Սպիտակուցի դերը մարդու մարմնում

Մարմնի համար սպիտակուցների մեծ նշանակությունը նրանց գործառույթների շնորհիվ է:

Սպիտակուցների ներկայացրած հիմնական գործառույթները ցույց են տալիս նյութերի այս դասի կարևորությունը մարդու բնականոն կյանքի ապահովման գործում:

19-րդ դարում գիտնականները հայտարարել են.

• սպիտակուցային մարմինները եզակի են, կյանքի էությունը,
• անհրաժեշտ է մշտական ​​նյութափոխանակություն կենդանի իրերի և շրջակա միջավայրի միջև:

Այս դրույթները մինչ օրս մնում են անփոփոխ:

Սպիտակուցների հիմնական կազմը

Սպիտակուց կոչվող պարզ սպիտակուցի հսկայական մոլեկուլային միավորները ձևավորվում են քիմիապես միացված փոքր բլոկներով `ամինաթթուներ նույնական և տարբեր բեկորներով: Նման կառուցվածքային կոմպոզիցիաները կոչվում են հետերոպոլիմերներ: Ամինաթթուների դասի միայն 20 ներկայացուցիչներ միշտ են հանդիպում բնական սպիտակուցներում: Սպիտակուցների հիմնական կազմը բնութագրվում է ածխածնի - C, ազոտի - N, ջրածնի - H, թթվածնի - O- ի պարտադիր առկայությամբ, հաճախ հանդիպում է ծծմբ - S: Սպիտակուցներ կոչվող բարդ սպիտակուցներում այլ նյութեր պարունակվում են `բացի ամինաթթուների մնացորդներից: Ըստ այդմ, ֆոսֆոր - Պ, պղինձ - Cu, երկաթ - Fe, յոդ - I, սելեն - Se կարող է լինել դրանց կազմի մեջ:

Բնական սպիտակուցների ամինոկարբոքսինաթթուները դասակարգվում են ըստ քիմիական կառուցվածքի և կենսաբանական նշանակության: Քիմիական դասակարգումը կարևոր է քիմիկոսների համար, կենսաբանական `բոլորի համար:

Մարդու մարմնում միշտ լինում են վերափոխումների երկու հոսքեր.

• սննդամթերքի խափանում, օքսիդացում, հեռացում,
• նոր հիմնական նյութերի կենսաբանական սինթեզ:

Բնական սպիտակուցներից միշտ պարունակվող 12 ամինաթթուները կարող են ստեղծվել մարդու մարմնի կենսաբանական սինթեզով: Դրանք կոչվում են փոխարինելի:

8 ամինաթթուները մարդու մոտ երբեք չեն սինթեզվում: Դրանք անփոխարինելի են, պետք է պարբերաբար տրվեն սնունդով:

Ըստ էական amino-carboxylic թթուների առկայության, սպիտակուցները բաժանվում են երկու դասի:

• Ամբողջ սպիտակուցներն ունեն մարդու մարմնի համար անհրաժեշտ բոլոր ամինաթթուները: Էական ամինաթթուների պահանջվող հավաքածուն պարունակում է կաթնաշոռի, կաթնամթերքի, թռչնաբուծության, անասունների միս, ծովային և քաղցրահամ ջրերի ձվեր, ձու սպիտակուցներ:

• Թերի սպիտակուցների դեպքում մեկ կամ մի քանի կարևոր թթուներ կարող են պակասել: Դրանք ներառում են բույսերի սպիտակուցներ:

Սննդամթերքի սպիտակուցների որակը գնահատելու համար բժշկական համաշխարհային հանրությունը դրանք համեմատում է «իդեալական» սպիտակուցի հետ, որը խստորեն ստուգել է հիմնական և էական ամինաթթուների համամասնությունները: Բնության մեջ «իդեալական» սպիտակուց գոյություն չունի: Նրան նույնքան մոտ են, որքան կենդանական սպիտակուցները: Բույսերի սպիտակուցները հաճախ բավարար չեն մեկ կամ մի քանի ամինաթթուների նորմատիվ կոնցենտրացիայի համար: Եթե ​​ավելացող նյութը ավելացվի, սպիտակուցը կդառնա ամբողջական:

Բուսական և կենդանական ծագման սպիտակուցների հիմնական աղբյուրները

Սննդի քիմիայի համակողմանի ուսումնասիրությամբ զբաղվող հայրենական գիտական ​​համայնքում առանձնանում են մի խումբ դասախոսներ Ա.Պ. Նեչաևը, նրա գործընկերներն ու ուսանողները: Թիմը որոշեց սպիտակուցի պարունակությունը Ռուսաստանի շուկայում առկա հիմնական պարենային ապրանքների մեջ:

• Կարևոր է: Հայտնաբերված թվերը տեղեկացնում են սպիտակուցի պարունակության մասին 100 գ արտադրանքի մեջ, որը ազատվում է անբավարար մասից:

• Սպիտակուցների ամենամեծ քանակը հայտնաբերվում է սոյայի, դդմի սերմերի և գետնանուշների մեջ (34.9 - 26.3 գ):
• 20-ից 30 գրամի արժեքները հանդիպում են ոլոռի, լոբու, պիստակիի և արևածաղկի սերմերի մեջ:
• Նուշը, զամբյուղը, պնդուկը բնութագրվում են 15-ից 20 գր թվերով:
• Ընկույզը, մակարոնեղենը, շատ հացահատիկային ապրանքներ (բացառությամբ բրնձի, եգիպտացորենի ճարմանդ) պարունակում են 10-ից 15 գրամ սպիտակուց ՝ 100 գրամի արտադրանքի համար:
• Բրինձը, եգիպտացորենի խորովածը, հացը, սխտորը, չորացրած ծիրանը ընկնում են 5-ից 10 գր միջակայքում:
• 100 գրամ կաղամբի, սնկերի, կարտոֆիլի, սալորաչիր, ճակնդեղի որոշ տեսակների մեջ սպիտակուցների պարունակությունը կազմում է 2-ից 5 գրամ:
• Չամիչ, բողկ, գազար, քաղցր պղպեղ քիչ սպիտակուցներ ունեն, դրանց ցուցանիշները չեն գերազանցում 2 գրամը:

Եթե ​​այստեղ չկարողացաք գտնել բույսերի առարկա, ապա դրա մեջ սպիտակուցի կոնցենտրացիան չափազանց ցածր է կամ ընդհանրապես այնտեղ չէ: Օրինակ, մրգահյութերի մեջ շատ քիչ սպիտակուցներ կան, բնական բուսական յուղերում `ընդհանրապես:

• Սպիտակուցների առավելագույն կոնցենտրացիան հայտնաբերվել է ձկան խոզապուխտում, կոշտ և վերամշակված պանիրներում և նապաստակի միսում (21,1-ից 28.9 գ):
• Մեծ թվով ապրանքներ պարունակում են 15-ից 10 գրամ սպիտակուց: Սա թռչուն է, ծովային ձուկ (բացառությամբ կապելինի), անասունների միս, ծովախեցգետին, կաղամար, կաթնաշոռ, ֆետա պանիր, քաղցրահամ ձուկ:
• Capelin, հավի ձու, խոզի միս պարունակում է 12,7-15 գրամ սպիտակուցներ յուրաքանչյուր 100 գրամի արտադրանքի համար:
• Յոգուրտը, կաթնաշոռը բնութագրվում են 5 - 7.1 գր համարներով:
• Կաթը, կեֆիրը, ֆերմենտացված թխած կաթը, թթվասերը, կրեմը պարունակում են 2,8-ից 3 գրամ սպիտակուց:

Բուսական և կենդանական ծագման սպիտակուցների հիմնական աղբյուրների վերաբերյալ տեղեկատվությունը բազմաբնույթ տեխնոլոգիական վերամշակման (շոգեխաշած, երշիկեղենի, խոզապուխտ, երշիկեղենի) արտադրանքներում: Նրանց խորհուրդ չի տրվում կանոնավոր առողջ ուտել: Նման ապրանքների կարճաժամկետ օգտագործումը նշանակալի չէ:

Սպիտակուցի դերը սննդի մեջ

Մարմնում նյութափոխանակության գործընթացների արդյունքում նորածին սպիտակուցային մոլեկուլները մշտապես ձևավորվում են ՝ հնի փոխարեն: Սինթեզի արագությունը տարբեր օրգաններում նույնը չէ: Հորմոնների սպիտակուցները, օրինակ ՝ ինսուլինը, վերականգնվում են (ռեզինտեզացվում) շատ արագ ՝ ժամերով, րոպեներով: 10 օրվա ընթացքում վերականգնվում են լյարդի, աղիքային լորձաթաղանթների սպիտակուցները: Ուղեղի, մկանների, կապի հյուսվածքի սպիտակուցային մոլեկուլները վերականգնվում են ամենաերկար, վերականգնող սինթեզը (ռեզինթեզ) կարող է տևել մինչև վեց ամիս:

Օգտագործման և սինթեզի գործընթացը բնութագրվում է ազոտի հավասարակշռությամբ:

• Լիարժեք առողջություն ունեցող ձևավորված մարդու մոտ ազոտի մնացորդը զրո է: Այս դեպքում սննդի ընթացքում սպիտակուցներով մատակարարվող ազոտի ընդհանուր զանգվածը հավասար է քայքայվող արտադրանքներով արտազատված զանգվածին:
• Երիտասարդ օրգանիզմները արագ զարգանում են: Ազոտի մնացորդը դրական է: Սպիտակուցներ շատ կան, պակասը արտազատվում է:
• Ծերացման ընթացքում հիվանդ մարդկանց մոտ ազոտի մնացորդը բացասական է: Մեթոդական արտադրանքներով ազոտի զանգվածը ավելի մեծ է, քան ստացվում է սննդի ընդունմամբ:

Սննդառության մեջ սպիտակուցի դերը մարդուն անհրաժեշտ քանակությամբ ամինաթթուների բաղադրիչներ տրամադրելն է, որոնք հարմար են մարմնի կենսաքիմիական գործընթացներին մասնակցելու համար:

Նորմալ նյութափոխանակություն ապահովելու համար անհրաժեշտ է իմանալ, թե որքան սպիտակուց է պետք մարդը օրական սպառում:

Տեղական և ամերիկացի ֆիզիոլոգները խորհուրդ են տալիս ուտել 0,8 - 1 գ սպիտակուց `1 կգ մարդու քաշի համար: Թվերը բավականին միջին են: Գումարը կախված է տարիքից, աշխատանքի բնույթից, մարդու ապրելակերպից: Միջին հաշվով, նրանք խորհուրդ են տալիս օրական սպառել 60 գրամից մինչև 100 գրամ սպիտակուց: Ֆիզիկական աշխատանքով զբաղվող տղամարդկանց համար նորմը կարող է ավելացվել մինչեւ 120 գրամ մեկ օրում: Վիրահատությունների, վարակիչ հիվանդությունների ենթարկվածների համար նորմը նույնպես ավելանում է մինչև 140 գրամ մեկ օրում: Դիաբետիկների համար խորհուրդ է տրվում դիետան սպիտակուցային արտադրանքի բարձր պարունակությամբ, որը կարող է հասնել օրական 140 գ: Մարդիկ, ովքեր ունեն նյութափոխանակության խանգարումներ, գեղձի հակում ունեն, պետք է զգալիորեն պակաս սպիտակուց օգտագործեն: Նրանց համար նորմը օրական 20 - 40 գրամ է:

Մարդկանց համար, որոնք ներգրավված են ակտիվ սպորտով, որոնք մեծացնում են մկանների զանգվածը, նորմը զգալիորեն մեծանում է, կարող է հասնել մարզիկների քաշի 1 կգ-ի 1,6-1,8 գրամի:

• Կարևոր է: Դասընթացավարի համար խորհուրդ է տրվում պարզաբանել հարցի պատասխանը `մարզման ընթացքում օրական քանի՞ սպիտակուց պետք է սպառում: Պրոֆեսիոնալները տեղեկություններ ունեն էներգիայի ծախսերի մասին `բոլոր տեսակի վերապատրաստման, մարզիկների մարմնի բնականոն գործունեությունը պահպանելու եղանակների վերաբերյալ:

Ֆիզիոլոգիական բոլոր գործառույթների իրականացման համար կարևոր է ոչ միայն սպիտակուցներում հիմնական ամինաթթուների առկայությունը, այլև դրանց ձուլման արդյունավետությունը: Սպիտակուցի մոլեկուլներն ունեն կազմակերպման տարբեր մակարդակներ, լուծելիություն, մարսողական ֆերմենտներին հասանելիության աստիճան: Կաթնային սպիտակուցների 96% -ը, ձվերը արդյունավետորեն բաժանվում են: Միսում, ձկներում, սպիտակուցների 93-95% -ը անվտանգ մարսվում է: Բացառությունը մաշկի և մազերի սպիտակուցներն են: Բուսական սպիտակուց պարունակող արտադրանքները մարսվում են 60-80% -ով: Բանջարեղենի մեջ սպիտակուցների 80% -ը ներծծվում է, կարտոֆիլում `70%, հացում` 62-86%:

Կենդանիների աղբյուրներից սպիտակուցների առաջարկվող մասը պետք է լինի սպիտակուցային զանգվածի ընդհանուր քանակի 55%:

• Սպիտակուցի անբավարարությունը մարմնում հանգեցնում է զգալի նյութափոխանակության փոփոխությունների. Նման պաթոլոգիաները կոչվում են դիստրոֆիա, քվաշորկոր: Առաջին անգամ խախտում է հայտնաբերվել Աֆրիկայի վայրի ցեղերի բնակիչների շրջանում, որոնք բնութագրվում են ազոտի բացասական հավասարակշռությամբ, աղիքների ֆունկցիայի խանգարումով, մկանների ատրոֆիայով, ցնցումներով: Սպիտակուցների մասնակի անբավարարությունը կարող է առաջանալ նման ախտանիշներով, ինչը որոշ ժամանակ կարող է մեղմ լինել: Հատկապես վտանգավոր է երեխայի մարմնում սպիտակուցների պակասը: Դիետիկ նման խանգարումները կարող են հրահրել աճող մարդու ֆիզիկական և մտավոր թերարժեքությունը:

• Մարմնի ավելցուկային սպիտակուցը ծանրաբեռնում է արտազատման համակարգը. Երիկամների վրա բեռը մեծանում է: Երիկամների հյուսվածքում առկա պաթոլոգիաներով, գործընթացը կարող է սրվել: Շատ վատ է, եթե մարմնում սպիտակուցի ավելցուկն ուղեկցվում է սննդի այլ արժեքավոր բաղադրիչների պակասով: Հին ժամանակներում Ասիայի երկրներում գործում էր մահապատժի կատարման մեթոդ, որի համաձայն դատապարտյալին կերակրում էին միայն միս: Արդյունքում, հանցագործը մահացել է աղինում փտած արտադրանքների ձևավորումից ՝ այս թունավորումից հետո:

Մարմինը սպիտակուց ապահովելու ողջամիտ մոտեցումը երաշխավորում է կյանքի բոլոր համակարգերի արդյունավետ աշխատանքը:

Ուսումնասիրության պատմություն

Սպիտակուցը առաջին անգամ ստացվեց (սնձան ձևով) 1728 թվականին իտալացի Jacopo Bartolomeo Beccari- ից ցորենի ալյուրից: Սպիտակուցները մեկուսացվել են 18-րդ դարում կենսաբանական մոլեկուլների առանձին դասի `ֆրանսիացի քիմիկոս Անտուան ​​դե Ֆորեստրոյի և այլ գիտնականների աշխատանքի արդյունքում, ովքեր նշել են սպիտակուցների ունեցվածքը ջերմացման կամ թթուների ազդեցության տակ կոագուլյացիայի (ուրացման) համար: Այդ ժամանակ հետազոտվում էին սպիտակուցներ, ինչպիսիք են ալբումինը («ձվի սպիտակ»), ֆիբրինը (արյունը սպիտակուցը) և ցորենի հատիկներից սնձան:

19-րդ դարի սկզբին արդեն որոշ տեղեկություններ էին ստացվել սպիտակուցների տարրական կազմի վերաբերյալ, հայտնի էր, որ սպիտակուցների հիդրոլիզացման ընթացքում ձևավորվում են ամինաթթուներ: Այս ամինաթթուներից մի քանիսը (օրինակ ՝ գլիցին և լեչին) արդեն բնութագրվել են: Հեղինակային սպիտակուցների քիմիական կազմի վերլուծության հիման վրա հոլանդացի քիմիկոս Գերիտ Մյուլդերը ենթադրեց, որ գրեթե բոլոր սպիտակուցներն ունեն նման էմպիրիկ բանաձև: 1836 թվականին Մուլդերը առաջարկել է սպիտակուցների քիմիական կառուցվածքի առաջին մոդելը: Հիմնվելով արմատականների տեսության վրա, նա մի քանի կատարելագործումից հետո եկել է այն եզրակացության, որ սպիտակուցի նվազագույն կառուցվածքային միավորն ունի հետևյալ կազմը.₄₀Հ₆₂Ն₁₀Օ₁₂. Նա այս միավորը անվանեց «սպիտակուց» (Pr) (հունարենից: Protos - առաջին, առաջնային), և տեսությունը `" սպիտակուցի տեսություն ": «Սպիտակուց» տերմինը ինքնին առաջարկել է շվեդ քիմիկոս Յակոբ Բերզելիուսը: Ըստ Mulder- ի ՝ յուրաքանչյուր սպիտակուց բաղկացած է մի քանի սպիտակուցային միավորներից ՝ ծծումբ և ֆոսֆոր: Օրինակ, նա առաջարկել է գրել ֆիբրինի բանաձևը որպես 10PrSP: Մյուլդերը նաև ուսումնասիրեց սպիտակուցների ՝ ամինաթթուների ոչնչացման արտադրանքները, և դրանցից մեկի համար (լեվինը), որի սխալի մի փոքր մասն է, նա որոշեց մոլեկուլային քաշը ՝ 131 դալտոն: Սպիտակուցների վերաբերյալ նոր տվյալների կուտակմամբ, սպիտակուցների տեսությունը սկսեց քննադատվել, բայց, չնայած դրան, այն դեռևս համընդհանուր ճանաչվում էր մինչև 1850-ականների վերջը:

19-րդ դարի վերջին հետազոտվել են սպիտակուցներ կազմող ամինաթթուների մեծ մասը: 1880-ականների վերջին: Ռուս գիտնական Ա.Դանիլևսկին նշել է սպիտակուցային մոլեկուլում պեպտիդային խմբերի (CO - NH) առկայությունը: 1894 թվականին գերմանացի ֆիզիոլոգ Ալբրեխտ Կոսելը առաջ քաշեց մի տեսություն, որի համաձայն ամինաթթուները սպիտակուցների հիմնական կառուցվածքային տարրերն են: XX դարի սկզբին գերմանացի քիմիկոս Էմիլ Ֆիշերը փորձարարորեն ապացուցեց, որ սպիտակուցները բաղկացած են ամինաթթուների մնացորդներից, որոնք կապված են պեպտիդային կապերով: Նա նաև իրականացրեց սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականության առաջին վերլուծությունը և բացատրեց պրոտեոլիզի երևույթը:

Այնուամենայնիվ, օրգանիզմում սպիտակուցների կենտրոնական դերը չճանաչվեց մինչև 1926 թվականը, երբ ամերիկացի քիմիկոս Jamesեյմս Սումները (հետագայում ՝ քիմիայի Նոբելյան մրցանակ), ցույց տվեց, որ urease ֆերմենտը սպիտակուց է:

Մաքուր սպիտակուցները մեկուսացնելու դժվարությունը դժվարացրեց ուսումնասիրությունը: Հետևաբար, առաջին ուսումնասիրություններն իրականացվել են այդ պոլիպեպտիդների միջոցով, որոնք հեշտությամբ կարող են մաքրվել մեծ քանակությամբ, այսինքն ՝ արյան սպիտակուցներ, հավի ձու, տարբեր տոքսիններ, ինչպես նաև մարսողական / նյութափոխանակության ֆերմենտներ, որոնք գաղտնազերծվում են անասունները մորթելուց հետո: 1950-ականների վերջին ընկերությունը Armour Hot Dog Co. կարողացավ մաքրել մի կիլոգրամ խոշոր եղջերավոր ենթաստամոքսային գեղձի ռիբոնուկլիզա Ա-ն, որը շատ հետազոտությունների համար դարձել է փորձնական առարկա:

Այն գաղափարը, որ սպիտակուցների երկրորդային կառուցվածքը ամինաթթուների մնացորդների միջև ջրածնային կապերի ձևավորման արդյունք է, առաջադրվել է Ուիլյամ Աստբուրի կողմից 1933 թվականին, բայց Լինուս Պաուլինգը համարվում է առաջին գիտնականը, որը կարողացավ հաջողությամբ կանխատեսել սպիտակուցների երկրորդային կառուցվածքը: Ավելի ուշ Ուոլտեր Կաուսմանը, հիմնվելով Kai Linnerstrom-Lang- ի աշխատանքի վրա, նշանակալի ներդրում ունեցավ սպիտակուցների երրորդական կառուցվածքի ձևավորման օրենքների և այս գործընթացում հիդրոֆոբային փոխազդեցությունների դերի հասկանալու համար: 1940-ականների վերջին և 1950-ականների սկզբին Ֆրեդերիկ Սենգերը մշակեց սպիտակուցների հաջորդականացման մեթոդ, որի միջոցով նա 1955-ին որոշեց երկու ինսուլինի շղթաների ամինաթթվային հաջորդականությունը ՝ ցույց տալով, որ սպիտակուցները ամինաթթուների գծային պոլիմեր են և ոչ թե ճյուղավորված (ինչպես որոշ շաքարեր: ) շղթաներ, կոլոիդներ կամ ցիկոլներ: Առաջին սպիտակուցը, որի ամինաթթուների հաջորդականությունը ստեղծվել է սովետական ​​/ ռուս գիտնականների կողմից, 1972-ին եղել է ասպարտատ ամինոտրրանսֆերազ:

Ռենտգենյան դիֆրակցիայի միջոցով ստացված սպիտակուցների առաջին տարածական կառուցվածքները (ռենտգենյան դիֆրակցիայի վերլուծություն) հայտնի դարձան 1950-ականների վերջին և 1960-ականների սկզբին, և միջուկային մագնիսական ռեզոնանս օգտագործող կառույցները հայտնաբերվեցին 1980-ականներին: 2012 թ.-ին սպիտակուցների տվյալների բանկը պարունակում էր մոտավորապես 87,000 սպիտակուցային կառուցվածք:

21-րդ դարում սպիտակուցների հետազոտությունը տեղափոխվել է որակապես նոր մակարդակ, երբ ուսումնասիրվում են ոչ միայն անհատական ​​մաքրված սպիտակուցները, այլև առանձին բջիջների, հյուսվածքների կամ ամբողջ օրգանիզմների մեծ քանակությամբ սպիտակուցների քանակի և հետբեռնափոխական փոփոխությունների միաժամանակյա փոփոխությունը: Կենսաքիմիայի այս ոլորտը կոչվում է պրոտեոմիկա: Օգտագործելով bioinformatics մեթոդները, հնարավոր դարձավ ոչ միայն մշակել ռենտգենյան դիֆրակցիայի վերլուծության տվյալները, այլև կանխատեսել սպիտակուցի կառուցվածքը ՝ հիմնվելով դրա ամինաթթուների հաջորդականության վրա: Ներկայումս խոշոր սպիտակուցային բարդույթների կրիոէլեկտրոնային մանրադիտակը և համակարգչային ծրագրերի օգտագործմամբ սպիտակուցային տիրույթների տարածական կառուցվածքների կանխատեսումը մոտենում են ատոմային ճշգրտությանը:

Սպիտակուցի չափը կարելի է չափել ամինաթթուների մնացորդների կամ դալտոնների առումով (մոլեկուլային քաշ), բայց մոլեկուլի համեմատաբար մեծ չափի պատճառով սպիտակուցային զանգվածն արտահայտվում է ստացված միավորներով `կիլոդալտոններ (կդա): Խմորիչ սպիտակուցները, միջին հաշվով, բաղկացած են 466 ամինաթթու մնացորդներից և ունեն 53 կդա մոլեկուլային քաշ: Ներկայումս ամենամեծ սպիտակուցը `տիտինը, հանդիսանում է մկանային սարկոմեստրի բաղադրիչ, որի տարբեր տարբերակների (isoforms) մոլեկուլային քաշը տատանվում է 3000-ից 3700 կդա-ի սահմաններում: Անձի սոլեուս մկանի տիտինը (լատ. Soleus) բաղկացած է 38.138 ամինաթթուներից:

Ամֆոտայնություն

Սպիտակուցներն ունեն ամֆոթերիզմի հատկություն, այսինքն `կախված պայմաններից, նրանք ցուցադրում են և թթվային, և հիմնական հատկություններ: Սպիտակուցներում ջրային լուծույթում առկա են քիմիական խմբերի մի քանի տեսակներ, որոնք իոնիզացման ունակություն ունեն. Թթվային ամինաթթուների կողմնային շղթաների կարբոքսիլաթթվի մնացորդներ (ասպարիկ և գլյուտամաթթուներ) և հիմնական ամինաթթուների կողմնային ցանցերի ազոտ պարունակող խմբեր (հիմնականում `լիզինի ε-ամինո խմբի և amidine մնացորդային CNH (NH):₂) արգինինը ՝ մի փոքր ավելի փոքր չափով ՝ իմիդազոլի histidine- ի մնացորդը): Յուրաքանչյուր սպիտակուցը բնութագրվում է իզոէլեկտրիկ կետով (pI) `միջին թթվայնությամբ (pH), որի դեպքում այս սպիտակուցի մոլեկուլների ընդհանուր էլեկտրական լիցքը զրոյական է, և ըստ այդմ ՝ դրանք չեն շարժվում էլեկտրական դաշտում (օրինակ ՝ էլեկտրոֆորեզով): Իզոէլեկտրիկ կետում սպիտակուցի խոնավացումը և լուծելիությունը նվազագույն են: PI- ի արժեքը կախված է սպիտակուցային թթվային և հիմնական ամինաթթուների մնացորդների հարաբերակցությունից. Շատ թթվային ամինաթթուների մնացորդներ պարունակող սպիտակուցների համար իզոէլեկտրիկ կետերը ընկած են թթվային շրջանում (այդպիսի սպիտակուցները կոչվում են թթվային), իսկ ավելի հիմնական մնացորդներ պարունակող սպիտակուցներում դրանք գտնվում են ալկալային շրջանում (հիմնական սպիտակուցներ ) Այս սպիտակուցի pI արժեքը կարող է նաև տարբեր լինել `կախված իոնային ուժից և բուֆերային լուծույթի տեսակից, որում գտնվում է, քանի որ չեզոք աղերը ազդում են սպիտակուցի քիմիական խմբերի իոնացման աստիճանի վրա: Սպիտակուցի PI- ն կարող է որոշվել, օրինակ, տիտրացման կորից կամ իզոէլեկտրական կենտրոնացման միջոցով:

Ընդհանուր առմամբ, սպիտակուցի pI- ն կախված է իր գործառույթից. Ողնաշարավոր հյուսվածքներում սպիտակուցների մեծ մասի իզոէլեկտրիկ կետը տատանվում է 5,5-ից մինչև 7,0, բայց որոշ դեպքերում արժեքները ընկած են ծայրահեղ տարածքներում. հյութ pI

1, իսկ սալմինների համար `սաղմոնի կաթի պրոտամին սպիտակուցը, որի առանձնահատկությունն արգինինի բարձր պարունակությունն է` pI

12. Սպիտակուցները, որոնք ֆոսֆատ խմբերի հետ էլեկտրաստատիկ փոխազդեցության պատճառով կապում են նուկլեինաթթուներին, հաճախ հիմնական սպիտակուցներն են: Նման սպիտակուցների օրինակ են հիստոնները և պրոտամինները:

Ինչ են սպիտակուցները:

Սպիտակուցները բարձր մոլեկուլային քաշի բարդ օրգանական միացություններ են, որոնք բաղկացած են ամինաթթուների մնացորդներից, որոնք համատեղվում են հատուկ ձևով: Յուրաքանչյուր սպիտակուց ունի իր անհատական ​​ամինաթթուների հաջորդականությունը, իր գտնվելու վայրը տարածության մեջ: Կարևոր է հասկանալ, որ մարմնին մտնող սպիտակուցները նրանց կողմից չեն ներծծվում անփոփոխ ձևով, դրանք բաժանվում են ամինաթթուների, և նրանց օգնությամբ մարմինը սինթեզացնում է իր սպիտակուցները:

22 ամինաթթուները մասնակցում են սպիտակուցների ձևավորմանը, դրանցից 13-ը կարող են վերածվել միմյանց, 9-ը `ֆենիլալանինը, տրիպտոֆանը, լիզինը, histidine, threonine, leucine, valine, isoleucine, methionine - անփոխարինելի են: Մարմնի մեջ անփոխարինելի թթուների պակասը անընդունելի է, սա կհանգեցնի մարմնի խանգարմանը:

Կարևոր է ոչ միայն այն փաստը, որ սպիտակուցը մտնում է մարմինը, այլև այն ամինաթթուները, որոնցից բաղկացած է:

Ինչ է սպիտակուցը:

Սպիտակուցներ (սպիտակուցներ / պոլիպեպտիդներ) - օրգանական նյութեր, բնական պոլիմերներ, որոնք պարունակում են քսան հարակից ամինաթթուներ: Համակցությունները ապահովում են բազմաթիվ տեսակներ: Մարմինը ինքն իրեն դիմակայում է տասներկու փոխարինվող ամինաթթուների սինթեզին:

Սպիտակուցում հայտնաբերված քսան հիմնական ամինաթթուներից ութը չեն կարող մարմնի կողմից սինթեզվել, դրանք ստացվում են սնունդով: Սրանք valine, leucine, isoleucine, metionionine, triptophan, lysine, threonine, phenylalanine, որոնք կարևոր են կյանքի համար:

Ինչ է տեղի ունենում սպիտակուցային

Տարբերակել կենդանին և բանջարեղենը (ըստ ծագման): Պահանջվում է սպառման երկու տեսակ:

Կենդանիներ.

Ձվի սպիտակ գույնը հեշտությամբ և գրեթե ամբողջությամբ ներծծվում է մարմնի կողմից (90-92%): Ֆերմենտացված կաթնամթերքի սպիտակուցները մի փոքր ավելի վատ են (մինչև 90%): Թարմ ամբողջական կաթի սպիտակուցները կլանվում են նույնիսկ ավելի քիչ (մինչև 80%):
Տավարի և ձկների արժեքը հիմնական ամինաթթուների լավագույն համադրության մեջ:

Բուսական:

Սոյայի, կանոլայի և բամբակյա խառնուրդը մարմնի համար ունի լավ ամինաթթուների հարաբերակցություն: Բուսաբուծություններում այս հարաբերակցությունը ավելի թույլ է:

Իդեալական ամինաթթուների հարաբերակցությամբ արտադրանք չկա: Propիշտ սնունդը ներառում է կենդանական և բուսական սպիտակուցների համադրություն:

Սննդառության հիմքը «կանոններով» կենդանիների սպիտակուցն է: Այն հարուստ է էական ամինաթթուներով և ապահովում է բուսական սպիտակուցի լավ կլանում:

Սպիտակուցները գործում են մարմնում

Լինելով հյուսվածքի բջիջներում, այն կատարում է բազմաթիվ գործառույթներ.

1. Պաշտպանիչ. Իմունային համակարգի գործառույթը օտարերկրյա նյութերի չեզոքացումն է: Տեղի է ունենում հակամարմինների արտադրություն:
2. Տրանսպորտ. Տարբեր նյութեր, օրինակ, հեմոգլոբին (թթվածնի մատակարարում) մատակարարում:
3. Կարգավորող. Հորմոնալ ֆոնի պահպանում:
4. Պտուտակ. Բոլոր տեսակի շարժումները ապահովում են ակտին և միոզին:
5. Պլաստիկ. Կապի հյուսվածքի վիճակը վերահսկվում է կոլագենի պարունակությամբ:
6. Կատալիտիկ. Այն կատալիզատոր է և արագացնում է կենսաքիմիական բոլոր ռեակցիաների ընդունումը:
7. Գեների տեղեկատվության պահպանում և փոխանցում (ԴՆԹ և ՌՆԹ մոլեկուլներ):
8. Էներգիա. Ամբողջ մարմնի մատակարարումը էներգիայով:

Մյուսներն ապահովում են շնչառությունը, պատասխանատու են սննդի մարսողության համար, կարգավորում են նյութափոխանակությունը: Լուսանկարի ռոդոպսինի սպիտակուցը պատասխանատու է տեսողական գործառույթի համար:

Արյան անոթները պարունակում են էլաստին, դրա շնորհիվ նրանք լիովին աշխատում են: Ֆիբրինոգենի սպիտակուցը ապահովում է արյան մակարդումը:

Մարմնի մեջ սպիտակուցի պակասի ախտանիշները

Սպիտակուցի անբավարարությունը բավականին տարածված դեպք է անբավարար սնուցման և ժամանակակից մարդու հիպերակտիվ կենսակերպի հետ: Մեղմ ձևով դա արտահայտվում է կանոնավոր հոգնածության և վատ կատարողականության պայմաններում: Անբավարար քանակությունների աճով, մարմինը ազդանշանների միջոցով ազդանշան է տալիս.

1. Ընդհանուր թուլություն և գլխապտույտ: Նվազում է տրամադրությունը և ակտիվությունը, մկանների հոգնածության առաջացումը առանց հատուկ ֆիզիկական ուժի, շարժումների թույլ համակարգվածությունը, ուշադրության և հիշողության թուլացումը:
2. Գլխացավեր և քնի վատթարացում: Արդյունքում առաջացած անքնությունն ու անհանգստությունը մատնանշում են սերոտոնինի պակասը:
3. Հաճախակի տրամադրության ճոճանակներ, աղաղակներ: Ֆերմենտների և հորմոնների պակասը առաջացնում է նյարդային համակարգի ուժասպառություն. Դյուրագրգռություն ցանկացած պատճառով, անհիմն ագրեսիվություն, հուզական զսպվածություն:
4. Գունատ մաշկ, ցան: Երկաթի պարունակող սպիտակուցի պակասով զարգանում է անեմիա, որի ախտանիշները մաշկի, լորձաթաղանթների չոր և գունատ են:
5. Ծայրահեղությունների այտուցվածություն: Պլազմային սպիտակուցի ցածր պարունակությունը խանգարում է ջրի և աղի հավասարակշռությանը: Ենթամաշկային ճարպը հեղուկ է կուտակում կոճերի և կոճերի մեջ:
6. Վերքերի և քերծվածքների վատ բուժում: Բջջային նորոգումը խանգարվում է «շինանյութի» պակասի պատճառով:
7. Փխրունություն և մազաթափություն, եղունգների փխրունություն: Չոր մաշկի պատճառով թեփի հայտնվելը, եղունգների ափսեի արտազատումը և ճեղքումը մարմնի ամենատարածված ազդանշանն են սպիտակուցի պակասի մասին: Մազերն ու եղունգները անընդհատ աճում են և ակնթարթորեն արձագանքում են նյութերի պակասին, որոնք նպաստում են աճի և լավ վիճակի:
8. Անհիմն քաշի կորուստ: Կիլոգրամի անհետացումը, առանց ակնհայտ պատճառների, պայմանավորված է մկանների զանգվածի պատճառով սպիտակուցի պակասը փոխհատուցելու մարմնով:
9. Սրտի և արյան անոթների ձախողում, շնչառության թուլություն: Շնչառական, մարսողական և սեռավարակ համակարգերը նույնպես վատթարանում են: Dyspnea- ն հայտնվում է առանց ֆիզիկական ուժի, հազի առանց մրսածության և վիրուսային հիվանդությունների:

Այս տեսակի ախտանիշների տեսքով, դուք պետք է անմիջապես փոխեք սննդի ռեժիմը և որակը, վերանայեք ձեր կենսակերպը, իսկ եթե սրվում է, դիմեք բժշկի:

Որքան սպիտակուց է անհրաժեշտ ձուլման համար

Օրական սպառման մակարդակը կախված է տարիքից, սեռից, աշխատանքի տեսակից: Ստանդարտների վերաբերյալ տվյալները ներկայացված են աղյուսակում (ստորև) և նախատեսված են նորմալ քաշի համար:
Մի քանի անգամ սպիտակուցի ընդունումը ջախջախիչ կամընտիր է: Յուրաքանչյուրը որոշում է իր համար հարմար ձև, հիմնականը `պահպանել ամենօրյա ընդունման մակարդակը:

ֆիզիկական գործունեությունՏարիքային շրջանը Օրական սպիտակուցների ընդունում, գ Տղամարդկանց համարԿանանց համար ԸնդհանուրԿենդանական ծագումԸնդհանուրԿենդանական ծագում Ոչ մի բեռ18-4096588249 40-6089537545 Փոքր աստիճան18-4099548446 40-6092507745 Միջին դասարան18-40102588647 40-6093517944 Բարձր աստիճան18-40108549246 40-60100508543 Պարբերաբար18-4080487143 40-6075456841 Կենսաթոշակային տարիքը75456841

Սպիտակուցների բարձր պարունակությունը սննդի մեջ

Հայտնի սպիտակուց պարունակող մթերքները.

Մսամթերքի բոլոր տեսակներից թռչնաբուծական պարունակությունից հետո առաջին տեղը կլինի տավարի միսը ՝ 18.9 գ Դրանից հետո ՝ խոզի միսը ՝ 16.4 գ, գառան ՝ 16,2 գ:

Ծովամթերքները և կաղամարը առաջատարներն են ՝ 18.0 գ:
Սպիտակուցի ամենահարուստ ձուկը սաղմոնն է ՝ 21,8 գ, այնուհետև ՝ վարդագույն սաղմոնը ՝ 21 գ, կարկանդակի ճարպը ՝ 19 գ, սկումբրիա ՝ 18 գ, ծովատառեխը ՝ 17,6 գ և կոդը ՝ 17,5 գ:

Կաթնամթերքի մեջ կեֆիրը և թթվասերը ամուր են պահում դիրքը ՝ 3,0 գ, ապա կաթը ՝ 2,8 գ:
Բարձր հատիկներ - Հերկուլես ՝ 13,1 գ, կորեկ ՝ 11,5 գ, սեմոլին ՝ 11,3 գ

Իմանալով նորմը և հաշվի առնելով ֆինանսական հնարավորությունները, կարող եք ճիշտ կազմել մենյու և վստահ լինել, որ այն լրացնում եք ճարպերով և ածխաջրերով:

Սպիտակուցների հարաբերակցությունը սննդի մեջ

Առողջ սննդակարգում սպիտակուցների, ճարպերի, ածխաջրերի համամասնությունը պետք է լինի (գրամով) 1: 1: 4: Առողջ ուտեստի հավասարակշռության բանալին կարող է ներկայացվել մեկ այլ եղանակով ՝ սպիտակուցներ 25-35%, ճարպեր 25-35%, ածխաջրեր ՝ 30-50%:

Միևնույն ժամանակ, ճարպերը պետք է օգտակար լինեն ՝ ձիթապտղի կամ կտավատի յուղ, ընկույզ, ձուկ, պանիր:

Մի ափսեի մեջ ածխաջրերը ծանր մակարոնեղեն են, ցանկացած թարմ բանջարեղեն, ինչպես նաև մրգեր / չոր մրգեր, թթու-կաթնամթերք:

Մասնաբաժիններով սպիտակուցները կարող են ըստ ցանկության համակցված լինել ՝ բանջարեղեն + կենդանիներ:

Սպիտակուցներով պարունակվող ամինաթթուներ

Փոխարինելի կարող է սինթեզվել հենց մարմնի կողմից, բայց դրսից դրանց մատակարարումը երբեք ավելորդ չէ: Հատկապես ակտիվ ապրելակերպով և ֆիզիկական մեծ ջանքերով:

Առանց բացառության բոլորը կարևոր են, դրանցից ամենատարածվածը.

Ալանին:
Այն խթանում է ածխաջրերի նյութափոխանակությունը, օգնում է վերացնել տոքսինները: Պատասխանատու է «մաքրության» համար: Բարձր պարունակություն միս, ձուկ, կաթնամթերք:

Արգինին.
Անհրաժեշտ է պայմանավորել ցանկացած մկաններ, առողջ մաշկ, աճառ և հոդեր: Ապահովում է ճարպերի այրումը և իմունային համակարգի աշխատանքը: Այն ցանկացած մսի, կաթի, ցանկացած ընկույզի, ժելատինի մեջ է:

Ասպարաթթու:
Ապահովում է էներգիայի հավասարակշռություն: Բարելավում է կենտրոնական նյարդային համակարգի գործունակությունը: Դե լրացրեք տավարի և հավի ուտեստների, կաթի, եղևնիների շաքարի էներգետիկ ռեսուրսը: Պարունակում է կարտոֆիլ, ընկույզ, հացահատիկային ապրանքներ:

Հիստիդին:
Մարմնի հիմնական «շինարարը» վերածվում է հիստամինի և հեմոգլոբինի: Արագորեն բուժում է վերքերը, պատասխանատու է աճի մեխանիզմների համար: Համեմատաբար շատ կաթ, հացահատիկային ապրանքներ և ցանկացած միս:

Սերենա:
Neurotransmitter, անփոխարինելի է ուղեղի և կենտրոնական նյարդային համակարգի հստակ գործունեության համար: Կան գետնանուշ, միս, շիլա, սոյա:

Properիշտ սնունդը և կյանքի ճիշտ եղանակը, բոլոր ամինաթթուները կհայտնվեն մարմնում «խորանարդի» սինթեզի և առողջության, գեղեցկության և երկարակեցության մոդելավորման համար:

Ինչն է մարմնում սպիտակուցների պակասի պատճառ հանդիսանում

1. Հաճախակի վարակիչ հիվանդություններ, իմունային համակարգի թուլացում:
2. Սթրես և անհանգստություն:
3. Բոլոր ծերացման գործընթացների ծերացումը և դանդաղեցումը:
4. Առանձնահատուկ դեղամիջոցների օգտագործման կողմնակի ազդեցություն:
5. Ձախողումները մարսողական համակարգի մեջ:
6. Վնասվածքներ:
7. Սննդամթերք, որը հիմնված է արագ սննդի, ակնթարթային ապրանքների, ցածր որակի կիսաֆաբրիկատների վրա:

Մեկ ամինաթթվի անբավարարությունը կդադարեցնի հատուկ սպիտակուցի արտադրությունը: Մարմինը կազմակերպված է «ձայները լրացնելու» սկզբունքով, այնպես որ անհայտ կորած ամինաթթուները դուրս կբերվեն այլ սպիտակուցներից: Այս «վերակառուցումը» խաթարում է օրգանների, մկանների, սրտի, ուղեղի աշխատանքը և հետագայում հրահրում է հիվանդությունը:

Երեխաների մեջ սպիտակուցի անբավարարությունը խանգարում է աճին, առաջացնում է ֆիզիկական և հոգեկան խանգարումներ:
Անեմիայի զարգացումը, մաշկի հիվանդությունների տեսքը, ոսկրային և մկանային հյուսվածքների պաթոլոգիան հիվանդությունների ամբողջական ցանկ չէ: Սպիտակուցի ծանր դիստրոֆիան կարող է հանգեցնել խելագարության և քվաշորկորի (սպիտակուցների պակասի պատճառով ծանր դիստրոֆիայի տեսակը).

Երբ սպիտակուցը վնասում է մարմնին

• ավելորդ ընդունելություն
• լյարդի, երիկամների, սրտի և արյան անոթների քրոնիկ հիվանդություններ:

Oversupply- ը հաճախ տեղի չի ունենում մարմնի կողմից նյութի ոչ լիարժեք կլանման պատճառով:Այն տեղի է ունենում նրանց մոտ, ովքեր ցանկանում են հնարավորինս արագ բարձրացնել մկաններն առանց հետևելու մարզիչների և սննդաբանների առաջարկություններին:

«Ավելորդ» ընդունելության խնդիրները ներառում են.

Երիկամային անբավարարություն: Սպիտակուցների գերբեռնված օրգանների չափազանց մեծ քանակությունը ՝ խաթարելով նրանց բնական գործառույթը: «Զտիչը» չի կարողանում հաղթահարել բեռը, հայտնվում է երիկամների հիվանդություն:

Լյարդի հիվանդություն: Ավելորդ սպիտակուցը արյան մեջ կուտակում է ամոնիակ, ինչը վատթարանում է լյարդի վիճակը:

Աթերոսկլերոզի զարգացումը: Կենդանիների արտադրանքի մեծ մասը, բացի օգտակար նյութերից, պարունակում են վնասակար ճարպեր և խոլեստերին:

Մարդիկ, ովքեր տառապում են լյարդի, երիկամների, սրտանոթային և մարսողական համակարգերի պաթոլոգիայով, պետք է սահմանափակեն սպիտակուցի ընդունումը:

Իրենց առողջության մասին խնամքը մեծապես վարձատրվում է նրանց համար, ովքեր անհանգստանում են: Խիստ հետևանքներից խուսափելու համար հարկավոր է հիշել մարմնի վերականգնման անհրաժեշտությունը: Լիարժեք հանգիստը, սնունդը, այցելելով մասնագետները կերկարաձգեն երիտասարդությունը, առողջությունը և կյանքը:

Լուծելիություն

Սպիտակուցները տարբերվում են ջրի մեջ լուծելիության մեջ: -Րի լուծվող սպիտակուցները կոչվում են ալբումին, դրանք ներառում են արյան և կաթի սպիտակուցներ: Անլուծելի կամ սկլերոպրոտեինները ներառում են, օրինակ, կերատին (սպիտակուցը, որը կազմում է մազերը, կաթնասունների մազերը, թռչունների փետուրները և այլն) և ֆիբրոինը, որը մետաքսի և ճարմանդների մաս է: Սպիտակուցի լուծելիությունը որոշվում է ոչ միայն դրա կառուցվածքով, այլև արտաքին գործոններով, ինչպիսիք են լուծիչի բնույթը, լուծույթի իոնային ուժը և pH- ը:

Սպիտակուցները նույնպես բաժանված են հիդրոֆիլային (ջրային լուծույթով) և հիդրոֆոբիկ (ջրազերծող): Cիտոպլազմի, կորիզի և միջբջջային նյութի սպիտակուցների մեծ մասը, ներառյալ անլուծելի կերատինը և ֆիբրոինը, հիդրոֆիլ են: Կենսաբանական մեմբրաններ կազմող սպիտակուցներից շատերը հիդրոֆոբիկ են `անբաժանելի թաղանթային սպիտակուցներ, որոնք փոխազդում են մեմբրանային հիդրոֆոբիկ լիպիդների հետ (այդ սպիտակուցները, որպես կանոն, ունեն նաև հիդրոֆիլային տեղանքներ):

Սպիտակուցների կենսոսինթեզը մարմնում

Սպիտակուցի բիոսինթեզ `ցանկալի սպիտակուցների մարմնում ամինաթթուներից ցանկալի սպիտակուցների ձևավորում` դրանք համատեղելով հատուկ քիմիական կապով `պոլիպեպտիդային ցանցով: ԴՆԹ-ն պահպանում է սպիտակուցների կառուցվածքի մասին տեղեկատվությունը: Սինթեզն ինքնին տեղի է ունենում բջիջի հատուկ մասում, որը կոչվում է ribosome: ՌՆԹ-ն տեղեկատվություն է փոխանցում ցանկալի գենից (ԴՆԹ-ի տեղանք) ռիբոսոմից:

Քանի որ սպիտակուցի բիոսինթեզը բազմաշերտ է, բարդ, օգտագործում է մարդու գոյության հիմքում դրված տեղեկատվությունը `ԴՆԹ-ն, դրա քիմիական սինթեզը բարդ խնդիր է: Գիտնականները սովորել են, թե ինչպես կարելի է ձեռք բերել որոշակի ֆերմենտների և հորմոնների արգելակիչներ, բայց ամենակարևոր գիտական ​​խնդիրը գենետիկական ճարտարագիտության միջոցով սպիտակուցներ ձեռք բերելն է:

Տրանսպորտ

Հատուկ արյան սպիտակուցի `հեմոգլոբինի տրանսպորտային գործառույթը: Այս սպիտակուցի շնորհիվ թթվածինը թոքերից առաքվում է մարմնի օրգաններ և հյուսվածքներ:

Այն բաղկացած է իմունային համակարգի սպիտակուցների գործունեությունից, որոնք կոչվում են հակամարմիններ: Այն հակամարմիններ են, որոնք պաշտպանում են մարմնի առողջությունը, այն պաշտպանում են բակտերիայից, վիրուսներից, թունավորումներից և թույլ են տալիս, որ արյունը բաց վերքի փոխարեն ստեղծի խցան:

Սպիտակուցների ազդանշանային գործառույթը բջիջների միջև ազդանշաններ (տեղեկատվություն) փոխանցելն է:

Մեծահասակների համար սպիտակուցային նորմերը

Սպիտակուցի համար մարդու մարմնի կարիքը կախված է նրա ֆիզիկական գործունեությունից: Որքան շատ ենք շարժվում, այնքան ավելի արագ են ընթանում կենսաքիմիական բոլոր ռեակցիաները մեր մարմնում: Մարդիկ, ովքեր պարբերաբար վարժվում են, անհրաժեշտ է գրեթե երկու անգամ ավելի շատ սպիտակուց, քան միջին մարդը: Սպորտով զբաղվող մարդկանց համար սպիտակուցների պակասը վտանգավոր է «չորացնելով» մկանները և ամբողջ մարմնի սպառումը:

Միջին հաշվով, մեծահասակի համար սպիտակուցային նորմը հաշվարկվում է 1 կգ քաշի 1 գ սպիտակուցի գործակիցի հիման վրա, այսինքն `տղամարդկանց մոտավորապես 80-100 գ, կանանց համար` 55-60 գ: Արական մարզիկներին խորհուրդ է տրվում ավելացնել սպառված սպիտակուցների քանակը մինչև 170-200 գ մեկ օրում:

Proteinիշտ սպիտակուցային սնուցում մարմնի համար

Մարմինը սպիտակուցով հագեցնելու ճիշտ սնունդը կենդանական և բույսերի սպիտակուցների համադրություն է: Սպիտակուցից սպիտակուցի ձուլման աստիճանը կախված է դրա ծագումից և ջերմային մշակման եղանակից:

Այսպիսով, կենդանական սպիտակուցի ընդհանուր ընդունման մոտավորապես 80% -ը և բուսական սպիտակուցի 60% -ը կլանում են մարմինը: Կենդանական ծագման ապրանքները պարունակում են ավելի մեծ քանակությամբ սպիտակուցներ արտադրանքի մեկ միավորի զանգվածի համար, քան բանջարեղենի մեջ: Բացի այդ, «կենդանական» արտադրանքի կազմը ներառում է բոլոր ամինաթթուները, և այս առումով բուսական արտադրանքները համարվում են անլիարժեք:

Սպիտակուցների ավելի լավ կլանման հիմնական սննդային կանոնները.

• Խոհարարության մեղմ եղանակ `պատրաստել, շոգեխաշել, շոգեխաշել: Տապակումը պետք է բացառվի:
• Խորհուրդ է տրվում ուտել ավելի շատ ձուկ և թռչնամիս: Եթե ​​իսկապես ուզում եք միս, ընտրեք տավարի միս:
• Արգանակները պետք է բացառվեն դիետայից, դրանք ճարպային և վնասակար են: Ծայրահեղ դեպքերում դուք կարող եք պատրաստել առաջին ուտեստը, օգտագործելով «երկրորդային արգանակ»:

Սպիտակուցային սննդի առանձնահատկությունները մկանների աճի համար

Մարզիկները, ովքեր ակտիվորեն ձեռք են բերում մկանային զանգված, պետք է պահպանեն վերը նշված բոլոր առաջարկությունները: Նրանց սննդակարգի մեծ մասը պետք է լինի կենդանական ծագման սպիտակուցներ: Դրանք պետք է ուտել բուսական սպիտակուցային արտադրանքների հետ միասին, որոնցից սոյայի առանձնահատկությունն է:

Անհրաժեշտ է նաև բժշկի հետ խորհրդակցել և հաշվի առնել հատուկ սպիտակուցային ըմպելիքների օգտագործումը, որոնց սպիտակուցների կլանման տոկոսը կազմում է 9798%: Մասնագետը անհատապես ընտրելու է խմիչք, հաշվարկի ճիշտ դեղաչափը: Սա կլինի հաճելի և օգտակար սպիտակուցային հավելանյութ ուժի մարզման համար:

Դինատուրացիա

Սպիտակուցների denaturation- ը վերաբերում է նրա կենսաբանական գործունեության և (կամ) ֆիզիկաքիմիական հատկությունների ցանկացած փոփոխությանը, որը կապված է քառյակի, երրորդային կամ երկրորդային կառուցվածքի կորստի հետ (տե՛ս «Սպիտակուցների կառուցվածքը» բաժինը): Որպես կանոն, սպիտակուցները բավականին կայուն են այն պայմաններում (ջերմաստիճան, pH և այլն), որոնցում նրանք սովորաբար գործում են մարմնում: Այս պայմանների կտրուկ փոփոխությունը հանգեցնում է սպիտակուցների չեղափոխմանը: Կախված denatating գործակալի բնույթից առանձնանում են մեխանիկական (ուժեղ խառնիչ կամ ցնցում), ֆիզիկական (ջեռուցում, սառեցում, ճառագայթում, սոնիկացում) և քիմիական (թթուներ և ալկալներ, մակերեսային ակտիվացումներ, միզանյութեր) ուրացում:

Սպիտակուցների չեղյալացումը կարող է լինել ամբողջական կամ մասնակի, հետադարձելի կամ անշրջելի: Առօրյա կյանքում անդառնալի սպիտակուցի չեղյալ հայտարարելու ամենահայտնի դեպքը հավի ձվի պատրաստումն է, երբ բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ ջրի լուծելի թափանցիկ սպիտակուցային օվալբյումինը դառնում է խիտ, անլուծելի և անթափանց: Դինատուրացումը որոշ դեպքերում շրջելի է, քանի որ ամոնիումի աղերի օգտագործմամբ ջրային լուծույթ ունեցող սպիտակուցների տեղումների դեպքում (աղալուծման եղանակ), և այս մեթոդը օգտագործվում է որպես դրանց մաքրման միջոց:

Սպիտակուցի մոլեկուլները գծային պոլիմերներ են, որոնք բաղկացած են α-L-amino թթուների մնացորդներից (որոնք մոնոմերներ են), ինչպես նաև փոփոխված ամինաթթուների մնացորդները և ոչ ամինաթթուների բնույթի բաղադրիչները կարող են ներառվել սպիտակուցների կազմի մեջ: Գիտական ​​գրականության մեջ մեկ- կամ երեք տառերով հապավումները օգտագործվում են ամինաթթուներ հիշատակելու համար: Չնայած առաջին հայացքից կարող է թվալ, որ սպիտակուցների մեծ մասում «միայն» 20 տեսակի ամինաթթուներ օգտագործելը սահմանափակում է սպիտակուցային կառուցվածքների բազմազանությունը, ըստ էության, ընտրանքների քանակը դժվար թե կարելի է գերագնահատել. 5 ամինաթթվային մնացորդների մի շղթայի համար այն արդեն ավելին է, քան 3 միլիոն, և 100 ամինաթթվի մնացորդների շղթա: (փոքր սպիտակուց) կարող է ներկայացված լինել ավելի քան 10.130 տարբերակով: 2-ից մի քանի տասնյակ ամինաթթուների մնացորդներով սպիտակուցներ հաճախ կոչվում են պեպտիդներ, պոլիմերացման ավելի մեծ աստիճանի - սկյուռիկներ, չնայած այս բաժանումը շատ կամայական է:

Երբ սպիտակուցը ձևավորվում է մեկ ամինաթթվի α-կարբոքսիլային խմբի (-COOH) փոխազդեցության արդյունքում `α-ամինո խմբի հետ (-NH₂) մեկ այլ ամինաթթու, ձևավորվում են պեպտիդային կապեր: Սպիտակուցի ծայրերը կոչվում են N- և C- տերմինալ, կախված նրանից, թե տերմինալի ամինաթթվի մնացորդի խմբերից որն է անվճար. -NH₂ համապատասխանաբար կամ -COOH: Ռիբոսոմի վրա սպիտակուցի սինթեզում առաջին (N- տերմինալ) ամինաթթվի մնացորդը սովորաբար մեթիոնինի մնացորդն է, իսկ հետագա մնացորդները կցվում են նախորդի C- տերմինալին:

Սպիտակուցային սննդի առանձնահատկությունները, դիետաները

Նրանք, ովքեր ցանկանում են նիհարել, պետք է ուտեն կենդանական և բուսական սպիտակուցային արտադրանքներ: Կարևոր է առանձնացնել դրանց ընդունումը, քանի որ նրանց ձուլման ժամանակը տարբեր է: Յուղի մսամթերքը պետք է հանվի, կարտոֆիլը չպետք է չարաշահվի, գերադասելի է սպիտակուցային միջին պարունակությամբ հացահատիկային ապրանքներ:

Մի գնացեք ծայրահեղությունների և «նստեք» սպիտակուցային դիետայի վրա: Դա բոլորի համար չի համապատասխանում, քանի որ ածխաջրերի ամբողջական բացառումը կհանգեցնի աշխատունակության և էներգիայի նվազմանը: Բավական է առավոտյան ածխաջրեր պարունակող մթերքներ ուտել `սա էներգիա կտա օրվա ընթացքում, կեսօրին, ուտեք ցածր սպիտակուցային սպիտակուցային սնունդ: Երեկոյան էներգիայի պակասը լրացնելու համար մարմինը կսկսի այրել մարմնի ճարպերը, այնուամենայնիվ, այս գործընթացը անվտանգ կլինի մարմնի առողջության համար:

Համոզվեք, որ ձեր սննդակարգում ներառեք ճիշտ և պատշաճ պատրաստված սպիտակուցային սնունդ: Մարմնի համար սպիտակուցը հիմնական շինանյութն է: Պարբերաբար մարզման հետ մեկտեղ, այն կօգնի ձեզ ստեղծել գեղեցիկ մարզական մարմին:

Սպիտակուցները ամենակարևոր քիմիական միացություններն են, առանց որոնց անհնար կլիներ մարմնի կենսագործունեությունը: Սպիտակուցները բաղկացած են ֆերմենտներից, օրգանների բջիջներից, հյուսվածքից: Նրանք պատասխանատու են մարդու մարմնում տեղի ունեցող նյութափոխանակության, տրանսպորտի և շատ այլ գործընթացների համար: Սպիտակուցները չեն կարող կուտակվել «պահուստային» մեջ, ուստի դրանք պետք է պարբերաբար ընդունվեն: Դրանք առանձնահատուկ նշանակություն ունեն սպորտով զբաղվող մարդկանց համար, քանի որ սպիտակուցները կարգավորվում են:

Կազմակերպության մակարդակները

K. Lindstrom-Lang- ն առաջարկել է առանձնացնել սպիտակուցների կառուցվածքային կազմակերպման 4 մակարդակները. Առաջնային, երկրորդային, երրորդական և քառյակ կառույցներ: Չնայած այս բաժանումը փոքր-ինչ հնացած է, այն շարունակում է օգտագործվել: Պոլիպեպտիդի առաջնային կառուցվածքը (ամինաթթուների մնացորդների հաջորդականությունը) որոշվում է նրա գենի և գենետիկական ծածկույթի կառուցվածքով, իսկ սպիտակուցների ծալման գործընթացում ձևավորվում են ավելի բարձր պատվերների կառուցվածքներ: Չնայած սպիտակուցի տարածական կառուցվածքը, որպես ամբողջություն, որոշվում է իր ամինաթթուների հաջորդականությամբ, այն բավականին դյուրին է և կարող է կախված լինել արտաքին պայմաններից, հետևաբար ավելի ճիշտ է խոսել նախընտրելի կամ առավել էներգետիկորեն նպաստավոր սպիտակուցների կազմաձևման մասին:

Առաջնային կառուցվածքը

Առաջնային կառուցվածքը պոլիպեպտիդ շղթայում ամինաթթուների մնացորդների հաջորդականությունն է: Սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքը, որպես կանոն, նկարագրվում է ամինաթթուների մնացորդների համար մեկ կամ երեք տառ նշանակումների միջոցով:

Առաջնային կառուցվածքի կարևոր առանձնահատկությունները պահպանողական մոտիվներն են `ամինաթթուների մնացորդների կայուն համակցություններ, որոնք կատարում են որոշակի գործառույթ և առկա են շատ սպիտակուցներում: Պահպանողական մոտիվները պահպանվում են տեսակների էվոլյուցիայի ընթացքում, հաճախ հնարավոր է կանխատեսել դրանցից անհայտ սպիտակուցի գործառույթը: Տարբեր օրգանիզմների սպիտակուցների ամինաթթվային հաջորդականությունների հոմոլոգիայի (նմանության) աստիճանը կարելի է օգտագործել գնահատելու այն տաքսիների միջև էվոլյուցիոն հեռավորությունը, որին պատկանում են այդ օրգանիզմները:

Սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքը կարող է որոշվել սպիտակուցների հաջորդականության մեթոդներով կամ նրա mRNA- ի առաջնային կառուցվածքով ՝ օգտագործելով գենետիկ կոդերի աղյուսակը:

Միջնակարգ կառուցվածքը

Երկրորդային կառուցվածքը ջրածնային պարտատոմսերով կայունացած պոլիպեպտիդ շղթայի բեկորների տեղական կարգավորումն է:Հետևյալը երկրորդային սպիտակուցային կառուցվածքի ամենատարածված տեսակներն են.

• α-helices- ը խիտ շրջադարձեր է մոլեկուլի երկար առանցքի վրա: Մեկ շրջադարձը կազմում է 3,6 ամինաթթվի մնացորդներ, խխունջի սկիպիդարը `0,54 նմ (0,15 նմ ընկնում է մեկ ամինաթթվի մնացորդի վրա): Պարույրը կայունացվում է ջրածնային կապերով H և O պեպտիդ խմբերի միջև, որոնք բաժանվում են 4 միավորից: Թեև α-խխունջը կարող է լինել ձախակողմյան կամ աջակողմյան, աջակողմյան գերակշռում է սպիտակուցներում: Պարույրը խանգարվում է գլյուտամաթթվի, լիզինի, արգինինի էլեկտրաստատիկ փոխազդեցության միջոցով: Միմյանց մոտ, ասպարագինի, սերինայի, տրեոնինի և լեչինի մնացորդները կարող են ստերլինգ խանգարել խխունջի ձևավորմանը, պրոլինի մնացորդները առաջացնում են շղթայի թեքում և նաև խանգարում են α-խխունջները,
• β- թերթերը (ծալովի շերտեր) մի քանի զիգզագ պոլիպեպտիդային ցանց են, որոնցում ջրածնային կապերը ձևավորվում են միմյանցից համեմատաբար հեռավորության վրա (0,34 նմ մեկ ամինաթթվի մնացորդից) ամինաթթուները առաջնային կառուցվածքում կամ տարբեր սպիտակուցային ցանցեր (այլ ոչ թե սերտորեն հեռավորության վրա, ինչպես լինում է): լինել α-խխունջում): Այս շղթաները սովորաբար ուղղվում են N- ծայրերով հակառակ ուղղությամբ (հակաառաջնորդական կողմնորոշում) կամ մեկ ուղղությամբ (զուգահեռ β- կառուցվածքը): Հնարավոր է նաև խառը β կառուցվածքի առկայություն, որը բաղկացած է զուգահեռ և անտիպալիլային β-կառույցներից: Β-թերթերի ձևավորման համար կարևոր են ամինաթթուների կողմնակի խմբերի փոքր չափերը, սովորաբար գերակշռում են գլիցինը և ալանինը,
• π-խխունջ
• 3₁₀պարույրներ
• չկարգավորված հատվածներ:

Երրորդային կառուցվածքը

Երրորդային կառուցվածքը պոլիպեպտիդ շղթայի տարածական կառուցվածքն է: Կառուցվածքային առումով այն բաղկացած է միջնակարգ կառուցվածքի տարրերից, որոնք կայունացված են տարբեր տեսակի փոխազդեցությունների միջոցով, որոնցում հիդրոֆոբիկ փոխազդեցությունները կարևոր դեր են խաղում: Երրորդային կառուցվածքի կայունացումը ներառում է.

• կովալենտային պարտատոմսեր (ցիստեինի երկու մնացորդների միջև `դիսուլֆիդային կամուրջներ),
• իոնային պարտատոմսեր ամինաթթուների մնացորդների հակադիր լիցքավորված կողմնակի խմբերի միջև.
• ջրածնի պարտատոմսեր
• հիդրոֆոբիկ փոխազդեցություններ: Շրջակա ջրային մոլեկուլների հետ շփվելիս սպիտակուցային մոլեկուլը ծալվում է այնպես, որ ամինաթթուների ոչ բևեռային կողմնակի խմբերը մեկուսացված են ջրային լուծույթից, իսկ բևեռային հիդրոֆիլային կողմնակի խմբերը հայտնվում են մոլեկուլի մակերևույթում:

Սպիտակուցների ծալման սկզբունքների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ հարմար է տարբերակել մեկ այլ մակարդակ `երկրորդային կառուցվածքի մակարդակից և ատոմային տարածական կառուցվածքից` ծալովի մոտիվից (ճարտարապետություն, կառուցվածքային դրդապատճառ): Ստիլինգի մոտիվը որոշվում է սպիտակուցային տիրույթի ներսում երկրորդային կառուցվածքի տարրերի (α-խխունջներ և β-strands) փոխադարձ պայմանավորվածությամբ. Մի կոմպակտ գլոբուլ, որը կարող է գոյություն ունենալ ինքնուրույն, կամ լինել ավելի մեծ սպիտակուցի մաս `այլ տիրույթների հետ միասին: Օրինակ, հաշվի առեք սպիտակուցների կառուցվածքի բնութագրական դրդապատճառներից մեկը: Նիշում աջից տրված գլոբուլային սպիտակուցը ՝ տրիոսոֆոսֆատիսոմերազ, ունի ծալովի մոտիվը, որը կոչվում է α / β- մխոց. Այս մոտիվը հանդիպում է սպիտակուցների մոտ 10% -ի մեջ:

Հայտնի է, որ ստիլինգի մոտիվները բավականին պահպանողական են և հայտնաբերված են սպիտակուցների մեջ, որոնք ոչ ֆունկցիոնալ, ոչ էվոլյուցիոն հարաբերություններ ունեն: Ստիլինգի դրդապատճառների որոշումը ենթադրում է սպիտակուցների ֆիզիկական կամ ռացիոնալ դասակարգումը (օրինակ ՝ CATH կամ SCOP):

Սպիտակուցի տարածական կառուցվածքը որոշելու համար օգտագործվում են ռենտգենյան դիֆրակցիայի վերլուծության մեթոդներ, միջուկային մագնիսական ռեզոնանս և որոշ մանրադիտակներ:

Քառանկյուն կառուցվածքը

Քառանկյուն կառուցվածքը (կամ ենթաբաժինը, տիրույթը) մի քանի պոլիպեպտիդ շղթաների փոխադարձ կազմակերպում է որպես մեկ սպիտակուցային բարդույթի մաս:Քառանկյուն կառուցվածքով սպիտակուցը կազմող սպիտակուցային մոլեկուլները ձևավորվում են ռիբոսոմների վրա առանձին-առանձին, և միայն սինթեզի ավարտից հետո նրանք ձևավորում են ընդհանուր գերամոլեկուլային կառուցվածք: Քառորդ սպիտակուցը կարող է պարունակել ինչպես նույնական, այնպես էլ տարբեր պոլիպեպտիդային ցանցեր: Քառյակի կառուցվածքի կայունացումը ներառում է նույն տեսակի փոխազդեցություններ, ինչպիսիք են երրորդի կայունացմանը: Supramolecular սպիտակուցային բարդույթները կարող են բաղկացած լինել տասնյակ մոլեկուլներից:

Դասակարգումը ըստ շենքի տեսակի

Սպիտակուցները կարելի է բաժանել երեք խմբի ՝ ըստ կառուցվածքի ընդհանուր տիպի.

1. Fibrillar սպիտակուցներ - ձևավորում են պոլիմերներ, դրանց կառուցվածքը սովորաբար շատ կանոնավոր է և աջակցվում է հիմնականում տարբեր շղթաների միջև փոխազդեցության միջոցով: Նրանք ձևավորում են միկրոֆիլաներ, միկրոթուբուլներ, մանրաթելեր և աջակցում են բջիջների և հյուսվածքների կառուցվածքին: Fibrillar սպիտակուցները ներառում են կերատին և կոլագեն:
2. Գլոբուլային սպիտակուցները ջրի լուծելի են, մոլեկուլի ընդհանուր ձևը քիչ թե շատ գնդաձև է:
3. Մեմբրանային սպիտակուցներ. Տիրույթներ ունեն, որոնք խաչմերուկում են բջջային թաղանթը, բայց դրանց մասերը դուրս են մղվում թաղանթից դեպի միջքաղաքային միջավայր և բջջային ցիտոպլազմ: Մեմբրանային սպիտակուցները գործում են որպես ընկալիչների, այսինքն ՝ նրանք ազդանշաններ են փոխանցում, ինչպես նաև ապահովում են տարբեր նյութերի տրանսմետրային փոխադրում: Սպիտակուցային փոխադրողները հատուկ են, նրանցից յուրաքանչյուրը մեմբրանի միջոցով անցնում է միայն որոշակի մոլեկուլներ կամ ազդանշանային որոշակի տիպ:

Պարզ և բարդ սպիտակուցներ

Բացի պեպտիդային ցանցերից, շատ սպիտակուցներ ներառում են նաև ոչ ամինաթթուների խմբեր, և ըստ այդ չափանիշի սպիտակուցները բաժանվում են երկու մեծ խմբերի `պարզ և բարդ սպիտակուցներ (պրոտեիդներ): Պարզ սպիտակուցները բաղկացած են միայն պոլիպեպտիդ շղթաներից, բարդ սպիտակուցները պարունակում են նաև ոչ ամինաթթու կամ պրոթեզավոր խմբեր: Կախված պրոթեզավորման խմբերի քիմիական բնույթից, բարդ սպիտակուցների միջև առանձնանում են հետևյալ դասերը.

Գլովոպրոտեինները, որոնք պարունակում են կովալապես կապակցված ածխաջրածին մնացորդներ, որպես պրոթեզի խումբ, մուկոպոլսաքարիդային մնացորդներ պարունակող գլիկոպրոտեիններ, պատկանում են պրոտեոգգլիկանների ենթախմբին: Ածխաջրածին մնացորդներով կապի ձևավորման գործընթացում սովորաբար ներգրավվում են սերինայի կամ տրեոնինի հիդրոքսիլ խմբերը: Արտաբջջային սպիտակուցների մեծ մասը, մասնավորապես իմունոգլոբուլինները, գլիկոպրոտեիններն են: Սպիտակուցների մեջ ածխաջրածին մասն է

Սպիտակուցային մոլեկուլի ընդհանուր զանգվածի 95% -ը, դրանք միջբջջային մատրիցի հիմնական բաղադրիչն են,

2. Օրգանիզմների վերարտադրության կենսաբանական նշանակությունը: Վերարտադրության մեթոդներ:

1. Վերարտադրությունը և դրա նշանակությունը:

Վերարտադրություն - նմանատիպ օրգանիզմների վերարտադրություն, որն ապահովում է

հազարամյակների ընթացքում տեսակների գոյությունը նպաստում է աճի

տեսակների անհատների քանակը, կյանքի շարունակականությունը: Asexual, սեռական և

օրգանիզմների վեգետատիվ բազմացում:

2. Seեքսուալ վերարտադրությունը ամենահին ձևն է: Ներ

մեկ օրգանիզմ ներգրավված է սեքսուալության մեջ, մինչդեռ ամենից հաճախ մասնակցում են սեռական կյանքին

երկու անհատ: Բույսերում, սպորների օգտագործմամբ անեքսուալ վերարտադրությունը `մեկը

մասնագիտացված բջիջներ: Բազմացում ջրիմուռների, մամուռի, ձիաբուծության սպորների կողմից

թալաններ, ֆերններ: Բույսերից սպորների ցան, դրանց բողբոջում և զարգացում

նրանց բարենպաստ պայմաններում նոր օժանդակ օրգանիզմներ: Հսկայական թվով մահ

վեճը անբարենպաստ պայմանների մեջ է ընկնում: Առաջացման ցածր հավանականություն

սպորներից նոր օրգանիզմներ, քանի որ դրանք պարունակում են քիչ սննդանյութեր և

սածիլը դրանք կլանում է հիմնականում շրջակա միջավայրից:

3. Բուսական բազմացում - բույսերի բազմացում

օգտագործելով վեգետատիվ օրգաններ ՝ օդային կամ ստորգետնյա կադրեր, արմատի մասեր,

տերև, պալար, լամպ: Մասնակցություն մեկ օրգանիզմի վեգետատիվ բազմացմանը

կամ դրանց մասերը: Դուստրերի կապը մայրիկի հետ, ինչպես դա

շարունակում է մոր մարմնի զարգացումը: Մեծ արդյունավետություն և

բուսական բազմացման տարածումը բնության մեջ ՝ որպես օժանդակ օրգանիզմ

մայրության մասից ավելի արագ է ձևավորվել, քան սպորից: Բուսական օրինակներ

բուծում. օգտագործելով ռիզոմներ - հովտի շուշան, անանուխ, ցորենի խոտ և այլն, արմատավորումը

ստորին ճյուղերը, որոնք շոշափում են հողը (շերտավորումը) `հաղարջ, վայրի խաղող, բեղ

- ելակ, էլեկտրական լամպ - կակաչ, daffodil, կոկորդ: Վեգետատիվի օգտագործումը

բուծում, երբ աճեցվում են աճեցված բույսեր. կարտոֆիլը բազմացվում է պալարներով,

էլեկտրական լամպ - սոխ և սխտոր, շերտավորում - հաղարջ և փշահաղարջ, արմատ

սերունդ `բալ, սալոր, հատումներ - պտղատու ծառեր:

4. Սեռական վերարտադրություն: Սեռական վերարտադրության էությունը

germերմ բջիջների (գամետներ) ձևավորման մեջ արական սեռի բջիջի միաձուլումը

(սերմնահեղուկ) և կին (ձու) `բեղմնավորում և նորի զարգացում

դուստր օրգանիզմ `պարարտացված ձվից: Բեղմնավորման շնորհիվ

օժանդակ օրգանիզմ `ավելի բազմազան քրոմոսոմների հավաքածուով, ինչը նշանակում է ավելին

տարբեր ժառանգական հատկություններ, որոնց արդյունքում այն ​​կարող է պարզվել

ավելի հարմարեցված է բնակավայրին: Սեռական վերարտադրության առկայությունը

ջրիմուռներ, մամուռներ, ֆեռներ, մարմնամոսպերմիներ և անգիոսպերմներ: Բարդություն

սեռական գործընթացը բույսերում իրենց էվոլյուցիայի ընթացքում, ամենաբարդ տեսքը

ձևերը սերմերի բույսերում:

5. Սերմերի բազմացումը տեղի է ունենում սերմերի օգնությամբ,

այն բնորոշ է մարմնամարզության և անգիոսպերմների (angiosperms)

վեգետատիվ բազմացումը նույնպես տարածված է): Քայլերի հաջորդականությունը

սերմերի բազմացում. փոշոտում - փոշոտի տեղափոխումը ատրճանակի խարանին, դրա

բողբոջում, առաջացում, բաժանելով երկու սերմնահեղուկ, դրանց առաջընթացը

ձվաձև, ապա ձվով մեկ սերմնահեղուկի միաձուլում, իսկ մյուսը `հետ

երկրորդական միջուկ (անգիոսպերմի մեջ): Ձվաբջջի սերմերի ձևավորում -

սաղմը սննդանյութերի մատակարարմամբ, իսկ ձվարանների պատերից `պտուղը: Սերմ -

նոր բույսի ծիլ, բարենպաստ պայմաններում, այն ծիլ է գալիս և առաջին անգամ

սածիլը սնվում է սերմերի սնուցիչներով, այնուհետև ՝ նրա արմատներով

սկսում են հողից ջուր և հանքանյութեր կլանել, իսկ տերևները `ածխաթթու գազ

գազը օդից արեւի լույսի ներքո: Նոր գործարանի անկախ կյանքը:

Սպիտակուցի կենսաֆիզիկա

Բջջում սպիտակուցի ֆիզիկական հատկությունները, հաշվի առնելով ջրի մեմբրանը և մակրոմոլեկուլների բազմությունը (ներգ.) շատ բարդ: Սպիտակուցի վարկածը, որպես պատվիրված «բյուրեղային նման համակարգ» `« ապերիոդային բյուրեղ », ապահովվում է ռենտգենյան դիֆրակցիայի վերլուծությամբ (մինչև 1 աղյուսի լուծույթ), փաթեթավորման բարձր խտությամբ, դենազերծման գործընթացի համագործակցությանը և այլ փաստերի:

Հօգուտ մեկ այլ վարկածի ՝ պրոտեինների հեղուկ նման հատկությունները ներգանգրային շարժումների գործընթացներում (սահմանափակ կրակոտիչ կամ շարունակական տարածման մոդել) վկայում են նեյտրոնային ցրման, Mössbauer սպեկտրոսկոպիայի փորձերի մասին:

Ունիվերսալ մեթոդ. Ribosomal- ի սինթեզ

Սպիտակուցները սինթեզվում են կենդանի օրգանիզմների կողմից ամինաթթուներից `հիմնվելով գեներում կոդավորված տեղեկատվության վրա: Յուրաքանչյուր սպիտակուց բաղկացած է ամինաթթուների մնացորդների եզակի հաջորդականությունից, որը որոշվում է սպիտակուցը կոդավորող գենի նուկլեոտիդային հաջորդականությամբ: Գենետիկական ծածկագիրը ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը (RNA միջոցով) թարգմանելու մեթոդ է `պոլիպեպտիդային շղթայի ամինաթթուների հաջորդականության մեջ: Այս ծածկագիրը որոշում է RNA- ի տրինուկլեոտիդային հատվածների համապատասխանությունը, որը կոչվում են կոդոններ, և որոշ ամինաթթուներ, որոնք ընդգրկված են սպիտակուցում. AUG- ի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը, օրինակ, համապատասխանում է մեթիոնինին: Քանի որ ԴՆԹ-ն բաղկացած է չորս տեսակի նուկլեոտիդներից, հնարավոր կոդոնների ընդհանուր թիվը 64 է, և քանի որ 20 ամինաթթուներ օգտագործվում են սպիտակուցներում, շատ ամինաթթուներ որոշվում են մեկից ավելի կոդոններով: Երեք կոդոններն աննշան են. Դրանք ծառայում են որպես կանգառային ազդանշաններ պոլիպեպտիդ շղթայի սինթեզի համար և կոչվում են դադարեցման կոդոններ կամ դադարեցնում են կոդոնները:

Գեներագրող կոդավորող սպիտակուցներն առաջին հերթին RNA պոլիմերազային ֆերմենտների միջոցով արտագրվում են սուրհանդակային RNA (mRNA) նուկլեոտիդային հաջորդականության մեջ: Դեպքերի ճնշող մեծամասնության մեջ կենդանի օրգանիզմների սպիտակուցները սինթեզվում են ռիբոսոմների վրա `բազմաբազմազան մոլեկուլային մեքենաներ, որոնք առկա են բջիջների ցիտոպլազմում: MRNA մատրիցով ռիբոսոմի միջոցով ռոլպոզոմի միջոցով պոլիպեպտիդ շղթայի սինթեզման գործընթացը կոչվում է թարգմանություն:

Ribosomal սպիտակուցի սինթեզը սկզբունքորեն նույնն է պրոկարիոտների և էվկարիոտների մեջ, բայց տարբերվում է որոշ մանրամասներով: Այսպիսով, պրոկարիոտիկ mRNA- ն ribosomes- ով կարելի է կարդալ սպիտակուցների ամինաթթուների հաջորդականության մեջ ՝ տառադարձումից անմիջապես հետո կամ նույնիսկ դրա ավարտից առաջ: Eukaryotes- ում առաջնային տառադարձումը նախ պետք է անցնի մի շարք փոփոխությունների և տեղափոխվի ցիտոպլազմ (ռիբոսոմի գտնվելու վայրում), նախքան թարգմանությունը սկսելը: Սպիտակուցների սինթեզի արագությունը պրոկարիոտներում ավելի բարձր է և կարող է հասնել վայրկյանում 20 ամինաթթու:

Նույնիսկ թարգմանության սկսվելուց առաջ, aminoacyl-tRNA սինթետազային ֆերմենտները հատուկ ամինաթթուներ են կցում իրենց համապատասխան տրանսպորտային ՌՆԹ-ին (tRNA): TRNA- ի մի շրջան, որը կոչվում է հակոդոդոն, կարող է լրիվ զուգակցվել mRNA կոդոնի հետ ՝ դրանով իսկ ապահովելով tRNA- ին կցված ամինաթթվի մնացորդի ներառումը պոլիպեպտիդային շղթայում, համաձայն գենետիկ ծածկագրի:

Թարգմանության, սկզբնավորման սկզբնական փուլում նախաձեռնողի (սովորաբար մեթիոնոն) կոդոնը ճանաչվում է ռիբոսոմի փոքր ենթակայության կողմից, որին ամինակազիլացված մեթիոնին tRNA- ն կցվում է ՝ սկսելու սպիտակուցային գործոններով: Մեկնարկի կոդոնը ճանաչելուց հետո խոշոր ենթաբաժինը միանում է ռիբոսոմի փոքր ենթակայքին, և սկսվում է թարգմանության երկրորդ փուլը ՝ երկարաձգումը: MRNA- ի 5'- ից 3'-վերջից ռիբոսոմի յուրաքանչյուր քայլում ընթերցվում է մեկ կոդոն `ստեղծելով ջրածնի կապեր դրա և դրա փոխլրացման RNA- ի միջև, որի վրա կցվում են համապատասխան ամինաթթուների մնացորդը: Աճող պեպտիդի վերջին ամինաթթվի մնացորդի և tRNA- ին կցված ամինաթթվի մնացորդի միջև պեպտիդային կապի ձևավորումը կատալիզացվում է ribosomal RNA- ի (rRNA) միջոցով, որը կազմում է ռիբոսոմի պեպտիդիլ տրանսֆերազային կենտրոնը: Այս կենտրոնը ազոտի և ածխածնի ատոմները դիրքավորում է ռեակցիայի անցման համար բարենպաստ դիրքում: Թարգմանության, դադարեցման երրորդ և վերջին փուլը տեղի է ունենում այն ​​ժամանակ, երբ ռիբոզոմը հասնում է կանգառային կոդոնի, որից հետո սպիտակուցի դադարեցման գործոնները հիդրոլիզացնում են վերջին tRNA և պոլիպեպտիդ շղթայի միջև կապը ՝ դադարեցնելով դրա սինթեզը: Ռիբոսոմներում սպիտակուցները միշտ սինթեզվում են N- ից C- տերմինալից:

Ներիբոսոմային սինթեզ

Ստորին սնկերի և որոշ բակտերիաների դեպքում հայտնի է պեպտիդների, սովորաբար սովորաբար փոքր և անսովոր կառուցվածքի, պեպտիդների կենսոսինթեզի լրացուցիչ (ոչ ռիբոսոմային կամ բազմենիզմ) մեթոդ:Այս պեպտիդների, սովորաբար երկրորդական մետաբոլիտների սինթեզն իրականացվում է բարձր մոլեկուլային քաշի սպիտակուցային բարդույթով ՝ NRS սինթազով, առանց ռիբոսոմների անմիջական մասնակցության: NRS սինթազը սովորաբար բաղկացած է մի քանի տիրույթներից կամ առանձին սպիտակուցներից, որոնք ընտրում են ամինաթթուները, ձևավորում պեպտիդային կապ և արձակում սինթեզված պեպտիդ: Միասին, այս տիրույթները կազմում են մոդուլը: Յուրաքանչյուր մոդուլ ապահովում է սինթեզված պեպտիդում մեկ ամինաթթվի ընդգրկումը: Այսպիսով NRS սինթազները կարող են կազմվել մեկ կամ մի քանի մոդուլներից: Երբեմն, այս բարդույթները ներառում են մի տիրույթ, որն ի վիճակի է իզոմերացնող L-amino թթուներ (նորմալ ձև) D- ձևի մեջ:

Քիմիական սինթեզ

Կարճ սպիտակուցները կարող են սինթեզվել քիմիապես օգտագործելով օրգանական սինթեզի մեթոդներ, օրինակ ՝ քիմիական լիգինգ: Ամենից հաճախ, պեպտիդայի քիմիական սինթեզը տեղի է ունենում C- ծայրից մինչև N- վերջը ուղղությամբ, ի տարբերություն ribosomes- ի կենսասինթեզի: Քիմիական սինթեզի մեթոդը արտադրում է կարճ իմունոգեն պեպտիդներ (էպիտոպներ), որոնք այնուհետև ներարկվում են կենդանիների մոտ `հատուկ հակամարմիններ կամ հիբրիդոմաներ ստանալու համար: Բացի այդ, այս մեթոդը օգտագործվում է նաև որոշակի ֆերմենտների խանգարող միջոցներ ձեռք բերելու համար: Քիմիական սինթեզը թույլ է տալիս ներմուծել ամինաթթուների մնացորդներ, որոնք սովորական սպիտակուցներում չեն հայտնաբերվել, օրինակ ՝ նրանց կողային շղթաներին կցված լյումինեսցենտային պիտակներ ունեցողները: Սպիտակուցների սինթեզի համար քիմիական մեթոդներն ունեն մի քանի սահմանափակումներ. Դրանք անարդյունավետ են ավելի քան 300 ամինաթթու մնացորդների սպիտակուցային երկարությամբ, արհեստականորեն սինթեզված սպիտակուցները կարող են ունենալ անկանոն երրորդական կառուցվածք և չունեն բնութագրական հետբրանսերեն թարգմանությունների փոփոխություններ (տե՛ս ստորև):

Հետադարձ թարգմանական փոփոխություններ

Թարգմանությունն ավարտվելուց հետո սպիտակուցների մեծ մասը անցնում է հետագա քիմիական փոփոխություններ, որոնք կոչվում են հետբուհական փոփոխություններ: Հայտնի են սպիտակուցների հետադարձ թարգմանական փոփոխությունների ավելի քան երկու հարյուր տարբերակներ:

Հետծննդյան փոփոխությունները կարող են կարգավորել բջիջում սպիտակուցների կենսունակությունը, դրանց ֆերմենտային ակտիվությունը և այլ սպիտակուցների հետ փոխազդեցությունը: Որոշ դեպքերում, հետբեռնափոխական փոփոխությունները սպիտակուցների հասունացման պարտադիր փուլ են, հակառակ դեպքում այն ​​ֆունկցիոնալորեն անգործ է: Օրինակ ՝ ինսուլինի և մի շարք այլ հորմոնների հասունացման հետ կապված անհրաժեշտ է պոլիպեպտիդ շղթայի սահմանափակ պրոտեոլիզ, և պլազմային մեմբրանային սպիտակուցների հասունացման հետ մեկտեղ անհրաժեշտ է գլիկոզիլացում:

Հետպատմական փոփոխությունները կարող են լինել ինչպես տարածված, այնպես էլ հազվագյուտ, մինչև եզակի: Համընդհանուր փոփոխության օրինակ է ubiquitination- ը (կարճ ubiquitin- ի սպիտակուցի մի քանի մոլեկուլների մի շղթայի միացում մի սպիտակուցին), որը ծառայում է որպես ազդանշան սպիտակուցների կողմից այս սպիտակուցի պեղման համար: Մեկ այլ ընդհանուր փոփոխություն է գլիկոզիլացումը `հաշվարկվում է, որ մարդու սպիտակուցների մոտ կեսը գլիկոզիլացվում է: Հազվագյուտ փոփոխությունները ներառում են տուբուլինի տիրոսինացիա / դետիրոզացում և պոլիգգլիզացիա:

Միևնույն սպիտակուցը կարող է ենթարկվել բազմաթիվ փոփոխությունների: Այսպիսով, histones- ը (սպիտակուցները, որոնք քրքումի մի մասն են eukaryotes- ում), տարբեր պայմաններում կարող են անցնել ավելի քան 150 տարբեր ձևափոխություններ:

Հետբուհական փոփոխությունները բաժանվում են.

• հիմնական միացում փոփոխություններ,
  • N- տերմինալ մեթիոնինի մնացորդի ճեղքումը,
  • սահմանափակ պրոտեոլիզ - սպիտակուցային բեկորների հեռացում, որը կարող է առաջանալ ծայրերից (ազդանշանային հաջորդականությունների պառակտում) կամ, որոշ դեպքերում, մոլեկուլի կեսին (ինսուլինի հասունացում),
  • տարբեր քիմիական խմբերի կցում ամինո և կարբոքսիլ խմբերի ազատմանը (N-ածիլացում, միիրիստոյացիա և այլն),
• ամինաթթուների կողմնակի շղթաների ձևափոխում,
  • փոքր քիմիական խմբերի (գլիկոսիլացում, ֆոսֆորիլացում և այլն) ավելացում կամ քայքայում,
  • լիպիդների և ածխաջրածինների ավելացում,
  • ստանդարտ ամինաթթուների մնացորդների փոփոխություն ոչ ստանդարտ (citrulline- ի ձևավորում),
  • ցիստեինի մնացորդների միջև դիսուլֆիդային կամուրջների ձևավորում.
• փոքր սպիտակուցների ավելացում (սոյոյացում և ubiquitination):

Ներբջջային տրանսպորտ և տեսակավորում

Eukaryotic բջջի ցիտոպլազմում սինթեզված սպիտակուցները պետք է տեղափոխվեն տարբեր բջջային օրգանիզմներ ՝ կորիզը, միթոքոնդրիան, էնդոպլազմիկ ցանցաթաղանթը (EPR), Գոլգիի ապարատը, լիզոզոմները և այլն, իսկ որոշ սպիտակուցներ պետք է մուտքագրեն արտաբջջային միջավայր: Բջջի որոշակի հատվածի մեջ մտնելու համար սպիտակուցը պետք է ունենա հատուկ պիտակ: Շատ դեպքերում, նման պիտակը սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականության մի մասն է (լիդեր պեպտիդ կամ սպիտակուցի ազդանշանային հաջորդականություն), բայց որոշ դեպքերում սպիտակուցին կից օլիգոսախարիդները պիտակը են:

Սպիտակուցների տեղափոխումը EPR- ում իրականացվում է, քանի որ դրանք սինթեզվում են, քանի որ ռիբոսոմները սպիտակուցներ են սինթեզում ազդանշանային հաջորդականությամբ EPR- ի համար «նստում» են դրա արտաքին թաղանթի վրա գտնվող հատուկ սպիտակուցների վրա: EPR- ից մինչև Golgi ապարատը, և այնտեղից լիզոզոմները և արտաքին մեմբրանը կամ արտաբջջային միջավայրը, սպիտակուցները մտնում են վեզիկուլային տրանսպորտով: Սպիտակուցները, որոնք ունեն միջուկային տեղայնացման ազդանշան, միջուկային ծակոտիներով մտնում են միջուկ: Միտոքոնդրիայում և քլորոպլաստներում համապատասխան ազդանշանային հաջորդականություններ ունեցող սպիտակուցները մտնում են հատուկ սպիտակուցային թարգմանիչ ծակոտիների միջոցով `շապերոնների մասնակցությամբ:

Կառուցվածքի պահպանում և քայքայում

Սպիտակուցների ճիշտ տարածական կառուցվածքի պահպանումը շատ կարևոր է դրանց բնականոն գործունեության համար: Սպիտակուցների սխալ ծալումը, որոնք հանգեցնում են դրանց համախմբմանը, կարող է առաջանալ մուտացիաների, օքսիդացման, սթրեսի պայմանների կամ բջջի ֆիզիոլոգիայի գլոբալ փոփոխությունների հետևանքով: Սպիտակուցների ագրեգացումը ծերացման բնորոշ նշանն է: Համարվում է, որ սպիտակուցի ոչ պատշաճ ծալելը հանդիսանում է այնպիսի հիվանդությունների պատճառը կամ սրումը, ինչպիսիք են կիստայական ֆիբրոզը, լիզոսոմային կուտակման հիվանդությունը: ինչպես նաև նեյրոդեգեներատիվ խանգարումներ (Ալցհայմեր, Հանթինգթոն և Պարկինսոն):

Բջջային էվոլյուցիայի գործընթացում մշակվել են չորս հիմնական մեխանիզմ `սպիտակուցային ագրեգացմանը հակազդելու համար: Առաջին երկուսը `կրկնակի ծալելը (վերալիցքավորումը)` շապերոնների օգնությամբ և պրոտեազաներով կտրելը - հանդիպում են ինչպես մանրեների, այնպես էլ ավելի բարձր օրգանիզմների մեջ: Ինքնագեղձը և հատուկ ոչ մեմբրանային օրգաններում ոչ պատշաճ ծալված սպիտակուցների կուտակումը բնորոշ են էուկարիոտներին:

Սպիտակուցների կարողությունը վերականգնել ճիշտ եռաչափ կառուցվածքը denaturation- ից հետո մեզ թույլ տվեց ենթադրել, որ սպիտակուցի վերջնական կառուցվածքի մասին ամբողջ տեղեկատվությունը պարունակվում է դրա ամինաթթուների հաջորդականությամբ: Ներկայումս այն տեսությունը, որ սպիտակուցի կայուն կազմավորումը ունի նվազագույն ազատ էներգիա, համեմատվում է այս պոլիպեպտիդի այլ հնարավոր կոնֆորմացիաների հետ:

Խցերում կա սպիտակուցների մի խումբ, որի գործառույթն է ապահովել ribosome- ի վրա դրանց սինթեզումից հետո այլ սպիտակուցների ճիշտ ծալումը, վերականգնել դրանց վնասվածքից հետո սպիտակուցների կառուցվածքը, ինչպես նաև սպիտակուցային բարդույթների ստեղծումն ու տարանջատումը: Այս սպիտակուցները կոչվում են շապերոններ: Բջջում շատ շապերոնների կոնցենտրացիան մեծանում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի կտրուկ աճով, ուստի դրանք պատկանում են Hsp խմբին (անգլիական ջերմային ցնցող սպիտակուցներ - ջերմային ցնցող սպիտակուցներ): Chaperones- ի բնականոն գործունեության կարևորությունը մարմնի գործունեության համար կարելի է պատկերացնել α-բյուրեղային շապերոնի օրինակով, որը մարդու աչքի ոսպնյակների մի մասն է: Այս սպիտակուցի մուտացիաները հանգեցնում են ոսպնյակների ծածկմանը `սպիտակուցների համախմբման և, որպես հետևանք, եղջերվաբուծության պատճառով:

Եթե ​​սպիտակուցների երրորդային կառուցվածքը հնարավոր չէ վերականգնել, դրանք ոչնչացվում են բջիջի կողմից: Այն ֆերմենտները, որոնք քայքայում են սպիտակուցները, կոչվում են պրոտեազներ:Ենթածրագրի մոլեկուլի հարձակման վայրում սպիտակուցային ֆերմենտները բաժանվում են էնդոեպեպտիդազների և էկզոպեպտիդազների.

• Էնդոպեպտիդազները կամ պրոտեինազները պեպտիդային շղթայի մեջ քսում են պեպտիդային կապերը: Նրանք ճանաչում և կապում են substrates- ի կարճ պեպտիդային հաջորդականությունները և համեմատաբար հատուկ հիդրոլիզացնում են որոշակի ամինաթթուների մնացորդների միջև կապերը:
• Exopeptidases- ը հիդրոլիզացնում է պեպտիդները շղթայի ծայրերից. Ամինոպեպտիդազներ N- տերմինալից, C- տերմինալից `կարբոքսիպեպտիդազներ: Ի վերջո, dipeptidases- ն փչացնում է միայն դիպեպտիդները:

Ըստ կատալիզացման մեխանիզմի, Կենսաքիմիայի և մոլեկուլային կենսաբանության միջազգային միությունը նույնացնում է պրոտեազների մի քանի դասակարգեր, այդ թվում ՝ սերինայի պրոտեազներ, ասպարատային պրոտեազներ, ցիստեինային պրոտեազներ և մետալոպրոտազներ:

Պրոտեազայի հատուկ տեսակն է պրոտեազոմը, մեծ բազմաբջջային պրոտեազը, որը առկա է էուկարիոտների, արխեների և որոշ մանրէների միջուկում և ցիտոպլազմում:

Որպեսզի թիրախային սպիտակուցը մաքրվի սպիտակուցի միջոցով, այն պետք է մակնշվի ՝ դրան միացնելով մի փոքր ubiquitin սպիտակուց: Ubiquitin- ի լրացուցիչ արձագանքը կատալիզացվում է ֆերմենտային ubiquitin ligases- ի միջոցով: Առաջին ubiquitin մոլեկուլի սպիտակուցը ավելացնելը ծառայում է որպես ազդանշան լիգազների համար `ubiquitin մոլեկուլների հետագա ավելացման համար: Արդյունքում, պոլիուբիուկիտինի ցանցը կցվում է սպիտակուցին, որը կապվում է պրոտեազոմի հետ և ապահովում է թիրախային սպիտակուցի ճեղքումը: Ընդհանուր առմամբ, այս համակարգը կոչվում է ubiquitin- ի կախված սպիտակուցի քայքայումը: Ներբջջային սպիտակուցների 80–90% -ի քայքայումը տեղի է ունենում պրոտեազոմի մասնակցությամբ:

Պերօքսիզոմներում սպիտակուցների քայքայումը կարևոր է բազմաթիվ բջջային գործընթացների համար, ներառյալ բջջային ցիկլը, գեների արտահայտման կարգավորումը և օքսիդատիվ սթրեսի արձագանքը:

Autophagy- ը երկարատև բիոմոլեկուլների, մասնավորապես սպիտակուցների, ինչպես նաև լիզոսոմների (կաթնասունների մեջ) օրգանելների կամ վակուոլների (խմորիչի) դեգրադացիայի գործընթացն է: Autophagy- ն ուղեկցում է ցանկացած նորմալ բջիջի կենսական ակտիվությունը, բայց սննդանյութերի պակասը, ցիտոպլազմում վնասված օրգանիզմների առկայությունը և, վերջապես, մասնակի denatured սպիտակուցների և դրանց ագրեգատների առկայությունը ցիտոպլազմում կարող են ծառայել որպես խթան բջիջներում ինքնավստահության գործընթացների ուժեղացման համար:

Առանձնանում են ավտոֆագիայի երեք տեսակ ՝ միկրոավտոճություն, մակրոավտոֆագություն և շապերոնից կախված ավտոֆագիա:

Միկրոավտոֆագիայի ընթացքում մակրոմոլեկուլները և բջջային մեմբրանների բեկորները գրավվում են լիզոսոմի կողմից: Այս եղանակով բջիջը կարող է մարսել սպիտակուցները էներգիայի կամ շինանյութի պակասով (օրինակ, սովամահության ժամանակ): Բայց միկրոավտոագիայի գործընթացները տեղի են ունենում նորմալ պայմաններում և ընդհանուր առմամբ անբաժան են: Երբեմն օրգանոիդները մարսվում են նաև միկրոավտոֆագիայի ընթացքում, օրինակ, պերօքսիզոմների միկրոաոֆագիան և միջուկների մասնակի միկրոավտոֆագիան, որոնցում բջիջը կենսունակ է, նկարագրված է խմորիչում:

Մակրոաուտոֆագիայի մեջ ցիտոպլազմի մի մասը (որը հաճախ պարունակում է որևէ օրգանիզմ), շրջապատված է մեմբրանային խցիկով, որը նման է էնդոպլազմիկ ցանցաթաղանթի մի տաբատի: Արդյունքում, այս կայքը ցիտոպլազմի մնացած մասից առանձնացված է երկու մեմբրանով: Նման կրկնակի թաղանթային օրգանները կոչվում են autophagosomes: Autophagosomes- ը միաձուլվում է լիզոսոմների հետ ՝ ձևավորելով աուտոֆագոլիզոզոմներ, որոնց մեջ մարսվում են օրգանները և ավտոֆագոսոմների մնացած բովանդակությունը: Ըստ երևույթին, մակրովտոֆագիան նույնպես ոչ սելեկտիվ է, չնայած հաճախ շեշտվում է, որ դրա օգնությամբ բջիջը կարող է ազատվել «հնացած» («հնացած») «օրգանիզմներից» (mitochondria, ribosomes և այլն) օրգանիզմներից:

Autophagy- ի երրորդ տեսակը կախված է շապերոնից: Այս մեթոդով տեղի է ունենում մասնակիորեն չեղյալ հայտարարված սպիտակուցների ուղղորդված տեղափոխում ցիտոպլազմից `լիզոզոմային մեմբրանի միջոցով նրա խոռոչի միջոցով, որտեղ դրանք մարսվում են: Autophagy- ի այս տեսակը, որը նկարագրվում է միայն կաթնասուներում, պայմանավորված է սթրեսի հետևանքով:

JUNQ և IPOD

Սթրեսի պայմաններում, երբ eukaryotic բջիջը չի կարող հաղթահարել մեծ քանակությամբ չեղյալ հայտարարված սպիտակուցների կուտակում, դրանք կարող են ուղարկվել ժամանակավոր օրգանիզմների երկու տեսակի մեկից `JUNQ և IPOD (անգլերեն) ռուսերեն: .

JUNQ- ը (Eng. JUxta միջուկային որակի կառավարման խցիկ) կապված է միջուկային մեմբրանի արտաքին կողմի հետ և պարունակում է ubiquitulated սպիտակուցներ, որոնք կարող են արագ տեղափոխվել ցիտոպլազմ, ինչպես նաև շապերոններ և պրոտեազոմներ: JUNQ- ի նախատեսված գործառույթը սպիտակուցները թարմացնելն ու (կամ) քայքայումն է:

IPOD (անլուծելի սպիտակուցային ավանդ ՝ ավանդական լուծույթ ունեցող անթափանց սպիտակուցներ պահելու վայր) գտնվում է կենտրոնական վակուոլի մոտակայքում և պարունակում է ամիլոիդ ձևավորող սպիտակուցների անշարժ շարժվող ագրեգատներ: Այս սպիտակուցների կուտակումը IPOD- ում կարող է կանխել դրանց փոխազդեցությունը նորմալ բջջային կառուցվածքների հետ, հետևաբար, համարվում է, որ այս ներառումը պաշտպանիչ գործառույթ ունի:

Սպիտակուցների գործառույթները մարմնում

Ինչպես և այլ կենսաբանական մակրո մոլեկուլները (պոլիսաքարիդներ, լիպիդներ և նուկլեինաթթուներ), սպիտակուցները բոլոր կենդանի օրգանիզմների հիմնական բաղադրիչներն են և կարևոր դեր են խաղում բջիջների կյանքում: Սպիտակուցներն իրականացնում են նյութափոխանակության գործընթացներ: Դրանք ներբջջային կառուցվածքների մի մաս են `օրգանիզմներ և ցիտոսկլետներ, որոնք գաղտնազերծվում են արտաբջջային տարածություն, որտեղ նրանք կարող են հանդես գալ որպես բջիջների միջև փոխանցվող ազդանշան, մասնակցել սննդի հիդրոլիզմանը և միջբջջային նյութի ձևավորմանը:

Սպիտակուցների դասակարգումը ըստ իրենց գործառույթների, բավականին կամայական է, քանի որ նույն սպիտակուցը կարող է իրականացնել մի քանի գործառույթներ: Նման բազմաֆունկցիոնալության լավ ուսումնասիրված օրինակ է լիզիլ tRNA սինթետազը, ամինոազիլ tRNA սինթետազների դասի ֆերմենտը, որը ոչ միայն կցում է լիզինի մնացորդը tRNA- ին, այլև կարգավորում է մի քանի գեների արտագրությունը: Սպիտակուցները կատարում են բազմաթիվ գործառույթներ `կապված ֆերմենտային գործունեության հետ: Այսպիսով, ֆերմենտներն են `myosin շարժիչային սպիտակուցը, կարգավորող սպիտակուցի kinase սպիտակուցները, սպիտակուցային նատրիումի-կալիումի ադենոզինի տրիֆոսֆատազ սպիտակուցը և այլն:

Կատալիտիկական գործառույթ

Մարմնի մեջ սպիտակուցների առավել հայտնի գործառույթը տարբեր քիմիական ռեակցիաների կատալիզացումն է: Ֆերմենտները սպիտակուցներ են, որոնք ունեն հատուկ կատալիտիկական հատկություններ, այսինքն ՝ յուրաքանչյուր ֆերմենտ կատալիզացնում է մեկ կամ մի քանի նմանատիպ ռեակցիաներ: Ֆերմենտները կատալիզացնում են բարդ մոլեկուլների (կատաբոլիզմ) պառակտումը և դրանց սինթեզը (անաբոլիզմ), ներառյալ ԴՆԹ-ի վերամշակումը և նորոգումը և մատրիցային ՌՆԹ-ի սինթեզը: Մինչև 2013 թվականը նկարագրվել է ավելի քան 5000 ֆերմենտ: Ֆերմենտային կատալիզացիայի արդյունքում ռեակցիայի արագացումը կարող է հսկայական լինել. Enzyme orotidine-5'-fosphate decarboxylase- ի կողմից կատալիզացված ռեակցիան, օրինակ, 10 17 անգամ ավելի արագ է ընթանում, քան ոչ կատալիզացվածը (orotic թթու դեկարբոքսիլացման կիսաֆաբրիկատը `enzyme 18-ը): Մոլեկուլները, որոնք կցվում են ֆերմենտին և փոխվում են ռեակցիայի արդյունքում, կոչվում են ենթաշերտեր:

Չնայած նրան, որ ֆերմենտները սովորաբար բաղկացած են հարյուրավոր ամինաթթուների մնացորդներից, դրանցից միայն մի փոքր մասն է շփվում սուբստրատի հետ, և նույնիսկ ավելի փոքր քանակություններ `միջին հաշվով 3-4 ամինաթթուների մնացորդներ, որոնք հաճախ գտնվում են առաջնային կառուցվածքում միմյանցից շատ հեռու, ուղղակիորեն ներգրավված են կատալիզացման մեջ: Ֆերմենտային մոլեկուլի այն հատվածը, որն ապահովում է ենթաշերտի և կատալիզացման կապը, կոչվում է ակտիվ կենտրոն:

1992 թ.-ին Կենսաքիմիայի և մոլեկուլային կենսաբանության միջազգային միությունն առաջարկել է ֆերմենտների հիերարխիկ անվանացանկի վերջնական տարբերակը `հիմնվելով նրանց կողմից կատալիզացված ռեակցիաների տեսակի վրա: Ըստ այս անվանացանկի ՝ ֆերմենտների անունները միշտ պետք է ունենան վերջաբան.հիմունքները և ձևավորել կատալիզացված ռեակցիաների անուններից և դրանց ենթաշերտերից: Յուրաքանչյուր ֆերմենտին նշանակվում է անհատական ​​ծածկագիր, որով հեշտությամբ կարելի է որոշել դրա դիրքը ֆերմենտների հիերարխիայում:Ըստ կատալիզացված ռեակցիաների տեսակի ՝ բոլոր ֆերմենտները բաժանվում են 6 դասի.

• CF 1. Oxidoreductases, որը կատալիզացնում է ռեդոքսի ռեակցիաները.
• CF 2. Փոխանցումներ, որոնք կատալիզացնում են քիմիական խմբերի տեղափոխումը մեկ ենթաշերտ մոլեկուլից մյուսը,
• CF 3. Հիդրոլազները կատալիզացնում են քիմիական պարտատոմսերի հիդրոլիզացումը.
• CF 4. Լյազները կատալիզացնում են առանց հիդրոլիզի քիմիական պարտատոմսերի խզումը `արտադրանքներից մեկում կրկնակի կապի ձևավորմամբ.
• CF 5. Իզոմերազներ, որոնք կատալիզացնում են ենթակառուցվածքի մոլեկուլում կառուցվածքային կամ երկրաչափական փոփոխությունները.
• CF 6. Լիգազներ, որոնք կատալիզացնում են նյութերի քիմիական կապերի ձևավորումը ենթաբազմությունների միջև `ATP դիֆոսֆատ կապի կամ նմանատիպ տրիֆոսֆատի հիդրոլիզացիայի պատճառով:

Կառուցվածքային գործառույթ

Ytիտոսկետի կառուցվածքային սպիտակուցները ՝ որպես մի տեսակ բազուկ, ձևի բջիջներ և շատ օրգանիզմներ և ներգրավված են բջիջների ձևի փոփոխության մեջ: Կառուցվածքային սպիտակուցների մեծ մասը թելիկավոր է. Ակտինի և տուբուլինի մոնոմերները, օրինակ, գլոբուլային, լուծելի սպիտակուցներ են, բայց պոլիմերացումից հետո նրանք ձևավորում են ցիտոսկլետը կազմող երկար տողեր, ինչը հնարավորություն է տալիս բջիջը պահպանել ձևը: Կոլագենը և էլաստինը կապակցող հյուսվածքի միջքաղաքային նյութի հիմնական բաղադրիչներն են (օրինակ ՝ աճառ), իսկ մազերը, եղունգները, թռչունների փետուրները և որոշ կճեպներ կազմված են մեկ այլ կերատինային կառուցվածքային սպիտակուցից:

Պաշտպանիչ գործառույթ

Սպիտակուցների պաշտպանիչ գործառույթների մի քանի տեսակներ կան.

1. Ֆիզիկական պաշտպանություն: Մարմնի ֆիզիկական պաշտպանությունն ապահովվում է կոլագենի կողմից, սպիտակուց, որը կազմում է միակցիչ հյուսվածքների միջքաղաքային նյութի հիմքը (ներառյալ ոսկորները, աճառը, ջիլերը և մաշկի խորը շերտերը (դերմիսը), կերատինը, որը կազմում է եղջյուրավոր վահանների, մազերի, փետուրների, եղջյուրների և էպիդերմիսի այլ ածանցյալների հիմքը: Սովորաբար, նման սպիտակուցները համարվում են որպես սպիտակուցներ, որոնք ունեն կառուցվածքային գործառույթ: Այս խմբի սպիտակուցների օրինակներն են `ֆիբրինոգենը և թրոմբինը, որոնք ներգրավված են արյան մակարդման գործընթացում:
2. Քիմիական պաշտպանություն: Տոքսինների սպիտակուցային մոլեկուլներին կապելը կարող է ապահովել դրանց վերամշակումը: Մարդկանց մոտ դետոքսիզացիայի հարցում հատկապես կարևոր դեր է խաղում լյարդի ֆերմենտները, որոնք քայքայում են թունավորումները կամ դրանք վերածում են լուծելի ձևի, ինչը նպաստում է դրանց արագ վերացմանը մարմնից:
3. Իմունային պաշտպանություն: Սպիտակուցները, որոնք կազմում են արյունը և մարմնի այլ հեղուկները, ներգրավված են մարմնի պաշտպանական պատասխանին ինչպես վնասվածքին, այնպես էլ պաթոգենների հարձակմանը: Լրացուցիչ համակարգի սպիտակուցները և հակամարմինները (իմունոգլոբուլինները) պատկանում են երկրորդ խմբի սպիտակուցներին, դրանք չեզոքացնում են բակտերիաները, վիրուսները կամ օտարերկրյա սպիտակուցները: Հակամարմինները, որոնք ադապտացվող իմունային համակարգի մի մասն են, կցվում են մարմնին օտար նյութեր ունեցող նյութերին, անտիգեններին և դրանով իսկ չեզոքացնում դրանք ՝ ուղղորդելով դրանք ոչնչացման վայրեր: Հակամարմինները կարող են գաղտնազերծվել միջբջջային տարածքում կամ ամրագրվել մասնագիտացված B- լիմֆոցիտների մեմբրանների մեջ, որոնք կոչվում են պլազմոցիտներ:

Կարգավորող գործառույթ

Բջիջների ներսում շատ գործընթացներ կարգավորվում են սպիտակուցային մոլեկուլներով, որոնք ոչ էներգիայի աղբյուր են, ոչ էլ բջիջների համար շինանյութ: Այս սպիտակուցները կարգավորում են բջիջների առաջընթացը բջջային ցիկլում, տառադարձում, թարգմանում, խճճում, այլ սպիտակուցների ակտիվությունը և շատ այլ գործընթացներ: Սպիտակուցները կատարում են կարգավորող գործառույթը կա՛մ ֆերմենտային գործունեության պատճառով (օրինակ, սպիտակուցային kinases), կա՛մ այլ մոլեկուլների համար հատուկ կապի պատճառով: Այսպիսով, տառադարձման գործոնները, ակտիվացնող սպիտակուցները և ռեպրեսորային սպիտակուցները կարող են կարգավորել գեների արտագրման ինտենսիվությունը `պարտադիր իրենց կարգավորիչ հաջորդականություններին: Թարգմանության մակարդակում շատ mRNA- ների ընթերցումը կարգավորվում է նաև սպիտակուցային գործոնների ավելացմամբ:

Ներբջջային գործընթացների կարգավորման մեջ ամենակարևոր դերը խաղում են սպիտակուցային կինազները և սպիտակուցային ֆոսֆատազները `ֆերմենտներ, որոնք ակտիվացնում կամ խանգարում են այլ սպիտակուցների գործունեությունը` դրանց կցելով կամ ֆոսֆատների խմբերը բաժանելով:

Ազդանշանի գործառույթ

Սպիտակուցների ազդանշանային գործառույթը սպիտակուցների ծառայելու ունակությունն է `ազդանշանային նյութեր ծառայելու, բջիջների, հյուսվածքների, օրգանների և օրգանիզմների միջև ազդանշաններ փոխանցելու: Հաճախ, ազդանշանային գործառույթը զուգորդվում է կարգավորիչի հետ, քանի որ շատ ներբջջային կարգավորող սպիտակուցներ նույնպես ազդանշաններ են փոխանցում:

Ազդանշանային ֆունկցիան իրականացվում է հորմոնային սպիտակուցներով, ցիտոկիններով, աճի գործոններով և այլն:

Հորմոններն իրականացվում են արյան միջոցով: Կենդանիների հորմոնների մեծ մասը սպիտակուցներ կամ պեպտիդներ են: Հորմոնի կապումը նրա ընկալիչի հետ ազդանշան է, որը առաջացնում է բջջային պատասխան: Հորմոնները կարգավորում են նյութերի կոնցենտրացիան արյան և բջիջների, աճի, վերարտադրության և այլ գործընթացների մեջ: Նման սպիտակուցների օրինակ է ինսուլինը, որը կարգավորում է արյան մեջ գլյուկոզի կոնցենտրացիան:

Բջիջները փոխազդում են միմյանց հետ ՝ օգտագործելով ազդանշանային սպիտակուցներ, որոնք փոխանցվում են միջբջջային նյութի միջոցով: Նման սպիտակուցները ներառում են, օրինակ, ցիտոկիններ և աճի գործոններ:

Ytիտոկինները պեպտիդ ազդանշանային մոլեկուլ են: Նրանք կարգավորում են բջիջների միջև փոխհարաբերությունները, որոշում են դրանց գոյատևումը, խթանում կամ խանգարում են աճը, տարբերակումը, ֆունկցիոնալ գործունեությունը և ապոպտոզը, ապահովում են իմունային, էնդոկրին և նյարդային համակարգերի համակարգումը: Ytիտոկինների օրինակ է ուռուցքի նեկրոզի գործոնը, որը փոխանցում է բորբոքային ազդանշաններ մարմնի բջիջների միջև:

Պահեստային (սպասման) գործառույթ

Նման սպիտակուցները ներառում են այսպես կոչված պահուստային սպիտակուցներ, որոնք պահվում են որպես էներգիայի և նյութի աղբյուր բույսերի սերմերում (օրինակ ՝ 7S և 11S գլոբուլիններ) և կենդանիների ձվեր: Մի շարք այլ սպիտակուցներ մարմնում օգտագործվում են որպես ամինաթթուների աղբյուր, որոնք էլ իրենց հերթին կենսաբանորեն ակտիվ նյութերի նախադրյալներ են, որոնք կարգավորում են նյութափոխանակության գործընթացները:

Ընկալիչի գործառույթ

Սպիտակուցի ընկալիչները կարող են տեղակայվել ինչպես ցիտոպլազմում, այնպես էլ ինտեգրվել բջջային մեմբրանի մեջ: Ռեցեպտորի մոլեկուլի մի մասը ստանում է ազդանշան, որին առավել հաճախ սպասարկվում է քիմիական նյութ, իսկ որոշ դեպքերում `թեթև, մեխանիկական սթրես (օրինակ, ձգվող) և այլ խթաններ: Երբ ազդանշանը ենթարկվում է մոլեկուլի հատուկ մասի `ընկալիչի սպիտակուցի, տեղի են ունենում դրա կոնֆորմացիոն փոփոխությունները: Արդյունքում, փոփոխվում է մոլեկուլի մեկ այլ մասի կազմաձևը, որը ազդանշան է փոխանցում այլ բջջային բաղադրիչներին: Կան ազդանշանների փոխանցման մի քանի մեխանիզմներ: Որոշ ընկալիչները կատալիզացնում են որոշակի քիմիական ռեակցիա, մյուսները ծառայում են որպես իոնային ալիքներ, որոնք բացվում կամ փակվում են ազդանշանի գործողության վրա, իսկ մյուսները հատուկ կապում են միջքաղաքային միջնորդ մոլեկուլները: Մեմբրանային ընկալիչների մոտ ազդանշանի մոլեկուլին միացվող մոլեկուլի այն մասը գտնվում է բջջի մակերևույթի վրա, իսկ ազդանշանը փոխանցող դոմենը ներսում է:

Շարժիչային (շարժիչային) գործառույթ

Շարժիչային սպիտակուցների մի ամբողջ կարգ ապահովում է մարմնի շարժումները, օրինակ ՝ մկանների կծկումը, ներառյալ տեղաշարժը (միոզին), մարմնի ներսում բջիջների տեղաշարժը (օրինակ ՝ լեյկոցիտների ամեոբոիդ շարժումը), կիլիայի և ֆլագելայի շարժումը, ինչպես նաև ակտիվ և ուղղորդված ներբջջային տրանսպորտը (kinesin, dynein): . Dyneins- ը և kinesins- ը տեղափոխում են մոլեկուլները միկրոթուբուլների երկայնքով `օգտագործելով ATP հիդրոլիզը որպես էներգիայի աղբյուր: Dyneins- ը բջիջի ծայրամասային մասերից մոլեկուլներն ու օրգանելները տեղափոխում են ցենտրոզոմ, կինեզիններ ՝ հակառակ ուղղությամբ: Dyneins- ը նաև պատասխանատու է eukaryotes- ի cilia- ի և flagella- ի շարժման համար: Միոզինի ցիտոպլազմիկ տարբերակները կարող են ներգրավվել միկրոֆիլենտների միջոցով մոլեկուլների և օրգանոիդների տեղափոխման մեջ:

Սպիտակուցները նյութափոխանակության մեջ

Միկրոօրգանիզմների և բույսերի մեծ մասը կարող են սինթեզել 20 ստանդարտ ամինաթթուներ, ինչպես նաև լրացուցիչ (ոչ ստանդարտ) ամինաթթուներ, ինչպիսիք են ցիտրուլինը:Բայց եթե ամինաթթուները շրջակա միջավայրի մեջ են, նույնիսկ միկրոօրգանիզմները խնայում են էներգիան `ամինաթթուները բջիջներ տեղափոխելով և անջատելով դրանց կենսասինթետիկ ուղիները:

Ամինաթթուները, որոնք չեն կարող սինթեզվել կենդանիների կողմից, կոչվում են էական: Բիոսինթետիկ ուղիների հիմնական ֆերմենտները, օրինակ ՝ ասպարատ կինազը, որը կատալիզացնում է ասպարատից լիզինի, մեթիոնինի և տրեոնինի ձևավորման առաջին քայլը, բացակայում են կենդանիների մոտ:

Կենդանիները հիմնականում ստանում են ամինաթթուներ սննդի մեջ պարունակվող սպիտակուցներից: Սպիտակուցները ոչնչացվում են մարսողության ընթացքում, ինչը սովորաբար սկսվում է սպիտակուցի denaturation- ից `այն տեղադրելով թթվային միջավայրում և այն հիդրոլիզացնելով` օգտագործելով ֆերմենտներ կոչվող ֆերմենտներ: Մարսման արդյունքում ստացված որոշ ամինաթթուներ օգտագործվում են մարմնի սպիտակուցները սինթեզելու համար, իսկ մնացած մասը վերափոխվում են գլյուկոզայի ընթացքում գլյուկոզայի կամ օգտագործվում են Կրեբսի ցիկլում: Սպիտակուցը որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործելը հատկապես կարևոր է ծոմապահության պայմաններում, երբ մարմնի սեփական սպիտակուցները, հատկապես մկանները, ծառայում են որպես էներգիայի աղբյուր: Ամինաթթուները նաև մարմնի սննդում ազոտի կարևոր աղբյուր են:

Մարդու սպիտակուցների ընդունման համար չկան միասնական չափանիշներ: Խոշոր աղիքի միկրոֆլորան սինթեզում է ամինաթթուները, որոնք հաշվի չեն առնվում սպիտակուցային նորմերի պատրաստման գործընթացում:

Ուսումնասիրության մեթոդները

Սպիտակուցների կառուցվածքը և գործառույթները ուսումնասիրվում են ինչպես մաքրված պատրաստուկների վրա in vitro, և կենդանի օրգանիզմում նրանց բնական միջավայրում, in vivo- ում. Վերահսկվող պայմաններում մաքուր սպիտակուցների ուսումնասիրությունները օգտակար են իրենց գործառույթները որոշելու համար. Ֆերմենտների կատալիտիկական գործունեության կինետիկ առանձնահատկությունները, տարբեր սուբստրատների համար հարաբերական հարազատություն և այլն: in vivo- ում բջիջներում կամ ամբողջ օրգանիզմում տալիս են լրացուցիչ տեղեկություններ այն մասին, թե որտեղ են գործում և ինչպես կարգավորված է նրանց գործունեությունը:

Մոլեկուլային և բջջային կենսաբանություն

Մոլեկուլային և բջջային կենսաբանության մեթոդները սովորաբար օգտագործվում են բջիջում սպիտակուցների սինթեզը և տեղայնացումը ուսումնասիրելու համար: Լայնորեն ուսումնասիրելու եղանակը լայնորեն կիրառվում է ՝ հիմնվելով բջիջում քիմիական սպիտակուցի սինթեզի վրա, որը բաղկացած է ուսումնասիրված սպիտակուցից, որը կապված է «զեկուցողի» հետ, օրինակ ՝ կանաչ լյումինեսցենտ սպիտակուց (GFP): Նման սպիտակուցի գտնվելու վայրը բջիջում կարելի է տեսնել լյումինեսցենտային մանրադիտակի միջոցով: Բացի այդ, սպիտակուցները կարելի է պատկերացնել ՝ օգտագործելով դրանք հակամարմիններ, որոնք իրենց հերթին կրում են լյումինեսցենտային պիտակ: Հաճախ, ուսումնասիրված սպիտակուցի հետ միաժամանակ, արտացոլվում են այնպիսի օրգանելների հայտնի սպիտակուցներ, ինչպիսիք են էնդոպլազմիկ ցանցաթաղանթը, Գոլգիի ապարատը, լիզոզոմները և վակուոզները, ինչը թույլ է տալիս առավել ճշգրիտ որոշել ուսումնասիրված սպիտակուցի տեղայնացումը:

Իմունոհիստոքիմիական մեթոդները սովորաբար օգտագործում են հակամարմիններ, որոնք կոնյուգացված են ֆերմենտների հետ, որոնք կատալիզացնում են լուսավոր կամ գունավոր արտադրանքի ձևավորումը, ինչը թույլ է տալիս համեմատել նմուշներում ուսումնասիրված սպիտակուցների տեղայնացումը և քանակը: Սպիտակուցների գտնվելու վայրը որոշելու ավելի հազվագյուտ տեխնիկա է բջջային ֆրակցիաների հավասարակշռված գերծանրաբաշխումը `սաքսոզայի կամ ցեզիումի քլորիդի գրադիենտում:

Ի վերջո, դասական մեթոդներից մեկը իմունոէլեկտրոնային մանրադիտակն է, որը սկզբունքորեն նման է իմունոֆլորեսցիայի մանրադիտակին ՝ այն տարբերությամբ, որ օգտագործվում է էլեկտրոնային մանրադիտակ: Նմուշը պատրաստված է էլեկտրոնային մանրադիտակի համար, այնուհետև մշակվում է հակամարմիններով սպիտակուցի հետ, որոնք միացված են էլեկտրոնային խիտ նյութին, սովորաբար `ոսկուն:

Օգտագործելով կայքի ուղղված մուտագենեզը, հետազոտողները կարող են փոխել սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականությունը և, հետևաբար, դրա տարածական կառուցվածքը, բջիջում գտնվելու վայրը և գործունեության գործունեության կարգավորումը: Այս մեթոդի կիրառմամբ, օգտագործելով փոփոխված tRNA- ներ, արհեստական ​​ամինաթթուները նույնպես կարող են սպիտակուցի մեջ ներմուծվել, և նոր հատկություններով սպիտակուցներ կարելի է կառուցել:

Կենսաքիմիական

Անալիզ կատարել in vitro սպիտակուցը պետք է մաքրվի բջջային այլ բաղադրիչներից: Այս գործընթացը սովորաբար սկսվում է բջիջների ոչնչացումից և այսպես կոչված բջջային քաղվածք ստանալուց: Բացի այդ, ցենտրիֆուգացման և ուլտրակենտրոնացման մեթոդներով այս քաղվածքը կարելի է բաժանել ՝ լուծույթ պարունակող սպիտակուցներ պարունակող մի կոտորակ, թաղանթային լիպիդներ և սպիտակուցներ պարունակող մի մասն ու բջջային օրգանելներ և նուկլեինաթթուներ պարունակող մի մասն:

Սպիտակուցների տեղումներն աղաջրելու միջոցով օգտագործվում են սպիտակուցային խառնուրդները առանձնացնելու համար, ինչպես նաև թույլ է տալիս սպիտակուցների կոնցենտրացիան: Sedimentation- ի վերլուծությունը (ցենտրիֆուգացումը) թույլ է տալիս բաժանել սպիտակուցների խառնուրդներ ըստ առանձին սպիտակուցների նստվածքային կայունության արժեքի, որը չափվում է svedbergs- ում (S): Քրոմատագրության տարբեր տեսակներ այնուհետև օգտագործվում են ցանկալի սպիտակուցը կամ սպիտակուցները մեկուսացնելու համար `հիմնվելով այնպիսի հատկությունների վրա, ինչպիսիք են մոլեկուլային քաշը, լիցքը և կապը: Բացի այդ, սպիտակուցները կարող են մեկուսացվել ըստ դրանց լիցքի `օգտագործելով էլեկտրոկոկը:

Սպիտակուցների մաքրման գործընթացը պարզեցնելու համար հաճախ օգտագործվում է գենետիկական ճարտարագիտություն, ինչը թույլ է տալիս ստեղծել սպիտակուցների ածանցյալներ, որոնք հարմար են մաքրման համար ՝ առանց դրանց կառուցվածքի կամ գործունեության վրա ազդելու: «Պիտակները», որոնք փոքր ամինաթթուների հաջորդականություններ են, օրինակ, 6 կամ ավելի հիստիդինի մնացորդների ցանց, և դրանք կցվում են սպիտակուցի մեկ ծայրին: Երբ «պիտակավորված» սպիտակուցը սինթեզող բջիջների քաղվածքն անցնում է նիկելի իոններ պարունակող քրոմատոգրաֆիկ սյունով, histidine- ը կապվում է նիկելի հետ և մնում է սյունակում, իսկ լիզատի մնացած բաղադրիչները սյունակի միջով անցնում են անխափան (նիկել-շելատ քրոմատոգրաֆիա): Շատ այլ պիտակներ մշակվել են `օգնելու հետազոտողներին հատուկ սպիտակուցները մեկուսացնելու բարդ խառնուրդներից, առավել հաճախ` կապվածության քրոմատոգրաֆիայի միջոցով:

Սպիտակուցների մաքրման աստիճանը կարելի է որոշել, եթե հայտնի են նրա մոլեկուլային քաշը և իզոէլեկտրական կետը `օգտագործելով տարբեր տեսակի գել էլեկտրոֆորեզ, կամ չափելով ֆերմենտային ակտիվությունը, եթե սպիտակուցը ֆերմենտ է: Զանգվածային սպեկտրաչափությունը թույլ է տալիս նույնականացնել ընտրված սպիտակուցը ըստ նրա մոլեկուլային քաշի և դրա բեկորների զանգվածի:

Սպիտակուցներ

Բջջային սպիտակուցների ամբողջականությունը կոչվում է պրոտոմե, նրա ուսումնասիրությունը `պրոտեոմիկա, որը կոչվում է անալոգիա գենոմիկայի հետ: Պրոտեոմիկայի հիմնական փորձարարական մեթոդները ներառում են.

• 2D էլեկտրոֆորեզ, որը թույլ է տալիս առանձնացնել բազմաբազմազան սպիտակուցային խառնուրդները,
• զանգվածային սպեկտրոմետրիա, որը թույլ է տալիս նույնականացնել սպիտակուցները իրենց բաղադրիչ պեպտիդների զանգվածով `բարձր հզորությամբ,
• սպիտակուցային միկրոավտոբուսներ, որոնք թույլ են տալիս միաժամանակ չափել բջիջում մեծ քանակությամբ սպիտակուցների պարունակությունը,
• երկ հիբրիդ խմորիչ համակարգ , ինչը թույլ է տալիս համակարգված ուսումնասիրել սպիտակուց-սպիտակուցային փոխազդեցությունները:

Մի բջիջում սպիտակուցների կենսաբանորեն նշանակալից բոլոր փոխազդեցությունների ամբողջականությունը կոչվում է ինտերակտոմ: Երրորդական կառուցվածքների բոլոր հնարավոր տեսակները ներկայացնող սպիտակուցների կառուցվածքի համակարգված ուսումնասիրությունը կոչվում է կառուցվածքային գենոմիկա:

Կառուցվածքի կանխատեսում և մոդելավորում

Համակարգչային ծրագրերի միջոցով տարածական կառուցվածքի կանխատեսում (սիլիկում) թույլ է տալիս կառուցել սպիտակուցային մոդելներ, որոնց կառուցվածքը դեռևս փորձարարականորեն որոշված ​​չէ: Կառուցվածքային կանխատեսման առավել հաջող տիպը, որը հայտնի է որպես հոմոլոգիական մոդելավորում, հենվում է գոյություն ունեցող «ձևանմուշ» կառուցվածքի վրա, որը նման է ամինաթթուների հաջորդականությանը նմանեցված սպիտակուցին: Սպիտակուցների տարածական կառուցվածքը կանխատեսելու մեթոդներն օգտագործվում են սպիտակուցների գենետիկական ինժեներիայի զարգացող ոլորտում, որի օգնությամբ արդեն ձեռք են բերվել սպիտակուցների նոր երրորդական կառույցներ: Ավելի բարդ հաշվողական խնդիր է միջմոլեկուլային փոխազդեցությունների կանխատեսումը, ինչպիսիք են մոլեկուլային նավահանգիստը և սպիտակուց-սպիտակուցային փոխազդեցությունների կանխատեսումը:

Սպիտակուցների ծալովի և միջմոլեկուլային փոխազդեցությունները կարող են մոդելավորվել մոլեկուլային մեխանիկայի միջոցով: մասնավորապես մոլեկուլային դինամիկան և Մոնտե Կառլոյի մեթոդը, որոնք ավելի ու ավելի են օգտվում զուգահեռ և բաշխված հաշվարկներից (օրինակ ՝ Folding @ home նախագիծը):Փոքր α-աղիքային սպիտակուցային տիրույթների ծալումը, ինչպիսիք են չարագործ սպիտակուցը կամ ՄԻԱՎ-ի սպիտակուցներից մեկը, հաջողությամբ մոդելավորվել են սիլիկում. Օգտագործելով հիբրիդային մեթոդներ, որոնք համատեղում են ստանդարտ մոլեկուլային դինամիկան քվանտային մեխանիկայի հետ, ուսումնասիրվել են տեսողական գունանյութերի ռոդոպսինի էլեկտրոնային վիճակները: