Толь бичиг. Нэвтэрхий толь бичиг. Өгүүллэг. Уран зохиол. орос хэл » нэвтэрхий толь бичиг » Хими дэх уургийн томъёо. Уураг: бүтэц, үүрэг. Уургийн шинж чанар. Уургийн химийн шинж чанар, чанарын урвал, урвалын тэгшитгэл

Хими дэх уургийн томъёо. Уураг: бүтэц, үүрэг. Уургийн шинж чанар. Уургийн химийн шинж чанар, чанарын урвал, урвалын тэгшитгэл

Хэрэм- асар их молекул жинтэй байгалийн полипептидүүд. Эдгээр нь бүх амьд организмын нэг хэсэг бөгөөд биологийн янз бүрийн функцийг гүйцэтгэдэг.

Уургийн бүтэц.

Уургууд нь 4 түвшний бүтэцтэй:

  • уургийн анхдагч бүтэц- сансарт атираат полипептидийн гинжин хэлхээнд амин хүчлүүдийн шугаман дараалал:
  • уургийн хоёрдогч бүтэц- полипептидийн гинжин хэлхээний конформаци, учир нь хоорондын устөрөгчийн холбооноос болж орон зайд мушгирах Н.Х.Тэгээд COбүлгүүдэд. Суулгах 2 арга байдаг: α - спираль ба β - бүтэц.
  • уургийн гуравдагч бүтэцэргэлдэхийн гурван хэмжээст дүрслэл юм α - спираль эсвэл β - орон зай дахь бүтэц:

Энэ бүтэц нь цистеины үлдэгдэл хоорондын -S-S- дисульфидын гүүрээр үүсдэг. Ийм бүтэц үүсэхэд эсрэг цэнэгтэй ионууд оролцдог.

  • уургийн дөрөвдөгч бүтэцянз бүрийн полипептидийн гинж хоорондын харилцан үйлчлэлийн улмаас үүсдэг.

Уургийн нийлэгжилт.

Синтез нь хатуу фазын арга дээр суурилдаг бөгөөд эхний амин хүчлийг полимер зөөгч дээр тогтоон, түүнд шинэ амин хүчлийг дараалан нэмдэг. Дараа нь полимерийг полипептидийн гинжин хэлхээнээс тусгаарлана.

Уургийн физик шинж чанар.

Уургийн физик шинж чанар нь түүний бүтцээр тодорхойлогддог тул уураг нь хуваагддаг бөмбөрцөг хэлбэртэй(усанд уусдаг) ба фибрилляр(усанд уусдаггүй).

Уургийн химийн шинж чанар.

1. Уургийн денатураци(анхдагч бүтцийг хадгалахын зэрэгцээ хоёрдогч ба гуравдагч бүтцийг устгах). Денатурацийн жишээ бол өндөгийг буцалгах үед өндөгний цагаан коагуляци юм.

2. Уургийн гидролиз- хүчиллэг эсвэл анхдагч бүтцийг эргэлт буцалтгүй устгах шүлтлэг уусмаламин хүчил үүсэхтэй хамт. Та ингэж суулгаж болно тоон найрлагауураг.

3. Чанарын урвалууд:

Биурет урвал- харилцан үйлчлэл пептидийн холбоошүлтлэг уусмал дахь зэс (II) давс. Урвалын төгсгөлд уусмал нь нил ягаан өнгөтэй болно.

Ксантопротеины урвал- азотын хүчилтэй урвалд ороход шаргал өнгөтэй болно.

Уургийн биологийн ач холбогдол.

1. Уураг нь булчин, яс, эд эсийг бүтээдэг барилгын материал;

2. Уургууд - рецепторууд. Тэд хүрээлэн буй орчноос хөрш зэргэлдээх эсүүдээс ирж буй дохиог дамжуулж, хүлээн авдаг.

3. Уураг нь биеийн дархлааны тогтолцоонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

4. Уургууд нь зөөвөрлөх функцийг гүйцэтгэж, молекулууд эсвэл ионуудыг нийлэгжих буюу хуримтлагдах газар руу зөөдөг. (Гемоглобин нь хүчилтөрөгчийг эдэд хүргэдэг.)

5. Уураг - катализатор - фермент. Эдгээр нь урвалыг хэдэн сая удаа хурдасгадаг маш хүчтэй сонгомол катализатор юм.

Хүний биед нийлэгждэггүй хэд хэдэн амин хүчлүүд байдаг. орлуулшгүй, тэдгээрийг зөвхөн хоол хүнснээс авдаг: тизин, фенилаланин, метин, валин, лейцин, триптофан, изолейцин, треонин.

УУРАГ (уураг), азот агуулсан цогц нэгдлүүдийн ангилал, амьд бодисын хамгийн онцлог бөгөөд чухал (нуклейн хүчлийн хамт) бүрэлдэхүүн хэсэг. Уургууд нь олон янзын үүрэг гүйцэтгэдэг. Ихэнх уураг нь катализаторын фермент юм химийн урвал. Физиологийн процессыг зохицуулдаг олон даавар нь мөн уураг юм. Коллаген, кератин зэрэг бүтцийн уураг нь ясны эд, үс, хумсны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Булчингийн агшилтын уургууд нь уртаа өөрчлөх чадвартай байдаг химийн энергигүйцэтгэх механик ажил. Уургууд нь хорт бодисыг холбож, саармагжуулах эсрэгбиемүүдийг агуулдаг. Гадны нөлөөнд (гэрэл, үнэр) хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай зарим уураг нь цочролыг мэдэрдэг мэдрэхүйд рецептороор үйлчилдэг. Олон уураг нь эсийн дотор болон дээр байрладаг эсийн мембран, зохицуулалтын чиг үүргийг гүйцэтгэх.

19-р зууны эхний хагаст. Олон химич, тэдний дунд Ж.фон Либиг аажмаар уураг нь азотын нэгдлүүдийн тусгай ангиллыг төлөөлдөг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. "Уураг" гэсэн нэр (Грек хэлнээс.

протос анх) 1840 онд Голландын химич Г.Мюлдер санал болгосон. Физик шинж чанарууд Уургууд нь хатуу төлөвт байдаг цагаан, гемоглобин гэх мэт зарим хромофор (өнгөт) бүлгийг агуулдаггүй бол уусмал дахь өнгөгүй байдаг. Усанд уусах чадвар нь янз бүрийн уургийн хооронд ихээхэн ялгаатай байдаг. Энэ нь мөн рН болон уусмал дахь давсны концентрациас хамаарч өөрчлөгддөг тул нэг уураг нь бусад уургийн хамт сонгомол тунадасжих нөхцлийг сонгох боломжтой. Энэхүү "давслах" аргыг уургийг тусгаарлах, цэвэршүүлэхэд өргөн ашигладаг. Цэвэршүүлсэн уураг нь ихэвчлэн уусмалаас талст хэлбэрээр тунадасждаг.

Бусад нэгдлүүдтэй харьцуулахад уургийн молекул жин нь маш том бөгөөд хэдэн мянгаас олон сая дальтоны хооронд хэлбэлздэг. Тиймээс хэт центрифугийн үед уураг нь тунадасжиж, өөр өөр хурдтай байдаг. Уургийн молекулуудад эерэг ба сөрөг цэнэгтэй бүлгүүд байдаг тул тэдгээр нь өөр өөр хурдтай, цахилгаан орон зайд хөдөлдөг. Энэ нь нарийн төвөгтэй хольцоос бие даасан уургийг тусгаарлахад ашигладаг электрофорезын үндэс юм. Уургийг мөн хроматографийн аргаар цэвэршүүлдэг.

 ХИМИЙН ШИНЖ Бүтэц. Уургууд нь полимер, i.e. Дахин давтагдах мономерын нэгжүүд эсвэл дэд нэгжүүдээс гинж шиг бүтээгдсэн молекулууд. а - амин хүчил. Амин хүчлийн ерөнхий томъёохаана Р устөрөгчийн атом эсвэл зарим органик бүлэг.

Уургийн молекул (полипептидийн гинж) нь харьцангуй цөөн тооны амин хүчлүүд эсвэл хэдэн мянган мономер нэгжээс бүрдэж болно. Гинжин дэх амин хүчлүүдийг нэгтгэх боломжтой, учир нь тэдгээр нь тус бүр нь хоёр өөр химийн бүлэгтэй байдаг: үндсэн шинж чанартай амин бүлэг,

 NH 2 , мөн хүчиллэг карбоксил бүлэг COOH. Эдгээр бүлгүүд хоёулаа холбоотой байдаг а - нүүрстөрөгчийн атом. Нэг амин хүчлийн карбоксил бүлэг нь өөр нэг амин хүчлийн амин бүлэгтэй амид (пептид) холбоо үүсгэж болно.
Хоёр амин хүчлийг ийм байдлаар холбосны дараа хоёр дахь амин хүчлийн гуравны нэгийг нэмснээр гинжийг сунгаж болно. Дээрх тэгшитгэлээс харахад пептидийн холбоо үүсэхэд усны молекул ялгардаг. Хүчил, шүлтлэг эсвэл уураг задлагч фермент байгаа тохиолдолд урвал нь эсрэг чиглэлд явагддаг: полипептидийн гинж нь ус нэмснээр амин хүчлүүд рүү хуваагддаг. Энэ урвалыг гидролиз гэж нэрлэдэг. Гидролиз нь аяндаа явагддаг бөгөөд амин хүчлийг полипептидийн гинжин хэлхээнд холбоход энерги шаардагддаг.

Карбоксил бүлэг ба амидын бүлэг (эсвэл амин хүчлийн пролиний хувьд ижил төстэй имид бүлэг) бүх амин хүчлүүдэд байдаг боловч амин хүчлүүдийн хоорондын ялгаа нь бүлгийн шинж чанар буюу "хажуугийн хэлхээ"-ээр тодорхойлогддог. Үүнийг дээр үсгээр зааж өгсөн болно

Р . Хажуугийн гинжин хэлхээний үүргийг амин хүчлийн глицин шиг нэг устөрөгчийн атом эсвэл гистидин, триптофан зэрэг зарим том бүлэг гүйцэтгэж болно. Зарим хажуугийн гинж нь химийн хувьд идэвхгүй байдаг бол зарим нь мэдэгдэхүйц байдаг реактив байдал.

Олон мянган өөр өөр амин хүчлийг нийлэгжүүлж болох ба олон төрлийн амин хүчлүүд байгальд байдаг ч уургийн нийлэгжилтэд ердөө 20 төрлийн амин хүчлийг ашигладаг: аланин, аргинин, аспарагин, аспарагины хүчил, валин, гистидин, глицин, глутамин, глютамин. хүчил, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, пролин, серин, тирозин, треонин, триптофан, фенилаланин, цистеин (уурганд цистеин нь димер хэлбэрээр байж болно)

 – цистин). Үнэн бол зарим уураг нь тогтмол тохиолддог хориноос гадна бусад амин хүчлийг агуулдаг боловч эдгээр нь уургийн найрлагад орсны дараа жагсаасан хорин зүйлийн аль нэгийг нь өөрчилсний үр дүнд үүсдэг.Оптик үйл ажиллагаа. Глицинээс бусад бүх амин хүчлүүд байдаг а Нүүрстөрөгчийн атом нь дөрвөн өөр бүлэгтэй байдаг. Геометрийн үүднээс авч үзвэл дөрвөн өөр бүлгийг хоёр аргаар хавсаргаж болох бөгөөд үүний дагуу объект нь түүний толин тусгал дүрстэй бие биетэйгээ холбоотой хоёр боломжит тохиргоо буюу хоёр изомер байдаг. Яаж зүүн гарбаруун тийш. Нэг тохиргоог зүүн эсвэл зүүн гар гэж нэрлэдэг (Л ) болон нөгөө баруун, эсвэл тэнхлэгийг эргүүлэх (Д ), ийм хоёр изомер нь туйлширсан гэрлийн хавтгайн эргэлтийн чиглэлд ялгаатай байдаг. Зөвхөн уурагт байдагЛ -амин хүчлүүд (үл хамаарах зүйл нь глицин; энэ нь зөвхөн нэг хэлбэрээр илэрхийлэгдэх боломжтой, учир нь түүний дөрвөн бүлгийн хоёр нь ижил байдаг) бөгөөд тэдгээр нь бүгд байдаг. оптик үйл ажиллагаа(зөвхөн нэг изомер байдаг тул).Д -амин хүчлүүд байгальд ховор байдаг; тэдгээр нь зарим антибиотик болон бактерийн эсийн хананд байдаг.Амин хүчлийн дараалал. Полипептидийн гинжин хэлхээнд агуулагдах амин хүчлүүд нь санамсаргүй байдлаар биш, тодорхой тогтмол дарааллаар байрладаг бөгөөд энэ дарааллаар уургийн үүрэг, шинж чанарыг тодорхойлдог. 20 төрлийн амин хүчлүүдийн дарааллыг өөрчилснөөр та цагаан толгойн үсгүүдээс олон янзын бичвэр үүсгэж чаддаг шиг асар олон тооны өөр өөр уураг үүсгэж болно.

Өмнө нь уургийн амин хүчлийн дарааллыг тодорхойлоход ихэвчлэн хэдэн жил шаардагддаг байсан. Шууд тодорхойлолтОдоо энэ нь нэлээд их хөдөлмөр шаарддаг ажил боловч үүнийг автоматаар гүйцэтгэх боломжийг олгодог төхөөрөмжүүдийг бий болгосон. Харгалзах генийн нуклеотидын дарааллыг тодорхойлж, үүнээс уургийн амин хүчлийн дарааллыг гаргах нь ихэвчлэн хялбар байдаг. Өнөөдрийг хүртэл олон зуун уургийн амин хүчлийн дарааллыг аль хэдийн тодорхойлсон. Тайлбарласан уургийн функцийг ихэвчлэн мэддэг бөгөөд энэ нь жишээлбэл, хорт хавдрын үед үүссэн ижил төстэй уургийн функцийг төсөөлөхөд тусалдаг.

Нарийн төвөгтэй уураг. Зөвхөн амин хүчлээс бүрдэх уургийг энгийн гэж нэрлэдэг. Гэхдээ ихэнхдээ металлын атом эсвэл бусад химийн нэгдэл, энэ нь амин хүчил биш юм. Ийм уургийг нарийн төвөгтэй гэж нэрлэдэг. Үүний жишээ бол гемоглобин юм: энэ нь төмрийн порфирин агуулдаг бөгөөд энэ нь түүний улаан өнгийг тодорхойлж, хүчилтөрөгч зөөгчөөр ажиллах боломжийг олгодог.

Ихэнх нарийн төвөгтэй уургийн нэрс нь хавсаргасан бүлгүүдийн шинж чанарыг илтгэнэ: гликопротейн нь элсэн чихэр, липопротейн нь өөх тос агуулдаг. Хэрэв ферментийн каталитик идэвхжил нь хавсаргасан бүлгээс хамаардаг бол түүнийг протезийн бүлэг гэж нэрлэдэг. Ихэнхдээ витамин нь протезийн бүлгийн үүрэг гүйцэтгэдэг эсвэл нэг хэсэг юм. Жишээлбэл, нүдний торлог бүрхэвч дэх уургийн аль нэгэнд наалддаг А витамин нь түүний гэрэлд мэдрэмтгий байдлыг тодорхойлдог.

Гуравдагч бүтэц. Хамгийн чухал нь уургийн амин хүчлийн дараалал (анхдагч бүтэц) биш, харин түүний орон зайд хэрхэн яаж байршдаг нь чухал юм. Полипептидийн гинжин хэлхээний бүх уртын дагуу устөрөгчийн ионууд тогтмол үүсдэг устөрөгчийн холбоо, энэ нь спираль эсвэл давхаргын хэлбэрийг өгдөг (хоёрдогч бүтэц). Ийм мушгиа ба давхаргын хослолоос дараагийн эрэмбийн авсаархан хэлбэр гарч ирдэг: уургийн гуравдагч бүтэц. Гинжний мономер хэсгүүдийг холбосон холбоосуудын эргэн тойронд жижиг өнцгөөр эргүүлэх боломжтой. Тиймээс цэвэрхэн геометрийн цэгЭндээс харахад аливаа полипептидийн гинжин хэлхээний боломжит тохиргооны тоо хязгааргүй их байдаг. Бодит байдал дээр уураг бүр амин хүчлийн дарааллаар тодорхойлогддог зөвхөн нэг тохиргоонд байдаг. Энэ бүтэц нь хатуу биш юм шиг байна « амьсгалдаг” нь тодорхой дундаж тохиргооны орчимд хэлбэлздэг. Суллагдсан пүрш нь зөвхөн хамгийн бага чөлөөт энергитэй тохирох төлөвт шахагддаг шиг энэ хэлхээ нь чөлөөт энерги (ажил хийх чадвар) хамгийн бага байх тохиргоонд эвхэгддэг. Ихэнхдээ гинжин хэлхээний нэг хэсэг нь дисульфидээр нөгөө хэсэгтэй нягт холбоотой байдаг ( SS) хоёр цистеины үлдэгдэл хоорондын холбоо. Энэ нь зарим талаараа цистеин нь амин хүчлүүдийн дунд онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг.

Уургийн бүтцийн нарийн төвөгтэй байдал нь маш их тул амин хүчлийн дарааллыг мэддэг байсан ч уургийн гуравдагч бүтцийг тооцоолох боломжгүй байна. Гэхдээ уургийн талстыг олж авах боломжтой бол түүний гуравдагч бүтцийг рентген туяаны дифракцаар тодорхойлж болно.

Бүтцийн, агшилтын болон бусад зарим уургийн хувьд гинж нь уртассан бөгөөд ойролцоо байрладаг хэд хэдэн бага зэрэг нугалж, фибрил үүсгэдэг; фибрилүүд нь эргээд том ширхэгт формацууд болж атираа. Гэсэн хэдий ч уусмал дахь ихэнх уургууд нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг: гинж нь бөмбөлөгт утас шиг бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Бөмбөрцөг дотор гидрофобик ("усны зэвүүн") амин хүчлүүд нуугдаж, гадаргуу дээр нь гидрофиль (ус татах) амин хүчлүүд байдаг тул ийм тохиргоотой чөлөөт энерги хамгийн бага байдаг.

Олон уураг нь хэд хэдэн полипептидийн гинжин хэлхээний нэгдэл юм. Энэ бүтцийг уургийн дөрөвдөгч бүтэц гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, гемоглобины молекул нь дөрвөн дэд нэгжээс бүрддэг бөгөөд тус бүр нь бөмбөрцөг хэлбэртэй уураг юм.

Бүтцийн уургууд нь шугаман бүтэцтэй тул маш өндөр суналтын бат бэх утас үүсгэдэг бол бөмбөрцөг хэлбэрийн бүтэц нь уураг нь бусад нэгдлүүдтэй тодорхой харилцан үйлчлэлд орох боломжийг олгодог. Бөмбөрцгийн гадаргуу дээр гинжийг зөв байрлуулсан үед химийн урвалын бүлгүүд байрладаг тодорхой хэлбэрийн хөндий гарч ирдэг. Хэрэв өгөгдсөн уураг нь фермент бол түлхүүр нь цоож руу ордог шиг ийм хөндийд зарим бодисын өөр, ихэвчлэн жижиг молекул ордог; энэ нь тохиргоог өөрчилдөг электрон үүлмолекулууд нь хөндий дэх химийн бүлгүүдийн нөлөөнд автдаг бөгөөд энэ нь түүнийг тодорхой байдлаар хариу үйлдэл үзүүлэхэд хүргэдэг. Ийм байдлаар фермент нь урвалыг хурдасгадаг. Эсрэгбиеийн молекулууд нь янз бүрийн гадны бодисууд хоорондоо холбогддог хөндийтэй бөгөөд ингэснээр хор хөнөөлгүй болдог. Уургийн бусад нэгдлүүдтэй харилцан үйлчлэлийг тайлбарладаг "түгжээ ба түлхүүр" загвар нь фермент ба эсрэгбиеийн өвөрмөц байдлыг ойлгох боломжийг олгодог. зөвхөн тодорхой нэгдлүүдтэй урвалд орох чадвар.

Төрөл бүрийн организм дахь уураг. Ижил үүрэг гүйцэтгэдэг уургууд янз бүрийн төрөлургамал, амьтад ижил нэртэй тул ижил төстэй тохиргоотой байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь амин хүчлийн дарааллаар бага зэрэг ялгаатай байдаг. Зүйл нь нийтлэг өвөг дээдсээс ялгарах үед зарим амин хүчлүүд нь тодорхой байрлалд байгаа бусад нь мутациар солигддог. Удамшлын өвчин үүсгэдэг хортой мутацуудыг хаядаг байгалийн сонголт, гэхдээ ашигтай эсвэл ядаж төвийг сахисан хэвээр байж болно. Хоёр бие биедээ ойртох тусам биологийн төрөл зүйл, тэдгээрийн уураг дахь ялгаа бага байх болно.

Зарим уураг харьцангуй хурдан өөрчлөгддөг бол зарим нь маш их хадгалагддаг. Сүүлийнх нь жишээлбэл, цитохромыг агуулдаг -тайихэнх амьд организмд байдаг амьсгалын замын фермент. Хүн ба шимпанзегийн хувьд түүний амин хүчлийн дараалал нь ижил бөгөөд цитохромд байдаг. -тайУлаан буудайн амин хүчлийн зөвхөн 38% нь ялгаатай байв. Хүн ба бактерийг харьцуулж үзвэл цитохромын ижил төстэй байдал -тай(Ялгаа нь энд байгаа амин хүчлүүдийн 65% -д нөлөөлдөг) одоо ч ажиглагдаж байгаа боловч нян ба хүний ​​нийтлэг өвөг хоёр тэрбум жилийн өмнө дэлхий дээр амьдарч байсан. Өнөө үед амин хүчлийн дарааллыг харьцуулах нь янз бүрийн организмын хоорондын хувьслын харилцааг тусгасан филогенетик (гэр бүлийн) модыг бий болгоход ихэвчлэн ашиглагддаг.

Денатураци. Синтезжсэн уургийн молекул нь нугалж, өөрийн онцлог шинж чанарыг олж авдаг. Гэсэн хэдий ч энэ тохиргоог халаах, рН өөрчлөх, органик уусгагчд өртөх, тэр ч байтугай гадаргуу дээр бөмбөлөг үүсэх хүртэл уусмалыг сэгсрэх замаар устгаж болно. Ийм байдлаар өөрчлөгдсөн уургийг денатурат гэж нэрлэдэг; энэ нь биологийн идэвхээ алдаж, ихэвчлэн уусдаггүй болдог. Денатурат уургийн алдартай жишээ бол чанасан өндөг эсвэл цөцгий юм. Зөвхөн зуу орчим амин хүчил агуулсан жижиг уураг нь нөхөн төлжих чадвартай, жишээлбэл. анхны тохиргоог дахин авах. Гэхдээ ихэнх уураг нь зүгээр л орооцолдсон полипептидийн гинжин хэлхээ болж хувирдаг бөгөөд өмнөх тохиргоогоо сэргээдэггүй.

Идэвхтэй уургийг тусгаарлахад тулгардаг гол бэрхшээлүүдийн нэг нь денатурацид хэт мэдрэмтгий байдаг. Уургийн энэ шинж чанар нь лаазлахад ашигтай хэрэглээг олдог. хүнсний бүтээгдэхүүн: өндөр температурбичил биетний ферментийг эргэлт буцалтгүй устгаж, бичил биетүүд үхдэг.

 УУРГИЙН нийлэгжилт Уураг нийлэгжүүлэхийн тулд амьд организм нэг амин хүчлийг нөгөөд холбох чадвартай ферментийн системтэй байх ёстой. Мөн ямар амин хүчлийг нэгтгэх ёстойг тодорхойлохын тулд мэдээллийн эх сурвалж хэрэгтэй. Хүний биед олон мянган төрлийн уураг байдаг бөгөөд тэдгээр нь дунджаар хэдэн зуун амин хүчлээс бүрддэг. шаардлагатай мэдээлэлүнэхээр асар том байх ёстой. Энэ нь молекулуудад хадгалагддаг (соронзон соронзон хальсны бичлэг хэрхэн хадгалагддагтай адил). нуклейн хүчил, үүнээс генүүд үүсдэг. см . мөн удамшлын; НУКЛЕИН ХҮЧЛҮҮД.Ферментийн идэвхжүүлэлт. Амин хүчлүүдээс нийлэгжсэн полипептидийн гинж нь эцсийн хэлбэрээрээ үргэлж уураг байдаггүй. Олон ферментүүд эхлээд идэвхгүй прекурсорууд хэлбэрээр нийлэгждэг бөгөөд өөр фермент гинжин хэлхээний нэг төгсгөлд хэд хэдэн амин хүчлийг зайлуулж авсны дараа л идэвхтэй болдог. Ийм байдлаар идэвхтэй хэлбэрхоол боловсруулах эрхтний зарим фермент, тухайлбал трипсин нийлэгждэг; эдгээр ферментүүд нь гинжин хэлхээний төгсгөлийн хэсгийг салгасны үр дүнд хоол боловсруулах замд идэвхждэг. Молекул нь идэвхтэй хэлбэрээрээ хоёр богино гинжээс бүрддэг инсулин гормон нь нэг гинж хэлбэрээр нийлэгждэг. проинсулин. Дараа нь дунд хэсэгэнэ гинжийг арилгаж, үлдсэн хэсгүүд нь бие биетэйгээ холбогдож, идэвхтэй дааврын молекул үүсгэдэг. Нарийн төвөгтэй уургууд нь зөвхөн тодорхой химийн бүлэг уурагтай хавсарсны дараа үүсдэг бөгөөд энэ нэмэлт нь ихэвчлэн фермент шаарддаг.Бодисын солилцооны эргэлт. Амьтны амин хүчлийг хооллосны дараа шошготой цацраг идэвхт изотопууднүүрстөрөгч, азот эсвэл устөрөгч, шошго нь уураг руугаа хурдан ордог. Хэрэв шошготой амин хүчлүүд биед орохоо больсон бол уураг дахь шошгоны хэмжээ буурч эхэлдэг. Эдгээр туршилтууд нь үүссэн уураг нь амьдралынхаа эцэс хүртэл биед хадгалагдаагүй болохыг харуулж байна. Эдгээр нь цөөхөн үл хамаарах зүйлээс бусад нь динамик төлөвт байдаг бөгөөд амин хүчлүүд рүү байнга задарч, дараа нь дахин нийлэгждэг.

Зарим уураг нь эсүүд үхэж, устах үед задардаг. Энэ нь жишээлбэл, улаан цусны эсүүд болон гэдэсний дотоод гадаргууг бүрхсэн эпителийн эсүүдтэй байнга тохиолддог. Үүнээс гадна уургийн задрал, дахин нийлэгжилт нь амьд эсэд тохиолддог. Хачирхалтай нь, уургийн задралын талаар тэдгээрийн нийлэгжилтээс бага зүйл мэддэг. Гэсэн хэдий ч задрал нь хоол боловсруулах замд уурагуудыг амин хүчлүүд болгон задалдаг протеолитик ферментүүдтэй төстэй байдаг нь тодорхой юм.

Төрөл бүрийн уургийн хагас задралын хугацаа хэдэн цагаас олон сар хүртэл хэлбэлздэг. Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол коллагены молекул юм. Үүссэний дараа тэдгээр нь тогтвортой хэвээр байх бөгөөд шинэчлэгдэхгүй, солигддоггүй. Гэвч цаг хугацаа өнгөрөх тусам тэдний зарим шинж чанар, ялангуяа уян хатан чанар өөрчлөгдөж, шинэчлэгддэггүй тул арьсны үрчлээс үүсэх зэрэг насжилттай холбоотой тодорхой өөрчлөлтүүд үүсдэг.

Синтетик уураг. Химичид удаан хугацааны туршид амин хүчлийг полимержуулж сурсан боловч амин хүчлүүд нь эмх замбараагүй нийлдэг тул ийм полимержилтын бүтээгдэхүүн нь байгалийнхтай бараг төстэй байдаггүй. Үнэн бол амин хүчлийг тодорхой дарааллаар нэгтгэх боломжтой бөгөөд энэ нь зарим биологийн идэвхит уураг, ялангуяа инсулиныг авах боломжтой болгодог. Энэ үйл явц нь нэлээд төвөгтэй бөгөөд ийм аргаар зөвхөн молекулууд нь зуу орчим амин хүчил агуулсан уураг авах боломжтой юм. Хүссэн амин хүчлийн дараалалд тохирох генийн нуклеотидын дарааллыг нийлэгжүүлэх эсвэл тусгаарлах, дараа нь энэ генийг репликаци үүсгэдэг нян руу нэвтрүүлэх нь илүү дээр юм. их тоохүссэн бүтээгдэхүүн. Гэхдээ энэ арга нь бас сул талуудтай. см . мөн ГЕНИЙН ИНЖЕНЕРЧИЛГЭЭ. УУРАГ БА ХООЛ ХООЛЛОЛТ Бие дэх уургууд нь амин хүчлүүд болж задарвал эдгээр амин хүчлийг дахин уураг нийлэгжүүлэхэд ашиглаж болно. Үүний зэрэгцээ амин хүчлүүд нь өөрөө задардаг тул тэдгээрийг бүрэн ашиглаж чаддаггүй. Өсөлт, жирэмслэлт, шархны эдгэрэлтийн үед уургийн нийлэгжилт нь задралаас давж гарах ёстой нь тодорхой юм. Бие махбодь тодорхой хэмжээний уураг алддаг; Эдгээр нь үс, хумс, арьсны гадаргуугийн давхарга юм. Тиймээс уураг нийлэгжүүлэхийн тулд организм бүр хоол хүнснээс амин хүчлийг авах ёстой. Ногоон ургамал нь CO-аас нийлэгждэг 2 , ус ба аммиак буюу нитратууд нь уурагт агуулагддаг 20 амин хүчил юм. Олон бактери нь элсэн чихэр (эсвэл түүнтэй адилтгах) болон тогтсон азотын дэргэд амин хүчлийг нийлэгжүүлэх чадвартай боловч элсэн чихэр нь эцсийн эцэст ногоон ургамлаар хангадаг. Амьтад амин хүчлийг нэгтгэх чадвар нь хязгаарлагдмал байдаг; Тэд ногоон ургамал эсвэл бусад амьтдыг идэх замаар амин хүчлийг олж авдаг. Хоол боловсруулах замд шингэсэн уураг нь амин хүчлүүд болж задарч, сүүлийнх нь шингэж, тэдгээрээс тухайн организмын онцлог шинж чанартай уураг үүсдэг. Шингээсэн уургийн аль нь ч бие махбодийн бүтцэд ордоггүй. Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол олон хөхтөн амьтдын зарим эхийн эсрэгбие нь ихэсээр дамжин ургийн цусанд бүрэн нэвтэрч, эхийн сүүгээр (ялангуяа хивэгч) төрсний дараа нярайд шууд дамждаг.Уургийн хэрэгцээ. Амьдралыг хадгалахын тулд бие нь хоол хүнснээс тодорхой хэмжээний уураг авах ёстой нь ойлгомжтой. Гэхдээ энэ хэрэгцээний хэмжээ нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаарна. Бие махбодид хоол хүнс нь эрчим хүчний эх үүсвэр (калори) болон түүний бүтцийг бий болгох материал болгон шаардлагатай байдаг. Эрчим хүчний хэрэгцээ хамгийн түрүүнд ирдэг. Энэ нь хоол хүнсэнд нүүрс ус, өөх тос бага байх үед уураг нь өөрийн уургийн нийлэгжилтэд бус харин илчлэгийн эх үүсвэр болдог гэсэн үг юм. Удаан хугацааны мацаг барих үед таны уураг хүртэл эрчим хүчний хэрэгцээг хангахад ашиглагддаг. Хэрэв хоолны дэглэмд хангалттай хэмжээний нүүрс ус байгаа бол уургийн хэрэглээг бууруулж болно.Азотын тэнцвэр. Дунджаар ойролцоогоор. Уургийн нийт массын 16% нь азот юм. Уурганд агуулагдах амин хүчлүүд задрахад тэдгээрт агуулагдах азот нь биеэс шээсээр болон (бага хэмжээгээр) ялгадасаар янз бүрийн азотын нэгдлүүд хэлбэрээр ялгардаг. Тиймээс уургийн тэжээлийн чанарыг үнэлэхийн тулд азотын баланс гэх мэт үзүүлэлтийг ашиглах нь тохиромжтой, i.e. биед орж буй азотын хэмжээ ба өдөрт ялгардаг азотын хэмжээ хоорондын зөрүү (грамаар). Насанд хүрсэн хүний ​​хэвийн хоол тэжээлээр эдгээр хэмжээ тэнцүү байна. Өсөн нэмэгдэж буй организмд ялгарах азотын хэмжээ нь хүлээн авсан хэмжээнээс бага, i.e. тэнцэл эерэг байна. Хэрэв хоолны дэглэмд уураг дутагдалтай байвал тэнцвэр нь сөрөг байна. Хэрэв хоолны дэглэмд хангалттай хэмжээний илчлэг байгаа боловч уураг байхгүй бол бие нь уураг хэмнэдэг. Уургийн солилцооҮүний зэрэгцээ, энэ нь удааширч, уургийн нийлэгжилтэнд амин хүчлийг дахин боловсруулах нь хамгийн өндөр үр ашигтайгаар явагддаг. Гэсэн хэдий ч алдагдал зайлшгүй байх ёстой бөгөөд азотын нэгдлүүд шээс, хэсэгчлэн ялгадасаар ялгардаг. Уургийн мацаг барих үед өдөрт биеэс ялгардаг азотын хэмжээ нь өдөр тутмын уургийн дутагдлын хэмжүүр болж чаддаг. Энэхүү дутагдалтай тэнцэх хэмжээний уургийг хоолны дэглэмд оруулснаар азотын тэнцвэрийг сэргээж чадна гэж үзэх нь зүйн хэрэг юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь үнэн биш юм. Ийм хэмжээний уураг хүлээн авсны дараа бие нь амин хүчлийг үр ашиг багатай хэрэглэж эхэлдэг тул азотын тэнцвэрийг сэргээхэд зарим нэмэлт уураг шаардлагатай байдаг.

Хэрэв хоолны дэглэм дэх уургийн хэмжээ нь азотын тэнцвэрийг хадгалахад шаардлагатай хэмжээнээс давсан бол ямар ч хор хөнөөлгүй юм шиг санагддаг. Илүүдэл амин хүчлийг зүгээр л эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг. Хамгийн гайхалтай жишээ бол, Эскимосууд азотын тэнцвэрийг хадгалахын тулд цөөн тооны нүүрс ус, арав дахин их хэмжээний уураг хэрэглэдэг. Гэсэн хэдий ч ихэнх тохиолдолд уургийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглах нь ашиггүй байдаг, учир нь өгөгдсөн хэмжээний нүүрс ус нь ижил хэмжээний уурагтай харьцуулахад олон калори үүсгэдэг. Ядуу орнуудад хүмүүс нүүрс уснаас илчлэгээ авч, хэрэглэдэг хамгийн бага тоо хэмжээхэрэм.

Хэрэв бие нь уураггүй бүтээгдэхүүн хэлбэрээр шаардлагатай тооны илчлэгийг авдаг бол азотын тэнцвэрийг хадгалахын тулд уургийн хамгийн бага хэмжээ нь ойролцоогоор байна. Өдөрт 30 гр. Дөрвөн зүсэм талх буюу 0.5 литр сүүнд ийм хэмжээний уураг агуулагддаг. Бага зэрэг том тоо нь ихэвчлэн оновчтой гэж тооцогддог; 50-70 гр хэрэглэхийг зөвлөж байна.

Чухал амин хүчлүүд. Өнөөг хүртэл уургийг бүхэлд нь авч үздэг байсан. Үүний зэрэгцээ уургийн нийлэгжилт явагдахын тулд бүх чухал амин хүчлүүд. Амьтны бие өөрөө амин хүчлүүдийн заримыг нэгтгэх чадвартай. Тэдгээрийг орлуулах боломжтой гэж нэрлэдэг, учир нь тэдгээр нь хоолны дэглэмд заавал байх албагүй, зөвхөн азотын эх үүсвэр болох уургийн нийт нийлүүлэлт хангалттай байх нь чухал юм; Дараа нь, хэрэв чухал бус амин хүчлүүд дутагдвал бие нь илүүдэлтэй байгаа амин хүчлүүдийн зардлаар тэдгээрийг нэгтгэж чаддаг. Үлдсэн "чухал" амин хүчлүүд нь нийлэгжих боломжгүй тул бие махбодид хоол хүнсээр дамжин хангагдах ёстой. Хүний хувьд зайлшгүй шаардлагатай бодисууд нь валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, гистидин, лизин, аргинин юм. (Хэдийгээр аргинин нь бие махбодид нийлэгжих боломжтой боловч нярай болон өсч буй хүүхдүүдэд хангалттай хэмжээгээр үйлдвэрлэгддэггүй тул зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлийн ангилалд багтдаг. Нөгөөтэйгүүр, хоол хүнсээр агуулагдах эдгээр амин хүчлүүдийн зарим нь насанд хүрсэн хүнд шаардлагагүй болж магадгүй юм. хүн.)

Энэхүү чухал амин хүчлүүдийн жагсаалт нь бусад сээр нуруутан амьтад, тэр ч байтугай шавьжны хувьд ойролцоогоор ижил байдаг. Уургийн тэжээллэг чанарыг ихэвчлэн өсөн нэмэгдэж буй харханд хооллож, амьтны жингийн өсөлтийг хянах замаар тодорхойлдог.

Уургийн тэжээллэг чанар. Уургийн тэжээллэг чанар нь хамгийн их дутагдалтай байдаг чухал амин хүчлээр тодорхойлогддог. Үүнийг жишээгээр тайлбарлая. Бидний биед агуулагдах уураг нь дунджаар ойролцоогоор. 2% триптофан (жингээр). Хоолны дэглэмд 1% триптофан агуулсан 10 гр уураг, бусад чухал амин хүчлүүд хангалттай байдаг гэж бодъё. Манай тохиолдолд энэ бүрэн бус уургийн 10 г нь үндсэндээ 5 г бүрэн уурагтай тэнцдэг; үлдсэн 5 г нь зөвхөн эрчим хүчний эх үүсвэр болж чадна. Амин хүчлүүд нь бие махбодид бараг хадгалагддаггүй тул уургийн нийлэгжилт явагдахын тулд бүх амин хүчлүүд нэгэн зэрэг байх ёстой тул зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлүүдийн хэрэглээний үр нөлөөг бүгдийг нь илрүүлж болно гэдгийг анхаарна уу. нэгэн зэрэг биед орох. Ихэнх амьтны уургийн дундаж найрлага нь уургийн дундаж найрлагатай ойролцоо байдаг хүний ​​бие, тиймээс бидний хоолны дэглэм мах, өндөг, сүү, бяслаг зэрэг хоол хүнсээр баялаг байвал амин хүчлийн дутагдалд орох магадлал багатай. Гэсэн хэдий ч желатин (коллагены денатурацийн бүтээгдэхүүн) зэрэг маш цөөн чухал амин хүчлийг агуулсан уураг байдаг. Ургамлын уураг нь энэ утгаараа желатинаас илүү сайн байдаг ч чухал амин хүчлийн хувьд муу байдаг; Тэд ялангуяа лизин, триптофан багатай байдаг. Гэсэн хэдий ч цэвэр цагаан хоолны дэглэм нь бие махбодийг зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлээр хангахад хангалттай ургамлын уураг бага зэрэг их хэмжээгээр хэрэглэдэггүй бол ямар ч хор хөнөөлтэй гэж үзэж болохгүй. Ургамал нь үрэндээ, ялангуяа улаан буудай, төрөл бүрийн буурцагт ургамлын үрэнд хамгийн их уураг агуулдаг. Аспарагус зэрэг залуу найлзуурууд нь уураг ихтэй байдаг.Хоол тэжээл дэх синтетик уураг. Бүрэн бус уураг, тухайлбал эрдэнэ шишийн уураг зэрэгт нийлэг чухал амин хүчлүүд эсвэл амин хүчлээр баялаг уурагуудыг бага хэмжээгээр нэмснээр сүүлчийнх нь тэжээллэг чанарыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой. ингэснээр хэрэглэсэн уургийн хэмжээг нэмэгдүүлнэ. Өөр нэг боломж бол азотын эх үүсвэр болгон нитрат эсвэл аммиак нэмснээр нефтийн нүүрсустөрөгч дээр бактери эсвэл мөөгөнцөр үржүүлэх явдал юм. Ийм аргаар олж авсан бичил биетний уураг нь шувуу, малын тэжээл болж, эсвэл хүн шууд хэрэглэж болно. Гурав дахь өргөн хэрэглэгддэг арга нь хивэгч малын физиологийг ашигладаг. Хивэгч, ходоодны эхний хэсэгт гэж нэрлэгддэг. Гүзээнд бүрэн бус ургамлын уургийг илүү бүрэн гүйцэд бичил биетний уураг болгон хувиргадаг бактери, эгэл биетний тусгай хэлбэрүүд амьдардаг бөгөөд эдгээр нь хоол боловсруулах, шингээх дараа амьтны уураг болж хувирдаг. Хямдхан синтетик азот агуулсан мочевиныг малын тэжээлд нэмж болно. Гүзээнд амьдардаг бичил биетүүд нүүрс усыг (тэжээлд илүү их байдаг) уураг болгон хувиргахын тулд мочевин азотыг ашигладаг. Малын тэжээл дэх нийт азотын гуравны нэг орчим нь мочевин хэлбэрээр орж ирдэг бөгөөд энэ нь тодорхой хэмжээгээр уургийн химийн нийлэгжилтийг хэлнэ. АНУ-д энэ арга нь уураг олж авах арга замуудын нэг болох чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.Уран зохиол Мюррей Р., Греннер Д., Майес П., Родуэлл В. Хүний биохими, боть. 12. М., 1993
Alberts B, Bray D, Lewis J, et al. Молекул биологиэсүүд, боть. 13. М., 1994

Уургийн хамгийн чухал физик, химийн шинж чанаруудын талаар ярихаасаа өмнө энэ нь юунаас бүрддэг, ямар бүтэцтэй болохыг мэдэх хэрэгтэй. Уургууд нь байгалийн чухал биополимер юм.

Амин хүчил гэж юу вэ

Эдгээр нь карбоксил ба амин бүлгүүдийг агуулсан органик нэгдлүүд юм. Эхний бүлгийн ачаар тэд нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгч, устөрөгч, нөгөө нь азот, устөрөгчтэй байдаг. Альфа амин хүчлүүд нь уураг үүсэхэд шаардлагатай байдаг тул хамгийн чухал гэж үздэг.

Протеиноген амин хүчил гэж нэрлэгддэг чухал амин хүчлүүд байдаг. Тиймээс тэд уургийн харагдах байдлыг хариуцдаг. Тэдгээрийн ердөө 20 нь байдаг ч тоо томшгүй олон уургийн нэгдлүүдийг үүсгэж чаддаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн аль нь ч нөгөөгөөсөө бүрэн ижил байх болно. Энэ нь эдгээр амин хүчлүүдэд агуулагдах элементүүдийн хослолын ачаар боломжтой юм.

Тэдний синтез нь биед тохиолддоггүй. Тиймээс тэд хоолтой хамт очдог. Хэрэв хүн тэдгээрийг хангалтгүй хэмжээгээр хүлээн авбал хэвийн үйл ажиллагаа алдагдах магадлалтай янз бүрийн системүүд. Уургууд нь поликонденсацийн урвалаар үүсдэг.

Уураг ба тэдгээрийн бүтэц

Уургийн физик шинж чанарт шилжихээсээ өмнө энэ талаар илүү нарийн тодорхойлолт өгөх нь зүйтэй органик нэгдэл. Уураг нь амин хүчлүүдийн ачаар үүсдэг хамгийн чухал биоорганик нэгдлүүдийн нэг бөгөөд бие махбодид тохиолддог олон процесст оролцдог.

Эдгээр нэгдлүүдийн бүтэц нь амин хүчлийн үлдэгдэл ээлжлэн солигдох дарааллаас хамаарна. Үүний үр дүнд дараах байдалтай байна.

  • анхдагч (шугаман);
  • хоёрдогч (спираль);
  • гуравдагч (бөмбөрцөг хэлбэртэй).

Тэдний ангилал

Уургийн нэгдлүүдийн олон янз байдал, тэдгээрийн бүтэц, бүтцийн янз бүрийн нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан тав тухтай байдлыг хангах үүднээс эдгээр шинж чанарт тулгуурласан ангилал байдаг.

Тэдний найрлага нь дараах байдалтай байна.

  • энгийн;
  • цогцолбор нь эргээд дараахь байдлаар хуваагдана.
  1. уураг ба нүүрс усны хослол;
  2. уураг, өөх тосны хослол;
  3. уургийн молекул ба нуклейн хүчлүүдийн холболт.

Уусах чадвараар:

  • усанд уусдаг;
  • тосонд уусдаг.

Уургийн нэгдлүүдийн товч тайлбар

Уургийн физик, химийн шинж чанарт шилжихээсээ өмнө тэдгээрийн шинж чанарыг бага зэрэг өгөх нь ашигтай байх болно. Мэдээжийн хэрэг, тэдний шинж чанарууд байдаг чухаламьд организмын хэвийн үйл ажиллагаанд зориулагдсан. Анхны байдалд нь байгаа юм хатуу бодис, янз бүрийн шингэнд уусдаг эсвэл уусдаггүй.

Бие махбодийн талаар товчхон ярья уургийн шинж чанар, Дараа нь тэд бие махбод дахь хамгийн чухал биологийн процессуудыг тодорхойлдог. Тухайлбал, бодис зөөвөрлөх, барилгын үйл ажиллагаа гэх мэт Уургийн физик шинж чанар нь уусдаг эсэхээс хамаардаг. Эдгээр шинж чанаруудын талаар цаашид бичих болно.

Уургийн физик шинж чанар

Тэдний тухай дээр аль хэдийн бичсэн байгаа нэгтгэх байдалба уусах чадвар. Тиймээс бид дараах шинж чанарууд руу шилжинэ.

  1. Тэд том молекул жинтэй байдаг бөгөөд энэ нь үүнээс хамаардаг тодорхой нөхцөлорчин.
  2. Тэдний уусах чадвар нь өргөн цар хүрээтэй бөгөөд үүний үр дүнд электрофорез буюу уурагуудыг хольцоос тусгаарлах арга боломжтой болдог.

Уургийн нэгдлүүдийн химийн шинж чанар

Уншигчид уураг ямар физик шинж чанартай болохыг мэддэг болсон. Одоо бид ижил ач холбогдолтой химийн бодисын талаар ярих хэрэгтэй. Тэдгээрийг доор жагсаав.

  1. Денатураци. Өндөр температурт уургийн коагуляци хүчтэй хүчилэсвэл шүлт. Денатурацийн үед зөвхөн анхдагч бүтэц хадгалагдаж, бүх биологийн шинж чанаруураг алдагддаг.
  2. Гидролиз. Үүний үр дүнд энгийн уураг, амин хүчлүүд үүсдэг, учир нь анхдагч бүтэц нь устаж үгүй ​​болдог. Энэ нь хоол боловсруулах үйл явцын үндэс юм.
  3. Уураг тодорхойлох чанарын урвал. Тэдгээрийн зөвхөн хоёр нь байдаг бөгөөд гурав дахь нь эдгээр нэгдлүүдийн хүхрийг илрүүлэхэд шаардлагатай байдаг.
  4. Биурет урвал.Уургууд нь зэсийн гидроксидын тунадасжилтад өртдөг. Үр дүн нь нил ягаан өнгөтэй болно.
  5. Ксантопротеины урвал. Нөлөөллийг төвлөрсөн аргаар гүйцэтгэдэг азотын хүчил. Энэ урвалын үр дүнд халах үед шар өнгөтэй болж, цагаан тунадас үүсдэг. Хэрэв та ус нэмбэл аммиакийн уусмал, дараа нь улбар шар өнгө гарч ирнэ.
  6. Уургийн хүхрийн хэмжээг тодорхойлох. Уургууд шатаах үед "шатсан эвэр" үнэртэж эхэлдэг. Энэ үзэгдлийг тэдгээр нь хүхэр агуулсан байдагтай холбон тайлбарладаг.

Тиймээс эдгээр нь уургийн бүх физик, химийн шинж чанарууд байв. Гэхдээ мэдээжийн хэрэг, тэдгээр нь амьд организмын хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг гэж тооцогддог нь зөвхөн тэдний ачаар биш юм. Тэд хамгийн чухал биологийн функцийг тодорхойлдог.

Уургийн биологийн шинж чанар

Бид хянаж үзсэн физик шинж чанархимийн уураг. Гэхдээ тэдний биед үзүүлэх нөлөө, яагаад тэдэнгүйгээр бүрэн ажиллахгүй байгаа талаар ярих нь зүйтэй. Уургийн дараах үүрэг гүйцэтгэдэг.

  1. ферментатив. Бие дэх ихэнх урвалууд нь уургийн гаралтай ферментийн оролцоотойгоор явагддаг;
  2. тээвэрлэлт. Эдгээр элементүүд нь бусад чухал молекулуудыг эд, эрхтэнд хүргэдэг. Хамгийн чухал тээврийн уургийн нэг нь гемоглобин юм;
  3. бүтцийн. Уургууд нь гол зүйл юм барилгын материалолон эдэд (булчин, салст бүрхэвч, туслах);
  4. хамгаалах. Эсрэгбие ба антитоксин нь дархлааны үндэс суурийг бүрдүүлдэг уургийн нэгдлүүдийн тусгай төрөл юм;
  5. дохио Мэдрэхүйн эрхтнүүдийн үйл ажиллагааг хариуцдаг рецепторууд нь тэдний бүтцэд уураг байдаг;
  6. хадгалах. Энэ функцшинэ организмыг хөгжүүлэх явцад барилгын материал, нэмэлт эрчим хүчний эх үүсвэр болох тусгай уурагуудыг явуулна.

Уургийг өөх тос, нүүрс ус болгон хувиргаж болно. Гэхдээ тэд хэрэм болж чадахгүй. Тиймээс эдгээр тусгай нэгдлүүдийн дутагдал нь амьд организмд онцгой аюултай. Гарсан энерги нь бага бөгөөд энэ талаараа өөх тос, нүүрс уснаас доогуур байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь бие махбодид зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлүүдийн эх үүсвэр юм.

Бие махбодид хангалттай уураг байхгүй гэдгийг яаж ойлгох вэ? Хүний эрүүл мэнд муудаж, хурдан ядрах, ядрах шинж тэмдэг илэрдэг. Уургийн маш сайн эх үүсвэр нь улаан буудай, мах, загасны бүтээгдэхүүн, сүүн бүтээгдэхүүн, өндөг, зарим төрлийн буурцагт ургамал юм.

Уургийн зөвхөн физик шинж чанараас гадна химийн шинж чанар, мөн биологийн үүднээс авч үзвэл биед ямар ач холбогдолтой болохыг мэдэх нь чухал юм. Уургийн нэгдлүүд нь хүний ​​биеийн хэвийн үйл ажиллагаанд зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлүүдийн эх үүсвэр байдгаараа онцлог юм.

дунд органик бодис хэрэм, эсвэл уураг, хамгийн олон, хамгийн олон янзын, хамгийн чухал биополимерууд юм. Тэдний хувь 50 - 80% хуурай эсийн масс.

Уургийн молекулууд нь том хэмжээтэй байдаг тул тэдгээрийг нэрлэдэг макромолекулууд. Уургууд нь нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгч, устөрөгч, азотоос гадна хүхэр, фосфор, төмөр агуулж болно. Уургууд нь бие биенээсээ мономеруудын тоо (зуугаас хэдэн мянга хүртэл), найрлага, дарааллаар ялгаатай байдаг. Уургийн мономерууд нь амин хүчлүүд юм (Зураг 1)

Бүх зүйлийн янз бүрийн хослолоор хязгааргүй олон төрлийн уураг үүсдэг 20 амин хүчил. Амин хүчил бүр өөрийн гэсэн нэр, тусгай бүтэц, шинж чанартай байдаг. Тэдний ерөнхий томъёог дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Амин хүчлийн молекул нь бүх амин хүчлүүдтэй ижил хоёр хэсгээс бүрдэх ба тэдгээрийн нэг нь амин бүлэг ( -NH 2) үндсэн шинж чанартай, нөгөө нь карбоксил бүлэгтэй ( -COOH) хамт хүчиллэг шинж чанар. Радикал гэж нэрлэгддэг молекулын нэг хэсэг ( Р), өөр өөр амин хүчлүүд өөр өөр бүтэцтэй байдаг. Нэг амин хүчлийн молекул дахь үндсэн ба хүчиллэг бүлгүүд байгаа нь тэдний өндөр урвалыг тодорхойлдог. Эдгээр бүлгүүдээр дамжуулан амин хүчлүүд нэгдэж уураг үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд усны молекул гарч ирэх ба суллагдсан электронууд нь пептидийн холбоо үүсгэдэг. Тиймээс уураг гэж нэрлэгддэг полипептидүүд.

Уургийн молекулууд нь өөр өөр орон зайн тохиргоотой байж болох ба тэдгээрийн бүтцэд бүтцийн зохион байгуулалтын дөрвөн түвшин байдаг.

Полипептидийн гинжин хэлхээнд амин хүчлүүдийн дараалал дараах байдалтай байна анхдагч бүтэцхэрэм. Энэ нь ямар ч уурагт өвөрмөц бөгөөд түүний хэлбэр, шинж чанар, үйл ажиллагааг тодорхойлдог.
Ихэнх уургууд нь хоорондоо устөрөгчийн холбоо үүссэний үр дүнд мушгиа хэлбэртэй байдаг -CO-Тэгээд -НХ-полипептидийн гинжин хэлхээний өөр өөр амин хүчлийн үлдэгдлийн бүлгүүд. Устөрөгчийн холбоо нь сул боловч хамтдаа нэлээн бат бөх бүтцийг бий болгодог. Энэ спираль хоёрдогч бүтэцхэрэм.

Гуравдагч бүтэц- полипептидийн гинжин хэлхээний гурван хэмжээст орон зайн "савлах". Үр дүн нь уураг бүрийн хувьд хачирхалтай боловч өвөрмөц тохиргоо юм. бөмбөрцөг. Гуравдагч бүтцийн бат бөх чанарыг амин хүчлийн радикалуудын хооронд үүссэн янз бүрийн холбоогоор хангадаг.

Дөрөвдөгчийн бүтэцбүх уурагт байдаггүй. Энэ нь гуравдагч бүтэцтэй хэд хэдэн макромолекулуудыг цогц цогцолбор болгон нэгтгэсний үр дүнд үүсдэг. Жишээлбэл, хүний ​​цусан дахь гемоглобин нь дөрвөн уургийн макромолекулуудын нэгдэл юм.
Уургийн молекулын бүтцийн энэхүү нарийн төвөгтэй байдал нь эдгээр биополимеруудад хамаарах олон янзын функцтэй холбоотой юм.
Уургийн байгалийн бүтцийг зөрчсөн гэж нэрлэдэг денатураци. Энэ нь температурын нөлөөн дор үүсч болно. химийн бодисууд, цацрагийн энерги болон бусад хүчин зүйлүүд. Сул нөлөөллийн үед зөвхөн дөрөвдөгч бүтэц задарч, илүү хүчтэй нь гуравдагч, дараа нь хоёрдогч, уураг нь полипептидийн гинж хэлбэрээр үлддэг.
Энэ үйл явц нь хэсэгчлэн буцаах боломжтой: хэрэв анхдагч бүтэц нь гэмтээгүй бол денатурат уураг нь түүний бүтцийг сэргээх чадвартай. Үүнээс үзэхэд уургийн макромолекулын бүх бүтцийн шинж чанарууд нь түүний үндсэн бүтцээр тодорхойлогддог.

Үүнээс бусад нь энгийн уураг, зөвхөн амин хүчлүүдээс бүрддэг, бас байдаг нарийн төвөгтэй уураг

УУРАГ
(уураг), азот агуулсан цогц нэгдлүүдийн ангилал, амьд бодисын хамгийн онцлог бөгөөд чухал (нуклейн хүчлийн хамт) бүрэлдэхүүн хэсэг. Уургууд нь олон янзын үүрэг гүйцэтгэдэг. Ихэнх уураг нь химийн урвалыг хурдасгадаг ферментүүд юм. Физиологийн процессыг зохицуулдаг олон даавар нь мөн уураг юм. Коллаген, кератин зэрэг бүтцийн уураг нь ясны эд, үс, хумсны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Булчингийн агшилтын уургууд нь механик ажил гүйцэтгэхийн тулд химийн энергийг ашиглан уртаа өөрчлөх чадвартай байдаг. Уургууд нь хорт бодисыг холбож, саармагжуулах эсрэгбиемүүдийг агуулдаг. Гадны нөлөөнд (гэрэл, үнэр) хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай зарим уураг нь цочролыг мэдэрдэг мэдрэхүйд рецептороор үйлчилдэг. Эсийн дотор болон эсийн мембран дээр байрлах олон уураг нь зохицуулах функцийг гүйцэтгэдэг. 19-р зууны эхний хагаст. Олон химич, тэдний дунд Ж.фон Либиг аажмаар уураг нь азотын нэгдлүүдийн тусгай ангиллыг төлөөлдөг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. "Уургууд" гэсэн нэрийг (Грек хэлнээс protos - анхны) 1840 онд Голландын химич Г.Мюлдер санал болгосон.
Физик шинж чанарууд
Уургууд нь гемоглобин гэх мэт ямар нэгэн хромофорын (өнгөт) бүлгийг агуулдаггүй бол хатуу төлөвт цагаан өнгөтэй, харин уусмалдаа өнгөгүй байдаг. Усанд уусах чадвар нь янз бүрийн уургийн хооронд ихээхэн ялгаатай байдаг. Энэ нь мөн рН болон уусмал дахь давсны концентрациас хамаарч өөрчлөгддөг тул нэг уураг нь бусад уургийн хамт сонгомол тунадасжих нөхцлийг сонгох боломжтой. Энэхүү "давслах" аргыг уургийг тусгаарлах, цэвэршүүлэхэд өргөн ашигладаг. Цэвэршүүлсэн уураг нь ихэвчлэн уусмалаас талст хэлбэрээр тунадасждаг. Бусад нэгдлүүдтэй харьцуулахад уургийн молекул жин маш том байдаг - хэдэн мянгаас олон сая дальтон хүртэл. Тиймээс хэт центрифугийн үед уураг нь тунадасжиж, өөр өөр хурдтай байдаг. Уургийн молекулуудад эерэг ба сөрөг цэнэгтэй бүлгүүд байдаг тул тэдгээр нь өөр өөр хурдтай, цахилгаан орон зайд хөдөлдөг.
ХИМИЙН ШИНЖ
Энэ нь нарийн төвөгтэй хольцоос бие даасан уургийг тусгаарлахад ашигладаг электрофорезын үндэс юм. Уургийг мөн хроматографийн аргаар цэвэршүүлдэг.

Энд R нь устөрөгчийн атом эсвэл зарим органик бүлэг юм. Уургийн молекул (полипептидийн гинж) нь харьцангуй цөөн тооны амин хүчлүүд эсвэл хэдэн мянган мономер нэгжээс бүрдэж болно. Гинжин дэх амин хүчлүүдийг нэгтгэх боломжтой, учир нь тэдгээр нь тус бүр нь үндсэн амин бүлэг NH2 ба хүчиллэг карбоксил бүлэг COOH гэсэн хоёр өөр химийн бүлэгтэй байдаг. Эдгээр хоёр бүлэг нь нүүрстөрөгчийн атомтай холбоотой байдаг. Нэг амин хүчлийн карбоксил бүлэг нь өөр нэг амин хүчлийн амин бүлэгтэй амид (пептид) холбоо үүсгэж болно.


Хоёр амин хүчлийг ийм байдлаар холбосны дараа хоёр дахь амин хүчлийн гуравны нэгийг нэмснээр гинжийг сунгаж болно. Дээрх тэгшитгэлээс харахад пептидийн холбоо үүсэхэд усны молекул ялгардаг. Хүчил, шүлтлэг эсвэл уураг задлагч фермент байгаа тохиолдолд урвал нь эсрэг чиглэлд явагддаг: полипептидийн гинж нь ус нэмснээр амин хүчлүүд рүү хуваагддаг. Энэ урвалыг гидролиз гэж нэрлэдэг. Гидролиз нь аяндаа явагддаг бөгөөд амин хүчлийг полипептидийн гинжин хэлхээнд холбоход энерги шаардагддаг. Карбоксил бүлэг ба амидын бүлэг (эсвэл амин хүчлийн пролиний хувьд ижил төстэй имид бүлэг) бүх амин хүчлүүдэд байдаг боловч амин хүчлүүдийн хоорондын ялгаа нь бүлгийн шинж чанар буюу "хажуугийн хэлхээ"-ээр тодорхойлогддог. Энэ нь дээр R үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг. Хажуугийн гинжин хэлхээний үүргийг нэг устөрөгчийн атом, тухайлбал амин хүчлийн глицин, мөн гистидин, триптофан зэрэг зарим том бүлэг гүйцэтгэдэг. Зарим хажуугийн гинж нь химийн хувьд идэвхгүй байдаг бол зарим нь мэдэгдэхүйц реактив байдаг. Олон мянган өөр өөр амин хүчлийг нийлэгжүүлж болох ба олон төрлийн амин хүчлүүд байгальд байдаг ч уургийн нийлэгжилтэд ердөө 20 төрлийн амин хүчлийг ашигладаг: аланин, аргинин, аспарагин, аспарагины хүчил, валин, гистидин, глицин, глутамин, глютамин. хүчил, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, пролин, серин, тирозин, треонин, триптофан, фенилаланин, цистеин (уургууд дахь цистеин нь димер-цистин хэлбэрээр байж болно). Үнэн бол зарим уураг нь тогтмол тохиолддог хориноос гадна бусад амин хүчлийг агуулдаг боловч эдгээр нь уургийн найрлагад орсны дараа жагсаасан хорин зүйлийн аль нэгийг нь өөрчилсний үр дүнд үүсдэг.
Оптик үйл ажиллагаа.Глицинээс бусад бүх амин хүчлүүд нь нүүрстөрөгчийн атомд холбогдсон дөрвөн өөр бүлэгтэй байдаг. Геометрийн үүднээс авч үзвэл дөрвөн өөр бүлгийг хоёр аргаар хавсаргаж болох бөгөөд үүний дагуу объект нь түүний толин тусгал дүрстэй бие биетэйгээ холбоотой хоёр боломжит тохиргоо буюу хоёр изомер байдаг. зүүн гар шиг баруун тийш. Хоёр изомер нь туйлширсан гэрлийн хавтгайн эргэлтийн чиглэлд ялгаатай байдаг тул нэг тохиргоог зүүн эсвэл зүүн гартай (L), нөгөөг нь баруун гарт эсвэл декстроротор (D) гэж нэрлэдэг. Уурганд зөвхөн L-амин хүчлүүд байдаг (үл хамаарах зүйл нь глицин; энэ нь дөрвөн бүлгийн хоёр нь ижил байдаг тул зөвхөн нэг хэлбэрээр олддог), бүгд оптик идэвхтэй байдаг (зөвхөн нэг изомер байдаг). D-амин хүчлүүд нь байгальд ховор байдаг; тэдгээр нь зарим антибиотик болон бактерийн эсийн хананд байдаг.

Амин хүчлийн дараалал.Полипептидийн гинжин хэлхээнд агуулагдах амин хүчлүүд нь санамсаргүй байдлаар биш, тодорхой тогтмол дарааллаар байрладаг бөгөөд энэ дарааллаар уургийн үүрэг, шинж чанарыг тодорхойлдог. 20 төрлийн амин хүчлүүдийн дарааллыг өөрчилснөөр та цагаан толгойн үсгүүдээс олон янзын бичвэр үүсгэж чаддаг шиг асар олон тооны өөр өөр уураг үүсгэж болно. Өмнө нь уургийн амин хүчлийн дарааллыг тодорхойлоход ихэвчлэн хэдэн жил шаардагддаг байсан. Шууд тодорхойлох нь маш их хөдөлмөр шаардсан ажил хэвээр байгаа ч үүнийг автоматаар гүйцэтгэх боломжийг олгодог төхөөрөмжүүд бий болсон. Харгалзах генийн нуклеотидын дарааллыг тодорхойлж, үүнээс уургийн амин хүчлийн дарааллыг гаргах нь ихэвчлэн хялбар байдаг. Өнөөдрийг хүртэл олон зуун уургийн амин хүчлийн дарааллыг аль хэдийн тодорхойлсон. Тайлбарласан уургийн функцийг ихэвчлэн мэддэг бөгөөд энэ нь жишээлбэл, хорт хавдрын үед үүссэн ижил төстэй уургийн функцийг төсөөлөхөд тусалдаг.
Нарийн төвөгтэй уураг.Зөвхөн амин хүчлээс бүрдэх уургийг энгийн гэж нэрлэдэг. Гэхдээ ихэвчлэн полипептидийн гинжин хэлхээнд металлын атом эсвэл амин хүчил биш химийн нэгдэл хавсардаг. Ийм уургийг нарийн төвөгтэй гэж нэрлэдэг. Үүний жишээ бол гемоглобин юм: энэ нь төмрийн порфирин агуулдаг бөгөөд энэ нь түүний улаан өнгийг тодорхойлж, хүчилтөрөгч зөөгчөөр ажиллах боломжийг олгодог. Ихэнх нарийн төвөгтэй уургийн нэрс нь хавсаргасан бүлгүүдийн шинж чанарыг илтгэнэ: гликопротейн нь элсэн чихэр, липопротейн нь өөх тос агуулдаг. Хэрэв ферментийн каталитик идэвхжил нь хавсаргасан бүлгээс хамаардаг бол түүнийг протезийн бүлэг гэж нэрлэдэг. Ихэнхдээ витамин нь протезийн бүлгийн үүрэг гүйцэтгэдэг эсвэл нэг хэсэг юм. Жишээлбэл, нүдний торлог бүрхэвч дэх уургийн аль нэгэнд наалддаг А витамин нь түүний гэрэлд мэдрэмтгий байдлыг тодорхойлдог.
Гуравдагч бүтэц. Хамгийн чухал нь уургийн амин хүчлийн дараалал (анхдагч бүтэц) биш, харин түүний орон зайд хэрхэн яаж байршдаг нь чухал юм. Полипептидийн гинжин хэлхээний бүх уртын дагуу устөрөгчийн ионууд нь тогтмол устөрөгчийн холбоог үүсгэдэг бөгөөд энэ нь спираль буюу давхаргын (хоёрдогч бүтэц) хэлбэрийг өгдөг. Ийм мушгиа ба давхаргын хослолоос дараагийн дарааллын авсаархан хэлбэр үүсдэг - уургийн гуравдагч бүтэц. Гинжний мономер хэсгүүдийг холбосон холбоосуудын эргэн тойронд жижиг өнцгөөр эргүүлэх боломжтой. Тиймээс цэвэр геометрийн үүднээс авч үзвэл аливаа полипептидийн гинжин хэлхээний боломжит тохиргооны тоо хязгааргүй их байдаг. Бодит байдал дээр уураг бүр амин хүчлийн дарааллаар тодорхойлогддог зөвхөн нэг тохиргоонд байдаг. Энэ бүтэц нь хатуу биш, "амьсгалж" байгаа мэт санагддаг - энэ нь тодорхой дундаж тохиргоонд хэлбэлздэг. Суллагдсан пүрш нь зөвхөн хамгийн бага чөлөөт энергитэй тохирох төлөвт шахагддаг шиг энэ хэлхээ нь чөлөөт энерги (ажил хийх чадвар) хамгийн бага байх тохиргоонд эвхэгддэг. Ихэнхдээ гинжин хэлхээний нэг хэсэг нь хоёр цистеины үлдэгдлийн хоорондох дисульфидын (-S-S-) бондоор нягт холбоотой байдаг. Энэ нь зарим талаараа цистеин нь амин хүчлүүдийн дунд онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг. Уургийн бүтцийн нарийн төвөгтэй байдал нь маш их тул амин хүчлийн дарааллыг мэддэг байсан ч уургийн гуравдагч бүтцийг тооцоолох боломжгүй байна. Гэхдээ уургийн талстыг олж авах боломжтой бол түүний гуравдагч бүтцийг рентген туяаны дифракцаар тодорхойлж болно. Бүтцийн, агшилтын болон бусад зарим уургийн хувьд гинж нь уртассан бөгөөд ойролцоо байрладаг хэд хэдэн бага зэрэг нугалж, фибрил үүсгэдэг; фибрилүүд нь эргээд илүү том формацууд - утаснууд болж атираа. Гэсэн хэдий ч уусмал дахь ихэнх уургууд нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг: гинж нь бөмбөлөгт утас шиг бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Бөмбөрцөг дотор гидрофобик ("усны зэвүүн") амин хүчлүүд нуугдаж, гадаргуу дээр нь гидрофиль (ус татах) амин хүчлүүд байдаг тул ийм тохиргоотой чөлөөт энерги хамгийн бага байдаг. Олон уураг нь хэд хэдэн полипептидийн гинжин хэлхээний нэгдэл юм. Энэ бүтцийг уургийн дөрөвдөгч бүтэц гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, гемоглобины молекул нь дөрвөн дэд нэгжээс бүрддэг бөгөөд тус бүр нь бөмбөрцөг хэлбэртэй уураг юм. Бүтцийн уургууд нь шугаман бүтэцтэй тул маш өндөр суналтын бат бэх утас үүсгэдэг бол бөмбөрцөг хэлбэрийн бүтэц нь уураг нь бусад нэгдлүүдтэй тодорхой харилцан үйлчлэлд орох боломжийг олгодог. Бөмбөрцгийн гадаргуу дээр гинжийг зөв байрлуулсан үед химийн урвалын бүлгүүд байрладаг тодорхой хэлбэрийн хөндий гарч ирдэг. Хэрэв уураг нь фермент бол түлхүүр нь цоож руу ордог шиг ийм хөндийд зарим бодисын өөр, ихэвчлэн жижиг молекул ордог; Энэ тохиолдолд молекулын электрон үүлний тохиргоо нь хөндийд байрлах химийн бүлгүүдийн нөлөөн дор өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь түүнийг тодорхой байдлаар хариу үйлдэл үзүүлэхэд хүргэдэг. Ийм байдлаар фермент нь урвалыг хурдасгадаг. Эсрэгбиеийн молекулууд нь янз бүрийн гадны бодисууд хоорондоо холбогддог хөндийтэй бөгөөд ингэснээр хор хөнөөлгүй болдог. Уургийн бусад нэгдлүүдтэй харилцан үйлчлэлийг тайлбарладаг "түгжээ ба түлхүүр" загвар нь фермент ба эсрэгбиеийн өвөрмөц байдлыг ойлгох боломжийг олгодог. зөвхөн тодорхой нэгдлүүдтэй урвалд орох чадвар. Төрөл бүрийн организм дахь уураг. Төрөл бүрийн ургамал, амьтдад ижил үүрэг гүйцэтгэдэг, тиймээс ижил нэртэй уураг нь ижил төстэй бүтэцтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь амин хүчлийн дарааллаар бага зэрэг ялгаатай байдаг. Зүйл нь нийтлэг өвөг дээдсээс ялгарах үед зарим амин хүчлүүд нь тодорхой байрлалд байгаа бусад нь мутациар солигддог. Удамшлын өвчин үүсгэдэг хортой мутаци нь байгалийн шалгарлаар арилдаг боловч ашигтай эсвэл дор хаяж төвийг сахисан өөрчлөлтүүд хэвээр үлдэж болно. Хоёр зүйл бие биентэйгээ ойр байх тусам уураг дахь ялгаа бага байдаг. Зарим уураг харьцангуй хурдан өөрчлөгддөг бол зарим нь маш их хадгалагддаг. Сүүлийнх нь жишээлбэл, ихэнх амьд организмд байдаг амьсгалын замын фермент болох цитохром c-г агуулдаг. Хүн болон шимпанзегийн хувьд түүний амин хүчлийн дараалал ижил боловч улаан буудайн цитохром С-д амин хүчлүүдийн ердөө 38% нь ялгаатай байв. Хүн ба бактерийг харьцуулж үзсэн ч гэсэн цитохром с-ийн ижил төстэй байдал (ялгаа нь амин хүчлүүдийн 65% -д нөлөөлдөг) хэвээр байгааг анзаарч болно, гэхдээ нян ба хүний ​​нийтлэг өвөг хоёр тэрбум жилийн өмнө дэлхий дээр амьдарч байсан. Өнөө үед амин хүчлийн дарааллыг харьцуулах нь янз бүрийн организмын хоорондын хувьслын харилцааг тусгасан филогенетик (гэр бүлийн) модыг бий болгоход ихэвчлэн ашиглагддаг.
Денатураци.Синтезжсэн уургийн молекул нь нугалж, өөрийн онцлог шинж чанарыг олж авдаг. Гэсэн хэдий ч энэ тохиргоог халаах, рН өөрчлөх, органик уусгагчд өртөх, тэр ч байтугай гадаргуу дээр бөмбөлөг үүсэх хүртэл уусмалыг сэгсрэх замаар устгаж болно. Ийм байдлаар өөрчлөгдсөн уургийг денатурат гэж нэрлэдэг; энэ нь биологийн идэвхээ алдаж, ихэвчлэн уусдаггүй болдог. Денатурат уургийн алдартай жишээ бол чанасан өндөг эсвэл цөцгий юм. Зөвхөн зуу орчим амин хүчил агуулсан жижиг уураг нь нөхөн төлжих чадвартай, жишээлбэл. анхны тохиргоог дахин авах. Гэхдээ ихэнх уураг нь зүгээр л орооцолдсон полипептидийн гинжин хэлхээ болж хувирдаг бөгөөд өмнөх тохиргоогоо сэргээдэггүй. Идэвхтэй уургийг тусгаарлахад тулгардаг гол бэрхшээлүүдийн нэг нь денатурацид хэт мэдрэмтгий байдаг. Уургийн энэ шинж чанар нь хоол хүнс хадгалахад ашигтай байдаг: өндөр температур нь бичил биетний ферментийг эргэлт буцалтгүй устгаж, бичил биетүүд үхдэг.
УУРГИЙН нийлэгжилт
Уураг нийлэгжүүлэхийн тулд амьд организм нэг амин хүчлийг нөгөөд холбох чадвартай ферментийн системтэй байх ёстой. Мөн ямар амин хүчлийг нэгтгэх ёстойг тодорхойлохын тулд мэдээллийн эх сурвалж хэрэгтэй. Хүний биед хэдэн мянган төрлийн уураг байдаг бөгөөд тэдгээр нь дунджаар хэдэн зуун амин хүчлээс бүрддэг тул шаардлагатай мэдээлэл нь үнэхээр асар их байх ёстой. Энэ нь генийг бүрдүүлдэг нуклейн хүчлийн молекулуудад (соронзон соронзон хальс дээр бичлэг хэрхэн хадгалагддагтай адил) хадгалагддаг.
Мөн үзнэ үү
удамшлын;
НУКЛЕИН ХҮЧЛҮҮД.
Ферментийн идэвхжүүлэлт.Амин хүчлүүдээс нийлэгжсэн полипептидийн гинж нь эцсийн хэлбэрээрээ үргэлж уураг байдаггүй. Олон ферментүүд эхлээд идэвхгүй прекурсорууд хэлбэрээр нийлэгждэг бөгөөд өөр фермент гинжин хэлхээний нэг төгсгөлд хэд хэдэн амин хүчлийг зайлуулж авсны дараа л идэвхтэй болдог. Хоол боловсруулах ферментүүдийн зарим нь, тухайлбал трипсин, энэ идэвхгүй хэлбэрээр нийлэгждэг; эдгээр ферментүүд нь гинжин хэлхээний төгсгөлийн хэсгийг салгасны үр дүнд хоол боловсруулах замд идэвхждэг. Молекул нь идэвхтэй хэлбэрээрээ хоёр богино гинжээс бүрддэг инсулин гормон нь нэг гинж хэлбэрээр нийлэгждэг. проинсулин. Дараа нь энэ гинжин хэлхээний дунд хэсгийг салгаж, үлдсэн хэсгүүд нь хоорондоо холбогдож идэвхтэй дааврын молекулыг үүсгэдэг. Нарийн төвөгтэй уургууд нь зөвхөн тодорхой химийн бүлэг уурагтай хавсарсны дараа үүсдэг бөгөөд энэ нэмэлт нь ихэвчлэн фермент шаарддаг.
Бодисын солилцооны эргэлт.Нүүрстөрөгч, азот эсвэл устөрөгчийн цацраг идэвхт изотопоор тэмдэглэсэн амин хүчлээр амьтны амин хүчлээр хооллосны дараа шошго нь түүний уураг руу хурдан ордог. Хэрэв шошготой амин хүчлүүд биед орохоо больсон бол уураг дахь шошгоны хэмжээ буурч эхэлдэг. Эдгээр туршилтууд нь үүссэн уураг нь амьдралынхаа эцэс хүртэл биед хадгалагдаагүй болохыг харуулж байна. Эдгээр нь цөөхөн үл хамаарах зүйлээс бусад нь динамик төлөвт байдаг бөгөөд амин хүчлүүд рүү байнга задарч, дараа нь дахин нийлэгждэг. Зарим уураг нь эсүүд үхэж, устах үед задардаг. Энэ нь жишээлбэл, улаан цусны эсүүд болон гэдэсний дотоод гадаргууг бүрхсэн эпителийн эсүүдтэй байнга тохиолддог. Үүнээс гадна уургийн задрал, дахин нийлэгжилт нь амьд эсэд тохиолддог. Хачирхалтай нь, уургийн задралын талаар тэдгээрийн нийлэгжилтээс бага зүйл мэддэг. Гэсэн хэдий ч задрал нь хоол боловсруулах замд уурагуудыг амин хүчлүүд болгон задалдаг протеолитик ферментүүдтэй төстэй байдаг нь тодорхой юм. Төрөл бүрийн уургийн хагас задралын хугацаа өөр өөр байдаг - хэдэн цагаас олон сар хүртэл. Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол коллагены молекулууд юм. Үүссэний дараа тэдгээр нь тогтвортой хэвээр байх бөгөөд шинэчлэгдэхгүй, солигддоггүй. Гэвч цаг хугацаа өнгөрөх тусам тэдний зарим шинж чанар, ялангуяа уян хатан чанар өөрчлөгдөж, шинэчлэгддэггүй тул арьсны үрчлээс үүсэх зэрэг насжилттай холбоотой тодорхой өөрчлөлтүүд үүсдэг.
Синтетик уураг.Химичид удаан хугацааны туршид амин хүчлийг полимержуулж сурсан боловч амин хүчлүүд нь эмх замбараагүй нийлдэг тул ийм полимержилтын бүтээгдэхүүн нь байгалийнхтай бараг төстэй байдаггүй. Үнэн бол амин хүчлийг тодорхой дарааллаар нэгтгэх боломжтой бөгөөд энэ нь зарим биологийн идэвхит уураг, ялангуяа инсулиныг авах боломжтой болгодог. Энэ үйл явц нь нэлээд төвөгтэй бөгөөд ийм аргаар зөвхөн молекулууд нь зуу орчим амин хүчил агуулсан уураг авах боломжтой юм. Үүний оронд хүссэн амин хүчлийн дараалалд тохирох генийн нуклеотидын дарааллыг нийлэгжүүлж, тусгаарлаж, дараа нь энэ генийг нян руу нэвтрүүлэх нь илүү үр дүнтэй бөгөөд энэ нь хуулбарлах замаар хүссэн бүтээгдэхүүнийг их хэмжээгээр үйлдвэрлэх болно. Гэхдээ энэ арга нь бас сул талуудтай.
Мөн үзнэ үүГЕНИЙН ИНЖЕНЕРЧИЛГЭЭ.
УУРАГ БА ХООЛ ХООЛЛОЛТ
Бие дэх уургууд нь амин хүчлүүд болж задарвал эдгээр амин хүчлийг дахин уураг нийлэгжүүлэхэд ашиглаж болно. Үүний зэрэгцээ амин хүчлүүд нь өөрөө задардаг тул тэдгээрийг бүрэн ашиглаж чаддаггүй. Өсөлт, жирэмслэлт, шархны эдгэрэлтийн үед уургийн нийлэгжилт нь задралаас давж гарах ёстой нь тодорхой юм. Бие махбодь тодорхой хэмжээний уураг алддаг; Эдгээр нь үс, хумс, арьсны гадаргуугийн давхарга юм. Тиймээс уураг нийлэгжүүлэхийн тулд организм бүр хоол хүнснээс амин хүчлийг авах ёстой.
Амин хүчлийн эх үүсвэрүүд.Ногоон ургамал нь СО2, ус, аммиак эсвэл нитратаас уурагт агуулагдах бүх 20 амин хүчлийг нийлэгжүүлдэг. Олон бактери нь элсэн чихэр (эсвэл түүнтэй адилтгах) болон тогтсон азотын дэргэд амин хүчлийг нийлэгжүүлэх чадвартай боловч элсэн чихэр нь эцсийн эцэст ногоон ургамлаар хангадаг. Амьтад амин хүчлийг нэгтгэх чадвар нь хязгаарлагдмал байдаг; Тэд ногоон ургамал эсвэл бусад амьтдыг идэх замаар амин хүчлийг олж авдаг. Хоол боловсруулах замд шингэсэн уураг нь амин хүчлүүд болж задарч, сүүлийнх нь шингэж, тэдгээрээс тухайн организмын онцлог шинж чанартай уураг үүсдэг. Шингээсэн уургийн аль нь ч бие махбодийн бүтцэд ордоггүй. Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол олон хөхтөн амьтдын зарим эхийн эсрэгбие нь ихэсээр дамжин ургийн цусанд бүрэн нэвтэрч, эхийн сүүгээр (ялангуяа хивэгч) төрсний дараа нярайд шууд дамждаг.
Уургийн хэрэгцээ.Амьдралыг хадгалахын тулд бие нь хоол хүнснээс тодорхой хэмжээний уураг авах ёстой нь ойлгомжтой. Гэхдээ энэ хэрэгцээний хэмжээ нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаарна. Бие махбодид хоол хүнс нь эрчим хүчний эх үүсвэр (калори) болон түүний бүтцийг бий болгох материал болгон шаардлагатай байдаг. Эрчим хүчний хэрэгцээ хамгийн түрүүнд ирдэг. Энэ нь хоол хүнсэнд нүүрс ус, өөх тос бага байх үед уураг нь өөрийн уургийн нийлэгжилтэд бус харин илчлэгийн эх үүсвэр болдог гэсэн үг юм. Удаан хугацааны мацаг барих үед таны уураг хүртэл эрчим хүчний хэрэгцээг хангахад ашиглагддаг. Хэрэв хоолны дэглэмд хангалттай хэмжээний нүүрс ус байгаа бол уургийн хэрэглээг бууруулж болно.
Азотын тэнцвэр. Дунджаар ойролцоогоор. Уургийн нийт массын 16% нь азот юм. Уурганд агуулагдах амин хүчлүүд задрахад тэдгээрт агуулагдах азот нь биеэс шээсээр болон (бага хэмжээгээр) ялгадасаар янз бүрийн азотын нэгдлүүд хэлбэрээр ялгардаг. Тиймээс уургийн тэжээлийн чанарыг үнэлэхийн тулд азотын баланс гэх мэт үзүүлэлтийг ашиглах нь тохиромжтой, i.e. биед орж буй азотын хэмжээ ба өдөрт ялгардаг азотын хэмжээ хоорондын зөрүү (грамаар). Насанд хүрсэн хүний ​​хэвийн хоол тэжээлээр эдгээр хэмжээ тэнцүү байна. Өсөн нэмэгдэж буй организмд ялгарах азотын хэмжээ нь хүлээн авсан хэмжээнээс бага, i.e. тэнцэл эерэг байна. Хэрэв хоолны дэглэмд уураг дутагдалтай байвал тэнцвэр нь сөрөг байна. Хэрэв хоолны дэглэмд хангалттай хэмжээний илчлэг байгаа боловч уураг байхгүй бол бие нь уураг хэмнэдэг. Үүний зэрэгцээ уургийн солилцоо удааширч, уургийн нийлэгжилтэнд амин хүчлийг олон удаа ашиглах нь хамгийн их үр дүнтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч алдагдал зайлшгүй байх ёстой бөгөөд азотын нэгдлүүд шээс, хэсэгчлэн ялгадасаар ялгардаг. Уургийн мацаг барих үед өдөрт биеэс ялгардаг азотын хэмжээ нь өдөр тутмын уургийн дутагдлын хэмжүүр болж чаддаг. Энэхүү дутагдалтай тэнцэх хэмжээний уургийг хоолны дэглэмд оруулснаар азотын тэнцвэрийг сэргээж чадна гэж үзэх нь зүйн хэрэг юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь үнэн биш юм. Ийм хэмжээний уураг хүлээн авсны дараа бие нь амин хүчлийг үр ашиг багатай хэрэглэж эхэлдэг тул азотын тэнцвэрийг сэргээхэд зарим нэмэлт уураг шаардлагатай байдаг. Хэрэв хоолны дэглэм дэх уургийн хэмжээ нь азотын тэнцвэрийг хадгалахад шаардлагатай хэмжээнээс давсан бол ямар ч хор хөнөөлгүй юм шиг санагддаг. Илүүдэл амин хүчлийг зүгээр л эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг. Хамгийн гайхалтай жишээ бол, Эскимосууд азотын тэнцвэрийг хадгалахын тулд цөөн тооны нүүрс ус, арав дахин их хэмжээний уураг хэрэглэдэг. Гэсэн хэдий ч ихэнх тохиолдолд уургийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглах нь ашиггүй байдаг, учир нь өгөгдсөн хэмжээний нүүрс ус нь ижил хэмжээний уурагтай харьцуулахад олон калори үүсгэдэг. Ядуу орнуудад хүмүүс нүүрс уснаас илчлэг авч, хамгийн бага хэмжээний уураг хэрэглэдэг. Хэрэв бие нь уураггүй бүтээгдэхүүн хэлбэрээр шаардлагатай тооны илчлэгийг авдаг бол азотын тэнцвэрийг хадгалахын тулд уургийн хамгийн бага хэмжээ нь ойролцоогоор байна. Өдөрт 30 гр. Дөрвөн зүсэм талх буюу 0.5 литр сүүнд ийм хэмжээний уураг агуулагддаг. Бага зэрэг том тоо нь ихэвчлэн оновчтой гэж тооцогддог; 50-70 гр хэрэглэхийг зөвлөж байна.
Чухал амин хүчлүүд.Өнөөг хүртэл уургийг бүхэлд нь авч үздэг байсан. Үүний зэрэгцээ уургийн нийлэгжилт явагдахын тулд биед шаардлагатай бүх амин хүчлүүд байх ёстой. Амьтны бие өөрөө амин хүчлүүдийн заримыг нэгтгэх чадвартай. Хоолны дэглэмд заавал байх албагүй тул тэдгээрийг солих боломжтой гэж нэрлэдэг - азотын эх үүсвэр болох уургийн нийт нийлүүлэлт хангалттай байх нь чухал юм; Дараа нь, хэрэв чухал бус амин хүчлүүд дутагдвал бие нь илүүдэлтэй байгаа амин хүчлүүдийн зардлаар тэдгээрийг нэгтгэж чаддаг. Үлдсэн "чухал" амин хүчлүүд нь нийлэгжих боломжгүй тул бие махбодид хоол хүнсээр дамжин хангагдах ёстой. Хүний хувьд зайлшгүй шаардлагатай бодисууд нь валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, гистидин, лизин, аргинин юм. (Хэдийгээр аргинин нь бие махбодид нийлэгжих боломжтой боловч нярай болон өсч буй хүүхдүүдэд хангалттай хэмжээгээр үйлдвэрлэгддэггүй тул зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлийн ангилалд багтдаг. Нөгөөтэйгүүр, хоол хүнсээр агуулагдах эдгээр амин хүчлүүдийн зарим нь насанд хүрсэн хүнд шаардлагагүй болж магадгүй юм. хүн.) Энэхүү чухал амин хүчлүүдийн жагсаалтад амин хүчлүүд нь бусад сээр нуруутан амьтад, тэр ч байтугай шавьжны хувьд ойролцоогоор ижил байдаг. Уургийн тэжээллэг чанарыг ихэвчлэн өсөн нэмэгдэж буй харханд хооллож, амьтны жингийн өсөлтийг хянах замаар тодорхойлдог.
Уургийн тэжээллэг чанар.Уургийн тэжээллэг чанар нь хамгийн их дутагдалтай байдаг чухал амин хүчлээр тодорхойлогддог. Үүнийг жишээгээр тайлбарлая. Бидний биед агуулагдах уураг нь дунджаар ойролцоогоор. 2% триптофан (жингээр). Хоолны дэглэмд 1% триптофан агуулсан 10 гр уураг, бусад чухал амин хүчлүүд хангалттай байдаг гэж бодъё. Манай тохиолдолд энэ бүрэн бус уургийн 10 г нь үндсэндээ 5 г бүрэн уурагтай тэнцдэг; үлдсэн 5 г нь зөвхөн эрчим хүчний эх үүсвэр болж чадна. Амин хүчлүүд нь бие махбодид бараг хадгалагддаггүй тул уургийн нийлэгжилт явагдахын тулд бүх амин хүчлүүд нэгэн зэрэг байх ёстой тул зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлүүдийн хэрэглээний үр нөлөөг бүгдийг нь илрүүлж болно гэдгийг анхаарна уу. нэгэн зэрэг биед орох. Ихэнх амьтны уургийн дундаж найрлага нь хүний ​​бие дэх уургийн дундаж найрлагатай ойролцоо байдаг тул бидний хоол хүнс мах, өндөг, сүү, бяслаг зэрэг хоол хүнсээр баялаг байвал амин хүчлийн дутагдалд орох магадлал багатай. Гэсэн хэдий ч желатин (коллагены денатурацийн бүтээгдэхүүн) зэрэг маш цөөн чухал амин хүчлийг агуулсан уураг байдаг. Ургамлын уураг нь энэ утгаараа желатинаас илүү сайн байдаг ч чухал амин хүчлийн хувьд муу байдаг; Тэд ялангуяа лизин, триптофан багатай байдаг. Гэсэн хэдий ч цэвэр цагаан хоолны дэглэм нь бие махбодийг зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлээр хангахад хангалттай ургамлын уураг бага зэрэг их хэмжээгээр хэрэглэдэггүй бол ямар ч хор хөнөөлтэй гэж үзэж болохгүй. Ургамал нь үрэндээ, ялангуяа улаан буудай, төрөл бүрийн буурцагт ургамлын үрэнд хамгийн их уураг агуулдаг. Аспарагус зэрэг залуу найлзуурууд нь уураг ихтэй байдаг.
Хоол тэжээл дэх синтетик уураг.Бүрэн бус уураг, тухайлбал эрдэнэ шишийн уураг зэрэгт нийлэг чухал амин хүчлүүд эсвэл амин хүчлээр баялаг уурагуудыг бага хэмжээгээр нэмснээр сүүлчийнх нь тэжээллэг чанарыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой. ингэснээр хэрэглэсэн уургийн хэмжээг нэмэгдүүлнэ. Өөр нэг боломж бол азотын эх үүсвэр болгон нитрат эсвэл аммиак нэмснээр нефтийн нүүрсустөрөгч дээр бактери эсвэл мөөгөнцөр үржүүлэх явдал юм. Ийм аргаар олж авсан бичил биетний уураг нь шувуу, малын тэжээл болж, эсвэл хүн шууд хэрэглэж болно. Гурав дахь өргөн хэрэглэгддэг арга нь хивэгч малын физиологийг ашигладаг. Хивэгч, ходоодны эхний хэсэгт гэж нэрлэгддэг. Гүзээнд бүрэн бус ургамлын уургийг илүү бүрэн гүйцэд бичил биетний уураг болгон хувиргадаг бактери, эгэл биетний тусгай хэлбэрүүд амьдардаг бөгөөд эдгээр нь хоол шингэж, шингэсний дараа амьтны уураг болж хувирдаг. Хямдхан синтетик азот агуулсан мочевиныг малын тэжээлд нэмж болно. Гүзээнд амьдардаг бичил биетүүд нүүрс усыг (тэжээлд илүү их байдаг) уураг болгон хувиргахын тулд мочевин азотыг ашигладаг. Малын тэжээл дэх нийт азотын гуравны нэг орчим нь мочевин хэлбэрээр орж ирдэг бөгөөд энэ нь тодорхой хэмжээгээр уургийн химийн нийлэгжилтийг хэлнэ. АНУ-д энэ арга нь уураг олж авах арга замуудын нэг болох чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Уран зохиол
Murray R., Grenner D., Mayes P., Rodwell W. Human Biochemistry, боть. 1-2. М., 1993 Alberts B., Bray D., Luce J. et al. Molecular biology of эсийн, боть. 1-3. М., 1994

Коллиерийн нэвтэрхий толь бичиг. - Нээлттэй нийгэм. 2000 .

Холбоотой нийтлэлүүд