Белоктарды бліп алу, тазарту дістеріні схемасын келтіріп, тсініктемесін жазыыз.

Барлы белокты бірдей бліп алатындай діс жо. Белоктарды биологиялы ызметін, рылымын зерттеу шін жне олара рентгендік рылымды талдау жасау шін 100 мг ана белок жеткілікті.

Белокты бліп алу шін е алдымен оан аммоний сульфатымен, этанолмен немесе ацетонмен сер етіп, ан сарысуынан глобулин белогын тнбаа шктіреді, бл кезде баса белоктар ерітіндіде алады. Белоктарды бір-бірінен осындай арапайым жолмен ажыратып бледі. Ары арай хроматография, электрофорез, изоэлектрофокустау сияты дістер бойынша жргізіледі:

Материалды сатау + м, шыны + буфер ерітіндісі центрифугалау экстрактты бліп алу + (NH₄)₂SO₄ + центрифугалау тнба + буфер диализ гель-фильтрация (сефадекс).

Хроматографиялы дісі оспаларды адсорбция жне десорбция кезектесуіне негізделген. Хромотографиялы адсорбция, ажырататын блгіш, ион алмасатын жне гель-сзгіш сияты трлері бар. дісті шарты – бліп ажырататын заттарды ртрлі екі компонентті жйеге озалмалы жне озалмайтын фазалара орналастырады. Белоктарды ажыратып блу шін бааналы хромотографияны пайдаланады. Ол шін ерітіндідегі белоктар оспасын шыны баана арылы ткізеді.

Гель-сзгі дісі бойынша хромотографиялау дісі ДЭАЭ-сефадексті (полисахарид) ртрлі маркаларымен жреді. Мндай сзгіден белоктарды ту жылдамдыы оларды молекуласы шамасына байланысты. Гель-сзгі молекулалы елек сияты. Шаын молекулалы белоктар баана арылы ту кезінде сефадекс тйіршіктеріні ішіне енеді, ал ірілері тйіршіктерді аралыында жреді. Осыан байланысты ірі молекулалы белоктар баана арылы тезірек теді де, бірінші болып шыады.

Аффиндік хроматография – белокты белгілі бір химиялы заттар тобымен байланысы алатын зіне ана тн асиетіне негізделген. Мысалы, белгілі бір белок глюкозаа жаын дейік. Сонда глюкозаны атты стационар фазамен ковалентті трде, мысалы сефарозамен байланыстырады. Гель-сзгі жадайы кезіндегі сияты, бл фазамен хромотографиялы баананы толытырады. Бдан кейін баана арылы белоктар оспасыны ерітіндісін ткізеді. Баанадаы иммоблизацияланан глюкозада осы белок ана сталып алады, себебі глюкозамен туыстас. Ал баса белоктар адсорбцияланбайды, оларды буферлік ерітінді ілестіріп алып кетеді. Осыдан кейін байланысан белокты глюкозаны концентрациялы ерітіндісіні кмегімен баанадан бліп алады.

Изоэлектрлік фокустеу – белокты заттарды те крделі оспаларын электрофорездік жолмен блуді жетілдірілген дісі. Бл діс оршаан ортаны рН шамасына байланысты белок молекулалары зарядыны згеруіне негізделген. Изоэлектрлік нктеге жеткен кезде белок молекуласы зарядтарыны саны нольге те болатыны жне бл кезде электр рістеріні серінен оны озала алмайтындыы белгілі.

Изоэлектрлік фокустеу барысында шыны баананы полиакриламидтік гельмен толтыранда ерекше буферді серімен рН градиенті алыптасады. Осыдан кейін гельді стіне белок оспаларыны ерітіндісі йылады. Бл кезде электр рістеріні серінен р белок зіні изоэлектрлік нктесіне сйкес келетін рН градиенті аймаына ауысады да, сонда озалысын тотатып, алып ояды. Осылайша белоктар оспасы изоэлектрлік нктесіне байланысты блініп, гель баанасы бойына орналасады. Сйтіп р белок зіне тиісті тар алапта рН крсеткіші бойынша шоырланып орналасады. Осылайша блінген топтарын коллектора жинатайды да, рН крсеткіші бойынша ажыратып алады.

Ферменттер, функциялары. Ферменттерді рылысы. Бір- жне екі компонентті ферменттерді ерекшеліктерін крсетііз. Мысалдар келтірііз.

Ферменттер – организмде тіп жатан барлы зат алмасу реакцияларын, оларды ызметін, рбір клетканы жне ттас организмні рекет байланыстарын реттейді.

Фермент – организмдегі трлі химиялы реакцияларды тездетуші белокты зат, биологиялы катализатор. Ферменттер здері катализдейтін реакциялара байланысты келесі топтара блінеді, бл топтар ферменттерді ызметтерін айындайды.

1. Оксидоредуктазалар – тотыу-тотысыздану реакциялары.

2. Трансферазалар – реакцияларда жеке атомды топтарды тасымалдау.

3. Гидролазалар – суды осылуымен химиялы байланыстарды зу.

4. Липазалар – субстратты гидролиздік емес жолмен ыдыратып, ос байланыс тзу жне керісінше реакциялар.

5. Изомеразалар - молекула ішіндегі згерістерді катализдеп, изомер тзу.

6. Лигазазалар – АТФ энергиясы арылы екі р трлі осылысты конденсациясын катализдеп, С-С, С-O, C-N, C-S байланыстарын орнату.

Химиялы рамы бойынша ферменттер екі топа блінеді: арапайым жне крделі.

арапайым ферменттер гидролиз кезінде амин ышылдарына ана ажырап блінеді: рибонуклеаза, пепсин, трипсин, химотрипсин т.б.

Крделі ферменттер екі бліктен: белокты жне белокты емес бліктен трады. Ферменттерді белокты блігі – апофермент деп, ал белокты емес блігі простетикалы топ немесе кофактор деп аталады. Апофермент кофакторсыз активті болмайды. Крделі ферменттерді кофакторлары металл иондары немесе белокты емес органикалы заттар. Мндаы металл иондары активаторлар деп аталады: Na⁺, K⁺, Fe²⁺, Co²⁺ т.б.

Кофактор белокты емес зат боландытан кофермент деп аталады. Ферментті мыты байланысан кофакторы – простетикалы топ. Кптеген ферменттерді активтігі шін екі факторды да – металл иондарыны да, простетикалы топты да болуы ажет.

Коферменттер – тменгі молекулалы заттар, олар жоары температураа тзімді келеді жне белокты блігінен оай ажырайды. Кптеген коферменттер витаминге жатады немесе витаминдер туындысы болып табылады: тиаминпирофосфат, никотинамидті коферменттер. Витаминдік емес коферменттер де бар: металлпорфириндер, нуклеотидтер, пептидтер.

Ферментті рамында белгілі бір кофакторды болуына байланысты ферменттер бір жне екі компонентті болып блінеді. Крделі белоктарды бір трі ретіндегі 2 компонентті ферменттер(холоферменттер) белокты бліктен(апоферменттен) жне простетикалы топтан(коферменттен) трады. Протетикалы топ ферменттік реакцияа тікелей атысады. Ал белокты блік ферментті белсенділігін арттырады.

Біркомпонентті ферменттер – белсенділігі негізінен рамындаы аминышылдарыны орналасуына байланысты болатын кристалды белоктор.

Ферментті белсенді орталыы,Ферменттерді зіндік сер етуі(мысалдар).Коферменттерді рлі,оларды трлерін мысалдармен крсетііз.

Ферментті активті орталыы-фермент молекуласыны субстратпен тікелей жанасып жатан блігі.Ферментті активті орталыы субстратпен байланысуа жне ыдыратып згертуге міндетті.Активті орталы бйір радикалында функционалды тобы бар амин ышылдарыны алдытарынан тзіледі.Крделі ферменттерде активті орталыа амин ышылдарынан баса металл иондары мен коферменттер кіреді.Олар катализ процесінде маызды ызмет атарады.Ферменттерді активті орталыында реакцияласуа абілетті топтары бар мынадай амин ышылдары кездеседі.1.цистеин,оны рамында сульфгидильдік топ SH-бар,2.Серин,оны рамында гидроксильдік топ-ОН бар,3.Гистидин,рамында имидазол саинасы бар,4.аспарагин ышылы мен глутамин ышылы-СООН бар,5.триптофан-индол бар,6.гидрофобты амин ышылдары.Активті орталы фермент молекуласыны бетіндегі шаын ана блік.Ферменттегі а.. алдытарыны лкен блігі орталы активтілігіне сер етпейді.Активті орталы нктеде емес,сызышаа да самайды,кеістіктік пішінді,ол ферментті полипептидтік тізбегінде бірінен-бірі ашы орналасан жеке а..-ны зара жаындасуынан пайда болады.Мселен,химотрипсинні активті орталыын арастырайы.Оны молекуласы 241 а.. алдытарынан трады.Мны молекуласында серинні 26 алдыы бар,ал катализдік активтілік шін оларды біреуі жеткілікті.Химотрипсинні ферменттік активтілігіне маыздылар:Гис-57,Асп-102,Сер-195.Гистидин сутектік б-с арылы серинмен,аспарагинмен жаласады.Осыны нтижесінде полипептидтік тізбектегі жеке учаскелер жаындасады,екіншілік жне шіншілік рылым тзеді,фермент активті болады.Суббліктен тратын ферментте активті орталы біреу ана емес,екеу жне одан да кп болады.Мысалы бауырды алкогольдегидрогеназа ферменті мырышты екі атомынан жне НАД+ ты екі молекуласынан трады,активті орталыы да екеу.Ферменттегі осы активті орталыты р айсысыны зіне тн катализдік активтілігі жне тиісті сері бар.Ферментті активті орталыы 2 бліктен трады:адсорбциялы,каталиттік.Адсорбциялы-субстратты тадап алуына жауапты активті блігі.Каталиттік-каталитикалы процеске атысатын активті орталы блігі.

8.

Фермент сері екі стадиядан трады.Біріншісінде фермент пен субстрат арасында комплекс фермент-субстрат тзіледі.Е+S=ES.Ол МИхаэлис комплексі деп аталады.Бл айтымды процесс.Реакцияны екінші сатысында фермент-субстрат комплексі ыдырайды да,реакцияны соы німдері тзіледі,ал фермент босап шыады.Босаан фермент субстратты баса молекулалармен байланысып,катализ реакциясы рі арай жре береді.ES-- E+P1+P2 .Фермент серіні мынадай ережелері бар:Реакция барысында фермент рылымы згермейді.Фермент те шаын млшерде сер етеді.Фермент реакция тепе-тедігін бзбайды.Ферменттерді сер ету механизмі-ферменттік реакцияларды рбір кезеінен толы жете баяндау.Ферментті ерекшелігі-ферментті зіне тн субстратын тануы.Химотрипсинні ферментіні сер ету механизмі жасы зерттелген.Оны ферментіні сер ету механизмі мынадай.Ферментті активті орталыында серин-195 бар,жне онда бйірлік топ-CH2OH.РЕакцияны басында фермент пен субстрат аралы комплекс тзілгеннен кейін серин алдыындаы гидроксил топты оттегі атомы субстраттаы кміртегіні карбонильдік атомына шабуыл жасайды.Фермент-субстрат арасындаы б-с зіледі.Ацильденген фермент пен реакция німдеріні біреуі ана пайда болады.Катализді 2-ші кезеінде су молекуласыны атысуымен фермент тотысызданады да,реакцияны екінші німі блініп шыады.Реакция нтижесінде блініп шыан фермент келесі катализдік циклды жргізуге дайын болады.Коферменттер-рамында белок жо органикалы осылыстар,олар апоферментпен тыыз байланысан.Коферменттер-тменгі молекулалы заттар,жоары температураа тзімді келеді,ферментті белокты блігінен оай ажырайды.Кптеген коферменттер витаминге жатады.Биохимиялы реакцияларда коферменттер екі трлі ызмет атарады.Крделі фермент рамында субстратты катализдік деліп згеруіне атысады.Бір субстраттан екіншісіне электрон,протондарды тасымалдайды.НАД+ жне НАДФ+ коферменттеріні активті блігі никотинамид болып табылады,ол пиридиндік коферменттер деп аталады.Олар детте клеткада бос кйінде болады.1 ферменттен екіншісіне ауысып отырады.Олар дегидрогеназаларды кпшілігінде тек катализдік реакция кезінде ана ферментті белокты блігімен байланысады.НАД+ коферментіне араанда,НАДФ+коферментінде бір фосфат тобы арты болады,НАД+ пен НАДФ+ здеріні рылымы жнінде жаын осылыс,бірінен-бірі тзіле алады,біра бірін-бірі алмастыра алмайды.НАД+ жне НАДФ+ коферменттері гликолиз,клетка тыныстануы,фотосинтез сияты процестерде,сол сияты ст ышылды ашу мен спиртті ашу кездерінде маызды ызмет атарады.ФАД жне ФМН флавиндік коферменттері р трлі апоферменттермен байланысады да,флавопротеинді ферменттер-флавиндік дегидрогеназа тзеді.Оларды НАД+ жне НАДФ+ екеуінен айырмасы,катализдік реакция кезінде ферменттік белокты блігіне байланысан кйінде алады.Сонымен атар ТПФ коферменті апоферментпен байланысып,декарбоксилаза тзеді,ол кетоышылдан кмір ышыл газды блініп шыуын катализдейді.

Кобамидтік коферменттер болса зіне сйкес апоферменттермен осылып,кобамидтік ференттер тобын райды.Олар метилкобамидті ферменттер трансметилдену процсеін катализдейді.Пиридоксиндік коферменттерді негізі В6 витамині,бл кофермент рамына бір-біріне сас 3 осылыс: пиридоксин,пиридоксаль,пиридоксамин кіреді.Ол шеуі бір-біріне оай айналады.Фолатты коферменттер фолий ышылыны туындысы.Фолатты коферменттер бір кміртекті топтарды бір молекуладан екіншісіне алмастырып отырады.А коферменті-ацетилдеу коферменті.Бл кофермент сірке ышылыны алдытарын ауыстырып жеткізеді.Оны рылысы крделі.А коферменті рамына пантотен ышылы витамині кіреді.Липой ышылы коферменті рамында дисульфидтік топ бар.Ол топ тотыып,екі сульфгидрильдік топ райды да,дигидролипой ышылына айналады.

9. Q-коферменті/убихинон/.-барлы жерде деген маына береді.Барлы клеткадан табылан.Убихинон молекуласындаы бензохинона бйірлік изопрен тізбегі жаласан,ондай тізбек 10 ретке дейін айталанады.

Ферменттік реакцияны жру механизмі. Ферменттік реакцияларды трлері(тура жне кері реакция). ртрлі факторларды ферметтік реакцияа серін крсетііз.

Ферменттік серету механизмі. Химиялыреакциялардыжылдамдыыреакцияатсетінмолекулалардысотыысужиілігінебайланысты. Алсотыысужиілігімолекулалардыконцентрациясыменортанытемпературасынабайланысты.

Температураны артуына арай молекулалар озалысыныкинетикалы энергиясы да артады, бл молекулалар сотыысуыны жиілігіне серетеді. Сонымен атар реакциянытуішінмолекулалардысотыысуыжеткіліксіз. Бл кезде оларактивті кйде болуы ажет, басаша айтанда, олардареакция шінажетті энергияныбіршама арты орыболуы тиіс. Мндайэнергияныактивацияэнергиясыдепатайды. Ферментосыреакцияаажетактивацияэнергиясынкемітеді. Олшінферментреакцияашырайтынзаттымолекуласымен (онысубстратдепатайды)бірігіпкомплекстзеді. КомплекстіысашаФ + С (фермент+ + субстрат) депбелгілейді. Блкомплекстітзілуінелдеайдаазмлшердегіэнергияажет.

Фермент + субстрат аралыкомплексінтзукезінде субстрат молекулаларыбіраздеформацияашырайды, сондытанреакцияны активация энергиясыкемиді. Бл деформация субстратты молекула ішілікбайланыстарынлсіретедіжнемолекуланыбелгілібірреакцияанерлымабілеттіетіпшыарады. Комплекстітзілуіспектрлікметодтардыжрдемімендлелденген.

Ф+С аралыкомплексінтзуде субстрат ферменттібкіл молекуласымен емес, оныдактивтікорталытардеп аталатынжекелеге учаскелерімен осылады. Ферменттірбір молекуласында 1—2 активтікорталы бар екендігіаныталып отыр.

Активтік орталытыкеістіктік рылысы мен химиялытабиатыбелгілі бір субстратаанасай келетіндейболып алыптасан. Бл фермент баса субстрата катализатор бола алмайды. Осы ерекшелік ферменттерді талдаушылы асиетінбелгілейді.

Органикалызаттар мен ферменттерді структурасынзерттей келе, Э.. Фишер фермент пен субстратты кедістіктіксйкестігініжаындыыженіндеорытындышыарып, фермент субстраталпыныкілтіндейсйкескеледідепсипаттады.

Ферменттерді белсенділгі ,ферменттік реаксияларды кшейткіштері (активаторлар) мен тежегіштер (ингивиторлар) тежегіштікті тиіптпрін тсіндірііз ,бсекелестік , бсекелестік емес ,бсекелессіз .

Фермент активтілігі ортада ртрлі химиялы реакцияларды болуына байланысты. Ондай заттарды кейбіреуі фермент активтілігін арттырады, мндай осылыстар активаторлар деп аталады. Ал екінші бір заттар фермент рекетін баяулатады, тіптіоны тежейді. Мндай заттар ингибиторлар (тежегіштер) деп аталады.Активаторлар ферменттік реакцияларды тездетеді. Мысалы, арын слінде тз ышылы пепсинді активтендіреді, сйтіп белок гидролизі тездейді. лпаларда кездесетін кейбір ферментерді (оксидоредуктазаларды, катепсиндерді) рамында бос сульфгидрильдік топтары бар осылыстар (глутатион, цистеин) активтендіреді.

Ингибиторлар ферменттік реакцияларды тежейді. Мысалы, инсектицидтер холинэстераза ферментіні серін тежейді, ол ферментті активті орталыымен байланысады да, жйке жйесін тырыстырып істен шыарады, парализдейді.Бір ферментке активатор ретінде сер ететін, ал екіншісі ферментке ингибитор ретінде сер ететін заттар да бар. Мысалы, тыныс алу жйесіндегі цианидтер цитохромоксидаза ферментіні рекетін тияды, ал папаин, каталаза ферменттеріні активтілігін арттырады.

Проферменттер (латын тілінде pro –алдыы, брыны жне фермент деген сзден шыан) – ферменттерді активті емес трі. Безді эпителийде біратар протеолиттік ферменттер активті емес кйде – проферменттер трінде синтезделеді. Мысалы, пеп-син арынны ішкі абатында пепсиноген проферменті трінде тзіледі, трипсин йы безінде трипсиноген трінде тзіледі Осыны арасында проферменттер тзілген жасушалар мен лпалар здерін здері блдіріп бзбайды. Проферменттерді активті трге (ферментке) айналуын физиологиялы жне биохимиялы жадайлар реттейді. Проферментті активтену процесі былай болады: пептидтік байланысты зу арылы профермент молекуласынан бір пептид немесе бірнеше пептид блініп ажырайды, осыны нтижесінде ферментті керекті конформациясы алыптасады жне оныактивті орталыы ашылады. Активсіз трден активті трге айналу механизмі ртрлі. Активті топтары парализатормен (ингибитор) байланысан кейбір ферменттер, сол тобы ыдыраанда активті трге айналады. Мысалы, активсіз пепсиноген немесе трипсиноген, полипептидті табиаты бар ингибитордан блінгенде, активті

пепсин мен трипсинге айналады. Трипсиноген, химотрипсиноген йы безінде синтезделеді де, он екі елі ішекке барады, сол жерде екеуі активтенеді. Бл кездетрипсиногенні N- соынан гексапептид (Вал-Асп-Асп-Асп-Асп-Лиз) ажырап блінеді жне трипсин ферменті пайда болады.

Изофермент дегеніміз– (грек тілінен аударанда isos – те, бірдей жне фермент деген сзден шыан) — бір ферментті р трі, оларды полипептидтік рылысында бір-бірінен айырмашылытары, згешеліктеріні болуы. Олар бір трге жататындарды азасында немесе жеке клеткасында кездеседі, оларды катализдік активтілігі р трлі болады. Изоферменттер немесе изоэнзимдар — бл ферменттi бiр реакциясын катализдейтiн кптiк формалары, бiра субстрата, катализделетiн (белсендiлiк ) реакцияны максимал жылдамдыына, электрофоретиялы уаттылыына немесе реттегіш асиеттеріні жаындыына,жеке аланда физикалы жне химиялы асиеттері бойынша бiр-бiрiмен айырмашылыы болады.