбоангидраза, моноаминооксидаза ва протеолитик ферментлар ингибиторларидан фойдаланилади.

Ферментлардан аналитик реагентлар сифатида лаборатор диагностикада кулланилади. Органик моддаларни ферментатив усуллар ёрдамида аниклашдан клиник ва биокимёвий лабораториялар муваффакият билан фойдаланилмокда.

Ферментлардан кулланилиш кон, сийдик, тукима ва бошка биологик материалларда кам микдордаги глюкоза, этанол, сийдикчил, сийдик кислотаси, аминокислоталар, липидлар, холестерин, нуклеотидлар ва бошкаларнинг микдорини аниклашга имкон беради.

Глюкоза ва бошка углеводларни ферментатив аниклаш усуллари специфик ферментлардан фойдаланишга асослангандир. Глюкозани аниклаш учун куйидаги ферментлардан фойдаланилади:

а) глюкозоксидаза, глюкозани глюкон кислотаси ва Н₂О₂ гача оксидлайди

б) гексокиназа, ушбу реакцияни катализлайди

глюкоза+АТФ ----- глюкоза-6-фосфат

в) глюкозадегидрогеназа. Глюкозани НАД ёрдамида глюкозолактонгача оксидлайди.

Кенг таркалган фермент усули булиб глюкозани биоматериалларда глюкозоксидаза ёрдамида аниклаш хисобланади. Глюкозанинг микдори хакида эритмада кислород концентрациясининг камайиши ёки хосил булган Н₂О₂ микдори буйича фикр юритилади.

Этанолнинг микдорини аниклаш алкоголоксидаза ёки алкоголдегидрогеназадан фойдаланишга асосланган. Алкоголоксидаза этанолнинг хаво кислороди билан ацетальдегидегид ва Н₂О₂ гача оксидланишини катализлайди_.

Алкогольдегидрогеназа этанолни альдегид ва НАДН₂ гача оксидлайди.

Кейинги йилларда этанолни аниклашнинг ферментатив электрод усули яратилган.

Сийдикчилни аниклаш уреаза ферменти ёрдамида унинг NН₄⁺ ва СО₂ га парчаланишига асосланган_. Уреаза эритмаларидан анализаторларда фойдаланилади, хосил бњлган NН₄⁺ ишкор таъсирида газсимон аммиакка айланади ва у NН₃ ни сезувчи электрод ёрдамида аникланилади. Шунингдек ферментни мембранали электродлардан хам фойдаланилади, уларда уреаза эритмаси диализ пленклари орасига жойлаштирилади.

Сийдикчилни аниклаш учун икки ферментли системадан хам фойдаланилади (уреаза-глутаматдегидрогеназа) ва микдорий аниклаш спектрофотометрда НАДН₂ ни аниклашга асосланган.

Сийдик кислотани ферментатив аниклаш унинг кислород билан аллонтоин ва Н₂О₂ гача уриказа иштирокида оксидланишига асосланган.

Тегикли шишага иммобилланган уриказа окар микрореакторларда ишлатилади.

Аминокислоталарни аниклаш L-аминооксидаза ферментларидан фойдаланишга асосланган, улар аминокислоталарни хаво кислороди ёрдамида кетокислота, Н₂О_2. ва NН₃гача оксидлайди, улар электрохимия усулда аникланилади.

Хозирги ваљтда лактат, пируват, 3-оксибутиратларни НАДН₂ концентрациясининг узгаришига караб спектрофотометр ёки электрохимиявий аниклаш усули ишлаб чикилган.

Глицеринни аниклаш учун глицеринкиназа, глицерин-3-фосфатдегидрогеназа усуллари кулланилади. Липид ва фосфолипидларни аниклаш учун биринчи боскичда специфик липаза ва фосфолипаза ферментларидан фойдаланилади.

Холинфосфатидларни специфик аниклаш усули холиноксидаза ферментини куллашга асосланган, у ёрдамида холин бетаин ва Н₂О₂ га парчаланади. Водород пероксиди пероксидаза усули билан аникланади.

Холестеринни ферментатив аниклаш усуллари холестериноксидазадан фойдаланишга асосланган, у холестериннни холестан-4-он-3 ва Н₂О₂гача оксидлайди. Охирги махсулот полярографик, спетрофотометрик, флуорометрик, хемилюминесцент усулида аникланилади.

Ферментлар холесиеринни аниклаганда усулнинг сезувчанлиги ва спецификлигини оширади, шунингдек текширув утказишни соддалаштиради.

Специфик дегидрогеназа ва диафораза кон плазмасида 1мкмолгача ут кислоталарини флуорометрик индикация килишга имкон беради.

Фермент усуллари НАД, НАДФ, ФМН ва АТФ микдорини аниклашга имкон беради. НАД микдорини аниклаш учун лактатдегидрогеназа ферменти кулланилади.

Бактериаль фермент люцифераза НАД, ФМН, АТФ микдорини аниклаш учун фойдаланилади. Гуаниннуклеотидларни ферментатив аниклаш специфик нуклеотидкиназалар ёрдамида утказилади, охирги махсулот НАДФ ёки АТФ микдори аникланилади.

Амалиётдан мисоллар

Ферментлар оксил бирикмалар эканлигига асосланиб, уларни ажратиш кийинлиги учун сабабли улар фаоллигини аниклашнинг кийинлигини, тугридан тугри усулларнинг йкљлигини талабаларга содда килиб тушунтириб бериш зарур. Мавжуд усулларнинг субстрат микдорининг узгариши ёки хосил булаётган махсулотнинг микдорига асосланганлиги тушунтириб берилади Ферментлар фаоллигини биологик материалдаги оксил микдорига нисбатан хисоблашни тушунтириш керак.

Жонли организмнинг жонсиз табиатдан асосий фарки унинг узини ураб турган ташки мухит билан модда ва энергия алмашинувидир. Овкатланиш ва нафас олиш организими ташки мухит билан богловчи омил булибгина колмай балки модда ва энергия алмашинувининг асосий боскичларидан хисобланади. Овкатнинг асосий компонентлари: оксил, углевод, ёглар, организм учун хам энергетик манбаи, хамда пластик материал хисобланади. Организмнинг кундалик энергияга булган эхтиёжининг 5,5 фоизи углеводлар хисобига, 15 фоизи оксил ва 30% фоизи ёглар парчаланиш (катаболизма) хисобига копланади. Асосий озука моддаларни катаболизмини схематик шаклда 4 боскичга булиш мумкин.

1. 
   Овкат хазм булиши - озука моддаларнинг ошкозон-ичак трактида сурилишга тайёрланиши.
   
2. 
   Сурилиш ошкозон - ингичка ичак шиллик пардаси оркали озука модда ларининг сурилиши.
   
3. 
   Оралик алмашинув-моддаларининг хужайраларда парчаланиш.
   
4. 
   Модда алмашинувининг охирги махсулотларининг полисахаридлар, оксиллар, липидлар, нуклеин кислоталар ва бошкалар содда органик метаболитларигача парчаланиши. Углеводлардан гексозалар, глюкоза, фруктоза, галактоза, оксиллардан аминокислоталар, ёглардан-учглицерин ва ёг кислоталари хосил булади. Бу процесларда ажраладиган энергия микдори деярли куп эмас ва озука моддалар умумий энергиясининг - 0,6 - 1% ни ташкил килади.
   

Углеводлар Ёглар Оксиллар