Ферменттердің ашылуы және химиялық табиғаты

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 52 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
1 ӘДЕБИЕТКЕ 5
ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ..
1.1 Ферменттірдің ашылуы және химиялық 5
табиғаты ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
1.2 Ферменттерді бөліп алу және 7
тазарту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.3 Ферменттің белсенділігін 7
өлшеу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
...
1.4. Ферменттердің атаулары және 8
1.5 классификациясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
1.6 Фузикокциндердің ашылуы мен химиялык 16
1.7. кұрылысы ... ... ... ... ... ... .. ... ... .
Өсімдіктердің катионмен белсендірілген 17
1.8. АТФ-азалары ... ... ... ... ... ... ... ... . 19
1.9 Цитокинин медиторын тазарту және оның бидай тамыры өскіндерінің
плазмалық мембранасының Н+ АТФ - азасына әсерін 20
2 зерттеу ... ... ... ... ... . 21
Цитокининді байланыстырушы белоктар және цитокинин медиаторы ... ...
Өсімдік клеткаларындағы гормоналды сигналды трансдукциясынын іске
асырылуы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
ЗЕРТТЕУ ЖҰМЫСЫНЫҢ НЫСАНДАРЫ МЕН ӘДІСТЕРІ ... ... ... ... ... ..
2.1 Зерттеу 21
2.2. материалдары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...22
... ... ... ... ... ... ... .
Зерттеу
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ..
2.2.1Центрифугалау 22
әдісі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
2.2.2Белок мөлшерін анықтау. Лоури 25
әдісі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.2.3Спектрофотометрия ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .26
2.3. ... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
Клеткаларды және өсімдік ұлпаларын өсіруге арналған қоректік орталарды 28
2.4. дайындау ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... 33
2.5 Өсімдіктердің клеткалық культурасымен жұмыс істеу кезіндегі
залалсыздандыру 35
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... .
Өсімдіктерден бөлініп алынған клеткалар мен ұлпаларды in vitro
жағдайында өсірудің
негіздері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
3 АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ ... ... ... ... ... ... ... . ... .. 40
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...48
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ..
ПАЙДАЛАНҒАН 49
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..

КІРІСПЕ

Мен, Тасыбеков Даулет, диплом алды практиканы Тағам биотехнологиясы
кафедрасында биотехнология зертханасында өттім.
Тағам биотехнологиясы кафедрасы биотехнология мамандығы бойынша
бакалавр, магистр, Phd докторанттарды дайындайды. Жоғары мамандандырылған
кафедра қызметкерлері қауымының ішінде 8 профессор және 21 ғылым
кандидаттары жұмыс істейді. Олар жас мамандарға тәлімгерлік жасауда
белсенділік көрсетеді. Кафедрада белгілі қазақстандық өндіріс орындарының
мамандары дәріс оқиды.
Тағам өнеркәсібі биотехнология және биопрепараттарды қолдануда
дәстүрлі сала болып табылады. Биотехнология – бұл ғылымның қазіргі таңдағы
жаңа бағыты. Бакалаврлардың ғылыми - зерттеу жүмыстарының белсенділігі
олардың түрлі ғылыми халықаралық конференцияларға қатысуымен дәлелденеді.
Бакалаврлардың кәсіптік тәжірибесін арттыру мақсатында кафедра ғылыми
зерттеу ҚР БҒМ институттарымен (Микробиология және Вирусология, Химия,
Молекулярлық биология және бихимия), сонымен қатар Саржайлау, Даулет-
Бекет, Бахус, Есік сыра зауыты, Дионис, Ралко, №1 сыразауыты,
Дербес, Эфес, Ак-нар, Gold product, Алматы ашытқы зауыты, Алматы
маргарин зауыты, Фуд мастер және т.б. тағам өнеркәсібінің жетекші кәсіп
орындарымен тығыз байланыста.
Кафедра қызметкерлері медицина және тамақ өнеркәсіптері үшін
биологиялық белсенді заттарды алу мақсатында, дәрі-дәрмектік өсімдіктерді
микроклондау бойынша және ұлттық сүт қышқылды өнімдер алу үшін сүт
қышқылды бактериялардың консорциумдарын жасау, түйе және жылқы сүтінің
құрамындағы ақуыз, май-қышқылдарын анықтау бойынша зерттеу жұмыстарын
жүргізуде сонымен қатар, табиғи жүзім шараптарының құрамын тұрақтандыру
мақсатында, әрі жаңа жоғары белсенділік қасиеттері бар антибиотиктерді
анықтау бойынша зерттеу жұмыстары жалғасуда.
Тағам биотехнологиясы кафедрасы биотехнология саласы бойынша
мамандар дайындайды. Кафедра зертханасы қажетті құрал-жабдықтармен,
оқулықтармен қамтылған. Сонымен қатар, бакалаврлар мен магистранттарға
зертханада ғылыми жұмыстарды жүргізуге жағдай жасалған.
Тағам биотехнологиясы кафедрасының меңгерушісі техника ғылымдарының
кандидаты, доцент Жақсылыкова Гүлшат Нұрмаханбетқызы.
Дипломдық жұмыстың ғылыми жетекшісі - б.ғ.к доцент Лесова Жаниха
Туреевна.
Практика өтуде менің алдымда қойылған талаптар:
цитокинин медиаторын бөліп алу;
2. бөліп алынған цитокинин медиаторының мембранамен байланысқан
ферменттерге әсерін қарастыру;
3. мембранамен байланысқан әртүрлі ферменттерді анықтап, олардың
клетка ішіндегі ролін зерттеу;
4. клетка ішілік сигналдық трансдукцияның аспектілерін зерттеу.

Өсімдіктердің сигналды трансдукцияның механизмін зерттеу қазіргі
кездегі биологияның ең бір өзекті мәселесінің бірі.
Трансдукция дегеніміз – клеткадағы сигналдың сигналға қатарымен
берілуі. Трансдукңияның өзіндік ерекшеліктері бар. Трансдукция процессы
сигналды эстафета тәрізді өткізеді.
Эстафета тәрізді сигнал әр сатыда өзгеріледі, басқаша айтқанда
жоғары сигнал тек қана көршіге әсер етеді. Сигналды трансдукцияның
механизмінде медиатордың ролі өте жоғары.
М.А. Айтхожин атындағы молекулалық биология және биохимия институтында
маңызды фитогормон болып табылатын цитокининнің медиаторы ашылды. Ол
клеткадағы сигналды трансдукцияда маңызды роль атқаратындығы анықталды.
Медиатор екінші сатыдағы сигналды беретін зат. Себебі гормон тікелей
өзі емес медиаторлар арқылы клеткаға әсер ете алады. Сол себептен цитокинин
медиаторын зерттеу ғалымдардың қызығушылығын тудырады. Себебі осы цитокинин
медиаторы клетка ішіндегі мембранамен байланысқан ферменттерге әсері өте
жоғары. Инозиттік сигналдың клеткадағы берілуінің молекулалық механизмі
жақсы зерттелген, бірақ оның субклеткалық аспектілері толық зерттелмеген.
Осылайша субклеткалы органеллалардың инозитті сигналдық трансдукция
процесіне қатысатыны әлі толық белгілі емес (1(.
М.А.Айтхожин атындағы молекулалық биология және биохимия институтының
ферменттердің құрылымы мен реттелуі лабораториясында субклеткалық органелла
— сферосома, липидтің тек бір түрі - фосфатидилинозидтен және
глутаматдегидрогеназа деген бір ғана ферменттен тұратыны белгілі болған
(2(.
Біріншіден, өсімдік клеткасының барлық фосфатидилинозиті сферосомада
болуы, сферосоманың сигналдарды беру механизмінде маңызды роль атқарады
деген тұжырымға алып келді (3(.
Фосфатидилинозит (ФИ) сигнал тасымалдаудағы басты қосылыс екені
белгілі, ал оның метаболиттері - негізгі клетка ішілік сигналдың
мессенджерлері. Олар клетканың бөлінуі, дифференсация, секреция және ионды
транспорт сияқты қызметтерін бақылайтын 1,2 ДАГ және 1,4,5-үш фосфоинозит.
Екіншіден, өсімдіктегі глютаматдегидрогеназа (ГДГ) Са- байланысқан
ферментке жатады. Ал Са ионы басты субклеткалық мессенджер екені жақсы
белгілі. Осылайша сферосома деңгейінде негізгі клетка ішілік сигналды
заттар сәйкестенеді, осы себепті зерттеудің мақсаты - сферосоманы клетка
ішілік сигналдың органелла ретінде зерттеу.
Өзектілігі: Мембранамен байланысқан ферменттердің биохимиялық
қасиеттерін анықтап, оларга цитокинин медиаторының әсерін зерттеу
ферменттердің белсенділігін арттырып, ауылшаруашылығы дақылдарының
өнімділігін жоғарылатады.
Негізгі сөздер: бидай дәні, ұрық бөлігі, алейрон қабаты, НАДФ
глютаматдегидрогеназа, цитокинин, АТФ-аза, цитокинин медиаторы, ризогенез.
Алдына қойылған мақсаты: мембранамен байланысқан ферменттердің
биохимиялық қасиеттерін анықтау және оларға цитокинин медиаторының әсері
мен оның физиологиялық, биохимиялық қасиеттерін сипаттап, биотехнологияда
қолдану жолдарын қарастыру, әрі сферосоманың құрылысы мен құрылымдық
ерекшеліктерін сипаттау.
Қолданылған әдістер: Октил сефароза (СЬ-4В) гидрофобты хроматографиясы
және КР-18 колонкада жасалынатын жоғары қысымды кері фазалы хроматография,
гомогенизациялау, центрифугалау.

I. Әдебиетке шолу

Гормондар - тірі организмдердің тіршілігі үшін маңызы өте зор.
Организмдердің дамуы, өсуіндегі ең негізгі проңестер гормондармен реттелуге
тәуелді. Гормондар жетіспеген жагдайда немесе артып кететін болса онда
организмді ауруға ұшыратады.
Яғни осы қызметтеріне қарап гормондарды - организмді реттеуші патшалық
деп айтуға болады. Өсімдік тіршілігін реттеуде өсімдік гормоны цитокининнің
маңызы зор.
Кейінгі зерттеулердің барлығы дерлік өсімдік фитогормондарының өсу
процесіне, клетка бөлінуіне әсерін зерттеу бағытында жүргізіледі.
Фитогормондар клеткамен клетка, ұлпа мен ұлпа, мүше мен мүше
байланысқанда көптеген морфогенетикалық және физиологиялық программаларды
атқарады. Фитогормондар өсімдік организміндегі заттардың мөлшеріне,
маңыздылығына, ерекшелігіне көбеюге, клетканың бөлінуіне, тыныс алуға,
қартаюға, зат алмасуға қатысады. Өсімдік тіршілігін реттеуде өсімдік
гормоны цитокининнің маңызы зор.
Цитокининнің функциясы өсімдік онтогенезінің барлық кезеңдерінен
корінеді. Цитокининді зертеу аймағындағы жаңа жетістіктер мен көріністерге
кейінгі жылдары ғалымдардың қолы жетуде.
Цитокинин - клетка бөлінуін реттейді, хлоропластардың
дифференцациясына қатысады. Клетка бөлінуі үшін цитокининнің маңызы зор.
Осы гормонның сигнальды трансдукция механизмі әлі анықталмаған.

1.1 Ферменттердің ашылуы және химиялық табиғаты

Фермент дегеніміз - белоктық зат, ол организмдегі түрлі химиялық
реакциаларды тездетуші. Химиялық реакциялардың жүрісін тездетушілерді
катализаторлар деп атайтыны белгілі. Осыған сәйкес ферментерді биологиялық
катализаторлар деп те атайды, өйткені, олар тірі материяда әрекет жасайды.
Фермент деген терминмен қатар әдебиетте энзим деген сөз де қолданылады.
Ферменттерді және олар катализдейтін реакцияларды зерттейтін биохимия
бөлімі энзимология деп аталады. Ферменттер жөніндегі ілім қалай дамыды?
Фермент катысатын процестермен адам өте ерте кездерден бері-ақ таныс
болатын. Тіпті ерте заманның өзінде-ақ кантты заттарды ашыту жолымен
спирттік ішімдіктер алғаны белгілі. Фермснттер қатысатын процестерді ғылыми
тұрғыдан зерттеу XVII ғасырдың орта кезінен басталады. Осы кезде Гельмонт
сұйық заттардың ашуы ерекше қоздырушылар көмегімен журетінін анықтаған.
Осыдан кейін Лавуазье ашу кезінде қант түгелдей көмір қышқыл газға және
спиртке айналатынын анықтады.
XIX ғасырдың ортасында кейбір фермент препараттары (уыттан - амилаза,
қарын сөлінен - пепсин, т. б.) бөлініп алынды. Сөйтіп, катализ және
катализаторлар жөніндегі ілім жарыққа шықты (Берцелиус және басқалар). Бұл
кезде атқарылған зерттеу жұмыстары ферменттердің химиялық зат екенін,
олардың негізі биологиямен байланысты екенін дәлелдеді.
Луи Пастер спирттің ашу процесін зерттеп мынадай қорытындыға келеді:
ашу процссін жүргізетін химиялык заттар емес, ашытқының яғни тірі
клеткалардың тіршілік әрекеті болып табылады. Ол ферменттер тірі ашытқыдан
ажырамайды, олармен біртұтас деп санады. Ашуға қатысты мұндай көзқарас
1897ж. Бетенер ашқан тамаша жаңалыққа ұзақ уақыт зер салып келді. Оның
кұрамында тірі клеткалар жоқ ашытқы сөлін сумен бөліп алады. Осы сөлдің өзі-
ақ қантты тез ашытып, спиртке және көмір қышқыл газға айналдырғанын көреді.
Осылайша қантты ыдыратып ашытатын ашытқының тірі клеткалары емес, керісінше
олар жасап шығарған фермент (химиялық зат) екенін дәлелдейді. Ферменттің
қантты ашытқы өнімдеріне айналдыратын катализатор екенін анықтайды.
Спиртті ашу кезіндегі катализатордың химиялық табиғатын анықтау
ферментті процестер жөніндегі зерттеуді алға апаруға дем беруші үлкен күш
болды және соның нәтижесінде көптеген ферменттер бөліп алынып зерттелді.
Ферменттер әсерінің теориясы (Э. Фишер, 1890 ж.), ферментті реакциялардың
кинетикасы (Л. Михаэлнс пен М. Ментен, 1913 ж.) жөніндегі жұмыстар жарық
көрді. XX ғасырдың бас кезінде И. П. Гавлов және оның әріптестері ас
қорытушы ферменттердің белоктық табиғаты жөнінде өте маңызды мәліметтер
алады. Олар иттің қарынындағы сөлдің активтігі оның құрамындағы белоктарға
байланысты екенін анықтады. Қарын сөлінде белок аз болса, онда пепсин де
шағын мөлшерде болды. Өз мәліметтерін және басқа да ғалымдардың
зерттеулерін талдай келіп, Павлов ферменттер дегеніміз - белоктық заттар
деген қорытындыға келді.
Таза ферментті 1926 ж. жас биохимик Дж. Самнер кристалл түрінде алды.
Ол канавалия деген өсімдік дәнінен уреаза ферментін бөліп алып, онын
кристалдарының белоктан тұратынын анықтайды. Бұдан кейін 1930 ж. Дж.
Нортроп пепсин кристалдарың, ал келесі жылы сол Нортроп пен М. Куниттің
екеуі кристалды трипсинді бөліп алады. Осы екі ферменттің екеуі де белок
екен. Қазіргі кезде кристалдық түрде жүздеген фермент алынды. Зерттеліп
табылған ферменттердің саны қазір 2000 шамасынан асады. Олардың бәрі де
белокты заттар.

1.2 Ферменттерді бөліп алу және тазарту

Ферменттер адамның, жануарлардың, өсімдіктердің ұлпаларында және
микроорганнзмдерде синтезделіп жасалады. Ферментті бөліп алу үшін, ол көп
кездесетін материалды (шикізатты) таңдап алу керек. Егер фермент алынатын
материал жануар ұлпасы болса, онда ол ұлпаны басқа бөліктерден бөліп
ажыратады және қанын жуып тазартады. Таңдап алынған материалдағы ферменттер
бұзылып кетпеу үшін, оны төменгі температурада (2-8°С) ұнтақтайды. Осылайша
ұнтақталған біртектес массаны центрифугаға салып өңдейді. Осы кезде фермент
оның сұйық бөлігіне (центрифугаға) өтеді де, шөгіндіні тастайды.
Ферменттер белоктық заттар болғандықтан, оларды алу үшін белокты бөліп
шығаратын әдісті колданады. Белокты шөктіріп тұнбаға түсірудің бірінші
кезезінде центрифугаға аммоний сульфатын немесе органикалық еріткіштерді
(этил спиртін немесе ацетонды) қосады. Бұл кезде ферменттермен қоса бүкіл
белоктар дерлік тұнбаға түсіріледі. Бұдан кейін ферменттерді ептілікпен
бөліп алу үшін ион алмасу хроматография әдісін қолданады. Әсіресе әр түрлі
смолалар, олардың ішінде ерімейгін ДЭАЭ-целлюлозаны кең қолданылады.
Полиакриламидті, крахмалды немесе агарлы гельде жүргізілетін
электрофорез әдісімен де ферменттерді бөліп алуға болады.
Осыдан кейін бөліп алынған фермент препаратының біртекті тазалығын
тексереді. Ферменттің тазалық дәрежесі оның меншікті активтілігімен
бағаланады, бұл кезде ферменттің активтілігін 1 мг белокқа шағып есептейді.
Әдетте ферментті тазарту жұмысын, осы істің кслесі кезеңінде олардың
меншікті активтілігі одан әрі артпайтындай деңгейге дейін немесе
электрофорездеу, гель- сүзу, ион алмасу хроматография не
ультрацентрифугалау кезінде тек бір ғана белок компоненті бөлінгенге дейін
жүргізе береді.

1.3. Ферменттің белсенділігін өлшеу

Бөліп алынған таза фермент өзінің ферменттік белсенділігімен
бағаланады. Ферменттік белсенділік дегеніміз белгілі фермент бөлшегінің
көмегімен нақты уақыт ішінде ыдыраған субстрат шамасы. Мысалы, а-амилазаның
осындай қасиетін зерттеп білу үшін 25°С жағдайында және 1 минут ішінде 1 мг
фермент ыдыратқан крахмал мөлшерін анықтау кажет.
Фермент активтілігінің өлшемі жөніңде энзимологияда мынадай ұғымдар
қабылданған. Ферменттің халыкаралық өлшемі Ө бас әрпімен (өлшем деген
сөздің немесе II (ағылшын тілінде - Энзим деген сөздің бас әрпімен)
белгіленеді.
Ферменттің халықаралық өлшемі дегеніміз - фермент әсерінін қолайлы
жағдайында (рН, субстрат концентрациясы, т. б.), 25°С температурада бір
минут ішінде субстраттың бір микромолін (1 мкмоль 10 * мольге тең)
катализден өңдей алатын фермент молшері.
Меншікті белсенділік дегеніміз - ферменттік препараттағы бір мг
белокқа тиісті фермент өлшемнің (Ө) шамасы; ол мкмоль 1 мин мг белок деп
көрсетіледі.
Меншікті белсенділік ферменттік препараттың тазалық өлшемі: Фермент
тазартылған сайын, ол арта түседі және фермент таза күйге жеткенде, ол
көрсеткіш ең жоғары және тұрақты болады.
Катализдік белсенділік (кысқаша - кат) дегеніміз - стандартты жағдайда
1 моль субстратты 1 с уакыт ішінде өңдеп өзгерте алатын фермент мөлшері
болып табылады.
Ферментті препаратта белоктың бар екенін Кельдал әдісімен (жалпы
азотты анықтап, ол көрсеткішті 6,25 санына көбейтеді), немесе Лоуридің
колориметриялық әдісімен анықтайды, ал тұнық және боялмаған ерітінділерде
280 нм кезінде Варбург Христианның псисисмофогометриялық әдісі бойынша
анықтайды.

1.4. Ферменттердің атаулары және классификациясы

Ферменттер атаулары екі түрлі: жүйелік (рационалды) атау және
тривналдық (іскерлік) атау.
Ферменттердің жүйелік атаулары айтарлықтай күрделі, бірақ ол реакцияға
кірісетін субстрат жөнінде толық мәлімет береді. Бұл атаулар әдетте ғылыми
әдебиеттерде қолданылады.
Жүйелік атау бойынша әр ферменттің нөмірі (шифры) болады, ол төрт
саннан тұрады және бұл сандардың арасы нүктемен бөлінген. Бірінші сан
ферменттің класын білдіреді, екінші сан класс тармағын, үшінші сан - класс
тармағы бөлігін, төртінші сан өз катарындағы нөмірін көрсетеді.
Ферменттердің классификациясы.
Ферменттер катализдейтін химиялық реакциялар түріне қарай 6 классқа
бөлінеді.

Класс Катализдейтін химиялық реакция түрі
Оксидоредуктазалар Тотығу-тотықсыздандыру рсакциялардың
барлық түрі
Трансферазалар Реакцияларда жеке атомдық топтарды
тасымалдау
Гидролазалар Судың қосылуымен химиялық байланыстарды
_ Ү'ЗУ
Липазалар Субстратты гидролиздік емес жолмен
ыдыратып, кос байланыс түзу
Изомеразалар Молекула ішіндегі өзгерістерді катализдеп,
изомер түзу
Лигазалар АФТ энергиясы арқылы екі әр түрлі
косылыстың конденциациясын катализдеп,
С-С, С-О, С- N , С-5 байланысын орнату

Ферменттердің тривиалдық атаулары қысқа да колдануға ыңғайлы. Мысалы,
бір ферменттің жүйелік атауы 2.7.1.2. АТФ: глюкозо-6-фосфогрансфераза. Ал
осы ферменттің тривиальдық атауы глюкокиназа (гексокиназа).
Тривиалдық атаулар негізінен екі жолмен пайда болады:
1) фермент әсер ететін субстрат атауына-аза жұрнағы косылады. Мысалы,
мальтозаны ыдыратып, глюкозаны екі молекуласына аймалдыратын фермент
мальтаза деп аталады.
2) Фермент катализдейтін реакция атауына - аза жұрнағы қосылады.
Мысалы, субстратты ыдыратып, су қосып алуды катализдейтін фермент гидролаза
деп аталады, субстраттың сутексізденуін жүргізетін фермент гидрогеназа деп,
химиялық топтарды тасымалдайтын ферменттегі трансфераза деп атайды.
Кейбір ферменттердің тарихи қалыптасқан атаулары бар. Мысалы: пепсин,
трипсин, папаин, эластаза т.б.
Ферменттердің химиялық кұрамы
Сонымен, фермент дегеніміз биохимиялық реакциялар кезінде катализдік
белсенділік көрсететін белоктар екені белгілі болды. Ферменттердің бәрі де
үлкен молекулалы косылыстар, олардың молекулалық массасы (М) 10 мыңнан 1
миллионға дейін, тіпті одан да көп шамаға жетеді. Мысалы, кейбір
ферменттердің молекулалық массасын қарастырып көрейік:

Рибонуклеаза, ұйқы безінікі Фосфорилаза, бауырдыкі
12 640 185 100
Каталаза, бауырдыкі Глутаматдегидрогеназа, бауырдыкі 1000
232 000 000
Химотриисин, ұйқы безінікі Гексокимаза, бауырдікі
23 000 100 000
Уреаза Писпсин, шошқа қарыныныкі
480 000 34 000

Барлық басқа белоктар сияқты, ферменттер де химиялық құрамы бойынша
екі топқа бөлінеді. Олар карапайым ферменттер және күрделі ферменттер.
Қарапайым ферменттер дегеніміз - карапайым белоктар, олар гидролиз
кезінде амин қышкылдарына ғана ажырап бөлінеді. Қарапайым ферменттерге
мыналар жатады: рибонуклеаза, пепсин, трипсин, химотрипсин, папаин,
амилазалар және гидролаза класына жататын басқа да ферменттер.
Күрделі ферменттер дегеніміз - күрделі белоктар. Күрделі ферменттер
екі бөліктен: белоктық және белоктық емес бөліктен тұрады.
Ферменттердің белоктық бөлігі апофермент деп, ал белоктық емес белгілі
простетикалық топ немесе кофактор деп аталады. Апофермент кофакторсыз
(простетикалық топсыз) активті болмайды. Күрделі ферменттердің кофакторлары
металл иондары немесе белоктық емес органикалық заттар. Мұндағы металл
иондары активаторлар деп аталады. Активаторлар мына иондар: К+, Ғе2+,
Ғе3+, Сu2+, Со2+, Мg2+, Мn2+, NH4-. 180 шамасынан астам ферментте металл
иондары активатор қызметін атқарады (кесте ).
Кофактор (простетикалық топ) белоктық емес зат болғандықтан кофермент
деп аталады. Коферменті толығырақ қарастырамыз, өйткені ол ферментттік
реакцияларда айтарлықтай қызмет атқарады.

Кесте 1- Кофактор (активатор) ретінде молекуласында металл иондары бар
кейбір ферментер

Металл иондары Ферменттер
Ғег .Ғе г Цитохромдар, интохромоксидаза, каталаза,
пероксидаза, сукцинатдегидрогеназа
Сu2* Цитохромоксидаза
Ca2* Сілтілі фосфатаза, карбоангидраза
Гексокиназа, глюкозо-6-фосфатаза, пируватикиназа
Мn2* Лактозосинтетаза, сүпероксиддисмугаза
К* Пируваткиназа
Pb2* Уреаза
Мо Ксантиноксидаза, альдегидоксидаза, динитрогеназа
5с Глугатионпероксидаза, формиатдегидрогеназа
Со2' Кобамиттік ферменттер

Коферменттер (латын тіліндегі Ко - бірге және фермент деген сөзден
шыққан) - құрамында белок жоқ органикалық қосылыстар, олар апорферментпен
тығыз байланысқан. Ферменттің мықты байланысқан кофакторы - простетикалық
топ. Көптеген ферменттердің белсенділігі үшін екі топтың да - металл
иондарының да, простетикалық топтың да (немесе коферменттің) болуы қажет.
Коферменттер - төменгі молекулалы заттар, олар жоғары температураға
төзімді келеді және ферменттің белоктық бөлігінен оңай ажырайды. Мысалы,
диализ кезінде осылай болады. Олар сөзсіз кажетті кофактор ретінде
ферменттердің катализдік жұмысына қатысады.
Көптеген коферменттер дәрумендерге жатады немесе дәрумендердің
туындысы болып табылады.
Коферменттерге белсенді тобы бар дәрумендер - тиаминпирофосфат (В,
витаминнің туындысы), никотинамидті коферменттер (РР витамині бар) жатады.
В2, В6, В12 дәрумендері және басқа да дәрумендер кіреді. Сондықтан да
витаминнің жеткіліксіз болуы коферменттердің синтезін бұзады, соның
салдарынан тиісті ферментердің түзілуі тежеледі. Осыдан кейін зат алмасу
бұзылады және адам мен жануарлар ағзалары бірқалыпты тіршілік ете алмайды.
Витаминдік емес коферменттер де бар, мысалы, металлопорфириндер
(цитохромдағы гемдер), нуклеотидтер (УДФ-глюкоза), пептидтер (глутатион),
т. б. осындай коферменттер. Мұндай коферменттер зат алмасудың аралық
өнімдерінен түзіледі.
Биохимиялық реакцияларда коферменттер екі түрлі қызмет атқарады.
Күрделі фермент құрамында субстраттың (субстрат дегеніміз фермент әсер
ететін зат) катализдік өңделіп өзгеруіне қатысады, бұл кезде кофермент оның
белсенді ортасына енеді;
Бір субстраттан екінші субстратқа (немесс басқа фермеінтке)
электрондарды, протондарды немесе жеке химиялық топтарды тасымалдайды.
2 Кестеде негізгі коферменттердің реакцияда тасымалдайтын химиялық
топтары және активті тобы (витамин) көрсетілген.

Кесте 2 - Биохимиялық реакцияларда алюмдарды немесе функционалды топтарды
тасымалдайтын кейбір коферменттер

Коферменттер Тасымалдайтын Коферменттің белсенді
химиялық топтар тобы (дәрумен)
Тиаминпирофосфат (ТПФ) Альдегид Тиамин (В витамин)
Флавинадениндинуклеотид Электрондар, Рибофлавин (Вр витамин)
(ФАД) протондар
НикотинамидадениндинуклеотН (гидрид-ион) Никотинамнд (РР витамин)
ид
А коферменті Ацил топтары Пантотен қышқылы
(кышкыл топ)
Пиридоксатфосфат Амин топтары Пиридоксин (В6 витамнні)
З-Дезоксиа-денозилкобаламиН атомы және Кобаламин (В.; витамин)
н сілтілі гоптар
(5’-ДоАК)
Биоситин CO2 Биотин
Тетрагидрофолат (ТГ ФК) Бір С атомды топтар Фолий қышқылы
Липой қышқылы Электрондар, Витамин жоқ
қышқыл топтар

Жасуша мембранасының (плазмалемма, мембраналы органоидттар, ядролық
мембрана) молекулалық құрылысы ұқсас. Олардың құрылымдық негізін үш түрлі
липидтер (фосфолипид, холестерол, гликолипид) мен белок молекулаларының
жиынтығы –биологиялық мембраналар қалыптастырады. Сұйықтың мозаикалы
моделге сәйкес биологиялық мембрана негізін қалыңдығы 4-5нм үздіксіз сұйық
фосфолипидтік қабат құрайды.
Оның ішінде белок молекулалары орналасқан. Фосфолипид молекулалары
полярлы гидрофильді ұшы басынан және полярлы емес гидрофобты ұшы заряды жоқ
су тартпайтын құрылымнан тұрады.

Сурет 1. Сұйықтық мозаикалық модель бойынша жасуша мембранасының кішкене
бөлігінің үлгісі

Сулы фазада фосфолипид молекулалары өздігінен (спонтанды) бір біріне
гидрофобты құйрықтарымен тартылып, жақындасып, биологиялық мембрананың
биқабатты қаңқасын құрайды.
Осы қасиетінің арқасында жасуша мембранасының биқабатты қаңқасын
құрайды. Осы қасиетінің арқасында жасуша мембраналарының бүлінген бөліктері
өздігінен бастапқы қалпына келіп құйады. Сонымен мембрана құрамындағы
фосфолипид молекулаларының құйрықтары биқабаттың ішіне қарай, ал, олардың
бастары –сыртына қарай орналасқан.
Электрондық микроскоп арқылы көрсеткенде биологиялық мембрана
үшқабатты құрылым (структура) түрінде көрінеді: ішкі және сыртқы
гидрофильді қабаттары – электронды тығыз, ал ортаңғы гидрофобты қабаты
ақшыл. Липидтік биқабаттың гидрофобты ортасы суда еритін көптеген
молекулаларының өтуіне тосқауыл жасайды.
Биологиялық мембраналардың нақты түрінің (мысалы, митохондрия,
Гольджи аппаратын, т.б. құрайтын) спецификалық (өзіндік) қасиеттерімен
функциялары көбінесе оның белоктық құрамына және мөлшеріне байланысты
болады.
Мысалы, қарапайым плазмалық мембранада белок оның массасының 50%- ын,
жүйке талшықтарын оқшауландыратын миелинді мембранааларда -25%- ын, ал
энергия түзетін митохондрияларда75%- ын құрайды.
Белоктардың да молекулаларында липидтердің гидрофобты ұштарымен
әрекеттесетін гидрофобтық ұштары бар. Ал олардың гидрофильді ұштары
қабаттың бір жағындағы немесе екі жағындағы сулы фазасында бағытталып
орналасқан. Осындай әрекеттесу түрлері мембраналық белоктардың липидтік
биқабат бойында жайғасу сипатын анықтайды.
a) Интегралды (транспорттық) белоктар липидті биқабатты тесіп өтіп
гидрофилді биқабаттан екі жағынан да шығып, су фазаларына батып
тұратын молекулалар;
b) Жартылай интегралды белоктар липидті биқабатқа жарым жартылай енген
молекулалар, олардың гидрофобты ұштары биқабат ішінде липидтердің
гидрофобты ұштарымен әрекеттеседі.
c) Перифериалық мембраналық белоктар липидтік биқабаттың бір жағына
орналасқан молекулалар.
Белоктар мембрананың әртүрлі функцияларын орындайды:
a) Біреулері (пермеазалар) белгілі молекулаларды жасуша ішіне немесе
сыртына тасымалдайды;
b) Екіншілері –ферменттер ретінде мембраналармен ассоциацияланған
(ілектескен) реакцияларды катализдейді;
c) Үшіншілері сырттан және іштен түскен әртүрлі химиялық сигналдарды
қабылдап, олардың түрлерін өзгертіп, жасуша ішіне жеткізеді, яғни
спецификалық рецепторлар (қабылдағыш) қызметін;
d) Ал төртіншілері мембрананың құрылымдық құрамдас (структуралық компонент)
ролін атқарады.
Биологиялық мембраналардың құрылысына ассиметриялық қасиет тән. Сыртқы
және ішкі сыңар қабаттарының липидтік және белоктық та құрамдары әрттүрлі.
Бұл жағдай мембрана беттерінің функционалдық айырмашылықтарын анықтайды.
Плазмалық мембрана
Плазмалық мембрана (плазмалемма, цитолемма, жасушаның сыртқы
мембранасы) цитоплазманы сыртқы ортадан айырып та, және байланыстырып та
тұрады. Яғни, оған жоғаары дәрежелі талғамды өткізгіштік қасиет тән:
плазмалемманың екі бетіндегі иондар концентрацияларының айырымын (градиент)
сүйемелдеу, қоректік заттарды жасуша ішіне кедергісіз ендіру, ал
шығарылатын өнімдерді сыртқа бөліп отыру. Әрине, плазмалемманың бұл және де
басқа қасиеттері мен атқаратын қызметтері оның құрылысына байланысты.
Плазмалық мембрананың құрылысы. Плазмалемма жасуша мембраналарының ең
қалың түрі бірақ сонда да оның қалыңдығы (7,5-11нм) жай микроскоптың
айқындағыш қабілетінен едәуір төмен, сондықтан, жарық микроскобымен
плазмалемма көрінбейді. Плазмалық мембрананың негізін липопротеиндер кешені
биологиялық мембрана құрайды. Электрондық микроскоп арқылы плазмалемма үш
қабатты құрылым (арасында ақшыл қабат орналасқан екі электрон тығызды қара
қабаттар) түрде көрінеді. Мұндай көрініс жасау үшін қолданылған осми
тетрооксидінің жасушаның сыртына және ішіне қараған липидті сыңарларының
гидрофильді бастарымен әрекеттесуіне байланысты.
Эукариодты жасушалар плазмалеммаларының ерекшелігі құрамынды
липидтердің үш түрлерінің бірі холестеролдың көбірек болуы. Ол сұйық
биқабаттың аққыштығын және механикалық беріктігін реттеп отырады.
Басқа мембраналармен салыстырғанда, плазмалемманың ассиметриялығы
артығырақ. Бұл ерекшелік, әсіресе, көмірсулердің (олигосахаридтердің)
орналасуына байланысты. Эукариодты жасушалар плазмалеммасының сыртқы
бетінде гликокаликс деп аталатын қабат орналасқан.

1.5 Фузикокциндердің ашылуы мен химиялык кұрылысы

Фузикокцинді (ФК) 1964 жылы италияндық ғалым А.ВаІІіо фитотоксин
ретінде ауру саңырауқұлақтан ашқан. Бұл фитотоксин жас клеткаларды жойып
отырған. Профессор А.ВаІІіо лабораториясында осы фитотоксиннің құрылысы
анықталған.
Фузикокцин өзінің табиғаты жағынан терпеноидтарға жатады және
гиббереллинге жақын болып келеді деген болжам бар. Бұл екеуі де ауру
саңырауқұлақтардың дитерпеноидтары, метаболиттері. Уақыт өткен сайын
гиббереллиндердің саны артуда. 1960-1980 жылдардан бері сол сияқты
фузикокциндердің де 15-ке жуық топтары белгілі болды. Олар А,В,С
символдарымен ажыратылады. ФК ішінде негізгісі ретінде А фузикокцині болып
табылады. Ол өз алдына гликозидті үш корбооксилді дитерпендер, молекулалық
салмағы 680 кД.
ФК молекуласының агликонды бөлігі үш циклді жүйе болып табылады. Бұл
жүйе сегіз бұрышты және бес бұрышты сақинаны біріктіреді сонымен катар ФК
—нің молекуласының агликонды бөлігі тотығу кезінде ацетилді топпен
байланысады. ФК-нің 10 шақты түрі моно, ди, үш ацетаттар. ФК баска қатары
өзгеше құрылысты болып келеді. Олардың 20-ыншы көміртегі атомы тотықпаған.
Әдебиеттегі мәліметтер бойынша фузикокциннің молекуласы табигатта кең
таралған дициклопентан және циклооккандардың байланысының туындысы болуы
мүмкін деген тұжырымдар бар. Мұндай кұбылыстар саңырауқүлақтарда,
балдырларда, кейбір жоғары сатыдағы өсімдіктерде, тіпті жануарларда
(насекомдарда) байқалған.
Фузикокциндердің көптеген түрлері әртүрлі организмдерден бөлініп
алынған, мысалы: фузикоплагин С, анаденсин, эпоксидилтимен,т.б.
Циклопентанды, циклооканды байланыстары бар терпеноидтар
наменклатурасы бойынша фузикоккандар қатарына кіреді. Мұндай
фузикоккандардың байланысы транс - син - транс С20 - көмірсутек ретінде
белгілі болған.
Фузикокцинді ары қарай зерттеу олардың физиологиялық, биохимиялық
қасиеттерінің алуан түрлі екенін көрсетеді. Бұл жағдай көптеген
өсімдіктердің өсуінде табиғи бақылауға мүмкіндік береді. Көптеген жоғары
сатыдағы өсімдіктердің клеткалары, мүшелері, ұлпалары ФК көлемінің үлғаюына
жауап беруге байланысы бар, сол сияқты саңыраукулақтардың ашылуы, ұрықтың
өсуінің қарқыны, көбеюі, т.б. процестерге байланысы бар. ФК және ФК заттар
тұқымның өсуіндегі маңызды эндогенді регуляторы болып табылады деген
мәліметтер бар. Г.С. Муромцев зертханасында ең бірінші рет фузикокциндердің
тұқымның ризогенезіне белсенділігі әсер ететіні анықталған.
Фузикокциндердің гормоналдық қасиеттерінің бірі - оның антистрестік
белсенділігі. Г.С.Муромцев ФК - дің әртүрлі орта жағдайларында тұқымға әсер
етуін дәлелдеген. Өсімдіктер үшін ФК еш күмәнсіз маңызды да, күшті
антистресстік байланыс болып табылады.
ФК өсімдіктерге стресстік жағдайда өте тиімді екені бізге белгілі,
оның аздаған концентрациясы (1-20 мгг) қалыпты өсуге әсер етеді. Мұндай
жағдай плазмалемманың ионды тасымалдау қабілетіне клетканың осматикалык
белсенділігіне байланысты делінген зерттеулерден байқалған.
ФК Н+АТФ-азаның бірден бір активаторы болып саналады. Ол 14-3-3 белок
регуляторы мен байланысқан. Сондықтан да ТГАТФ-аза фузикокциндердің үш
құрылымды 14-3-3 белогымен байланысты болып келеді. Бұл белоктар эукариотты
организмдердің барлығында, ашытқы саңырауқұлақтардан бастап жоғары сатыдағы
өсімдіктерден және жануарларға дейін табылған. Бұл белоктардың қызметі ДНҚ
мен байланысқан транскрипция факторындағы протеинкиназаның активтенуіне
катысады. 14-3-3 белогының рецепторлық қызметі әлі белгілі емес. Басқаша
айтсақ бұл белоктар мембранада орналасқан полипептидтік комплекске кіреді.
Барлық тірі клеткалар ішкі бөліктерді сыртқы ортадан бөлетін жұқа
қабықтан тұрады. Ондай қабық плазмалық мембрана деп аталады. Клетка
ішіндегі ядро, митохондрия, хлоропластар, гольджи аппараты, эндоплазмалық
тор, лизосома сияқты органеллаларды да жеке мембрана қоршап тұрады. Бұл
аталған органеллаларды плазма бөліктерінен (ферменттерден, метаболиттерден,
т.б.) мембрана бөліп тұрады.
Мембрана жартылай өткізеді, ол арқылы молекулалар мен иондардың өтуі
таңдамалы түрде іске асырылады және ол белсенді түрде реттеліп отырылады.
Көптеген заттар белсенді түрде тасымалданып мембрана арқылы ішке енеді.
Мембрана липидтерден, белоктардан және көмірсулардан құралады, дегенмен
оның негізгі бөлігі липидтер мен белоктар. Клетка мембранасының құрамында
белоктар бар. Олардың кейбіреулерінің молекулалары липидтік биқабаттың
сыртына орналасады, ал белок молекулалары бүкіл мембрана құрамына енеді.
Заттарды мембрана арқылы өткізу - барлық тірі клеткалар үшін аса үлкен
маңызы бар түйінді проңесс. Қалыпты тіршілік кезінде клетка қоректік
заттарды, әртүрлі метаболиттерді сіңіруі және сонымен бірге өзіне қажетті
қосылыстарды бөліп шығаруы тиіс. Глюкоза, амин қышқылдары, май қышқылдары
сияқты ұсақ молекулалардан Н+,К+,Ка+,СГ иондары плазмалық мембранада
өткізуге көмектеседі. Н+,К+,Ка+ иондарын активті түрде алып өтуге қатысатын
К+,Ка+ насосы белгілі бір белоктың - мембраналық ферменттің әрекетімен
байланысты. Бұл ферменттің белсенділігі клетка ішіндегі Na+
концентраңиясының және клетка сыртындағы К+ концентрациясына байланысты .
Бұл екі ион сонымен қатар сутегі ионы да мембрананың екі жағында орналасуы
қажет. Осыған байланысты К+,Na+ насосының жұмысына жауап беретін
мембраналық фермент Na АТФ-аза деп аталады. Бұл фермент өз белсенділігін
Мg2+ қатысында активтенеді.
АТФ молекуласы гидролизденген кезде мембранадағы каналдар арқылы үш
Na+ ионы клеткадан сыртқа шығады және екі К+ионы сырттан клетка ішіне
енеді. Мембрананың екі жағындағы иондар концентрациясының әртүрлі болуы
осылайша орындалады. АТФ-аза ферментін клетка ішінде осы иондар
белсендіреді. АТФ ферменттің активті орталығымен байланысады да
цитоплазмадан үш Na + ионынын өзіне қосып алады. Осының әсерінен АТФ
гидролизденіп, АДФ және Н3РО4 ыдырайды. Бұдан кейін АТФ аза ферменті АТФ -
тан бөлініп шыққан фосфор қышқылы есебінен фосфорланады. Фосфорлану белок
пішінін өзгертеді, каналдар ашылады да, олар арқылы Ка* иондары мембрана
сыртына шығады. Na + ионынан босаған фосфорланған белокқа клетка сыртындағы
ортада екі калий ионы қосылады, содан кейін гидролиз жолымен фосфат
белоктан бөлінеді. Бұның нәтижесінде белок пішін қайта өзгереді де, ол
бастапқы пішіне қайта келеді, клетка ішіндегі канал ашылады да, К+ сорылып
клеткаға енеді.

1.6 Өсімдіктердің катионмен белсендірілген АТФ-азалары

Қазіргі кезде өсімдік және жануар клеткаларында жоғары ионды
градиенттерін құрастыруда электрохимиялық градиентке қарсы ион тасымалдаушы
белсенді механизмдер қатысады. Сонымен қатар белсенді тасымалдаудың
негізін, иондарды және энергияны тасымалдау процесіне қатысатын АТФ - азды
ферменттік жүйе қүрады деген мәліметтер де бар. Шаянның перифериялық жүйке
жүйесінен бір валентті катионмен активтенген АТФ-азаны Скоу ашқаннан кейін,
осы типті ионды активті байланыстыратын фермент жануарлардың әртүрлі
ұлпаларынан табылған.
Na - К- Н АТФ-аза сол сияқты өсімдік клеткаларынан да табылған. Оның
тамыр ұлпаларында кездесуі және тамырдың сыртқы клеткасының
плазмадесмаларында жинақталуы, осы ферменттік жүйе катионды тасымалдау
процесіне қатысады деген болжам жасауға мүмкіндік береді. Бірақта
жануарларға қарағанда тасымалдау процесінің АТФ-азды жүйемен белсенді
байланыстылыгын көрсете алатын тікелей тәжірибелік мәліметтер жоқ. Сонымен
қатар осы уақытқа дейін жануар клеткасындагы ферменттерге ұқсас АТФ - аза
өсімдік клеткаларында да жоқ деген көзқарастар болған.
Өсімдік клеткасындағы АТФ-азаның қасиеттері мен оның өсімдік
клеткасында жинақталуын зерттеу барысында, Бұл ферменттік жүйесінің иондық
қүрамы мен ортаның рН-на өте сезімтал екені анықталған. Сезімталдық
қасиетін зерттеу барысында оның активтілігінің субстратқа, активаторга,
ингибиторга және басқа да жағдайларға байланысты екендігі анықталған.
Осыған орай АТФ-азаның көп болуының себебі ферменттің жогарғыдағыдай
модификациясы, олардың қатысуымен жүретін процестерді реттеуші механизмі
болуы мүмкін деген болжамдар жасалған. Сондықтан да АТФ-азаның бір валентті
катиондарды тасымалындағы активтілігі үшін арнайы жағдайлар жасалған. Соған
байланысты бүтін өсімдіктерғе физиологиялық тәжірибелер жүргізілген. Бұл
тәжірибелерде қоректік ортаның иондық қүрамын өзгерте отырып, сәйкес келуші
АТФ-азаның немесе оған ұқсас фермент модификациясының белсенділіғін
туғызуға бағытталған.
Клетка мембранасы арқылы иондардың белсенді тасымалдануын түсіндіру
үшін қазіргі кезде өзіндік қасиеті бар тасымалдаушы- фермент кеңінен
қолданылуда. Жүргізілген зерттеу жүмыстарының көпшілігі К-,Cа- және Н+
иондарының транспорты жануарлар клеткасының мембранасынан табылған өзіндік
қасиеті бар тасымалдаушы АТФ-аза белсенділігімен тығыз байланысты
екендігін көрсетеді. АТФ-азаның негізгі белгілеріне М§" бар жерде К+, Ка+
және Н^ иондарымен белсенділігінің жоғары болуы жатады. АТФ-азаның
тасымалдау жүйесі эмбебапты болып келеді және тек жануарлар клеткасында
ғана емес өсімдіктер клеткасында да қызмет атқарады. Өсімдіктер клеткасында
АТФ-азды белсенділік табылғанмен олардан тасымалдаушы АТФ-азаға тән
белгілер табылмаған. Бірнеше жұмыстардың жүргізілуі барысында ғана
өсімдіктер АТФ-азасы катионға тәуелді екені анықталған. Әртүрлі авторлардың
мәліметтері бойынша жануарлар клеткасындағы АТФ-аза әсересе мембрана
бетінде белсенді болған. Сондықтан да өсімдік клеткасының мембраналарының
үстінде орналасқан АТФ-азаның өзіндік қасиеті мен белсенділігін анықтау
кызығушылықты тудырады. Бірақта өсімдіктерден беттік мембраналарды бөліп
алу әлі күнге дейін мүмкін болмай отыр. Егерде ұлпаларды плазмолизсіз
гомогендейтін болса, онда клетка қабырғасының фракциясы беттік мембранаға
бай болады деген болжамдар бар.
Мембрана арқылы заттардың тасымалдануы белоктық жүйелер арқылы жүзеге
асады. Олардың өкілдері ретінде балдырлардағы цитоплазмадан Н+және НС03
иондарын ортадағы К+ және СІ' иондарына алмастыратын бейтарап иондық
насостарды және өсімдік плазмалеммаларында болатын протонды насостарды
атауға болады. Протондық насостың қызметі АТФ молекуласын гидролиздейтін ГГ
АТФ - азаға негізделген.

1.7. Цитокинин медиторын тазарту және оның бидай тамыры өскіндерінің
плазмалық мембранасының Н+ АТФ - азасына әсерін зерттеу

Цитокинин медиаторы деп аталатын цитокининнің екіншілік гормоны
зерттелінген. Цитокинин медиаторының сипаттамалары: ол цитокининге
қарағанда 100-1000 есе аз концентрацияда әсер етеді, фузикокциндерге
қатысты арнайы қасиеттерге ие, сонымен бірге ол бидай тамыры өскіндерінің
плазматикалық мембранасының І-Г АТФ-азасының белсенділігін арттырады.
Маңызды фитогормондардың бірі - цитокининнің сигналдық трансдукциясы әлі
толығымен ашықталмаған.Осының барысында цитокининнің екіншілік гормоны
туралы сүрақ туындайды. Осыған қатысты бидайдың өнген тұқымынан цитокинин
медиаторы табылды. Бұл медиатор бидай тұқымының өніп жатқан үрығында
цитокинин әсерінен кейін пайда болады. Цитокинин медиаторының ерекше
қасиеті - бидайдың құрғақ тұқымының алейрон қабатында НАДФ-ГДГ-ны
белсендіру. НАДФ-ГДГ-ны барлық гормональды заттардың ішінде тек фузикокцин
белсендіретіні көрсетілген. Сонымен бірге тазартылған цитокинин медиаторы
деп белгіленген фузикокцин жүгері өскіні тамырының сыртқы мембрана
рецепторларымен байланысуын тежейді. Фузикокцин мен цитокинин медиаторы
арасындағы жақын қатынасты дәлелдейтін қосымша мәліметтер алуға тура
келеді. Бұл жоспарда фузикокциннің өсімдік клеткасының плазматикалык
мембранасының H АТФ - азасының белсендіретін қасиеті бар екені жақсы екені
белгілі. Осы себепті бидай өскіндері тамырының плазматикалық мембранасының
ТГ АТФ-азасына цитокинин медиаторының әсерін зертеу мүмкіндігі туындайды.
Цитокинин медиаторының фузикокцинге қатынасы туралы сүрақ күрделі, әрі
маңызды болып табылады. Бұл жоспарда фузикокциннің өсімдік клеткасының
плазмалық мембранасындағы H АТФ- азасының белсенділігіне әсерін зерттеу
қажеттілігін білдіреді. Ал ол зерттеулер цитокинин медиаторы мен фузикокцин
арасындағы жақын ыстықты дәлелдеуі мүмкін.
Цитокининдердің рецепторлары жақында ғана ашылды. Алынған нәтижелерден
цитокинин рецепторларыныц молекулалық массасы 120 - 130 кД (қүрамында 1036
- 1176 амин қышқылдарының қалдықтары бар) трансмембрандық белоктардан
тұратындығын көрсетті. Түрлі обьектілерде бұл белоктар клеткада плазмалық
мембрана құрамында болатындығын анық зерттелінді. Негізгі фитогормондардың
нысанасы ретінде өсімдіктер клеткалары қолданылады. Өсімдіктердің өсуі мен
даму процестеріне әртүрлі гормондар әсер етеді. Өсімдіктерде де жануарлар
секілді гормон рецепторларының екі типі бар екені белгілі болды.
Рецепторлардың бірінші типіне цитоплазмалық және ядролық локализацияның
ерігіш белоктары жатады, олар гормондармен байланысқа түсіп, гормон
рецепторлық комплекс түзеді. Екінші типтің рецепторлары мембранада
жинақталған, сонымен бірге, гормонмен мембрананың сыртқы бетінде орналасқан
рецептор домені әсерлеседі. Гормон - рецепторлық әсерлесуінің нәтижесінде,
белок - рецепторындағы конформациялық өзгерістер, екіншілік сарапшылардың
түзілуін шақыратын, О - белок арқылы ферменттердің біреуіне (мысалы:
фосфолипазалар, аденилатциклазалар) берілетін спецификалық сигналды
индукциялайды. Нәтижесінде клеткада амплификацияға және әртүрлі клеткалық
құрылымдарға берілуіне әкелетін екіншілік сигналды молекулалар пайда
болады. Екіншілік сарапшыларға сАМФ молекулалары, инозитол үш фосфат, және
басқа да мембрана липидтерінің жатады. Олардың кейбіреулері клетка
метаболизмін өзгертумен қатар ондағы ферментерді, құрылымдық белоктарды
модификациялайтын протеинкиназаларды немесе протеинфосфотазаларды
белсендіреді.

1.8. Цитокининді байланыстырушы белоктар және цитокинин медиаторы

Цитокинин байланыстырушы белоктарды бөліп алу жұмыстары 1970 жылдары
басталды. Ұзақ уақыттар бойы бидайдың ұрығынан, арпа және темекі
жапырақтарынан цитокинин байланыстырушы белоктары зерттелінді. Нәтижесінде
мембраналық және ерігіш белоктармен, хроматинмен, рибосомамен, белоктық
денешіктермен және тағы басқа байланысқан цитокинин байланыстырушы белоктар
табылды. Гормонның белокпен байланысуы тез және қайтымды болады.
Цитокининдердің туыстастары белоктардың физиологиялық белсенділіктерін
жақсы коррелияциялайды.
Протеинкиназалардың активтенуі физиологиялық активті цитокининдер үшін
жоғары спецификалық болып табылады.Олар Протеинкиназаларды активтендіреді,
сонымен бірге цитокинин байланыстырушы белоктардың активациясы үшін қажетті
РНК полимеразаның активтілігінің өзгеруін тудырмайды. РЬЖ - полимеразаның
фосфорлануы транскрипцияның реттелуін шақыратын цитокинин - рецепторлық
комплексіменен реттеледі.
Шепеляковская және басқа авторлардың жұмыстарында жүгерінің
түссізденген өскіндерінен молекулалық массасы 70 кД (ЦББ-70) болатын басқа
цитокинин байланыстырушы белоктар алып зерттелінді. Жақын арада 2001 жылы
ңитокинин рецепторының жаңа белогы белгілі болды. Бұл рецептордың сыртқы
бөлігі (клетка сыртындағы бөлігі) цитокининмен әрекеттесетін, ал ішкі осы
әсерлесуге СКЕ 1 белогындағы гистидиннің белгілі қалдығын фосфорилдеу
арқылы жауап беретін молекулалық массасы 120 кД жуық болатын интегралды
трансмембраналық белоктарды көрсетеді. Бүндай құрылымдары ұқсас
гистидинкиназалардың үш түрі анықталды. Сигнальды трансдукция жайлы
пікірлерге сүйенетін болсақ цитокининнің өсімдік тұқымына әсері кезінде
азот ассимляциясына қатысатын ферменттің мысалы спецификалық НАДФ -
глутаматдегидрогеназа тәрізді ферменттердің өсу процесіне және метоболизм
белсенділігіне әкелетін, ұрықтан шыққаннан кейін алейрон қабатына әсер
ететін екіншілік гормон медиаторының синтезі басталады. Қазіргі уақытта осы
өсімдік тұқымында синтезделетін екіншілік гормон, саңырауқүлақтардан
бөлініп алынған фузикокцинге ұқсас болып келеді. Себебі фузикокцин
цитокининнің екіншілік гормоны тәрізді метаболизм және өсу ферменттерінің
активациясын шақырды. Кейінірек олардың бірі рецептор үшін бәкелестік
қатынас болатындыгы және бірдей реакция шақыратындығы туралы пікірлер
дәлелденді. Нәтижесінде клетка мембраналарында екіншілік медиаторларды
байланыстыратын фузикокцин-байланыстырушы рецепторлар табылды. Цитокининдер
тұқымға әсер еткен соң, оларда фузикокцинмен сэйкес келетін екіншілік
гормонның пайда болуы жүреді. Кейінірек Бұл медиатордың клетка ішілік
кальций деңгейінің жоғарылауын тудыратындығы дәләлденді, нәтижесінде,
түскен сигналдың әсерінен фосфорлануға жолымен жауап беретін С
протеинкиназаның белсенділігі артады.

1.9 Өсімдік клеткаларындағы гормоналды сигналды трансдукциясынын іске
асырылуы

Сонғы мәліметтерде сыртқы және ішкі компартменттерден кальцийді
шығаруға жауапты кальций каналдары өсімдік клеткасындағы сигналға жауап
беруші цитозоль кальцийінің деңгейін жоғарылатуда маңызы зор. Өсімдіктердің
вакуолінде, плазма мембранасын кальций каналдарының бірнеше типі бар. Олар
әртүрлі механизмдермен реттеліп отырады. Электр өрісіне сезімтал Са2+
каналы теңіз балдырларының плазмалық мембранасынан табылған. Плазмалық
мембранада Са2+ каналының баска типі-активті жиырылғыш түрі бар екені
белғілі болды. Клетка ішілік органеллалар Са2+пулі секілді әсер етеді және
осы органеллаларда кальций каналдарының ашылуы цитозольдік Са2+деңгейін
жоғарылатады. Вакуоль мембранасында кальций каналдарының екі класы
табылған:
1. Инозитизоль үш фосфат (ІР3) активтенеді.
2. Электр өрісіне сезімтал және ІР3 -ке тәуелді емес
Сигналдың әсер етуінен соң ІР3 түзілу жылдамдығы тез, келесі кальцийға
тәуелді жауап алу үшін секунд және минут жетеді. Бұл жағдайда клеткада
біршама уақыт бойы Са2+ жоғары деңгейде болуы қажет. Бұл үшін Са2 дің
плазмалық мембрана арқылы қозғалу модификаңиясын талап етеді, ол клетка
ішілік кальңийдің қорын шектейді. Рецептор арқылы сигналдар және О
-белоктар фосфолипаза С-ны активтендіреді. Активтенген фосфолипаза С РІР2
-ні гидролиздейді, инозитол- 1, 4, 5 үшфосфат және диаглицерол
түзіледі. Соңғы кездері өсімдік клеткаларының функңияларының реттелуінде
инозитидтердің маңызы зор екені анықталуда. Әртүрлі өсімдіктерде
фосфоинозитидкиназа және фосфолипаза бар екендігі көрсетілген. Өсімдіктің
клеткалары көптеген сигналдарға жауап береді. Бұларды қамтамасыз ету үшін
сигналды қабылдаушы және беруші механизмдері бар. 1970 жылдардың аяғында
1980 жылдардың басында көптеген Са2+ байланыстырушы белоктар және Са2+
-ге тәуелді протеинкиназаға байланысты жаңа мәліметтер ашыла бастады.
Қоршаған ортаның әртүрлі сигналдары мысалы: жел, жарық, гравитация, түздау,
сонымен қатар ауксин, цитокинин цитозольдік кальцидің тез өзгеруіне әсер
етеді. Цитозольдік кальцидің деңгейінің өзгеруі көптеген сигналдардың
трансдукциясында маңызды рөль атқарады. Осы зерттеулерден Са2+-
өсімдіктердегі трансдукция сигналының негізгі әрі жан- жақты мессенджері
болып табылатындығына көз жеткізеді.
Протеинкиназа С полярлы фосфолипид және Са арқылы белсенділеді.
Мембраналық фосфолипидке келсек, оның бір бөлігі Протеинкиназа С - ның
активаторлық функциясын атқарады. Протеинкиназа С - ның активтілігінің
артуы ортада Са2+ болғанда көрінеді және Бұл ион басқа 2 валентті
катиондармен алмастырылмайды. Фермент кальмодулинге сезімтал еместігін
көрсетеді. Көптеген липофильді ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.