Ақуыздың құрылысы және қызметі. Ақуыз фолдингі. Шаперондар, жасушадағы қызметі

ПРЕЗЕНТАЦИЯ

Тақырыбы: Ақуыздың құрылысы және қызметі. Ақуыз фолдингі. Шаперондар, жасушадағы қызметі.

Жоспар

Кіріспе

Ақуыздар туралы жалпы түсінік

Негізгі бөлім

Фолдинг және фолдинг факторлары

Шаперондар және оның сипаттамасы

Ақуыздардың қызметі

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе

Ақуыз - азықтың құрамына кіретін бүкіл тірі организмнің негізгі қорегі. Ол жасуша протоплазмасын құрумен қатар, организмдегі көптеген тіршілік құбылыстарына - тамақтану, өсу, көбею, тітіркену, қозғалу, тыныс алу процестеріне тікелей қатысады. Адам тәулігіне, шамамен, 100 г ақуыз қабылдауы керек. Азықпен түскен ақуыз әуелі асқазанда, сосын ішектегі ферменттердің әсерінен гидролизденіп, аминқышқылдарына дейін ыдырайды.

Ақуыз тек тірі организмдер құрамында ғана болады. Оның құрамында 50, 6 - 54, 5% көміртек, 21, 5 - 23, 5% оттек, 6, 5 - 7, 3% сутек, 15 - 17, 6% азот, 0, 3 - 2, 5% күкірт бар, кейде фосфор кездеседі. Осы элементтерден түзілетін амин қышқылдарының бір- бірімен байланысып қосылуы нәтижесінде ақуыз молекуласы түзіледі. Ақуыз молекуласының массасы өте үлкен, ол бірнеше мыңнан бірнеше миллионға дейін барады.

Құрылым, құрылыс (лат. structura - структура, құрылым, орналастыру) дегеніміз - молекулада әр түрлі атомдардың өзара реттеліп орналасуы және олардың арасындағы байланыс түрі.

Тірі организмдегі ақуыз молекуласының әрқайсысының өзіне ғана тән белгілі - бір кеңістік құрылымы болады. Ондай кеңістік құрылымды конформация деп атайды.

Конформация (лат. conformation -пішін ) - дегеніміз дара байланыс арқылы айналғанда түзілетін органикалық молекуланың әр түрлі кеңістік пішіні.

Ақуыз пішініне сәйкес екі топқа бөлінеді:

1 . глобулярлы ақуыздар;

2 . фибриллярлы ақуыздар.

Глобулярлы ақуыздардың құрылымы шағын ғана, олардың полипепдидтік тізбектері сфера және эллипсоид сияқты тығыздала бүктелген болады. Ақуыз глобуласының бетіне негізінен амин қышқылдарының полярлы тобы және зарядталған атомдары жинақталады. Олар сумен әрекеттесуге қабілетті келеді. Глобулярлы ақуыздардың көпшілігі суда және су ерітінділерінде ериді. Мұндай ақуыздарға барлық ферменттер, қанның, сүттің ақуыздары ( альбуминдер, глобулиндер және басқалары) жатады.

Ақуыз глобуласының ішкі бөлігі полярсыз ортаға жатады, ол гидрофобты және амин қышқылдарының полярсыз қалдықтарынан құралған. Гидрофобты ішкі ядроға су өтпейді, оның сумен байланысы жоқ, тығыз құндақталған.

Фибриллярлы ақуыздар тұрақты келеді. Суда және сұйық тұз ерітінділерінде ерімейді. Ақуыздағы полипептидтік тізбектер белдік (ось) бойында өзара параллель орналасады, сөйтіп ұзын талшықтар - фибриллдер түзеді. Мұндай ақуыздардың молекуласы созылған жіп сияқты, өздері екі одан көп полипептидтік тізбектерден тұрады.

Фолдинг және фолдинг факторлары

Фолдинг - фолдаз және шаперондардың қатысуымен жүреді, және де энергетикалы және функциональді жағынан ең оптимальді пептидті тізбекті қалыптастырады. Мысалы, кейбір ауыр жүйке ауруларында фолдинг өз қызметін дұрыс атқармайды.

Фолдинг факторларын келесі екі топқа бөлуге болады:

1 топ - катализдік белсенділікті ақуыздар, яғни фолдинг ферменттері - фолдазалар

2 топ - молекулалық шаперондар, бұл ақуыз әрекеті әртүрлі механизмді, бірақ олар фолдингтің соңғы өнімдері құрамына кірмейді (олар фолдинг процесіне мүмкіндік береді) және пептидті тізбектегі дұрыс емес әрекеттестікті ескертеді. Шаперондар дегеніміз - қосымша белоктар.

Шаперондар және оның сипаттамасы

Шаперондарда - рефолдингті бақылау жүреді. Рефолдинг - қайтадан құрылу деген мағынаны білдіреді. Шаперондар барлық органеллаларда және цитоплазмада табылды. Ақуыздар-шаперондар полипептидтердің белсенді бетімен негізінен байланысу жолымен әрекеттеседі, мысалы, гидрофильді бетімен. Шаперондар бұл белсенді беттерді қоршайды және агрегациядан сақтайды, полипептидті шынжырдың дұрыс қалануын жеңілдетеді.

Шаперондардың кейбір сипаттамасы

1. Көптеген ағзаларда болады: бактериядан адамға дейін; 2. Көбісі жылылық шокты ақуыз деп атайды (hsp) ; 3. Қайтадан синтезделінген ақуыздарды денатурациялау жағдайы кезінде кейбіреулері себепші болады. 4. Олар жазылған және оралған ақуыздармен байланысады; 5. Көптеген шаперондар АТР-азды белсенділікпен АТР немесе АДР-тартатын, ақуыз-шаперонмен өзара көмектесе әрекет жасауға ие болады; 6. Әртүрлі клеткалар бөліктерінде: цитозоль, митохондрия, ЭПР қуысында табылады.

Ақуыздар әр түрлі себептердің әсерінен (қызып кету, сәулелену, оксиданттардың әсері) өзінің нативті конформациясын жоғалтуы мүмкін, яғни жарым жартылай немесе толығымен денатурацияланады. Денатурация - белоктың табиғи құрылымының бұзылуы. Бұндай ақуыздар шаперондардың белсенді көмегі кезінде рефолдингке немесе ренатурацияға ұшырауы мүмкін. Егер клетка ұзақ стрессті жағдайда болса, шаперондардың синтезі артады.

Ақуыздарды, клетка ішілік тасымалдауының кейбір түрлеріне шаперондар қатысады (лизосомаларда, митохондрияда) . Лизосомаларға, өзінің мезгілін өтеген және рефолдингке берілмейтін ақуыздар түседі. Митохондрияларға жаңадан синтезделген ақуыздар апарылады. . Мида конформациясы дұрыс емес прионды ақуыздар бар, бірақ кейбір ауруларда оның конформациясы өзгереді және бұл ақуыз - прион немесеақуызды жұқпалы бөлшек деп аталады. Приондар, конформациясын өзгертуге мәжбүр етеді және басқа ақуыздар, яғни антишаперондар ролін атқарады және фолдингті керісінше өткізеді.

Йельск университетінен Артуру Горвич (Arthur L. Horwich) мәліметі бойынша, бұл шаперон көптеген суббірліктерден тұратын таңқурайдың жемісіне ұқсас құрылысты. Оның ішкі құрылысы жоғарыгидрофобты және өзінде гидрофобты аминқышқылдарын тартады. Ақуыз глобулаларын дұрыс жинақтауына байланысты HSP60 шаперондар фолдаза атына ие болды. (ағылшын тілінен. to fold - «жинақтау, орау») .

HSP100 ақуызын қарама-қарсы антифолдазалар (от to unfold - «бұру») деп атайды. Оның да суббірілікті құрылым бар және HSP70 шаперондарымен бірігіп қызмет жасайды. HSP60 ақуыз типінен, көптеген шаперондардың ерекшелігі субстратты өзіне қарай тартпайды.

Ақуыздардың қызметі

1. Құрылымды түзуші қызметі. Құрылымдық ақуыздар клетка мен ұлпалардың тұрақтылығын және пішінін ұстап тұруға жауап береді. Мысалы: ақуыздар коллаген, гистондар. Гистондардың қызметі - хроматинде ДНҚ жинақтау болып саналады.

2. Тасымалдаушы қызметі. Гемоглобин ақуызы - өкпе мен ұлпалар аралығында оттегін және көмірқышқыл газын тасымалдауға жауап береді. Тағы басқа ақуыздар бар: перальбумин - қалқанша безіндегі гормондарды тасымалдайды интегральді ақуыздар - мембрана арқылы метаболиттер мен иондарды тасымалдауды қамтамасыз етеді.

3. Қорғаныс қызметі. Негізгі ақуыз - бұл иммуноглобулин, эритроциттерде мембраналық гликолипидтермен бірге комплекс түзуге қабілетті. Қызметі - ағзаны ауру қоздырғыштарынан және бөгде заттардан қорғайды.

4. Реттеуші қызметі. Ақуыздар - сигналдық заттардың (гормондар) және гормональді рецепторлардың қызметтерін атқаруға қабілетті. Мысалы: өсу гормоны соматотропин сәйкес рецепторлармен байланысады (ол сигналдың берілуін белсендіреді) .