Ақуыздардың құрамы мен құрылысы өте күрделі

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының ауыл шаруашылығы министрлігі

«Қазақ ұлттық аграрлық университеті»

Коммерциялық емес акционерлік ұғымы

«Технология және биоресурстар» факультеті

СӨЖ

Тақырыбы: «Ақуыздың ыдырауы және оның өтуіне ықпал ететін шарттар»

Орындаған: Нағашыбай Мадияр

Қабылдаған: Каимбаева Л.

Алматы 2021 жыл

Жоспар

Кіріспе

І. Негізгі бөлім

1. 1 Ас қорыту жолындағы ақуыздардың ыдырауы

1. 2 Ақуыздың ыдырауына ықпал ететін шарттар

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Ақуыз немесе нәруыз - молекулалары өте күрделі болатын аминқышқылдарынан құралған органикалық зат; тірі организмдерге тән азотты күрделі органикалық қосылыс. Аминқышқылдары қалдықтарынан құралған жоғары молекуларлық органикалық түзілістер. Ақуыз организмдер тіршілігінде олардың құрылысы дамуы мен зат алмасуына қатысуы арқылы әртүрлі және өте маңызды қызмет атқарады. Ақуызды зат - құрамында міндетті түрде азоты бар күрделі органикалық қосылыс.

Ақуыз тірі организмнің негізін құрайды, онсыз өмір жоқ. Карл Маркстің пікір бойынша: «Тіршілік - ақуыз заттарының өмір сүру формасы». Ақуыздар органикалық заттар дамуының ең жоғарғы сатысы және жер бетіндегі тіршіліктің негізі, организмнің тірек жүйесі, бұлшықет, жамылғы ұлпалары ақуыздардан құралған. Олар организмде әртүрлі маңызды қызмет атқарады: химиялық реакцияларды жүргізеді, дене мүшелерінің қызметтерін өзара үйлестіреді, аурулармен күреседі, т. б.

Ақуыздардың құрамы мен құрылысы өте күрделі. Молекулалық массалары жүздеген мыңнан миллионға дейін жетеді. Олардың құрылымы бұзылса, денатурацияға ұшырап, организмдегі қызметін атқара алмайды.

Ақуыздар гидролизденіп, аминқышқылдарын түзеді және өздеріне тән түсті реакциялары бар.

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.

Ақуыз туралы алғашқы мәліметтер XVIII ғасырдан белгілі. 1745 ж. италиялық ғалым Беккори бидай ұнынан лейковина деген ақуызды бөліп шығарған. 19 ғасырдың 30-жылдарында ет, жұмыртқа, сүт, өсімдік тұқымдарында ақуыздық заттар бар екені анықталды. Ғалымдардың содан бергі зерттеулері нәтижесінде барлық тірі организмдер жасушасында болатын тірі материя - протоплазма, негізінен, ақуыздан құралатыны анықталды.

Ақуыздардың барлығы екі топқа бөлінеді:

қарапайым ақуыздар - протеиндер (альбуминдер, глобулиндер, гистондар, глутелиндер, проламиндер, протаминдер, протеноидтар) ;

күрделі ақуыздар - протеидтер (гликопротеидтер, нуклеопротеидтер, липопротеидтер, фосфопротеидтер) . Бұлардың құрамында амин қышқылдарынан басқа заттар да болады.

Құрылымы

Ақуыз жасуша құрамына кіретін тірі құрылымдар - ядро, митохондрия, рибосома, цитоплазма негіздерін құрайды. Сондықтан ол организмде үлкен орын алады. Мысалы, адам мен жануарлар денесінің құрғақ заттарында 45%, жасыл өсімдіктерде 9 - 16%, дақыл тұқымында 10 - 20%, бұршақ тұқымдастар дәнінде 24 - 35%, бактерия жасушаларында 50 - 93% ақуыздық заттар бар. Ақуыз барлық организмге ортақ зат болғанымен, әртүрлі организм ақуыздарының құрылымы түрліше болады. Сондай-ақ, организм түрлерінің бір-біріне ұқсамауы, олардың эволюция жолымен үздіксіз өзгеріп дамуы да ақуыз қасиеттерінің үнемі өзгеріп отыруына байланысты.

Организмнің күнделікті тіршілігі оның жасушаларында жүріп жататын көптеген биохимиялық реакцияларға негізделген. Осы реакциялар нәтижесінде өсімдіктерде, бір жағынан, тіршілікке қажетті химиялық қосылыстар - ақуыздар, нуклеин қышқылдары, көмірсулар, майлар, витаминдер синтезделетін болса, екінші жағынан, онда ферменттер арқылы күрделі заттар ыдырап, өсімдіктің қоректенуіне, тозған жасушаларын жаңартуына, организмге қуат беруге жұмсалады. Бұл құбылыстарды метаболизм [[] ] деп атайды. Осы реакциялардың бәрінде де ақуыз катализаторлық қызмет атқарады. Қан құрамындағы ерекше ақуыз - гемоглобин бүкіл денеге оттек таратады. Жасушалардағы тотығу ферменттері - цитохромдар тыныс алу процесін реттеп отырады. Сондай-ақ организм тіршілігіне аса қажетті заттар гормондар да ақуыздан құралған. Ерімтал ақуыздар - гидрофильді коллоидтар - суды бойына көп тартады. Олардың ерітінділері желім сияқты: осмостық қысымы төмен, қозғалу қабілеті нашар, өсімдік пен жануарлар мембранасынан өте алмайды. Ақуыздардың тағы бір қасиеті - олар амфотерлі электролиттер. Молекулаларында бос карбоксил және амин топтары болатындықтан, олар оң немесе теріс электр зарядты болады. Химиялық табиғаты жағынан ақуыз биополимерлер тобына жатады.

Ақуыздың құрамында жиырма түрлі аминқышқылдар болады. Әртүрлі ақуыздардың аминқышқылы құрамы жағынан да, олардың тізбектегі орналасу тәртібі жағынан да бір-бірінен айырмашылығы зор. Табиғатта ақуыз түрлерінің көп болуы да осыған байланысты. Мысалы, үш аминқышқылының қосылуынан алты түрлі, төрт қышқылдан жиырма төрт түрлі ақуыз изомерлері пайда болады. Ақуыз молекуласы амин қышқылдарының өзара моншақтай тізіле байланысқан полипептидтік тізбегінен құралады. Ақуыз молекуласының сыртқы пішіні екі түрлі болады.

Шар тәрізді домалақ - глобулярлы ақуыздар. Бұларға альбуминдер, глобулиндер, гемоглобин, пепсин және өсімдік жасушасының ақуыздары жатады.

Фибриллярлық (талшық тәріздес) ақуыздар. Бұларға бұлшық ет ақуызы - миозин, актин, сіңір ақуызы - коллаген және малдың жүні мен піллә жібегі ақуыздары жатады.

Ақуыз молекуласының өзіне тән ерекшеліктері мен құрылымдылық дәрежелері көптеген сутектік байланыстар, электрстатикалық қуаттар, күкірттен құралатын дисульфидтік байланыстар, т. б. жағдайлар арқылы қамтамасыз етіледі. Ақуыз ерітіндісін қыздырса немесе оған күшті қышқылмен әсер етсе, ол өзінің табиғи қасиеттерін (ферменттік, гормондық) жояды, кейде ұйып та қалады. Мұндай құбылысты денатурация деп атайды. Ақуыз - адам тағамы мен жануарлар қорегінің, сондай-ақ тері, жүн, жібек сияқты табиғи талшық заттардың негізгі құраушысы болғандықтан, 20 ғасырдың екінші жартысынан бастап оны қолдан өндірудің (микробиологиялық синтез) маңызы артып отыр.

Ақуыздың түзілуі - бұл өте күрделі жасушадағы ұсақ бөлшектер-рибосомаларда жүретін процесс. Қашан, қанша және қандай ақуыз түзілуі керектігі жайлы мәлімет жасуша ядросындағы ДНҚ, РНҚ арқылы жеткізіледі.

Ақыздардың қасиеттерін олардың құрамы мен құрылымы анықтайды. Ақуыз молекуласындағы а-аминқышқылдары қалдықтарының саны әртүрлі болады, кейде бірнеше мыңға дейін жетеді. Әр ақуызда а-аминқышқылдары тек осы ақуызға ғана тән ретімен орналасады. Олардың молекулалық массалары бірнеше мыңнан миллионға дейін жетеді. Мысалы, жұмыртқа ақуызының молекулалық массасы 36000, бұлшық ет ақуызының молекулалық массасы - 15, адам гемоглобині 67000, ал көптеген ақуыздардікі > 3 шамасында. Олар, негізінен, көміртек (50-55%), оттек (20-24%), азот (15-19%), сутектен (6-7%) тұрады. Кейбір ақуыздардың құрамына бұлардан басқа күкірт, фосфор, темір кіреді. Ақуыздар гидролизденгенде а-аминқышқылдарының қоспасы түзіледі. Әрбір организмнің өзіне тән ақуыздары бар. Барлық ақуыздар 20-дан астам әртүрлі а-аминқышқылынан құралады. А-аминқышқылдарының жалпы формуласы:

R-CHNH2-COOH

Ақуыз түзілетін a-аминқышқылдарының радикалды құрамында ашық тізбек те, тұйық тізбекті әртүрлі сақиналар мен функционалдық топтар да кездеседі.

І. Негізгі бөлім

1. 1 Ас қорыту жолындағы ақуыздардың ыдырауы

«Асқазан-ішек жолындағы ақуыздардың ыдырауы» «Адам ағзасындағы белоктар алмасуы» сериясындағы төрт мақаланың біріншісі.

Өмір бойы жасушалар мен тіндердің деструкциясы мен биосинтезі организмде бір уақытта жүреді. Бұл қарама-қарсы, бірақ бір-бірімен тығыз байланысты процестер - ассимиляция және диссимиляция өмірдің негізін құрайды. Сонымен, дене жаңа жасушаларды құруға қажетті заттарды үнемі алып отыруы керек. Мұндағы басты рөл белоктарға тиесілі, өйткені көмірсулар да, майлар да оларды органдар мен ұлпалардың негізгі құрылымдық элементтерін түзуде алмастыра алмайды. Тірі материяға тән әртүрлі түрлендірулердің ішінде негізгі орынды белок алмасуы алады.

Ақуыздар құрамында азот бар заттар болғандықтан, организмдегі ақуыз алмасуының күйін сипаттайтын әдістердің бірі азот балансын анықтау болуы мүмкін. Қалыпты тамақтануы бар сау адамда азоттың жеткізілуі оның шығынын өтейтін кезде ақуыздың тепе-теңдік күйі байқалады. Теріс азоттық баланс кезінде шығарылатын азоттың мөлшері оның ақуыздар бөлігі ретінде берілетін мөлшерінен асып түседі. Бұл жағдайды ас қорыту жүйесінің бұзылуымен, ақуыздың ашығуымен және т. б. байқауға болады.

Оң азот балансы шығарылатын азоттың мөлшері белоктармен қамтамасыз етілгеннен аз болғанда пайда болады. Бұл өсіп келе жатқан организмге жүктілік кезінде, белоктық биосинтез процестерінің белсенділігінің жоғарылауымен тән (мысалы, физикалық күш салу кезінде) .

Организмдегі ақуыздардың синтезі үшін әр түрлі аминқышқылдары қажет. Дененің өзінде пайда болған олардың кейбіреулері бірін-бірі алмастырады деп аталады. Адам ағзасында синтезделмейтін амин қышқылдары алмастырылмайтын деп аталады. Оларды үнемі тамақпен бірге қабылдау керек. Организмдегі пропорцияларға сәйкес емес және алмастырылмайтын амин қышқылдарын қосатын ақуыздар толық деп аталады.

Азық-түлік өнімдерінің арасында осы талаптарға толық жауап беретін белоктар іс жүзінде жоқ. Ана сүтінің, тауық жұмыртқасының жоғары деңгейлі ақуыздарына ең жақын. Сонымен, сау ағзаны толық ақуыздармен толық қамтамасыз ету үшін күнделікті рационға жануарлардан да, өсімдіктерден де тұратын әр түрлі тағам өнімдерін енгізу керек.

Адамның қалыпты іс-әрекеті үшін дененің барлық қажеттіліктерін жабатын толық мөлшерде ақуызды қабылдау қажет. Бұл жынысына, жасына, еңбек сыйымдылығына және т. б. Осы факторларды ескере отырып, ақуыздың тамақтану нормалары жасалды. Ақуыздың жеткіліксіз мөлшері өмірлік процестердің бұзылуына, денсаулықтың нашарлауына әкеледі және ақуыздың ұзақ уақыт ашығуы өліммен аяқталады.

Ақуыздар ағзаға, ең алдымен, барлық тіндердің, мүшелер мен жүйелердің жасушалары құрылатын пластикалық материал ретінде өте қажет. Алайда тағамдық белоктар организмде алдын-ала бөлінбей-ақ қолданыла алмайды, өйткені олардың құрылымы мен түр ерекшелігі күрделі.

Түрлерден және тіндердің ерекшелігінен айырылған ақуыздардың амин қышқылдарына бөлінуі (гидролизі) асқазан-ішек жолында жүреді.

Қоректік заттарды (белоктар, көмірсулар, липидтер) қорыту - бұл ас қорыту жолында өтетін және қарапайым биомолекулалардың пайда болуына әкелетін, тамақ құрамына кіретін тиісті қосылыстардың гидролиз процесі. Соңғысы мембраналық тасымалдаудың арнайы механизмдерінің әсерінен қанға немесе лимфаға сіңеді.

Ақуыздардың қорытылуы асқазан сөлінің әсерінен асқазанда басталады. Асқазан сөлінде асқазан шырышты қабатының жасушалары шығаратын тұз қышқылы бар. Ол ақуызды денатурациялайды, оның кейінгі ыдырауын жеңілдетеді. Асқазан сөлінің құрамында қышқыл фосфаттар мен кейбір органикалық қышқылдар бар. Тұз қышқылы асқазан шырышты қабығының негізгі жасушалары бөлетін пепсиноген проферментінің белсенді протеолитикалық фермент пепсиніне айналуына ықпал етеді.

Пепсин үшін сутек иондарының оңтайлы концентрациясы 1, 5 - 2, 5 құрайды, бұл асқазан сөлінің қышқылдылығына сәйкес келеді. Ортаның рН-ы 6, 0-ге дейін жоғарылағанда (ішекте) пепсин өзінің белсенділігін жоғалтады. Пепсин бір компонентті ферменттерге, яғни ақуыз ферменттеріне жатады. Асқазанда күніне шамамен 2 г пепсин өндіріледі.

Асқазан пепсинінің каталитикалық белсенділігі өте жоғары. Ол ароматты және дикарбонды амин қышқылдарының амин топтары түзетін белок молекуласындағы пептидтік байланыстардың бөлінуін катализдейді. Пепсиннің әсерінен әр түрлі көлемдегі полипептидтер және жеке бос аминқышқылдары түзіледі.

Пепсиннен басқа, асқазан сөлінде протеолитикалық гастриксин ферменті бар, оның оңтайлы рН деңгейі 3, 5 - 4, 5 аралығында болады. Гастриксин асқазанда тағамды сіңірудің соңғы кезеңінде пайда болады.

Нәрестелердің асқазанында бүйрек, химозин табылды. Бұл ферменттің оңтайлы әрекеті рН 3, 5 - 4, 0 құрайды. Химозиннің әсерінен, кальций тұздарының қатысуымен сүт казеиногидролизі кезінде және сүттің қатуы кезінде казеинге айналады.

Жануарлар мен өсімдік тектес альбуминдер мен глобулиндер басқаларға қарағанда асқазанда оңай сіңіріледі; дәнекер тіндік белоктар (коллаген мен эластин) нашар бөлінеді, кератин мен протаминдер мүлдем жіктелмейді.

Асқазанда (химияда) пайда болатын қоректік қосылыстардың жартылай сұйытылған жартылай сұйық массасы пилорлық клапан арқылы мезгіл-мезгіл он екі елі ішекке енеді. Тамақ каналының бұл бөлігі асқазаннан шыққан пептидтерге әсер ететін протеолитикалық ферменттер мен пептидазаларды ұйқы безінен алады. Бұл ферменттердің каталитикалық әрекеті сәл сілтілі ортада болады (рН 7, 5 - 8, 0), ол ішек сөлінде болатын бикарбонаттармен түзіледі.

Аш ішекте жұмыс жасайтын протеолитикалық ферменттердің көп бөлігі ұйқы безінің экзокриндік жасушаларында ферменттер түрінде синтезделеді, олар ұлтабарға енгеннен кейін белсендіріледі (трипсиноген, химотрипсиноген, проеластаза, А және В) . Асқазаннан шыққан ақуыздар мен пептидтердің гидролизі жіңішке ішектің қуысында да, энтероциттер бетінде де болады - париетальды немесе мембраналық ас қорыту.

Ұйқы безінің шырыны он екі елі ішекке түсіп, ішек шырынын араластырады. Бұл қоспада протеолитикалық ферменттер бар, олар белоктарды, альбумоздар мен пептондарды ұсақ пептидтерге, содан кейін амин қышқылдарына дейін ыдыратады. Протеолитикалық ферменттерге трипсин, химотрипсин, карбоксипептидазалар, аминопептидазалар және три- және дипептидазалардың үлкен тобы жатады.

Трипсин ұйқы безінің шырынында белсенді емес формада, трипсиноген проферменті түрінде болады. Оның активтенуі ішек шырыны - энтерокиназа ферментінің әсерінен жүреді. Белсендіру процесі үшін Са2 + иондары қажет. Трипсиногенді трипсинге айналдыру процесі ферменттің пептидтік тізбегінің N-терминалынан кішкене пептидтің бөлінуімен жүзеге асады.

Трипсин негізінен аргинин мен лизин арасындағы пептидтік байланыстарға әсер етіп, асқазанда бөлінбеген ақуыздарды және жоғары молекулалық пептидтерді гидролиздейді. Трипсин үшін оңтайлы рН 7, 0 - 8, 0 құрайды. Трипсин салыстырмалы түрде таяз протеин гидролизін жасайды, полипептидтер мен бос аминқышқылдарының аз мөлшерін түзеді.

Трипсин белсенділігі бірқатар ингибиторлардың әсерінен төмендеуі мүмкін. Оларға молекулалық массасы 9000 бірлік болатын негізгі пептидтер жатады. Олар ұйқы безінде, қанда, өкпеде және соя бұршағында кездеседі. Шикі жұмыртқа - авидин құрамындағы трипсин мен мукопротеиннің белсенділігін төмендетеді.

Химотрипсин - ұйқы безінің екінші протеолитикалық ферменті. Ол белсенді емес түрде химотрипсиноген түрінде бөлінеді. Трипсиннің әсерінен химотрипсиноген белсенді фермент - химотрипсинге айналады. Химотрипсиннің әрекеті трипсинге ұқсас. Екі ферменттер үшін рН оптимумы шамамен бірдей; химотрипсин құрамында ароматты амин қышқылдары (тирозин, фенилаланин, триптофан) бар ақуыздар мен полипептидтерге, сондай-ақ трипсин (метионин, лейцин) әсер етпейтін пептидтік байланыстарға әсер етеді.

Жіңішке ішектің төменгі бөліктеріндегі пепсин, трипсин және химотрипсин ақуыздарының әсерінен пайда болатын пептидтер одан әрі ыдырайды. Бұл процесті карбоксипептидазалар, аминопептидазалар жүзеге асырады. Бұл ферменттер металферменттерге жіктеледі. Олар екі валентті иондармен белсендіріледі: Mg2 +, Mn2 +, Co2 +, олар фермент-субстрат кешенінің түзілуінде маңызды рөл атқарады.

Амино және әсер ету механизмі - ақысыз амин немесе карбоксил тобы бар пептидтерден соңғы аминқышқылдарының бөлінуі. Тазартылмаған және амин қышқылдарының үш-төрт қалдықтарынан тұратын ұсақ пептидтер спецификалық ди- және гидролизденеді. Ұйқы безінің шырынында эластаза ферменті бар. Эластаза - эндопептидаза, ол сонымен қатар субстраттың кең спецификасына ие, кішкентай аминқышқылдарының қалдықтары - глицин, аланин, сериннен түзілген пептидтік байланыстарды бөледі.

Сонымен, ішектегі протеолитикалық ферменттер ақуыздарына бірізді әсер ету нәтижесінде бос аминқышқылдары түзіліп, олар ішек қабырғалары арқылы қанға сіңеді.

1. 2 Ақуыздың ыдырауына ықпал ететін шарттар

Ақуыздардың , сондай-ақ аммоний изотиоцианатпен бөлінуі ақуыздар мен пептидтердің С-терминалды ретін анықтау үшін қолданылады. Әдетте, қолданар алдында препараттары бос аминқышқылдарының қоспаларынан мұқият тазартылады, сонымен қатар олар эндопептидазаларды тежеу үшін арнайы өңдеуден өтеді.

Ақуыздардың құрамына кіретін аминқышқылдарына ыдырауы олардың тек алғашқы құрылымы туралы түсінік береді және екінші және үшінші құрылымдар туралы ешқандай ақпарат бермейді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.