БЕЛОКТАРДЫҢ ҚАСИЕТІ ЖӘНЕ АТҚАРАТЫН ҚЫЗМЕТІ

Белоктардың қасиеті. Әртүрлі тірі объектілер - жануарлардан, өсімдіктерден, микроорганизмдерден - мыңдаған түрлі белоктар алынып зерттелді. Белоктардың физикалық және химиялық қасиеттерінің алуан түрлілігі де қайран қалдырады, бұл олардың құрамындағы аминқышқылдардың түрліше болуына байланысты.

Белоктардың суда мүлдем ерімейтін, сондай-ақ жеңіл еритін түрлері де бар. Химия тұрғысынан қарағанда активтілігі нашар, әртүрлі агенттердің әсеріне төзімді белоктар да бар. Болмашы әсерден-ақ, мысалы, әлсіз жарықтың түсуінен немесе шамалы жанасудан-ақ өзгеріске ұшырайтын, өте тұрақсыз белоктар да бар. Ұзындығы жүздеген нанометрге жетерліктей жіп тәрізді белоктар да, молекуласының диаметрі не бары 5-7 нм болатын шар тәрізді белоктар да бар. Бірақ, белоктың кұрылымы мен қасиеті барлық жағдайда да олардың атқаратын қызметіне дәлме-дәл сәйкес келеді. Жануарлардың қорғану және шабуыл жасау үшін пайдаланылатын түзінділері - мүйізі, тұяғы, сауыты, тырнағы, қауырсыны, түктері төзімді, болаттай берік белок - кератиннен тұрады. Молекуласы жіп тәрізді белоктар бұлшықет құрамына кіреді. Олар кысқарып, ұзара алады және клеткалардың қозғалыс реакцияларын қамтамасыз етеді. Молекуласы ұсақ әрі жұмыр, оңай еритін, козғалмалы белоктар заттарды тасымалдауға пайдаланылады. Өте активті, құрылымы оңай өзгеретін белоктар катализаторлар қызметін аткарады, сондай-ақ сыртқы ортадан келетін сигналдарды қабылдап, оны клеткаға жеткізу үшін пайдаланылады.

Әртүрлі физикалық және химиялық факторлардың - жоғары температураның, бірқатар химиялық заттардың, сәулелендірудің, механикалық әсер етудің салдарынан белоктың екінші реттік және үшінші реттік құрылымын (тек алғашқысын емес) бекітіп тұратын әлсіз байланыстар үзіледі де, молекула жазылады. Белоктың табиғи құрылымының бұзылуы денатурация деп аталады. Денатурация нәтижесінде белоктың қасиеттері өзгереді. Ол өзінің ерігіштігінен айрылады, асқорыту ферменттері жақсы әсер ететін болып, өзіне тән қызметін атқарудан қалады. Белок денатурациясы жұрттың бәріне таныс құбылыс, өйткені, жұмыртканың мөлдір сұйықтығы қыздырудан соң тығыз болып, мөлдірлігінен айрылатынын әркім де байқаған болар.

Денатурация қайтымды процесс, яғни жазылған полипептидтік тізбек өздігінен спиральша орала алады, ал спираль - өздігінен жинастырылып, белоктың үшінші реттік құрылымын түзе алады. Бірақ бұл белок құрылысындағы ерекшеліктердің барлығы оның бірінші реттік құрылымына, яғни аминқышқылдар құрамы мен олардың полипептидтік тізбектегі кезектесіп келу тәртібімен анықталады деген сөз.

Белоктардың физикалық және химиялық факторлардың әсеріне жауап ретінде өзінің құрылымын кайтымды өзгерте алатын барлық тірі жүйелердің аса маңызды қасиеті - тітіркенгіштік негізіне алынды.

Белок денатурациясы

Белоктардың атқаратын қызметі. Белоктар клеткада маңызды және алуан түрлі қызмет атқарады. Ең алдымен олар құрылыс материалы қызметін атқарады. Клетка мен клетка органоидтарының мембранасы белоктардан құралған. Жоғары сатыдағы жануарлардың қантамырларының қабырғасы, сіңірлері, шеміршектері және т. с. с. негізінен белоктардан құралады.

Белоктардың катализаторлык, қызметінің аса зор маңызы бар. Химиялық реакциялардың жылдамдығы реакцияға түсетін заттардың қасиетіне, олардың концентрациясы мен реакцияның жүретін температурасына байланысты екені сендерге химия пәнінен мәлім. Әдетте тірі клетка заттарының химиялық активтілігі онша жоғары болмайды. Олардың клеткадағы концентрациясы көбінесе шамалы болады. Клетка ортасының температурасы да жоғары болмайды. Сөйтіп, клеткадағы реакциялар өте баяу жүруге тиіс еді. Бірақ, клеткада химиялық реакциялар өте жылдам жүреді. Бұл клеткада катализаторлардың болуына байланысты. Клеткадағы катализаторлар ферменттер деп аталады. Ферменттердің катализаторлық активтілігі өте күшті. Олар реакцияның жүруін ондаған, жүздеген миллион есе тездетеді. Химиялық құрылымы бойынша ферменттер - кәдімгі белоктар. Ферменттер көпшілік жағдайда ферменттердің макромолекуласынан молекула мөлшері анағұрлым кішкене болатын заттар өзгерістеріне катализатор болады. Мысалы, каталаза ферментінің молекулалық массасы 250 000, ал ыдырағанда каталазаны катализдейтін сутегі асқын оксидінің (Н₂О₂) молекулалық массасы 34 қана. Фермент пен ол әсер ететін зат мөлшері арасындағы, мұндай арақатынас ферменттің катализаторлық активтік бүкіл молекуласына емес, шағын учаскесіне ферменттің активті орталығына байланысты деген ой туғызады. Заттар арасындағы реакция олардың молекулалары бір-біріне өте жақын келген жағдайда ғана жүретіні мәлім. Фермент пен заттың бір-біріне жақындау мүмкіндігі ферменттің активті орталығы мен зат молекуласы құрылымының бір-біріне геометриялық сәйкес келуі арқасында жүзеге асырылады. Олардың бір-біріне сәйкестігі «кілттің құлыпқа дәл келетініндей» болады. Фермент денатурацияланған кезде оның активті орталығының құрылымы бұзылатындықтан, катализаторлық активтігі жойылады.

Клеткадағы әрбір химиялық реакция дерлік өзінің ерекше ферментімен катализденеді. Клеткада жұретін әртүрлі реакциялар саны бірнеше мыңға жетеді. Осыған орай, клеткадан бірнеше мыңдаған әртүрлі ферменттер табылған.

Белоктардың құрылыс материалы ретіндегі және катализатордың қызметінен басқа, олардың сигнал беру қызметінің де маңызы зор. Клетканың беткі мембранасына орналасқан белок молекулалары сыртқы орта факторларының әсерінен өздерінің үшінші реттік құрылымын өзгерте алады. Олар сыртқы орта сигналдарын осылай қабылдап, клеткаға бұйрық береді.

Белоктар қозғалысты қамтамасыз ету қызметін де атқарады. Қозғалыс - тіршілік белсенділігінің бір көрінісі. Жоғары сатыдағы жануарлар клеткасына тән қозғалыс тұрлерінің бәрі, оның ішінде бұлшықеттердің жиырылуы, сондай-ақ қарапайымдардағы кірпікшелердің қимылдауы, талшықтардың қозғалысы ерекше жиырылу белоктары арқылы жүзеге асырылады.

Белоктар, сондай-ақ тасымалдау қызметін атқарады. Олар әртүрлі заттарды өздеріне қосып алып, оларды клетканың бір-жерінен екінші жеріне жеткізеді. Қан белогы гемоглобин оттегін дененің бүкіл тканьдері мен мүшелеріне таратады.

Белоктардың қорғаныштык, қызметінің маңызы зор. Организмге бөгде белоктар түзіледі де олар бөгде заттар мен клеткаларды байланыстырып, зарарсыздандырады.

Ең ақырында, белоктардың энергетикалық қызмет атқаратынын да атап көрсету керек. Белоктар клеткада аминқышқылдарға дейін ыдырайды. Аминқышқылдардың біразы белоктарды синтездеуге жұмсалады да бір бөлігі өте күшті ажырауға ұшырап, оның барысында энергия босап шығады. 1 г белок толық ыдырағанда 17,6 кДж энергия босап шығады.

Белоктардың тіршілік үшін зор маңызы бар екені ежелден мәлім болды. Бұдан жүз жыл бұрын Ф. Энгельс «Өмір дегеніміз белокты денелердің тіршілік ету формасы» деп жазған. Бұл фраза қанатты сөзге айналды, мұнда белоктардың тіршілік үшін шешуші маңызы бар екені атап көрсетілген. Осы заманғы биологиялық деректер бұл қорытындыны толығымен растап отыр.

1. Полянский Ю.И. Жалпы биология. -Алматы, 1991. -299 б.