Маълумот

2.3: Сохтор & Функсияи amp- Сафедаҳо I - Биология


Синтези сафедаҳо дар рибосомаҳо ба амал омада, бо пайвастани охири карбоксилии аминокислотаи якум ба аминокислотаи оянда ба амал меояд (расми 2.19). Охири сафеда, ки гурӯҳи озоди α-амин дорад, ҳамчун терминали аминокислотаҳо ё N-терминус номида мешавад. Қисми дигараш терминали карбоксил ё C-терминус номида мешавад, зеро он ягона гурӯҳи озоди α-карбоксилро дар бар мегирад. Ҳама гурӯҳҳои дигари α-амино ва гурӯҳҳои α-карбоксил дар ташаккули пептид пайваст мешаванд Расми 2.19 Пайвастшавии аминокислотаҳо тавассути пайвандҳои ташаккули пайванди пептидӣ, ки аминокислотаҳои аминокислотаҳои ҳамсояро ба ҳам мепайванданд. Протеинҳо аз терминали аминокислотаҳо сар карда, дар охири карбоксил ба анҷом мерасанд.

Ба таври схематикӣ дар расми 2.18 мо мебинем, ки чӣ тавр гурӯҳҳои пайдарпайи R-и сафеда дар самти алтернативӣ дар ҳар ду тарафи занҷири полипептид ҷойгир шудаанд. Ташкили гурӯҳҳои R-гурӯҳҳо дар ин тарзи тасодуфӣ нест. Монеаи стерикӣ метавонад вақте рух диҳад, ки гурӯҳҳои пайдарпайи R дар як тарафи сутуни пептидӣ нигаронида шудаанд (Расми 2.20)

Сохтори ибтидоӣ

Сохтори ибтидоӣ муайянкунандаи ниҳоии конформатсияи умумии сафеда мебошад. Сохтори ибтидоии ҳар як сафеда дар натиҷаи мутатсия ва интихоби давраи эволютсия ба ҳолати кунунии худ расид. Сохтори ибтидоии сафедаҳо аз рӯи пайдарпаии рамзгузории ДНК барои он дар геном муқаррар карда мешавад. Минтақаҳои ДНК, ки сафедаҳо муайян мекунанд, ҳамчун минтақаҳои рамзгузорӣ (ё генҳо) маълуманд.

Пайдарпайвандҳои асосии ин минтақаҳо пайдарпайии аминокислотаҳо дар сафедаҳо бо мувофиқати як ба як байни кодонҳо (гурӯҳҳои се асоси пайдарпай) дар ДНК ва аминокислотаҳо дар сафедаи рамзшуда муайян карда мешаванд. Пайдарпайии кодонҳо дар ДНК, ки ба РНК-и паёмнависӣ нусхабардорӣ карда мешаванд, пайдарпайии аминокислотаҳо дар сафедаро муайян мекунад. (Расми 2.21).

Тартиби ба ҳам пайвастани аминокислотаҳо дар синтези сафедаҳо ба муайян кардани маҷмӯи таъсири мутақобилаи аминокислотаҳо ҳатто ҳангоми ба амал омадани синтез оғоз мекунад. Яъне, полипептид ҳатто ҳангоми сохта шуданаш ҳам печида метавонад. Тартиби сохторҳои гурӯҳи R ва таъсири мутақобилаи натиҷавӣ хеле муҳим аст, зеро таъсири мутақобилаи барвақт ба мутақобилаи баъдӣ таъсир мерасонад. Сабаб дар он аст, ки таъсири мутақобила ба таъсиси сохторҳо оғоз мекунад - дуюмдараҷа ва сеюм. Агар сохтори спиралӣ (сохти дуюмдараҷа) ба вуҷуд ояд, масалан, имкони таъсири мутақобилаи аминокислотаи аминокислотаи Rgroup аз он вақте ки спирал ташаккул наёфта буд, фарқ мекунад (расми 2.22). Таъсири мутақобилаи гурӯҳи R низ метавонад дар пайдарпаии полипептидҳо (сохти сеюм) каҷҳоро ба вуҷуд орад ва ин каҷҳо метавонанд (дар баъзе мавридҳо) имкониятҳоеро барои мутақобила эҷод кунанд, ки бидуни хам кардан ғайриимкон буданд ё (дар дигар мавридҳо) имкониятҳои мутақобилаи шабеҳро пешгирӣ кунанд.

Сохтори дуввум

Вақте ки синтези сафедаҳо пеш меравад, таъсири мутақобилаи аминокислотаҳои ба ҳам наздик ба амал меоянд, ки шакли маҳаллиро ба вуҷуд меоранд, ки сохтори дуюмдараҷа номида мешаванд. Ба ин сохторҳои дуюмдараҷа α-спирал ва β-риштаҳои маъруф дохил мешаванд. Ҳардуро Линус Полинг, Роберт Кори ва Ҳерман Брэнсон дар соли 1951 пешгӯӣ карда буданд. Ҳар як сохтор дорои хусусиятҳои беназир аст.

α-спирал

α-спирал сохтори печдор дорад, ки дар як гардиши спирал 3,6 аминокислотаҳо дорад (5 гардиши спирал = 18 аминокислотаҳо). Спиральҳо асосан ростдаст мебошанд - танҳо дар ҳолатҳои нодир, масалан, дар пайдарпаии дорои глицинҳои зиёд метавонанд α-спиралҳои чапдастро ташкил кунанд. Дар α-спирал, пайвандҳои гидрогенӣ дар байни гурӯҳҳои C=O ва гурӯҳҳои N-H дар сутуни полипептидҳо ба вуҷуд меоянд, ки аз чор кислотаи аминокислотаҳо дуранд. Ин пайвандҳои гидрогенӣ қувваҳои аввалиндараҷа мебошанд, ки α-спиралро устувор мекунанд.

Мо истилоҳҳои баландшавӣ, такрорӣ ва қатронро барои тавсифи параметрҳои ҳама гуна чархбол истифода мебарем. Такрор ин шумораи боқимондаҳо дар спирал пеш аз оғози такрори он мебошад. Барои α-спирал такрори 3,6 аминокислотаҳо дар як гардиши спирал аст. Баландшавӣ масофаест, ки спирал бо илова кардани ҳар як боқимонда баланд мешавад. Барои α-спирал ин 0,15 нм ба як аминокислотаро ташкил медиҳад. Қатрон масофаи байни гардишҳои пурраи спирал аст. Барои α-спирал ин 0,54 нм аст. Устувории α-спирал бо мавҷудияти аспартати аминокислотаҳо зиёд мешавад.

β ришта / варақ

Спираль, албатта, объекти се андоза аст. Шакли ҳамворшудаи спирал дар ду андоза тавсифи маъмули риштаи β мебошад. Ба ҷои чархҳо, β-риштаҳо хамҳо доранд ва онҳоро баъзан ҳамчун плисаҳо меноманд, ба монанди плитаҳои парда. β-риштаҳоро метавон барои ташкили сохторҳои ба таври муфассал ташкилшуда, ба монанди варақҳо, баррелҳо ва дигар сохторҳо ташкил кард.

Сохторҳои қатори β-тартиби олиро баъзан сохторҳои суперсекундарӣ меноманд), зеро онҳо таъсири мутақобилаи аминокислотаҳоеро дар бар мегиранд, ки аз рӯи пайдарпайии аввалия наздик нестанд. Ин сохторҳо низ тавассути пайвандҳои гидрогенӣ байни атомҳои оксигени карбонил ва гидрогенҳои гурӯҳҳои аминҳо дар сутуни полипептид устувор мешаванд (расми 2.28). Дар сохтори тартиби олӣ риштаҳо метавонанд параллел (амино ба самти карбоксил якхела) ё зидди параллелӣ (амино ба самтҳои карбоксил муқобили якдигар) ҷойгир шаванд (дар расми 2.27, самти ришта бо сари тири лента нишон дода шудааст). диаграммаҳо).

Гард мекунад

Гардҳо (баъзан гардишҳои баръакс номида мешаванд) як намуди сохтори дуюмдараҷа мебошанд, ки тавре ки аз ном бармеояд, гардиши сохтори занҷири полипептидҳоро ба вуҷуд меорад. Гардҳо дар ниҳоят сохтори сеюмро ба вуҷуд меоранд, ки боиси халалдор шудани сохторҳои дуюмдараҷа мешаванд (α-спиралҳо ва β-риштаҳо) ва аксар вақт ҳамчун минтақаҳои пайвасткунандаи байни ду минтақаи сохтори дуюмдараҷаи сафеда хизмат мекунанд. Пролин ва глицин дар гардиш наќшњои умумиро мебозанд, мутаносибан чандирии камтар (оѓози гардиш) ва чандирии бештарро (осоиши гардиш) таъмин мекунанд.

Ҳадди ақал панҷ намуди гардишҳо вуҷуд доранд, ки вариантҳои зиёди ҳар як гардишҳои гуногунро ба вуҷуд меоранд. Панҷ намуди гардишҳо иборатанд

• δ- гардишҳо - аминокислотаҳои охири бо як пайванди пептидӣ ҷудо мешаванд

• γ-гардҳо - ҷудошавӣ бо ду пайванди пептидӣ

•β- гардишҳо - ҷудошавӣ бо се пайванди пептидӣ

•α-гардҳо – ҷудошавӣ бо чор пайванди пептидӣ

•π- гардишҳо - ҷудошавӣ бо панҷ пайванд

Аз инҳо, гардишҳои β шакли маъмултарин мебошанд ва δ-гардҳо назариявӣ мебошанд, аммо аз сабаби маҳдудиятҳои стерикӣ ба эҳтимоли зиёд нестанд. Дар расми 2.29 гардиши β-ро тасвир мекунад.

310 спиралҳо

Илова ба α-спирал, β-риштаҳо ва гардишҳои гуногун, дар сафедаҳо сохторҳои дигари мунтазам ва такроршаванда дида мешаванд, аммо хеле камтар ба назар мерасанд. 310 спирал чорумин сохтори дуюмдараҷаи фаровон дар сафедаҳо мебошад, ки тақрибан 10-15% тамоми спиралҳоро ташкил медиҳад. Спираль номи худро аз он гирифтааст, ки дар 3 гардиш 10 аминокислотаҳо мавҷуд аст. Он дасти рост аст. Пайвастҳои гидрогенӣ дар байни аминокислотаҳо ба вуҷуд меоянд, ки аз ҳам се боқимонда мебошанд. Одатан, 310 спирал дар охири амин ё карбоксилии α-спирал пайдо мешавад. Мисли α-спирал, 310 спирал бо мавҷудияти аспартат дар пайдарпаии он устувор мешавад.

π-спиралҳо

π-спиралро метавон ҳамчун як намуди махсуси α-спирал баррасӣ кард. Баъзе маъхазхо онро хамчун α-спирал тавсиф мекунанд, ки дар мобайни он кислотаи иловагии аминокислота часпидааст (Расми 2.32). π-спиралҳо хеле кам нестанд ва ҳадди аққал як маротиба дар 15% тамоми сафедаҳо пайдо мешаванд. Мисли α- спирал, π-спирал ростдаст аст, аммо дар он ҷое, ки α-спирал дар 5 гардиш 18 аминокислотаҳо дорад, π-спирал дар 5 гардиш 22 аминокислотаҳо дорад. π-спиралҳо одатан ба масофаҳои хеле дур дароз намешаванд. Аксарияти онҳо танҳо тақрибан 7 аминокислотаҳо доранд ва пайдарпаӣ қариб ҳамеша дар мобайни минтақаи α-спиралӣ рух медиҳад.

Қитъаҳои Рамачандран

Соли 1963 Г.Н. Рамачандран, Ч. Рамакришнан ва В. Сасисехаран тарзи нави тавсифи сохтори сафедаро тавсиф карданд. Агар устухони занҷири полипептидро баррасӣ кунем, он аз маҷмӯи такрории се пайванд иборат аст. Пайдарпай (дар самти аминокислотаҳо ба карбоксил) онҳо 1) пайванди гардишшаванда (ψ) байни α-карбон ва α-карбоксил, ки пеш аз пайванди пептидӣ мебошанд (ниг. ИН ҶО), 2) пайванди пептидҳои гардишнашаванда (ω) байни α -гурӯҳҳои карбоксил ва α-амин), ва 3) пайванди гардишшаванда (φ) байни α-амин ва α-карбон пас аз пайванди пептидӣ (ниг. ИН ҶО). Дар расмҳои 2.33 ва 2.34 қайд кунед, ки аминокислота ба самти карбоксил аз рост ба чап аст.

Мавҷудияти оксигени карбонил дар гурӯҳи α-карбоксил имкон медиҳад, ки пайванди пептидӣ ҳамчун сохтори резонанс мавҷуд бошад, яъне он дар баъзе вақтҳо ҳамчун пайванди дукарата рафтор мекунад. Вомбаргҳои дукарата, албатта, наметавонанд гардиш кунанд, аммо вомбаргҳои ҳарду тарафи он каме озодии гардиш доранд. Кунҷҳои φ ва ψ бо арзишҳои муайян маҳдуданд, зеро баъзе кунҷҳо ба монеаи стерикӣ оварда мерасонанд. Илова бар ин, ҳар як намуди сохтори дуюмдараҷа дорои доираи хоси арзишҳои φ ва ψ мебошад.

Рамачандран ва ҳамкасбон ҳисобҳои назариявии устувории энергетикии ҳама кунҷҳои имконпазирро аз 0° то 360° барои ҳар як кунҷҳои φ ва ψ анҷом доданд ва натиҷаҳоро дар қитъаи Рамачандран (инчунин қитъаи φ-ψ номида мешавад), ҷудо кардани минтақаҳои кунҷҳоро тартиб доданд. ки аз чихати назариявй устувортарин буданд (Расми 2.35).

Се минтақаи ибтидоии устуворӣ муайян карда шуданд, ки ба кунҷҳои φ-ψ риштаҳои β (аз чапи боло), α-спиралҳои дасти рост (аз поёни чап) ва α-спиралҳои чапдаст (аз рости боло) мувофиқанд. Нақшаҳои устувории пешбинишуда дар муқоиса бо кунҷҳои φ-ψ сафедаҳои воқеӣ хеле дақиқ мебошанд.

Пешгӯии сохтори дуввум

Љадвали 2.3 - Тамоюли нисбии њар як аминокислота дар сохтори дуюмдараља. Арзишҳои баландтар тамоюли бештарро нишон медиҳанд Тасвир аз ҷониби Пенелопа Ирвинг

Бо муқоисаи сохтори ибтидоӣ (пайвандҳои кислотаи аминокислотаҳо) бо сохторҳои маълуми сафедаи 3D, ҳар дафъае, ки аминокислотаҳо дар α-спирал, β-ришта/варақ ё гардиш пайдо мешаванд, ҳисоб кардан мумкин аст. Таҳлили компютерии ҳазорҳо ин пайдарпайҳо имкон медиҳад, ки эҳтимолияти пайдо шудани ҳар як аминокислотаи аминокислотаҳо дар ҳар яке аз ин сохторҳо таъин карда шавад. Бо истифода аз ин тамоюлҳо, метавон бо дақиқии то 80% минтақаҳои сохтори дуюмдараҷаро дар сафеда танҳо дар асоси пайдарпайии аминокислотаҳо пешгӯӣ кард.

Ин дар ҷадвали 2.3 дида мешавад. Дар пайдарпаии ибтидоии се аминокислотаҳои пайдарпай бо тамоюли нисбӣ аз як зиёд будани он нишондиҳандаи он аст, ки ин минтақаи полипептид дар сохтори дуюмдараҷаи мувофиқ қарор дорад. Манбаи онлайн барои пешгӯии сохторҳои дуюмдараҷа бо номи PSIPRED ИН ҶО дастрас аст.

Гидрофобия

Ҷадвали 2.4 - Холҳои гидропатия

Химияи Rgroups аминокислотаҳо ба сохторҳое, ки онҳо бештар маъмуланд, таъсир мерасонад. Зермаҷмӯҳои хосиятҳои кимиёвии онҳо метавонанд ба сохтор ва баъзан ҷойгиршавии ҳуҷайра маълумот диҳанд. Мисоли олӣ ин гидрофобӣ (тамоюлҳои пешгирӣ аз об) -и баъзе Rgroups мебошад. Бо назардошти муҳити обии ҳуҷайра, чунин гурӯҳҳои R-ҳо эҳтимол дар сатҳи берунии сафедаи қатшуда вуҷуд надоранд.

Аммо, ин қоида барои минтақаҳои сафеда, ки метавонанд дар дохили дуқабатҳои липидҳои мембранаҳои ҳуҷайра/органелла ҷойгир шаванд, риоя намешавад. Сабаб дар он аст, ки минтақаи чунин сафедаҳо, ки доменҳои трансмембраниро ташкил медиҳанд, дар муҳити гидрофобӣ дар мобайни ду қабати липидҳо дафн карда мешаванд.

Тааҷҷубовар нест, ки скан кардани пайдарпаии ибтидоӣ барои дарозии мушаххаси андоза/фосилаи аминокислотаҳои гидрофобӣ метавонад барои муайян кардани сафедаҳои дар мембранаҳо мавҷудбуда кӯмак кунад. Дар ҷадвали 2.4 арзишҳои гидрофобӣ барои R-гурӯҳҳои аминокислотаҳо нишон дода шудаанд. Дар ин маҷмӯа, миқёс аз арзишҳои мусбат (гидрофобӣ) то арзишҳои манфӣ (гидрофилӣ) мегузарад. Нақшаи гидропатияи KyteDoolittle барои сафедаи мембранаи протоонкогении RET дар расми 2.36 нишон дода шудааст. Ду минтақаи сафеда хеле гидрофобӣ мебошанд, зеро аз қуллаҳои наздикии аминокислотаҳои 5-10 ва 630-640 дидан мумкин аст. Ба таври оқилона интизор шудан мумкин аст, ки чунин минтақаҳо дар дохили сафедаи қатшуда ҷойгиранд ё қисми доменҳои трансмембранӣ бошанд.

Рангҳои тасодуфӣ

Баъзе қисмҳои сафеда сохтори муқаррарӣ ва намоён надоранд ва баъзан мегӯянд, ки сохтори дуюмдараҷа надоранд, гарчанде ки онҳо метавонанд пайвандҳои гидроген дошта бошанд. Чунин сегментҳо дар печҳои тасодуфӣ тавсиф карда мешаванд ва метавонанд дар сохтори худ моеъ дошта бошанд, ки дар натиҷа онҳо шаклҳои устувор доранд. Рангҳои тасодуфиро бо усулҳои спектроскопӣ муайян кардан мумкин аст, ба монанди дихроизми даврашакл Википедиа ва резонанси магнитии ҳастаӣ (NMR), ки дар онҳо сигналҳои фарқкунанда мушоҳида мешаванд. Ҳамчунин нигаред ба сафедаҳои метаморфӣ (ИН ҶО) ва сафедаҳои бетартиби дохилӣ (ИН ҶО).

Сохтори олӣ

Унсури дигари сохтори сафедаҳоро гурӯҳбандӣ кардан душвортар аст, зеро он унсурҳои сохтори дуюмдараҷа ва сеюмро дар бар мегирад. Сохтори суперсекондарӣ (ё мотивҳои сохторӣ) номида мешавад, ин сохторҳо дорои ҷузъҳои зиёди сохтори дуюмдараҷаи наздик мебошанд, ки ба таври мушаххас ҷойгир шудаанд ва дар сафедаҳои сершумор пайдо мешаванд. Азбаски роҳҳои зиёде барои сохтани сохторҳои дуюмдараҷа аз сохторҳои гуногуни ибтидоӣ вуҷуд доранд, аз ин рӯ, метавонанд нақшҳои шабеҳ аз пайдарпаии гуногуни ибтидоӣ пайдо шаванд. Намунаи мотиви сохторӣ дар расми 2.37 нишон дода шудааст.

Сохтори сеюм

Протеинҳо аз ҳамдигар бо пайдарпаии аминокислотаҳо, ки онҳоро тарк мекунанд, фарқ мекунанд. Пайдарпайии аминокислотаҳои сафеда шакли сафедаҳоро муайян мекунад, зеро хосиятҳои кимиёвии ҳар як аминокислота қувваҳое мебошанд, ки ба эҷоди сохторҳои дуюмдараҷа, ба мисли α-спиралҳо ва β-риштаҳо таъсири мутақобилаи байнимолекулаҳоро ба вуҷуд меоранд. Ин пайдарпай инчунин гардишҳо ва чархҳои тасодуфиро муайян мекунад, ки дар раванди печонидани сафедаҳо нақши муҳим мебозанд.

Азбаски шакл барои функсияи сафеда муҳим аст, пайдарпаии аминокислотаҳо тамоми хосиятҳои сафедаро ба вуҷуд меорад. Дар баробари пеш рафтани синтези сафеда ҷузъҳои ҷудогонаи сохтори дуюмдараҷа бо ҳамдигар таъсир карда, қабатҳои аминокислотаҳоеро ба вуҷуд меоранд, ки аминокислотаҳоеро, ки дар сохтори аввалия ба ҳамдигар наздик нестанд, ба ҳам наздик мекунанд (расми 2.38). Дар сатҳи сеюми сохтор таъсири мутақобила байни R-гурӯҳҳои аминокислотаҳои сафеда, инчунин байни сутуни полипептидҳо ва гурӯҳҳои паҳлӯии аминокислотаҳо дар қабатшавӣ нақш мебозанд.

Протеинҳои глобулярӣ

Пӯшидан дар сафедаҳо шаклҳои 3-D-ро ба вуҷуд меорад, ки нахдор нестанд. Ин сафедаҳо глобулярӣ номида мешаванд. Протеини глобулярӣ бо ҳамон қувваҳое, ки ташаккули онро бармеангезанд, устувор карда мешавад. Ба инҳо таъсири мутақобилаи ионӣ, пайванди гидрогенӣ, қувваҳои гидрофобӣ, пайвандҳои ионӣ, пайвандҳои дисульфидӣ ва металлӣ дохил мешаванд. Табобат ба монанди гармӣ, тағирёбии рН, маводи шустушӯй, мочевина ва меркаптоэтанол қувваҳои мӯътадилкунандаро мағлуб мекунанд ва боиси кушода шудани сафеда шуда, сохтор ва (одатан) вазифаи худро гум мекунанд (Расми 2.39). Қобилияти гармӣ ва шустушӯй барои денатурат кардани сафедаҳо аз он иборат аст, ки мо хӯроки худро мепазем ва пеш аз хӯрок дастҳоямонро мешуем - ин гуна табобатҳо сафедаҳои микроорганизмҳои дасти моро денатурат мекунанд. Организмҳое, ки дар муҳитҳои ҳарорати баланд (зиёда аз 50°С) зиндагӣ мекунанд, дорои сафедаҳо бо тағирёбии қувваҳои устуворкунанда мебошанд - пайвандҳои иловагии гидроген, пулҳои иловагии намак (таъсири ионӣ) ва паймон метавонанд ҳама дар нигоҳ доштани ин сафедаҳо аз кушодашавӣ нақш бозанд.

Қувваҳои устуворкунандаи сафедаҳо

Пеш аз он ки раванди пӯшишро баррасӣ кунем, биёед баъзе қувваҳоро дида бароем, ки ба устувории сафедаҳо мусоидат мекунанд.

Пайвандҳои гидроген

Пайвандҳои гидрогенӣ дар натиҷаи гидрогенҳои қисман заряднок, ки дар пайвандҳои ковалентӣ мавҷуданд, ба вуҷуд меоянд. Ин ваќте ба амал меояд, ки атоме, ки гидроген бо он пайваст аст, нисбат ба худи гидроген нисбат ба худи гидроген дорои хосияти бештари электронегативї дорад ва дар натиља гидроген заряди ќисман мусбат дорад, зеро он электронњоро ба худ наздик нигоњ дошта наметавонад (расми 2.40).

Гидроген, ки бо ин роҳ қисман заряд шудааст, ба атомҳо, аз қабили оксиген ва нитроген, ки зарядҳои қисман манфӣ доранд, аз сабаби доштани электронегативии бештар ва ба ин васила электронҳоро ба худ наздиктар ҷалб мекунанд. Гидрогенҳои қисман мусбат заряднокро донорҳо меноманд, атомҳои кисман манфӣ, ки онҳоро ҷалб мекунанд, аксепторҳо номида мешаванд. (Ба расми 1.30 нигаред).

Пайвандҳои гидрогении инфиродӣ нисбат ба пайванди ковалентӣ хеле заифтаранд, аммо дар маҷмӯъ онҳо метавонанд қувваҳои қавӣ дошта бошанд. Оби моеъро дида бароем, ки дорои миқдори зиёди пайвандҳои гидрогенӣ мебошад (Расми 2.41). Ин қувваҳо кӯмак мекунанд, ки об дар ҳарорати хонагӣ моеъ боқӣ монад. Молекулаҳои дигаре, ки пайвандҳои гидрогении вазни молекулавии баробар ё зиёдтар аз об надоранд, ба монанди метан ё оксиди карбон, газҳои дар ҳарорати якхела мебошанд. Ҳамин тариқ, таъсири мутақобилаи байнимолекулаҳои байни молекулаҳои об барои якҷоя нигоҳ доштани об ва моеъ мондан кӯмак мекунанд. Қобили зикр аст, ки танҳо бо баланд бардоштани ҳарорати об то ҷӯшидани қувваҳои пайванди гидроген бартараф карда мешаванд ва имкон медиҳанд, ки об пурра газӣ шавад.

Пайвандҳои гидроген қувваҳои муҳим дар биополимерҳо мебошанд, ки ДНК, сафедаҳо ва селлюлозаро дар бар мегиранд. Ҳамаи ин полимерҳо ҳангоми ҷӯшидан сохтори аслии худро гум мекунанд. Пайвастҳои гидрогенӣ дар байни аминокислотаҳо, ки дар сохтори аввалия ба ҳамдигар наздиканд, метавонанд дар сафедаҳо сохторҳои мунтазам такроршаванда, ба монанди чархҳо ё плитҳо, ба вуҷуд оянд (сохти дуюмдараҷа).

Таъсири мутақобилаи ионӣ

Таъсири мутақобилаи ионӣ қувваҳои муҳими устуворкунандаи сохтори сафедаҳо мебошанд, ки аз ионизатсияи гурӯҳҳои R-дар аминокислотаҳо, ки сафеда доранд, ба вуҷуд меоянд. Ба инҳо аминокислотаҳои карбоксил (ИН ҶО), аминокислотаҳои аминокислотаҳо, инчунин сулфгидрили систеин ва баъзан гидроксили тирозин дохил мешаванд.

Қувваҳои гидрофобӣ

Қувваҳои гидрофобӣ сохтори сафедаҳоро дар натиҷаи таъсири мутақобила устувор мекунанд, ки ба истиснои об мусоидат мекунанд. Кислотаҳои аминокислотаҳои ғайриқутбӣ (одатан дар дохили сафедаҳо пайдо мешаванд) ба пайвастан бо ҳамдигар мусоидат мекунанд ва ин ба истиснои об таъсир мерасонад. Оби хориҷшуда нисбат ба обе, ки бо занҷирҳои паҳлӯи гидрофобӣ ҳамкорӣ мекунад, энтропия баландтар дорад. Ин аз он иборат аст, ки об ҳангоми ҳамкорӣ бо молекулаҳои гидрофобӣ хеле мунтазам ва ба таври мушаххас яксон мешавад.

Вақте ки об аз ин гуна таъсири мутақобила пешгирӣ карда мешавад, он хеле бетартиб аст, ки агар он бо минтақаҳои гидрофобӣ алоқаманд бошад. Маҳз аз ҳамин сабаб аст, ки аминокислотаҳои гидрофобӣ дар дохили сафедаҳо мавҷуданд - бинобар ин онҳо метавонанд обро истисно кунанд ва энтропияро зиёд кунанд.

Пайвандҳои дисульфидӣ

Пайвандҳои дисульфидӣ, ки ҳангоми ба ҳам наздик кардани ду занҷири паҳлӯии сулфгидрилии систеин ба вуҷуд меоянд, ба таври ковалентӣ минтақаҳои гуногуни сафедаҳоро ба ҳам мепайванданд ва метавонанд ба сохтори умумӣ қувваи бузург бахшанд (Расмҳои 2.42 ва 2.43).Ода ба сохтори сафеда аз ҷониби Кевин Ахерн Бист аминокислота як протеинро бо роҳҳои гуногун муайян мекунад Тартиби онҳо дар занҷири пептидӣ Шаклҳоеро, ки сафедаҳо ба даст меоранд, муайян мекунад Ва вақте ки онҳо печонида мешаванд, маро шод мегардонад, зеро ин сохторро дуюмдараҷа месозад Ин сеюм аст, ба ман гуфтаанд, ки Вақте ки сафеда печида мешавад Аммо занҷирҳои печонидашуда комилан даҳшатноканд Вақте ки якҷоя карда мешаванд, онҳо мӯъҷизаҳои табиатанд, ин бешубҳа, Мушкилот эҷод мекунад ва табобат мекунад. Як аблаҳ метавонад шеърҳои пептидӣ созад Аммо сафедаҳо аз рибозоэмҳо пайдо мешаванд Ин пасмондаҳои якҷояшудаи систеинро баъзан номида мешаванд. систин. Пайвандҳои дисульфидӣ қавитарин қувваҳои устуворкунандаи сохтори сафеда мебошанд.

кушунхои ван дер Ваальс

Қувваҳои ван дер Ваалс истилоҳест, ки барои тавсифи таъсири мутақобилаи гуногуни заиф, аз ҷумла онҳое, ки дар натиҷаи ҷалби байни молекулаи қутбӣ ва диполҳои муваққатӣ ё байни ду диполҳои муваққатӣ ба вуҷуд меоянд, истифода мешавад. Қувваҳои ван дер Ваалс аз сабаби хусусияти тағйирёбандаи ҷалб динамикӣ мебошанд ва дар муқоиса бо пайвандҳои ковалентӣ умуман заифанд, аммо метавонанд дар масофаи хеле кӯтоҳ назаррас бошанд.

Тағироти пас аз тарҷума

Тағйироти пас аз тарҷума метавонад боиси ташаккули пайвандҳои ковалентии сафедаҳоро устувор созад. Гидроксилизатсияи лизин ва пролин дар риштаҳои коллаген метавонад ба пайванди байни ин гурӯҳҳо оварда расонад ва пайвандҳои ковалентӣ дар натиҷа ба мустаҳкам ва устувор кардани коллаген мусоидат мекунанд.

Моделҳои пӯшида

Ҳоло ду модели маъмули қабати сафеда мавриди таҳқиқ қарор доранд. Дар якум (модели бархӯрди диффузӣ) як ҳодисаи ядрошавӣ равандро оғоз мекунад ва пас аз он ташаккули сохтори дуюмдараҷа мебошад. Бархӯрдҳои байни сохторҳои дуюмдараҷа (чунон ки дар β-мӯй дар расми 2.37) имкон медиҳад, ки печиш оғоз шавад. Баръакси ин, дар модели нуклеатсия-конденсатӣ сохторҳои дуюмдараҷа ва сеюм якҷоя ташкил мешаванд.

Пӯшидани сафедаҳо хеле зуд (0,1 то 1000 сония) ба амал меояд ва метавонад ҳангоми синтез ба амал ояд - терминали аминокислотаи сафеда метавонад пеш аз ба вуҷуд омадани терминали карбоксил ба қабати боло оғоз кунад, гарчанде ки ин на ҳамеша чунин аст.

Раванди пӯшиш

Гумон меравад, ки қабати сафедаҳо дар як манзараи энергетикии "хӯлаи қатшаванда" ба амал меояд, ки дар он ҳолати аслии сафедаи қатшуда ба ҳадди ақали энергияи озод дар шароити муҳити атроф (одатан ҳалкунандаи обӣ), ки дар он сафеда гудохта мешавад, мувофиқат мекунад. Тавре ки дар диаграмма дида мешавад (Расми 2.44), воҳиди энергетикӣ минимумҳои сершумори маҳаллӣ дорад, ки дар онҳо протеини қатшаванда ҳангоми ҳаракат дар қитъаи энергетикӣ ба дом афтода метавонад. Омилҳои дигар, аз қабили ҳарорат, майдонҳои электрикӣ/магнитӣ ва мулоҳизаҳои фазоӣ эҳтимолан нақш мебозанд.

Агар қувваҳои беруна ба ҳадди ақали энергияи маҳаллӣ ҳангоми печидан таъсир расонанд, ба раванд ва маҳсулоти ниҳоӣ таъсир расонидан мумкин аст. Тавре ки суръати мошине, ки ба роҳ меравад, ба бехатарии сафар таъсир мерасонад, инчунин мулоҳизаҳои энергетикӣ ба раванди пӯшиш таъсир мерасонанд ва роҳнамоӣ мекунанд, ки дар баъзе ҳолатҳо сафедаҳои пурра коркунанда ва дуруст печонидашуда ва дар баъзе ҳолатҳо "хатоҳо" -и нодуруст печонида мешаванд.

Дармонда

Вақте ки раванди печиш ба ҳадди ақали энергетикӣ мегузарад (поёни қубур дар расми 2.44), протеин метавонад дар ҳама гуна минимуми маҳаллӣ «часпида» шавад ва ба ҳолати ниҳоии қатшуда нарасад. Гарчанде ки ҳолати печонидашуда, умуман, муташаккилтар аст ва аз ин рӯ, энтропияро нисбат ба ҳолати кушодашуда коҳиш додааст, ду қуввае мавҷуданд, ки коҳиши энтропияро бартараф мекунанд ва равандро ба пеш мебаранд.

Якум ин бузургии камшавии энергия аст, ки дар график нишон дода шудааст. Азбаски ΔG = ΔH -TΔS, камшавии ΔH метавонад ΔS-и манфиро бартараф кунад, то ΔG-ро манфӣ кунад ва раванди печишро ба пеш тела диҳад. Ҳангоми ба вуҷуд омадани пайвандҳои ионӣ, вомбаргҳои гидрогенӣ, дисульфидӣ ва металлӣ дар ҷараёни печиш шароити мусоиди (камшавии) энергетикӣ ба вуҷуд меояд. Илова бар ин, таъсири гидрофобӣ энтропияро тавассути имкон медиҳад, ки аминокислотаҳои гидрофобӣ дар дохили сафедаи қатшуда обро истисно кунанд ва ба ин васила ба таъсири тартиботи сохтори сафеда муқобилат карда, ΔS-ро камтар манфӣ гардонад.

Пешгӯии сохтор

Барномаҳои компютерӣ дар пешгӯии сохтори дуюмдараҷа танҳо дар асоси пайдарпаии аминокислотаҳо хеле хубанд, аммо бо истифода аз ҳамон маълумот бо муайян кардани сохтори сеюм мубориза мебаранд. Ин қисман ба он вобаста аст, ки сохторҳои дуюмдараҷа дорои нуқтаҳои такрории устуворшавӣ дар асоси геометрия ва ҳама гуна сохтори мунтазами дуюмдараҷа (масалан, α-спирал) аз як ба дигар хеле кам фарқ мекунанд. Бо вуҷуди ин, сохторҳои печонидашуда шумораи зиёди сохторҳои имконпазир доранд, ки онро Парадокси Левинтал нишон додааст.

Спектроскопия

Аз сабаби нотавон будани пешгӯии сохтори сеюм дар асоси пайдарпаии аминокислотаҳо, сохторҳои сафедаҳо воқеан бо истифода аз усулҳои спектроскопия муайян карда мешаванд. Дар ин равишҳо, сафедаҳо ба шаклҳои гуногуни радиатсияи электромагнитӣ дучор мешаванд ва роҳҳои мутақобилаи онҳо бо радиатсионӣ ба муҳаққиқон имкон медиҳад, ки координатҳои атомиро дар ҳалли Ангстром аз зичии электронҳо муайян кунанд (ниг. Кристаллографияи рентгенӣ) ва чӣ гуна спинҳои ядроҳо (ниг. NMR).

Парадокси Левинтал

Дар охири солҳои 1960-ум Сайрус Левинтал бузургии мураккабии проблемаи печонидани сафедаҳоро нишон дод. Вай қайд кард, ки барои сафедаи дорои 100 аминокислотаҳо, он 99 пайванди пептидӣ ва 198 мулоҳиза барои кунҷҳои φ ва ψ дорад. Агар ҳар яке аз инҳо танҳо се мутобиқат дошта бошанд, ин боиси 3198 қабатҳои гуногуни имконпазир ё 2,95x1094 мегардад.

Ҳатто агар миқдори оқилонаи вақт (як наносония) барои ҳар як қабати эҳтимолӣ ба вуқӯъ ояд, барои намунагирии ҳамаи онҳо аз синну соли коинот бештар вақт лозим аст, яъне ба таври возеҳ маънои онро дорад, ки раванди печиш бо интихоби тасодуфии пайдарпай рух намедиҳад ва ки кушишхои бо рохи гирифтани намунахои тасодуфй муайян кардани структураи сафедахо барбод рафтанд. Аз ин рӯ, Левинтал пешниҳод кард, ки печиш бо раванди пайдарпай сурат мегирад, ки аз ҳодисаи ядрошавӣ оғоз мешавад, ки ин равандро зуд роҳнамоӣ мекунад ва аз раванди ҷӯйбор дар расми 2.44 тасвир шудааст.

Бемориҳои нодурусти сафедаҳо

Қатъи дурусти сафедаҳо барои фаъолияти онҳо муҳим аст. Пас аз он бармеояд, ки хатогии сафедаҳо (инчунин протеопатия номида мешавад) метавонад оқибатҳо дошта бошад. Дар баъзе ҳолатҳо, ин метавонад танҳо ба сафедаи ғайрифаъол оварда расонад. Норасоии сафеда инчунин дар бемориҳои сершумор, аз қабили бемории гови девона, Альцгеймер, бемории Паркинсон ва бемории Крейтцфелд Якоб нақш мебозад. Бисёре аз бемориҳо, аммо на ҳама, ба бофтаи мағзи сар таъсир мерасонанд.

Пасандозҳои ҳалнашаванда

Протеинҳои нодуруст печонидашуда одатан агрегатҳоеро ба вуҷуд меоранд, ки амилоидҳо номида мешаванд, ки барои бофтаҳои дорои онҳо зарароваранд, зеро онҳо аз ҳалшаванда ба об ҳалшаванда табдил меёбанд ва пасандозҳоро ташкил медиҳанд. Раванди пайдоиши нодуруст (расми 2.45) комилан равшан нест, аммо дар бисёр мавридҳо нишон дода шудааст, ки протеини «тухми» нодуруст печонидашуда метавонад дар дигар нусхаҳои ҳамон сафеда ҳамон хатогиро ба вуҷуд орад. Ин протеинҳои тухмӣ ҳамчун прионҳо маълуманд ва онҳо ҳамчун агентҳои сироятӣ амал мекунанд, ки боиси паҳншавии беморӣ мешаванд. Рӯйхати бемориҳои инсонӣ, ки бо иштибоҳ кардани сафеда алоқаманданд, дароз аст ва афзоиш меёбад. Истиноди Википедиа ин ҷост.

Прионҳо

Прионҳо зарраҳои протеини сироятӣ мебошанд, ки боиси энцефалопатияҳои гузаранда (TSEs) мешаванд, ки маъруфтаринашон бемории девонаи гов мебошад. Дигар зуҳурот ин беморӣ, scrapie, дар гӯсфанд ва бемориҳои инсон, аз қабили бемории CreutzfeldtJakob (CJD), бехобии оилавии марговар ва қуру мебошанд. Протеин, ки дар ин бемориҳо иштирок мекунад, протеини мембрана мебошад, ки PrP номида мешавад. PrP дар геноми бисёр организмҳо рамзгузорӣ шудааст ва дар аксари ҳуҷайраҳои бадан пайдо мешавад. PrPc номест, ки ба сохтори PrP дода шудааст, ки муқаррарӣ аст ва бо беморӣ алоқаманд нест. PrPSc номест, ки ба шакли нодурусти ҳамон сафеда дода шудааст, ки бо инкишофи аломатҳои беморӣ алоқаманд аст (Расми 2.45).

Хатогӣ

PrPSc нодуруст печонидашуда бо бемориҳои TSE алоқаманд аст ва ҳамчун зарраҳои сироятӣ амал мекунад. Шакли сеюми PrP, ки PrPres ном дорад, метавонад дар TSEs пайдо шавад, аммо сирояткунанда нест. "Res" -и PrPres нишон медиҳад, ки он ба протеаз тобовар аст. Бояд қайд кард, ки ҳар се шакли PrP як қатор аминокислотаҳо доранд ва аз ҳамдигар танҳо бо роҳи печонидани занҷирҳои полипептидӣ фарқ мекунанд. Шакли аз ҳама хатарноки нодуруст печонидашудаи PrP PrPSc мебошад, зеро қобилияти он ҳамчун агенти сирояткунанда амал мекунад - протеини тухмӣ, ки метавонад ба қабати нодурусти PrPc оварда расонад ва ҳамин тавр онро ба PrPSc табдил диҳад.

Функсия

Функсияи PrPc маълум нест. Мушҳое, ки гени PrP надоранд, нуқсонҳои ҷиддӣ надоранд. Чунин ба назар мерасад, ки онҳо мушкилоти хотираи дарозмуддатро нишон медиҳанд, ки функсияи PrPc-ро пешниҳод мекунанд. Стэнли Прузинер, ки прионҳоро кашф кард ва истилоҳро таҳия кард, соли 1997 барои кори худ Ҷоизаи Нобел дар соҳаи тибро гирифт. Ман фикр мекунам, ки агар ман тасодуфан дар сафедае, ки прионро ташкил медиҳад, бошам, ман онро печида мемондам ва ба хотири хайр, онро аз хатогиҳои қабатӣ боздоред

Амилоидҳо

Амилоидҳо маҷмӯи сафедаҳои нодуруст печонидашуда мебошанд, ки дар бадани инсон мавҷуданд. Дар натиҷаи паҳлӯи нодурусти онҳо, онҳо ҳалнашавандаанд ва ба тақрибан бист бемориҳои инсонӣ, аз ҷумла бемориҳои муҳими неврологии марбут ба прионҳо мусоидат мекунанд. Бемориҳо (протеини зарардида дар қавс) - бемории Альцгеймер (амилоид β), бемории Паркинсон (α-синуклеин), бемории Ҳантингтон (хантингтин), артрит ревматоидӣ (амилоид А), бехобии марговари оилавӣ (PrPSc) ва ғайра.

Дар амилоидогенез пайдарпаии кислотаи аминокислотаҳо нақш мебозад. Полипептидҳои аз глутамин бой дар хамиртуруш ва прионҳои инсон маъмуланд. Такрорҳои тринуклеотидҳо дар бемории Ҳантингтон муҳиманд. Дар он ҷое, ки пайдарпаӣ омил нест, ассотсиатсияи гидрофобӣ байни варақҳои β метавонад нақш бозад.

Амилоид β

Амилоид β ба коллексияи сафедаҳои хурд (36-43 аминокислотаҳо) дахл дорад, ки дар бемории Алтсгеймер нақш мебозанд. (Омили дигар протеини Тау аст.) Онҳо, воқеан, ҷузъҳои асосии лавҳаҳои амилоидӣ мебошанд, ки дар мағзи беморони гирифтори ин беморӣ пайдо мешаванд ва дар натиҷаи тақсимоти протеолитикии гликопротеини пешгузаштаи амилоиди калонтар бо номи амилоид прекурсори протеин, мембранаи интегралӣ ба вуҷуд меоянд. сафедаи ҳуҷайраҳои асаб, ки вазифаи онҳо маълум нест. Ин вазифаро ду протеаза, β-секретаза ва γ-секретаза иҷро мекунанд. Протеинҳои β-амилоид нодуруст печонида шудаанд ва ба назар чунин мерасанд, ки сафедаҳои дигарро ба иштибоҳ табдил медиҳанд ва ба ин васила амилоидҳои хоси бемориро ба вуҷуд меоранд. Плакаҳо барои ҳуҷайраҳои асаб заҳролуд буда, боиси деменцияи хоси ин беморӣ мешаванд.

Гумон меравад, ки ҷамъшавии сафедаҳои амилоид β дар вақти нодуруст ба тавлиди намудҳои реактивии оксиген оварда мерасонад ва ин василаест, ки нейронҳо вайрон мешаванд. Маълум нест, ки вазифаи воқеии амилоид β чист. Мутацияҳои аутосомалии доминантӣ дар протеин боиси сар задани барвақти беморӣ мешаванд, аммо ин дар на бештар аз 10% ҳолатҳо рух медиҳад. Стратегияи табобати беморӣ ҷилавгирӣ аз секретазҳоро дар бар мегирад, ки порчаҳои пептидро аз сафедаи пешгузаштаи амилоид тавлид мекунанд.

Хантингтин

Ҳантингтин гени марказии бемории Ҳантингтон мебошад. Сафедае, ки аз он сохта шудааст, аз глутамин бой аст ва дар шакли ваҳшӣ 6-35 чунин пасмондаҳо дорад. Дар бемории Ҳантингтон ин ген мутатсия шуда, шумораи глутаминҳоро дар сафедаи мутант то аз 36 то 250 зиёд мекунад. Андозаи сафеда вобаста ба миқдори глутаминҳо дар сафедаи мутант фарқ мекунад, аммо сафедаи навъи ваҳшӣ зиёда аз 3100 аминокислотаҳо дорад. кислотаҳо ва вазни молекулавии тақрибан 350,000 Да. Функсияи дақиқи он маълум нест, аммо хантингтин дар ҳуҷайраҳои асаб мавҷуд аст, ки сатҳи баландтарин дар майна аст. Гумон меравад, ки он дар интиқол, сигнализатсия ва муҳофизат аз апоптоз нақш мебозад. Хантингтин инчунин барои рушди барвақти ҷанин зарур аст. Дар дохили ҳуҷайра, хантингтин асосан бо микротубулҳо ва весикулҳо ҷойгир шудааст.

Тринуклеотид такрор мешавад

Генҳои хантингтин нусхаҳои зиёди пайдарпаии CAG (такрорҳои тринуклеотид номида мешаванд) дорад, ки барои бисёр глутаминҳои сафеда рамзгузорӣ мешаванд. Бемории Ҳантингтон вақте ба вуҷуд меояд, ки нусхаҳои иловагии пайдарпаии CAG ҳангоми нусхабардории ДНК-и ген тавлид мешаванд. Тавсеаи пайдарпаии такрорӣ метавонад аз сабаби лағжиши полимераз нисбат ба қолаби ДНК ҳангоми репликатсия ба амал ояд. Дар натиҷа, якчанд нусхаҳои иловагии такрории тринуклеотидҳо метавонанд сохта шаванд, ки дар натиҷа сафедаҳо бо миқдори тағйирёбандаи пасмондаҳои глутамин пайдо мешаванд. То 35 такрорро бе мушкилот таҳаммул кардан мумкин аст. Миқдори такрорҳо метавонад дар тӯли тамоми умри шахс афзоиш ёбад, аммо бо ҳамон механизм. Шахсоне, ки 36-40 маротиба такрор мешаванд, аломатҳои беморӣ пайдо мешаванд ва агар зиёда аз 40 бошад, беморӣ вуҷуд дорад.

Шаперонҳои молекулавӣ

Аҳамияти қабати дурусти сафедаҳо бо бемориҳое, ки бо сафедаҳои нодуруст печида алоқаманданд, таъкид карда мешавад, бинобар ин тааҷҷубовар нест, ки ҳуҷайраҳо барои осон кардани қабати дурусти сафедаҳо энергия сарф мекунанд. Ҳуҷайраҳо ду синфи сафедаҳоеро истифода мебаранд, ки бо номи чаперонҳои молекулавӣ маълуманд, то ба чунин қабат дар ҳуҷайраҳо мусоидат кунанд. Шаперонҳои молекулавӣ ду намуд мебошанд, чаперонҳо ва чаперонинҳо. Намунаи категорияи якум синфи Hsp70 сафедаҳо мебошад. Hsp маънои "протеини зарбаи гармиро" дорад, ки дар асоси он, ки ин сафедаҳо бори аввал дар миқдори зиёди ҳуҷайраҳо, ки ба муддати кӯтоҳ ба ҳарорати баланд дучор шудаанд, мушоҳида карда шуданд. Hsps барои кӯмак ба ҳуҷайраҳо дар стрессҳое, ки аз зарбаи гармӣ ва дучоршавӣ ба шароити оксидшавӣ ё металлҳои вазнини заҳролуд, ба монанди кадмий ва симоб ба вуҷуд меоянд, кӯмак мекунад. Бо вуҷуди ин, онҳо инчунин дар шароити муқаррарӣ нақши муҳим мебозанд, ки онҳо дар қабати дурусти полипептидҳо тавассути пешгирии таъсири мутақобилаи ғайриоддӣ, ки метавонанд ба иштибоҳ ё ҷамъшавӣ оварда расонанд, мусоидат мекунанд. Протеинҳои Hsp70 тақрибан дар ҳама ҳуҷайраҳо мавҷуданд ва гидролизи ATP-ро барои ҳавасманд кардани тағироти сохторӣ дар шакли чаперон барои мутобиқ кардани пайвасти сафедаҳои субстрат истифода мебаранд. Домени ҳатмии Hsp70s дорои сохтори β-баррел аст, ки дар атрофи занҷири полипептидҳои субстрат печонида мешавад ва ба занҷирҳои паҳлӯии гидрофобикии аминокислотаҳо наздикӣ дорад. Тавре ки дар расми 2.50 нишон дода шудааст, Hsp70 бо полипептидҳо ҳангоми синтези сафеда аз рибосомаҳо пайдо мешаванд. Пайвастагии субстрат гидролизи ATP-ро ҳавасманд мекунад ва ба ин протеини дигари зарбаи гармӣ, ки бо номи Hsp40 маъруф аст, мусоидат мекунад. Гидролизи ATP боиси он мегардад, ки Hsp70 ба конформатсияи пӯшида гирифта шавад, ки барои муҳофизат кардани пасмондаҳои гидрофобикӣ ва пешгирии ҷамъшавӣ ё нодурусти маҳаллӣ кӯмак мекунад.

Пас аз ба итмом расидани синтези сафеда, ADP бароварда мешавад ва бо ATP иваз карда мешавад ва ин боиси баровардани протеини субстрат мегардад, ки пас аз он имкон медиҳад, ки полипептидҳои дарозии пурра дуруст печонида шаванд.

Дар зарбаи гармӣ

Дар вақти зарбаи гармӣ ё фишори оксидитивӣ, сафедаҳои Hsp70 ба минтақаҳои гидрофобикии сафедаҳо пайваст мешаванд, то ба ин монанд аз ҷамъшавии онҳо пешгирӣ кунанд ва ба онҳо имкон медиҳанд, ки ба таври дуруст дубора қабат шаванд. Вақте ки сафедаҳо вайрон мешаванд, Hsp70 ферментҳоро ҷалб мекунад, ки протеини вайроншударо дар ҳама ҷо ҷойгир мекунанд, то онҳоро барои нобуд кардани протеазомаҳо ҳадаф қарор диҳанд. Ҳамин тариқ, сафедаҳои Hsp70 дар таъмини на танҳо дуруст печонида шудани сафедаҳо нақши муҳим мебозанд, балки сафедаҳои вайроншуда ё ғайрифаъол бо таназзул дар протеазома хориҷ карда мешаванд.

Чаперонин

Синфи дуюми сафедаҳое, ки дар кӯмак ба сафедаҳои дигар барои дуруст печонидани онҳо иштирок мекунанд, чаперонинҳо номида мешаванд. Ду категорияи асосии чаперонинҳо мавҷуданд - Синфи I (дар бактерияҳо, хлоропластҳо ва митохондрияҳо мавҷуданд) ва Синфи II (дар ситозолҳои эукариотҳо ва архебактерияҳо мавҷуданд). Шаперонинҳои беҳтарини омӯхташуда сафедаҳои мураккаби GroEL/GroES мебошанд, ки дар бактерияҳо мавҷуданд (Расми 2.51).

GroEL/GroES метавонад сафедаҳои ҷамъшударо барҳам дода натавонад, аммо бо мусоидат ба қабати дуруст, он рақобатро барои иштибоҳ ҳамчун раванд таъмин мекунад ва метавонад мушкилотеро, ки аз қабати нодуруст ба вуҷуд меоянд, кам ё бартараф кунад. GroEL як ҳалқаи дугонаи 14мер бо минтақаи гидрофобӣ мебошад, ки метавонад ба қабати субстратҳои андозаи 15-60 кДа мусоидат кунад. GroES як гептамери ягона аст, ки дар ҳузури ATP ба GroEL мепайвандад ва ҳамчун сарпӯш бар GroEL кор мекунад. Гидролизи АТФ аз ҷониби чаперонинҳо тағироти калони конформацияро ба вуҷуд меорад, ки ба пайвастшавии сафедаҳои субстрат ва қабати онҳо таъсир мерасонанд. Маълум нест, ки чаперонинҳо сафедаҳоро чӣ гуна пӯшиш медиҳанд. Моделҳои ғайрифаъол тасаввур мекунанд, ки маҷмааи чаперонин ба таври ғайрифаъол кор мекунад, тавассути пешгирӣ кардани таъсири мутақобилаи номусоиди байнимолекулаҳо ё ҷойгир кардани маҳдудиятҳо дар ҷойҳое, ки барои пӯшиш мавҷуд аст. Моделҳои фаъол пешниҳод мекунанд, ки тағироти сохторӣ дар комплекси чаперонин тағироти сохториро дар сафедаи субстрат ба вуҷуд меорад.

Тақсими протеин

Комплекси дигари сафеда, ки дар динамикаи умри сафедахо вазифаи мухим дорад, протеазома мебошад (Расми 2.52). Протеасомаҳо, ки дар ҳама эукариотҳо ва архейҳо мавҷуданд, инчунин баъзе бактерияҳо, барои шикастани сафедаҳои нолозим ё вайроншуда тавассути таназзули протеолитикӣ фаъолият мекунанд. Протеасомҳо ба танзими консентратсияи баъзе сафедаҳо ва таназзули сафедаҳои нодуруст кӯмак мекунанд. Роҳи таназзули протеазомалӣ дар равандҳои ҳуҷайра нақши муҳим мебозад, ки пешравӣ тавассути давраи ҳуҷайра, модуляцияи ифодаи генҳо ва вокуниш ба стрессҳои оксидшавиро дар бар мегирад.

Деградатсия дар протеазома пептидҳои кӯтоҳ аз ҳафт то ҳашт аминокислотаро ба вуҷуд меорад. Протеазҳои треонин нақши муҳим мебозанд. Таҷзияи ин пептидҳо аминокислотаҳои инфиродӣ ба вуҷуд меоянд ва ҳамин тавр коркарди онҳоро дар ҳуҷайраҳо осон мекунанд. Протеинҳо барои таназзул дар протеазомаҳои эукариотӣ тавассути пайвастшавӣ ба нусхаҳои сершумори сафедаи хурд бо номи убикитин (8,5 кДа - 76 аминокислотаҳо) равона карда шудаанд. Ферментеро, ки реаксияро катализатор мекунад, убикитин лигаза меноманд. Занҷири полиубикитини ҳосилшуда бо протеазома пайваст мешавад ва таназзул оғоз меёбад. Убикитин аз он сабаб номгузорӣ шудааст, ки он дар ҳама ҷо дар ҳуҷайраҳои эукариотӣ мавҷуд аст.

Ubiquitin

Ubiquitin (Расми 2.53) як сафедаи хурд (8,5 кДа) аст, ки дар ҳуҷайраҳои эукариот мавҷуд аст. Он одатан ба сафедаҳои мақсаднок тавассути амали ферментҳои убикитин лигаза илова карда мешавад (E3 дар расми 2.54). Молекулаҳои убикитинро як (убиквитинатсия) ё бисёр (полиюбиквитинатсия) илова кардан мумкин аст. Замимаи убикитин тавассути занҷири паҳлӯи яке аз ҳафт боқимондаҳои гуногуни лизин дар ubiquitin аст.

Илова кардани ubiquitin ба сафедаҳо таъсири зиёде дорад, ки беҳтарини онҳо ҳадафи сафеда барои таназзул дар протеазома мебошад. Ҳадафи протеазомалӣ вақте дида мешавад, ки полиубиквитинатсия дар лизинҳои №29 ва 48 рух медиҳад. Полюбиквитинатсия ё моноубиквитинатсия дар лизинҳои дигар метавонад боиси тағирёбии ҷойгиршавии ҳуҷайраҳо ва тағирёбии мутақобилаи сафеда бо сафедаҳо гардад. Охирин метавонад ба илтиҳоб, гардиши эндоситикӣ, тарҷума ва таъмири ДНК таъсир расонад.

Норасоии Ubiquitin ligase

Паркин як протеини марбут ба бемории Паркинсон аст, ки ҳангоми мутатсия ба як шакли ирсии ин беморӣ бо номи бемории аутосомалӣ-рецессивии ноболиғи Паркинсон алоқаманд аст.Функсияи сафеда маълум нест, аммо он як ҷузъи системаи лигазаи E3 ubiquitin аст, ки барои интиқоли убикитин аз сафедаи E2 ба занҷири паҳлӯи лизин дар сафедаи ҳадаф масъул аст. Гумон меравад, ки мутация дар паркин боиси вайроншавии протеазомӣ ва дар натиҷа шикастани сафедаҳои ба нейронҳои допаминергикӣ зараровар мегардад. Ин боиси марг ё корношоямии ин нейронҳо мегардад, ки боиси бемории Паркинсон мегардад.

Протеинҳои аз ҷиҳати табиӣ вайроншуда

Филми 2.1 - Ҳаракати динамикии ситохром C дар ҳалли Википедиа

Тавре ки аз бисёр мисолҳои дар ҷои дигари китоб тавсифшуда маълум аст, сохтори 3-D сафедаҳо барои вазифаи онҳо муҳим аст. Аммо, торафт равшантар мегардад, ки на ҳама сафедаҳо ба сохтори устувор печида мешаванд. Тадқиқотҳо оид ба протеинҳои ба ном бетартиби дохилӣ (IDPs) дар тӯли даҳсолаҳои гузашта нишон доданд, ки бисёр сафедаҳо аз ҷиҳати биологӣ фаъоланд, ҳатто фикр мекарданд, ки онҳо ба сохторҳои устувор печида наметавонанд. Бо вуҷуди ин, сафедаҳои дигар минтақаҳоеро нишон медиҳанд, ки нопадид мемонанд (минтақаҳои IDP), ҳатто вақте ки қисми боқимондаи полипептид ба шакли сохторӣ печида мешавад.

Протеинҳои бетартиби табиӣ ва минтақаҳои бетартиби дохили сафедаҳо, воқеан, солҳои зиёд маълуманд, аммо ҳамчун аномалия ҳисобида мешуданд. Танҳо ба наздикӣ, бо дарки он, ки IDPs ва минтақаҳои IDP дар байни сафедаҳои эукариотӣ паҳн шудаанд, эътироф карда шуд, ки ихтилоли мушоҳидашуда "хусусият аст, на иштибоҳ".

Филми 2.2 SUMO-1, сафеда бо қисматҳои бетартиби Википедиа

Муқоисаи ИДМ нишон медиҳад, ки онҳо дорои хусусиятҳои пайдарпайӣ мебошанд, ки ба ҳолати бетартибии онҳо мусоидат мекунанд. Яъне, ҳамон тавре, ки баъзе пайдарпаии кислотаҳои аминокислотаҳо метавонанд ба қабати полипептид ба сохтори мушаххас мусоидат кунанд, пайдарпаии аминокислотаҳои IDPҳо боқимондаи онҳоро дастгирӣ мекунанд. Минтақаҳои IDP дар пасмондаҳои гидрофобӣ каманд ва аз пасмондаҳои қутбӣ ва пролини ғайриоддӣ бой мебошанд. Мавҷудияти миқдори зиёди аминокислотаҳои аминокислотаҳои заряднок дар ИДМ метавонад печишро тавассути бозгардонии заряд боздорад, дар ҳоле ки набудани пасмондаҳои гидрофобӣ ташаккули ядрои устувори гидрофобиро душвор мегардонад ва пролин ба ташаккули сохторҳои спиралӣ халал мерасонад. Тафовутҳои мушоҳидашуда байни пайдарпайии аминокислотаҳо дар IDPs ва сафедаҳои сохторӣ барои тарҳрезии алгоритмҳо барои пешгӯӣ кардани вайроншавии пайдарпайии аминокислотаҳои аминокислотаҳо истифода шудаанд.

Аҳамияти сафедаҳо ё минтақаҳои аз ҷиҳати дохилӣ вайроншуда чӣ гуна аст? Далели он, ки ин амвол дар пайдарпаии аминокислотаҳои онҳо рамзгузорӣ шудааст, аз он шаҳодат медиҳад, ки ихтилоли онҳо метавонад бо функсияи онҳо алоқаманд бошад. Табиати чандир ва мобилии баъзе минтақаҳои IDP метавонад дар вазифаи онҳо нақши ҳалкунанда бозад ва имкон медиҳад, ки ҳангоми пайваст кардани шарики сафеда ё тағир додани пас аз тарҷума гузариш ба сохтори пӯшишро фароҳам орад. Таҳқиқот дар бораи якчанд сафедаҳои маъруф бо минтақаҳои IDP баъзе ҷавобҳоро пешниҳод мекунанд. Минтақаҳои IDP метавонанд қобилияти сафедаҳо ба монанди репрессори лакро барои кӯчонидани ДНК барои ҷустуҷӯи ҷойҳои мушаххаси ҳатмӣ афзоиш диҳанд. Фасеҳии IDPs инчунин метавонад дороии мутақобилаи сафеда ва сафеда бошад, махсусан барои сафедаҳо, ки маълуманд, ки бо шарикони гуногуни сафеда ҳамкорӣ мекунанд.

Масалан, p53 дорои минтақаҳои IDP мебошад, ки метавонанд ба сафеда имкон диҳанд, ки бо шарикони гуногуни функсионалӣ ҳамкорӣ кунанд. Муқоисаи вазифаҳои маълуми сафедаҳо бо пешгӯиҳои бетартибӣ дар ин сафедаҳо нишон медиҳад, ки IDPs ва минтақаҳои IDP метавонанд дар сигнализатсия ва танзим номутаносиб фаъолият кунанд, дар ҳоле ки сафедаҳои сохтории бештар ба нақшҳо дар катализ ва интиқол каҷ мекунанд. Ҷолиб он аст, ки бисёре аз сафедаҳое, ки дар ҳам рибосомаҳо ва ҳам спликосомаҳо мавҷуданд, дорои минтақаҳои IDP мебошанд, ки метавонанд дар ҷамъшавии дурусти ин комплексҳо саҳм гузоранд. Гарчанде ки ИДМ дар муддати тӯлонӣ ба таври ҷиддӣ омӯхта нашудааст, он чизе ки дар бораи онҳо маълум аст, аз он шаҳодат медиҳад, ки онҳо дар ҳуҷайраҳо нақши муҳим ва нодида мегиранд.

Протеинҳои метаморфӣ

Гурӯҳи дигари сафедаҳо, ки ба наздикӣ тафаккури моро дар бораи сохтор ва функсияи сафедаҳо тағир доданд, сафедаҳои метаморфӣ ном доранд. Ин сафедаҳо қодиранд, ки аз як пайдарпаии аминокислотаҳои аминокислотаҳо бештар аз як ҳолати устувор ва печонидашуда ба вуҷуд оранд. Ҳарчанд дуруст аст, ки конформатсияҳои сершуморро қонунҳои физика ва химия инкор намекунанд, сафедаҳои метаморфӣ як кашфи нисбатан нав мебошанд. Албатта, маълум буд, ки сафедаҳои прион қодиранд ба сохторҳои алтернативӣ печонида шаванд, аммо сафедаҳои метаморфӣ ба назар мерасанд, ки метавонанд дар байни ду сохтори устувор гузаранд. Дар ҳоле ки дар баъзе ҳолатҳо, протеини метаморфӣ дар посух ба пайвастани молекулаи дигар ин гузаришро мегузаронад, баъзе сафедаҳо, ки метавонанд ин гузаришро мустақилона анҷом диҳанд. Мисоли ҷолиб ин молекулаи сигнализатсия лимфотактин мебошад. Лимфотактин дорои ду вазифаи биологӣ мебошад, ки онҳоро ду конформери он иҷро мекунанд - шакли мономерӣ, ки ретсептори лимфотактинро мепайвандад ва шакли димерӣ, ки гепаринро мепайвандад. Мумкин аст, ки ин гуна гузариш назар ба он ки тахмин карда шуда буд, васеътар бошад.

Бозгардонидани сафедаҳои денатуратшуда

Ҳама маълумот дар бораи қабати сафедаҳо дар пайдарпаии аминокислотаҳои сафеда мавҷуд аст. Он гоҳ шояд аҷиб ба назар расад, ки аксари сафедаҳо пас аз денатуратсия ва хориҷ кардани денатурат ба шакли дуруст ва пурра фаъоли худ печида намешаванд. Дар асл, чанд нафар. Як мисоли хуб ин рибонуклеазаи гов аст (Расми 2.55). Фаъолияти каталитикии он ба гармӣ ва мочевина хеле тобовар аст ва кӯшиши денатуратсияи он чандон хуб кор намекунад. Аммо, агар касе пеш аз коркарди мочевина ва/ё гармкунӣ ферментро бо β-меркаптоэтанол (ки пайвандҳои дисульфидиро мешиканад) коркард кунад, фаъолият гум мешавад, ки ин нишон медиҳад, ки пайвандҳои дисульфидҳои ковалентӣ ба эътидол овардани сохтори умумии фермент кӯмак мекунанд ва ҳангоми шикастани онҳо денатуратсия метавонад ба осонӣ ба вуҷуд меоянд. Вақте ки омехта дубора ба ҳарорати хонагӣ сард мешавад, бо гузашти вақт баъзе фаъолнокии ферментҳо дубора пайдо мешаванд, ки рибонуклеаза дар шароити нав дубора печида мешавад.

Ҷолиб он аст, ки ренатуратсия ҳадди аксар ба амал меояд, агар дар давоми раванд миқдори ками β-меркаптоэтанол дар маҳлул боқӣ монад. Сабаби ин дар он аст, ки β-меркаптоэтанол ба коҳиш додани (ва шикастани) пайвандҳои тасодуфӣ ва нодурусти дисульфид дар ҷараёни пӯшиш имкон медиҳад. Бе он, ин пайвандҳои дисульфидҳо аз ташаккули пӯшишҳои дуруст пешгирӣ мекунанд.

Денатуратсияи бебозгашт

Аммо аксари ферментҳо мисли рибонуклеазаи гов рафтор намекунанд. Пас аз денатурататсия, фаъолияти онҳо ба ягон чизи назаррас барқарор карда намешавад. Роҳҳои зиёде вуҷуд надорад, ки ғайрифаъол кардани RNase Он дар гарм ё хунук устувор аст, зеро дисульфидҳо сахт нигоҳ дошта мешаванд. Чунин ба назар мерасад, ки ин ба идеяи печонидани иттилоот, ки ба пайдарпаии аминокислотаҳо дар сафеда хос аст, мухолифат кунад. Ин тавр намекунад.

Аксарияти ферментҳо бо ду сабаб пас аз денатуратсия дуруст дубора ҷамъ намешаванд. Аввалан, вақте ки сафедаҳо сохта мешаванд, қабати муқаррарӣ метавонад ба амал ояд. Таъсири мутақобила байни аминокислотаҳо дар ибтидои синтез бо таъсири мутақобила бо аминокислотаҳо баъдтар дар синтез "омехта" намешавад, зеро ин аминокислотаҳо ҳангоми оғози раванд мавҷуд нестанд.

Нақши Чаперонинҳо

Дар ҳолатҳои дигар, раванди печонидани баъзе сафедаҳо дар ҳуҷайра ба амали сафедаҳои чаперонин такя мекард (ниг. ИН ҶО). Дар сурати мавҷуд набудани чаперонинҳо, таъсири мутақобилае, ки метавонад боиси нодуруст пӯшиш гардад, ба амал меояд ва ҳамин тавр ҷилавгирии дурустро пешгирӣ мекунад. Ҳамин тариқ, қабати барвақтӣ ва кӯмаки чаперонинҳо баъзе таъсироти эҳтимолии "нодуруст" -ро бартараф мекунанд, ки дар сурати мавҷуд будани тамоми пайдарпаӣ ҳангоми оғоз кардани пӯшиш ба амал меоянд.

Сохтори чорум

Сатҳи чоруми сохтори сафедаҳо сохтори чорумӣ мебошад. Он ба сохторҳое дахл дорад, ки дар натиҷаи таъсири мутақобилаи полипептидҳои сершумор ба вуҷуд меоянд. Воҳидҳо метавонанд нусхаҳои якхела бошанд ё занҷирҳои полипептидҳои гуногун бошанд. Гемоглобини калонсолон намунаи хуби сафедаи дорои сохтори чорумӣ мебошад, ки аз ду занҷири якхела бо номи α ва ду занҷири якхела бо номи β иборат аст.

Гарчанде ки α-занҷирҳо ба занҷирҳои β- хеле монанданд, онҳо якхела нестанд. Ҳарду занҷирҳои α- ва β- инчунин ба занҷири ягонаи полипептид дар сафедаи алоқаманд бо номи миоглобин алоқаманданд. Ҳарду миоглобин ва гемоглобин дар пайваст кардани оксиген шабоҳат доранд, аммо рафтори онҳо нисбат ба молекула ба таври назаррас фарқ мекунад. Қобили зикр аст, ки зерқисмҳои сершумори гемоглобин (бо сохтори чорумӣ) дар муқоиса бо зервоҳиди ягонаи миоглобин (бе сохтори чорумӣ) боиси ин фарқиятҳо мегардад.

Иқтибосҳо

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Van_der_W aals_force 105


2.3 Молекулаҳои биологӣ

Молекулаҳои калоне, ки барои ҳаёт заруранд, ки аз молекулаҳои хурдтари органикӣ сохта шудаанд, макромолекулаҳои биологӣ номида мешаванд. Чор синфи асосии макромолекулаҳои биологӣ (карбогидратҳо, липидҳо, сафедаҳо ва кислотаҳои нуклеинӣ) мавҷуданд ва ҳар як ҷузъи муҳими ҳуҷайра буда, як қатор вазифаҳоро иҷро мекунанд. Дар якҷоягӣ, ин молекулаҳо қисми зиёди массаи ҳуҷайраро ташкил медиҳанд. Макромолекулаҳои биологӣ органикӣ мебошанд, яъне онҳо дорои карбон мебошанд (ба истиснои баъзе истисноҳо, ба монанди гази карбон). Илова бар ин, онҳо метавонанд дорои гидроген, оксиген, нитроген, фосфор, сулфур ва унсурҳои иловагии хурд бошанд.

Карбон

Аксар вақт мегӯянд, ки ҳаёт "ба карбон асос ёфтааст". Ин маънои онро дорад, ки атомҳои карбон, ки бо дигар атомҳои карбон ё унсурҳои дигар пайванданд, ҷузъҳои асосии бисёре аз молекулаҳоро ташкил медиҳанд, ки на ҳамаашон дар мавҷудоти зинда беназиранд. Дигар унсурҳо дар молекулаҳои биологӣ нақши муҳим доранд, аммо карбон бешубҳа ҳамчун унсури "асос" барои молекулаҳои мавҷудоти зинда аст. Маҳз хосиятҳои пайвастагии атомҳои карбон барои нақши муҳими он масъуланд.

Пайвастшавии карбон

Карбон дар қабати берунии худ чаҳор электрон дорад. Аз ин рӯ, он метавонад бо дигар атомҳо ё молекулаҳо чор пайванди ковалентӣ ташкил кунад. Соддатарин молекулаи органикии карбон метан (CH4), ки дар он чор атоми гидроген ба атоми карбон пайваст мешаванд (расми 2.13).

Аммо, сохторҳои мураккабтар бо истифода аз карбон сохта мешаванд. Ҳар як атомҳои гидрогенро бо атоми дигари карбон иваз кардан мумкин аст, ки бо атоми аввалини карбон пайвастаанд. Ҳамин тариқ, занҷирҳои дароз ва шохаҳои пайвастагиҳои карбонро сохтан мумкин аст (Расми 2.14а). Атомҳои карбон метавонанд бо атомҳои дигар элементҳо, аз қабили нитроген, оксиген ва фосфор пайваст шаванд (Расми 2.14).б). Молекулаҳо инчунин метавонанд ҳалқаҳоро ташкил кунанд, ки худ метавонанд бо ҳалқаҳои дигар пайваст шаванд (расми 2.14).в). Ин гуногунрангии шаклҳои молекулавӣ гуногунии вазифаҳои макромолекулаҳои биологиро ифода мекунад ва ба дараҷаи зиёд ба қобилияти карбон барои ба вуҷуд овардани пайвандҳои сершумор бо худ ва дигар атомҳо асос ёфтааст.

Карбогидратҳо

Карбогидратҳо макромолекулаҳо мебошанд, ки аксари истеъмолкунандагон бо онҳо то андозае шиносанд. Барои аз даст додани вазн, баъзе одамон парҳезҳои "кам карбогидрат" -ро риоя мекунанд. Варзишгарон, баръакс, аксар вақт пеш аз мусобиқаҳои муҳим "карбогидрат" мекунанд, то боварӣ ҳосил кунанд, ки онҳо барои рақобат дар сатҳи баланд қувваи кофӣ доранд. Дар асл, карбогидратҳо як ҷузъи муҳими ғалладонагиҳои парҳезии мо мебошанд, меваҳо ва сабзавот ҳама манбаи табиии карбогидратҳо мебошанд. Карбогидратҳо ба организм энергия медиҳанд, махсусан тавассути глюкоза, як қанди оддӣ. Карбогидратҳо инчунин дар одамон, ҳайвонот ва растаниҳо дигар вазифаҳои муҳим доранд.

Карбогидратҳоро бо формула нишон додан мумкин аст (CH2О)Н., дар куҷо Н. шумораи атомҳои карбон дар молекула аст. Ба ибораи дигар, таносуби карбон ба гидроген ба оксиген дар молекулаҳои карбогидрат 1:2:1 аст. Карбогидратҳо ба се зергурӯҳ тақсим мешаванд: моносахаридҳо, дисахаридҳо ва полисахаридҳо.

Моносахаридҳо (моно- = “як” saccar- = “ширин”) қандҳои оддӣ мебошанд, ки маъмултарини онҳо глюкоза мебошанд. Дар моносахаридҳо шумораи атомҳои карбон одатан аз се то шаш аст. Аксари номҳои моносахарид бо суффикси -ос хотима меёбанд. Вобаста аз шумораи атомҳои карбон дар шакар, онҳо метавонанд ҳамчун триозаҳо (се атомҳои карбон), пентозҳо (панҷ атомҳои карбон) ва гексозаҳо (шаш атомҳои карбон) шинохта шаванд.

Моносахаридҳо метавонанд ҳамчун занҷири хатӣ ё ҳамчун молекулаҳои ҳалқашакл дар маҳлулҳои обӣ мавҷуд бошанд, онҳо одатан дар шакли ҳалқа пайдо мешаванд.

Формулаи кимиёвии глюкоза C мебошад6Ҳ12О6. Дар аксари намудҳои зинда, глюкоза манбаи муҳими энергия мебошад. Ҳангоми нафаскашии ҳуҷайра энергия аз глюкоза ҷудо мешавад ва он энергия барои тавлиди трифосфати аденозин (ATP) истифода мешавад. Растаниҳо глюкозаро бо истифодаи гази карбон ва об тавассути раванди фотосинтез синтез мекунанд ва глюкоза дар навбати худ барои эҳтиёҷоти энергетикии растанӣ истифода мешавад. Глюкозаи зиёдатии синтезшуда аксар вақт ҳамчун крахмал нигоҳ дошта мешавад, ки аз ҷониби дигар организмҳо, ки дар растаниҳо ғизо мегиранд, шикаста мешавад.

Галактоза (қисми лактоза ё шакари ширӣ) ва фруктоза (дар меваҳо мавҷуданд) дигар моносахаридҳои маъмуланд. Гарчанде ки глюкоза, галактоза ва фруктоза ҳама формулаи кимиёвии якхела доранд (C6Ҳ12О6), онҳо аз ҷиҳати сохтор ва химиявӣ фарқ мекунанд (ва ҳамчун изомерҳо маълуманд) аз сабаби ҷойгиршавии гуногуни атомҳо дар занҷири карбон (расми 2.15).

Дисахаридҳо (ди- = “ду”) вақте ба вуҷуд меоянд, ки ду моносахарид ба реаксияи дегидратация (реаксияе, ки дар он хориҷшавии молекулаи об рух медиҳад) мегузарад. Дар ин раванд гурӯҳи гидроксилӣ (-OH) як моносахарид бо атоми гидрогени моносахариди дигар пайваст шуда, молекулаи обро (H) ҷудо мекунад.2О) ва ба вуҷуд овардани пайванди ковалентӣ байни атомҳои ду молекулаи қанд.

Ба дисахаридҳои маъмул лактоза, мальтоза ва сахароза дохил мешаванд. Лактоза як дисахарид аст, ки аз мономерҳои глюкоза ва галактоза иборат аст. Он табиатан дар шир пайдо мешавад. Мальтоза, ё шакари афзор, дисахаридест, ки дар натиҷаи реаксияи дегидратация байни ду молекулаи глюкоза ба вуҷуд омадааст. Дисахаридҳои маъмултарин сахароза ё қанди ошӣ мебошанд, ки аз мономерҳои глюкоза ва фруктоза иборатанд.

Занҷири дарози моносахаридҳое, ки бо пайвандҳои ковалентӣ алоқаманданд, полисахарид номида мешавад (поли- = “бисёр”). Занҷир метавонад шохадор ё шоханашуда бошад ва он метавонад намудҳои гуногуни моносахаридҳоро дар бар гирад. Полисахаридҳо метавонанд молекулаҳои хеле калон бошанд. Крахмал, гликоген, целлюлоза ва хитин намунаҳои полисахаридҳо мебошанд.

Крахмал шакли захирашудаи қанд дар растаниҳо буда, аз амилоза ва амилопектин (ҳарду полимерҳои глюкоза) иборат аст. Растаниҳо қодиранд глюкозаро синтез кунанд ва глюкозаи барзиёд дар қисмҳои гуногуни растанӣ, аз ҷумла реша ва тухмҳо ҳамчун крахмал нигоҳ дошта мешавад. Крахмал, ки ҳайвонотро истеъмол мекунад, ба молекулаҳои хурдтар, ба монанди глюкоза, тақсим карда мешавад. Ҳуҷайраҳо метавонанд глюкозаро азхуд кунанд.

Гликоген шакли нигаҳдории глюкоза дар одамон ва дигар устухонҳо буда, аз мономерҳои глюкоза иборат аст. Гликоген муодили ҳайвоноти крахмал аст ва як молекулаи сершохашудаест, ки одатан дар ҳуҷайраҳои ҷигар ва мушакҳо нигоҳ дошта мешавад. Ҳар вақте ки сатҳи глюкоза коҳиш меёбад, гликоген барои тақсим кардани глюкоза тақсим карда мешавад.

Целлюлоза яке аз фаровонтарин биополимерҳои табиӣ мебошад. Деворҳои ҳуҷайраи растаниҳо асосан аз селлюлоза иборатанд, ки ба ҳуҷайра дастгирии сохторӣ медиҳанд. Чӯб ва коғаз бештар табиати селлюлозӣ доранд. Целлюлоза аз мономерҳои глюкоза иборат аст, ки бо пайвандҳои байни атомҳои карбон дар молекулаи глюкоза алоқаманданд.

Ҳар як мономери глюкозаи дигар дар целлюлоза чаппа карда мешавад ва ба сифати занҷирҳои дароз дароз баста мешавад. Ин ба целлюлоза сахтӣ ва тобоварии баланди он медиҳад, ки барои ҳуҷайраҳои растанӣ хеле муҳим аст. Целлюлоза, ки аз системаи ҳозимаи мо мегузарад, нахи парҳезӣ номида мешавад. Гарчанде ки пайвандҳои глюкоза-глюкоза дар целлюлоза наметавонанд аз ҷониби ферментҳои ҳозимаи инсон вайрон шаванд, алафхӯрҳо, аз қабили говҳо, буфолҳо ва аспҳо метавонанд алафи аз целлюлоза бойро ҳазм кунанд ва онро ҳамчун манбаи ғизо истифода баранд. Дар ин ҳайвонҳо намудҳои муайяни бактерияҳо дар системаи ҳозимаи гиёҳхӯрон зиндагӣ мекунанд ва ферментҳои целлюлазаро ҷудо мекунанд. Дар замима инчунин бактерияҳое мавҷуданд, ки целлюлозаро вайрон мекунанд ва он дар системаҳои ҳозимаи баъзе ҳайвоноти кавшар нақши муҳим доранд. Целлюлозаҳо метавонанд селлюлозаро ба мономерҳои глюкоза тақсим кунанд, ки онҳоро ҳайвон ҳамчун манбаи энергия истифода барад.

Карбогидратҳо дар ҳайвоноти гуногун вазифаҳои дигарро иҷро мекунанд. Артроподҳо, аз қабили ҳашарот, тортанакҳо ва харчангҳо скелети берунӣ доранд, ки онро экзоскелет меноманд, ки узвҳои дарунии бадани онҳоро муҳофизат мекунад. Ин экзоскелет аз макромолекулаи биологии хитин, ки карбогидратҳои нитрогенӣ мебошад, сохта шудааст. Он аз воҳидҳои такрории шакари тағирёфтаи дорои нитроген сохта шудааст.

Ҳамин тариқ, тавассути тафовут дар сохтори молекулавӣ карбогидратҳо метавонанд вазифаҳои хеле гуногуни нигоҳдории энергия (крахмал ва гликоген) ва дастгирӣ ва муҳофизати сохториро (селлюлоза ва хитин) иҷро кунанд (Расми 2.16).

Пайвастшавӣ ба касб

Диетологи ба қайд гирифташуда

Фарбеҳӣ як нигаронии умумиҷаҳонӣ аст ва бисёр бемориҳо, аз қабили диабети қанд ва бемориҳои дил, аз сабаби фарбеҳӣ афзоиш меёбанд. Ин яке аз сабабҳои он аст, ки чаро парҳезкунандагони бақайдгирифташуда бештар барои машварат дархост карда мешаванд. Диетологҳои сабтиномшуда дар банақшагирии барномаҳои ғизо ва ғизо барои шахсони алоҳида дар муҳити гуногун кӯмак мекунанд. Онҳо аксар вақт бо беморон дар муассисаҳои тандурустӣ кор мекунанд, нақшаҳои ғизоиро барои пешгирӣ ва табобати бемориҳо таҳия мекунанд. Масалан, диетологҳо метавонанд ба бемори гирифтори диабет омӯзонанд, ки чӣ гуна сатҳи қанди хунро тавассути хӯрдани намудҳо ва миқдори дурусти карбогидратҳо идора кунанд. Диетологҳо инчунин метавонанд дар хонаҳои пиронсолон, мактабҳо ва амалияҳои хусусӣ кор кунанд.

Барои парҳези бақайдгирифташуда, шумо бояд ҳадди аққал дараҷаи бакалавр дар соҳаи парҳез, ғизо, технологияи хӯрокворӣ ё соҳаи ба он марбутро соҳиб шавед. Илова бар ин, диетологҳои ба қайд гирифташуда бояд як барномаи таҷрибаомӯзии назоратшавандаро анҷом диҳанд ва имтиҳони миллиро супоранд. Онҳое, ки дар диетология касб мекунанд, курсҳои ғизо, химия, биохимия, биология, микробиология ва физиологияи инсонро меомӯзанд. Диетологҳо бояд дар химия ва функсияҳои ғизо (сафедаҳо, карбогидратҳо ва равғанҳо) мутахассис шаванд.

Липидҳо

Липидҳо як гурӯҳи гуногуни пайвастагиҳоро дар бар мегиранд, ки бо як хусусияти умумӣ муттаҳид шудаанд. Липидҳо гидрофобӣ («аз об метарсанд») ё дар об ҳал намешаванд, зеро онҳо молекулаҳои ғайриқутбӣ мебошанд. Сабаб дар он аст, ки онҳо карбогидридҳо мебошанд, ки танҳо пайвандҳои карбон-карбон ё карбон-гидрогенро дар бар мегиранд. Липидҳо дар ҳуҷайра бисёр вазифаҳои гуногунро иҷро мекунанд. Ҳуҷайраҳо энергияро барои истифодаи дарозмуддат дар шакли липидҳо, ки равғанҳо номида мешаванд, захира мекунанд. Липидҳо инчунин барои наботот ва ҳайвонот аз муҳити зист изолятсия мекунанд (Расми 2.17). Масалан, онҳо барои хушк нигоҳ доштани паррандагони обӣ ва ширхӯрон кӯмак мекунанд, ки табиати обро дафъ мекунад. Липидҳо инчунин блокҳои сохтмонии бисёр гормонҳо мебошанд ва ҷузъи муҳими мембранаи плазма мебошанд. Ба липидҳо равғанҳо, равғанҳо, мумҳо, фосфолипидҳо ва стероидҳо дохил мешаванд.

Молекулаи чарб, ба монанди триглицерид, аз ду ҷузъи асосӣ - глицерин ва кислотаҳои равғанӣ иборат аст.Глицерол як пайвастагии органикӣ бо се атоми карбон, панҷ атоми гидроген ва се гурӯҳи гидроксил (-OH) мебошад. Кислотаҳои равғанӣ як занҷири дарози карбогидридҳо доранд, ки ба онҳо як гурӯҳи карбоксилҳои кислота пайваст карда шудааст, аз ин рӯ "кислотаи равғанӣ" ном дорад. Миқдори карбонҳо дар кислотаи равғанӣ метавонанд аз 4 то 36 фарқ кунанд, ки маъмулан онҳо 12-18 карбон доранд. Дар молекулаи чарб кислотаи равган ба хар се атоми оксиген дар гуруххои –OH-и молекулаи глицерин бо пайванди ковалентй пайваст мешавад (расми 2.18).

Ҳангоми ташаккули пайванди ковалентӣ се молекулаи об озод карда мешавад. Се кислотаи равғанӣ дар равған метавонанд монанд ё ба ҳам монанд бошанд. Ин равғанҳоро триглицеридҳо низ меноманд, зеро онҳо се кислотаи равған доранд. Баъзе кислотаҳои равғанӣ номҳои умумӣ доранд, ки пайдоиши онҳоро муайян мекунанд. Масалан, кислотаи пальмитӣ, кислотаи серравгани равғанӣ аз дарахти хурмо гирифта мешавад. Кислотаи арахидӣ аз он гирифта шудааст Arachis hypogaea, номи илмии арахис.

Кислотаҳои равғанӣ метавонанд тофта ё сернашаванда бошанд. Дар занҷири кислотаи равғанӣ, агар дар занҷири карбонҳои ҳамсоя танҳо пайвандҳои ягона мавҷуд бошанд, кислотаи равғанӣ сер мешавад. Кислотаҳои равғании серравган бо гидроген сер мешаванд, ба ибораи дигар, шумораи атомҳои гидроген ба скелети карбон пайваст карда мешаванд.

Вақте ки занҷири карбогидрид дорои пайванди дукарата аст, кислотаи равғанӣ кислотаи серғизо мебошад.

Аксари равғанҳои сернашуда дар ҳарорати хонагӣ моеъ мебошанд ва онҳоро равған меноманд. Агар дар молекула як пайванди дугона мавҷуд бошад, пас он ҳамчун равғани якмағз маълум аст (масалан, равғани зайтун) ва агар зиёда аз як пайванди дугона вуҷуд дошта бошад, он ҳамчун равғани сернашуда (масалан, равғани рапс) маълум аст.

Равғанҳои серғизо одатан дар ҳарорати хонагӣ сахт баста мешаванд. Равғанҳои ҳайвонот бо кислотаи стеарин ва кислотаи пальмитии дар гӯшт мавҷудбуда ва равған бо кислотаи бутирикии дар равған мавҷудбуда намунаҳои равғанҳои сершуда мебошанд. Ширхӯрон чарбҳоро дар ҳуҷайраҳои махсусгардонидашуда, ки адипоситҳо ном доранд, нигоҳ медоранд, ки дар онҳо глобулаҳои чарбу қисми зиёди ҳуҷайраҳоро ишғол мекунанд. Дар растанӣ равған ё равған дар тухмҳо нигоҳ дошта мешавад ва дар давраи рушди ҷанин ҳамчун манбаи энергия истифода мешавад.

Равғанҳо ё равғанҳои сернашуда одатан аз растанӣ мебошанд ва дорои кислотаҳои серравған мебошанд. Пайванди дукарата боиси хам шудан ё "каниш" мегардад, ки кислотаҳои равғаниро аз бастабандии зич ва моеъ нигоҳ доштани онҳо дар ҳарорати хонагӣ пешгирӣ мекунад. Равғани зайтун, равғани ҷуворимакка, равғани рапс ва равғани ҷигар намунаҳои равғанҳои сернашуда мебошанд. Равғанҳои сернашуда ба беҳтар шудани сатҳи холестирин дар хун мусоидат мекунанд, дар ҳоле ки равғанҳои серғизо ба пайдоиши плакҳо дар рагҳо мусоидат мекунанд, ки хатари сактаи дилро зиёд мекунад.

Дар саноати хӯрокворӣ равғанҳоро ба таври сунъӣ гидрогенизатсия мекунанд, то онҳо нимсахт шаванд, ки ин боиси камтар вайрон шудан ва зиёд шудани мӯҳлати нигоҳдорӣ мегардад. Оддӣ карда гӯем, гази гидроген тавассути мустаҳкам кардани онҳо тавассути равғанҳо пош дода мешавад. Ҳангоми ин раванд гидрогенизатсия, пайвандҳои дугонаи cis-конформация дар занҷири карбогидрид метавонад ба пайвандҳои дукарата табдил ёбад транс-конформатсия. Ин шакл а транс-фарбеҳ аз а cis-фарбеҳ. Ориентацияи алокахои дугона ба хосиятхои химиявии равган таъсир мерасонад (Расми 2.19).

Маргарин, баъзе намудҳои равғани чормағз ва кӯтоҳкунӣ намунаҳои ба таври сунъӣ гидрогенизатсияшуда мебошанд транс-равғанҳо. Таҳқиқоти охирин нишон доданд, ки афзоиши транс-равғанҳо дар ғизои инсон метавонанд боиси зиёд шудани сатҳи липопротеинҳои зичии паст (LDL) ё холестирини "бад" шаванд, ки дар навбати худ метавонад боиси пайдоиши плакҳо дар рагҳо гардад, ки боиси бемории дил мегардад. Бисёре аз тарабхонаҳои хӯрокворӣ ба наздикӣ истифодаи онро аз байн бурданд транс-фарбеҳҳо ва тамғакоғазҳои ғизои ИМА ҳоло талаб карда мешаванд, ки онҳоро номбар кунанд транс- мазмуни фарбеҳ.

Кислотаҳои равғании муҳим кислотаҳои равғанӣ мебошанд, ки барои бадани инсон заруранд, аммо синтез намешаванд. Аз ин рӯ, онҳо бояд тавассути парҳез илова карда шаванд. Кислотаҳои равғании Омега-3 ба ин гурӯҳ дохил мешаванд ва яке аз ду кислотаи равғании муҳим барои одамон маълуманд (дигар кислотаҳои равгании омега-6 мебошанд). Онҳо як намуди равғанҳои серғизо мебошанд ва кислотаҳои равғании омега-3 номида мешаванд, зеро карбони сеюм аз охири кислотаи равғанӣ дар пайванди дукарата иштирок мекунад.

Салмӯ, гулмоҳӣ ва тунец манбаи хуби кислотаҳои равғании омега-3 мебошанд. Кислотаҳои равғании Омега-3 дар фаъолияти майна ва рушду инкишофи мӯътадил муҳиманд. Онҳо инчунин метавонанд бемориҳои дилро пешгирӣ кунанд ва хатари саратонро коҳиш диҳанд.

Мисли карбогидратҳо, равғанҳо бисёр таблиғи бад гирифтанд. Дуруст аст, ки аз меъёр зиёд истеъмол кардани хӯрокҳои бирён ва дигар хӯрокҳои «равған» боиси зиёд шудани вазн мегардад. Аммо, равғанҳо вазифаҳои муҳим доранд. Равғанҳо ҳамчун захираи дарозмуддати энергия хизмат мекунанд. Онҳо инчунин изолятсияи баданро таъмин мекунанд. Аз ин рӯ, равғанҳои серғизо "солим" бояд ба миқдори мӯътадил мунтазам истеъмол карда шаванд.

Фосфолипидҳо ҷузъи асосии мембранаи плазма мебошанд. Мисли равғанҳо, онҳо аз занҷирҳои кислотаи равғанӣ иборатанд, ки ба глицерин ё сутунмӯҳраи шабеҳ пайвастанд. Ба ҷои се кислотаи равғании пайвастшуда, ду кислотаи равғанӣ мавҷуданд ва карбони сеюми шоҳроҳи глицерин ба гурӯҳи фосфатҳо пайваст аст. Гурӯҳи фосфатҳо бо илова кардани спирт тағир дода мешаванд.

Фосфолипид ҳам минтақаҳои гидрофобӣ ва ҳам гидрофиликӣ дорад. Занҷирҳои кислотаи равғанӣ гидрофобӣ буда, худро аз об хориҷ мекунанд, дар ҳоле ки фосфат гидрофилик аст ва бо об мутақобила мекунад.

Ҳуҷайраҳо бо мембрана иҳота шудаанд, ки дорои дуқабати фосфолипидҳо мебошанд. Кислотаҳои равғании фосфолипидҳо ба дарун, дур аз об рӯ ба рӯ мешаванд, дар ҳоле ки гурӯҳи фосфатҳо метавонанд ба муҳити беруна ё дар дохили ҳуҷайра, ки ҳардуи обӣ мебошанд, рӯ ба рӯ шаванд.

Стероидҳо ва мумҳо

Баръакси фосфолипидҳо ва чарбуҳое, ки дар боло баррасӣ шуда буданд, стероидҳо сохтори ҳалқа доранд. Гарчанде ки онҳо ба дигар липидҳо шабоҳат надоранд, онҳо бо онҳо гурӯҳбандӣ шудаанд, зеро онҳо инчунин гидрофобӣ доранд. Ҳама стероидҳо чор ҳалқаи карбон доранд ва чанде аз онҳо, ба монанди холестирин, думи кӯтоҳ доранд.

Холестирин як стероид аст. Холестирин асосан дар ҷигар синтез карда мешавад ва пешгузаштаи бисёр гормонҳои стероидӣ, аз қабили тестостерон ва эстрадиол мебошад. Он инчунин пешгузаштаи витаминҳои Е ва К мебошад. Холестирин пешгузаштаи намакҳои сафро мебошад, ки дар таҷзияи равғанҳо ва азхудкунии минбаъдаи онҳо аз ҷониби ҳуҷайраҳо кӯмак мекунад. Гарчанде ки холестирин аксар вақт дар истилоҳҳои манфӣ гуфта мешавад, он барои фаъолияти дурусти бадан зарур аст. Он ҷузъи асосии мембранаҳои плазмаи ҳуҷайраҳои ҳайвонот мебошад.

Мумҳо аз занҷири карбогидрид бо гурӯҳи спирти (-OH) ва кислотаи равғанӣ иборатанд. Намунаҳои муми ҳайвонот муми занбӯри асал ва ланолинро дар бар мегиранд. Растаниҳо инчунин муми доранд, ба монанди рӯйпӯши баргҳо, ки аз хушк шудани онҳо пешгирӣ мекунанд.

Консепсияҳо дар амал

Барои дидани дурнамои иловагӣ дар бораи липидҳо, тавассути ин аниматсияи интерактивӣ "Биомекулаҳо: Липидҳо" -ро омӯзед.

Протеинҳо

Протеинҳо яке аз фаровонтарин молекулаҳои органикӣ дар системаҳои зинда буда, доираи васеи вазифаҳои ҳамаи макромолекулаҳоро доранд. Протеинҳо метавонанд сохторӣ, танзимкунанда, контрактӣ ё муҳофизатӣ бошанд, онҳо метавонанд дар интиқол, нигоҳдорӣ ё мембранаҳо хидмат кунанд ё онҳо токсинҳо ё ферментҳо бошанд. Ҳар як ҳуҷайраи системаи зинда метавонад ҳазорҳо сафедаҳои гуногун дошта бошад, ки ҳар кадоми онҳо вазифаи беназир доранд. Сохторҳои онҳо, ба монанди вазифаҳои онҳо, хеле гуногунанд. Бо вуҷуди ин, ҳамаи онҳо полимерҳои аминокислотаҳо мебошанд, ки дар пайдарпаии хатӣ ҷойгир шудаанд.

Функсияҳои сафедаҳо хеле гуногунанд, зеро 20 аминокислотаҳои гуногуни химиявӣ мавҷуданд, ки занҷирҳои дарозро ташкил медиҳанд ва аминокислотаҳо метавонанд дар ҳама гуна тартиб бошанд. Масалан, сафедаҳо метавонанд ҳамчун фермент ё гормонҳо амал кунанд. Ферментҳо, ки аз ҷониби ҳуҷайраҳои зинда истеҳсол мешаванд, катализатор дар реаксияҳои биохимиявӣ (ба монанди ҳозима) мебошанд ва одатан сафедаҳо мебошанд. Ҳар як фермент барои субстрат хос аст (реактиве, ки ба фермент пайваст мешавад), ки бар он амал мекунад. Ферментҳо метавонанд барои шикастани пайвандҳои молекулавӣ, барқарор кардани пайвандҳо ё ба вуҷуд овардани пайвандҳои нав амал кунанд. Намунаи фермент амилазаи гилро мебошад, ки амилоза, як ҷузъи крахмалро вайрон мекунад.

Гормонҳо молекулаҳои сигнализатсияи химиявӣ, одатан сафедаҳо ё стероидҳо мебошанд, ки аз ҷониби як ғадуди эндокринӣ ё гурӯҳи ҳуҷайраҳои эндокринӣ ҷудо мешаванд, ки барои назорат ё танзими равандҳои физиологии мушаххас, аз ҷумла афзоиш, рушд, мубодилаи моддаҳо ва такрористеҳсолот амал мекунанд. Масалан, инсулин як гормони сафедаест, ки сатҳи глюкозаи хунро нигоҳ медорад.

Протеинҳо шакл ва вазнҳои молекулавии гуногун доранд, баъзе сафедаҳо шакли глобулярӣ доранд, дар ҳоле ки дигарон табиатан нахдор мебошанд. Масалан, гемоглобин протеини глобулист, аммо коллаген, ки дар пӯсти мо мавҷуд аст, сафедаи нахдор аст. Шакли сафеда барои фаъолияти он муҳим аст. Тағйирёбии ҳарорат, рН ва таъсир ба моддаҳои кимиёвӣ метавонад боиси тағирёбии доимии шакли сафеда гардад, ки боиси гум шудани функсия ё денатурат гардад (дар ин бора баъдтар муфассалтар муҳокима карда мешавад). Ҳама сафедаҳо аз сохторҳои гуногуни ҳамон 20 намуди аминокислотаҳо иборатанд.

Кислотаҳои аминокислотаҳо мономерҳое мебошанд, ки сафедаҳоро ташкил медиҳанд. Ҳар як кислотаи аминокислота як сохтори бунёдӣ дорад, ки аз як атоми марказии карбон иборат аст, ки ба як гурӯҳи аминокислотаҳо (-NH) пайваст аст.2), гурӯҳи карбоксил (-COOH) ва атоми гидроген. Ҳар як аминокислотаи аминокислотаҳо инчунин як атоми тағирёбанда ё гурӯҳи атомҳо дорад, ки бо атоми марказии карбон бо номи гурӯҳи R алоқаманданд. Гурӯҳи R ягона фарқияти сохтори байни 20 аминокислотаҳо мебошад, вагарна аминокислотаҳо якхелаанд (Расми 2.20).

Табиати химиявии гурӯҳи R табиати химиявии кислотаи аминокислотаро дар дохили сафедаи он муайян мекунад (яъне он туршӣ, асосӣ, қутбӣ ё ғайриқутбӣ аст).

пайдарҳамӣ ва шумораи аминокислотаҳо дар ниҳоят шакл, андоза ва функсияи сафедаро муайян мекунанд. Ҳар як аминокислотаи аминокислота ба дигар аминокислотаҳо тавассути пайванди ковалентӣ пайваст карда мешавад, ки ҳамчун пайванди пептидӣ маълум аст, ки дар натиҷаи реаксияи дегидратация ба вуҷуд меояд. Гурӯҳи карбоксилии як кислотаи аминокислотаҳо ва аминокислотаҳои аминокислотаи дуюм якҷоя шуда, молекулаи обро ҷудо мекунанд. Банди натиҷа пайванди пептид аст.

Маҳсулоте, ки дар натиҷаи чунин пайванд ба вуҷуд меоянд, полипептидҳо номида мешаванд. Дар ҳоле ки истилоҳҳои полипептид ва сафеда баъзан ба ҷои ҳамдигар истифода мешаванд, полипептид аз ҷиҳати техникӣ як полимери аминокислотаҳо мебошад, дар ҳоле ки истилоҳи сафеда барои полипептид ё полипептидҳо истифода мешавад, ки бо ҳам омезиш ёфтаанд, шакли муайян доранд ва вазифаи беназир доранд.

Пайвастшавии эволютсия

Аҳамияти эволютсионии цитохром в

Цитохром c ҷузъи муҳими механизми молекулавӣ мебошад, ки энергияро аз глюкоза ҷамъ мекунад. Азбаски нақши ин сафеда дар истеҳсоли энергияи ҳуҷайра муҳим аст, он дар тӯли миллионҳо сол хеле кам тағйир ёфтааст. Пайдарпайвандии сафедаҳо нишон дод, ки миқдори зиёди шабоҳати пайдарпайӣ дар байни молекулаҳои цитохром С-и муносибатҳои эволютсионии намудҳои гуногунро тавассути чен кардани монандӣ ё фарқияти пайдарпайии сафедаҳои намудҳои гуногун арзёбӣ кардан мумкин аст.

Масалан, олимон муайян карданд, ки цитохром c-и одам 104 аминокислота дорад. Барои ҳар як молекулаи ситохром c, ки то имрӯз аз организмҳои гуногун ҷудо карда шудааст, 37-тои ин аминокислотаҳо дар ҳар як ситохром c дар як мавқеъ пайдо мешаванд. Ин нишон медиҳад, ки ҳамаи ин организмҳо аз як аҷдоди умумӣ пайдо шудаанд. Ҳангоми муқоисаи пайдарпаии сафедаҳои инсон ва шимпанзе, фарқияти пайдарпайӣ пайдо нашуд. Вақте ки пайдарпайии маймунҳои одам ва резус муқоиса карда шуданд, дар як кислотаи аминокислотаи як фарқияти ягона пайдо шуд. Баръакс, муқоисаи инсон ба хамиртуруш фарқияти 44 кислотаи аминокислотаро нишон медиҳад, ки одамон ва шимпанзеҳо нисбат ба одамон ва маймуни резус ё одамон ва хамиртуруш аҷдоди умумӣ доранд.

Сохтори протеин

Тавре ки дар боло зикр гардид, шакли сафеда барои вазифаи он муҳим аст. Барои фаҳмидани он ки сафеда чӣ гуна шакл ё конформатсияи ниҳоии худро мегирад, мо бояд чор сатҳи сохтори сафедаҳоро фаҳмем: ибтидоӣ, дуюмдараҷа, сеюм ва чорум (Расми 2.21).

пайдарпаии беназир ва шумораи аминокислотаҳо дар занҷири полипептид сохтори ибтидоии он аст. пайдарпаии беназири ҳар як сафеда дар ниҳоят аз ҷониби ген, ки сафеда рамзкунонидашуда муайян карда мешавад. Ҳама гуна тағирот дар пайдарпаии ген метавонад боиси ба занҷири полипептидӣ илова шудани кислотаи дигари аминокислотаҳо гардад, ки боиси тағирёбии сохтор ва функсияи сафеда гардад. Ҳангоми камхунии доси ҳуҷайра, занҷири гемоглобин β як ивазкунандаи аминокислотаҳо дорад, ки ҳам дар сохтор ва ҳам функсияи сафеда тағир меёбад. Муҳимтарин чизест, ки бояд ба назар гирифт, ки молекулаи гемоглобин аз ду занҷири алфа ва ду занҷири бета иборат аст, ки ҳар яке аз тақрибан 150 аминокислотаҳо иборат аст. Аз ин рӯ, молекула тақрибан 600 аминокислотаҳо дорад. Фарқи сохтории байни молекулаи муқаррарии гемоглобин ва молекулаи ҳуҷайраи дос, ки давомнокии умри одамони зарардидаро ба таври назаррас коҳиш медиҳад, як кислотаи аминокислотаи ягонаи 600 мебошад.

Аз сабаби ин тағирёбии як кислотаи аминокислотаҳо дар занҷир, ҳуҷайраҳои сурхи хун одатан дуконкав ё дискшакл шакли ҳилол ё "дос"-ро мегиранд, ки рагҳоро мебанданд. Ин метавонад боиси шумораи зиёди мушкилоти ҷиддии саломатӣ, аз қабили нафаскашӣ, чарх задани сар, дарди сар ва дарди шикам барои шахсони гирифтори ин беморӣ гардад.

Намунаҳои қатшуда, ки дар натиҷаи таъсири мутақобилаи қисмҳои ғайригуруҳи аминокислотаҳо пайдо мешаванд, сохтори дуюмдараҷаи сафедаҳоро ба вуҷуд меоранд. Аз ҳама маъмултарин сохторҳои варақи алфа (α)-спирал ва бета (β) мебошанд. Ҳарду сохтор дар шакли пайвандҳои гидроген нигоҳ дошта мешаванд. Дар спирали алфа, пайвандҳо байни ҳар чоруми аминокислотаҳо ба вуҷуд меоянд ва боиси гардиши занҷири аминокислотаҳо мешаванд.

Дар варақи β-пландор, "плитаҳо" тавассути пайванди гидроген байни атомҳо дар сутуни занҷири полипептидҳо ба вуҷуд меоянд. Гурӯҳҳои R ба карбонҳо часпида мешаванд ва дар боло ва поёни қабатҳои плитса паҳн мешаванд. Сегментҳои печдор ба ҳамдигар параллел ҷойгир мешаванд ва дар байни як ҷуфт атомҳо дар ҳар як аминокислотаҳои аминокислотаҳо пайвандҳои гидроген ба вуҷуд меоянд. Сохторҳои варақи α-спирал ва β-пландор дар бисёр сафедаҳои глобулярӣ ва нахдор мавҷуданд.

Сохтори беназири сеченакаи полипептид ҳамчун сохтори сеюми он маълум аст. Ин сохтор аз таъсири мутақобилаи кимиёвии байни аминокислотаҳои гуногун ва минтақаҳои полипептид ба вуҷуд омадааст. Пеш аз ҳама, таъсири мутақобила байни гурӯҳҳои R сохтори мураккаби сеченакаи сеюми сафедаро ба вуҷуд меорад. Мумкин аст, ки дар байни гурӯҳҳои R дар аминокислотаҳои гуногун пайвандҳои ионӣ пайдо шаванд ё пайванди гидроген, ки берун аз он, ки дар сохтори дуюмдараҷа иштирок мекунанд, вуҷуд дошта бошанд. Ҳангоми ҷамъшавии сафедаҳо, дар дохили сафеда гурӯҳҳои гидрофобии R кислотаҳои аминокислотаҳои ғайриқутбӣ ҷойгиранд, дар ҳоле ки гурӯҳҳои гидрофилии R дар берун ҷойгиранд. Намудҳои қаблии мутақобила инчунин ҳамчун мутақобилаи гидрофобӣ маълуманд.

Дар табиат баъзе сафедаҳо аз якчанд полипептидҳо ба вуҷуд меоянд, ки онҳоро зерқисмҳо низ меноманд ва таъсири мутақобилаи ин зерқисмҳо сохтори чорумро ташкил медиҳад. Муносибатҳои сусти байни зерқисмҳо ба эътидол овардани сохтори умумӣ кӯмак мекунанд. Масалан, гемоглобин омезиши чаҳор зерқисмҳои полипептидӣ мебошад.

Ҳар як сафеда пайдарпаӣ ва шакли беназири худро дорад, ки тавассути таъсири мутақобилаи кимиёвӣ муттаҳид мешаванд. Агар сафеда ба тағирёбии ҳарорат, рН ё таъсири кимиёвӣ дучор шавад, сохтори сафеда метавонад тағир ёбад ва шакли худро дар он чизе, ки денатуратсия маълум аст, тавре ки дар боло баррасӣ шудааст, гум кунад. Денатуратсия аксар вақт баръакс мешавад, зеро сохтори аввалия нигоҳ дошта мешавад, агар агенти денатуринг хориҷ карда шавад ва ба сафеда имкон медиҳад, ки вазифаи худро дубора барқарор кунад. Баъзан денатуратсия бебозгашт аст, ки боиси гум шудани функсия мегардад. Як мисоли денатуратсияи протеинро ҳангоми пухтан ё пухтани тухм дидан мумкин аст. Протеини альбумин дар сафедаи тухми моеъ ҳангоми дар табақи гарм гузоштан денатурат шуда, аз моддаи шаффоф ба моддаи сафеди ношаффоф табдил меёбад. На ҳама сафедаҳо дар ҳарорати баланд денатурат карда мешаванд, масалан, бактерияҳое, ки дар чашмаҳои гарм зинда мемонанд, сафедаҳо доранд, ки барои фаъолият дар ин ҳарорат мутобиқ карда шудаанд.

Консепсияҳо дар амал

Барои дидани дурнамои иловагӣ дар бораи сафедаҳо, тавассути ин аниматсияи интерактивӣ "Биомекулаҳо: Протеинҳо" -ро омӯзед.

Кислотаҳои нуклеинӣ

Кислотаҳои нуклеинӣ макромолекулаҳои калидӣ дар идомаи ҳаёт мебошанд. Онҳо нақшаи генетикии ҳуҷайраро меоранд ва дастурҳоро барои фаъолияти ҳуҷайра меоранд.

Ду намуди асосии кислотаҳои нуклеинӣ кислотаи дезоксирибонуклеинӣ (ДНК) ва кислотаи рибонуклеинӣ (РНК) мебошанд. ДНК маводи генетикӣ аст, ки дар ҳама организмҳои зинда мавҷуд аст, аз бактерияҳои якҳуҷайравӣ то ширхӯрони бисёрҳуҷайра.

Навъи дигари кислотаи нуклеинӣ, РНК, асосан дар синтези сафедаҳо иштирок мекунад. Молекулаҳои ДНК ҳеҷ гоҳ ядроро тарк намекунанд, балки ба ҷои он миёнарави РНК-ро барои иртибот бо боқимондаи ҳуҷайра истифода мебаранд. Дигар намудҳои РНК низ дар синтези сафеда ва танзими он иштирок мекунанд.

ДНК ва РНК аз мономерҳо бо номи нуклеотидҳо иборатанд. Нуклеотидҳо бо ҳамдигар пайваст шуда, полинуклеотид, ДНК ё РНК-ро ташкил медиҳанд. Ҳар як нуклеотид аз се ҷузъ иборат аст: асоси нитрогенӣ, қанди пентозӣ (панҷ карбон) ва гурӯҳи фосфатӣ (расми 2.22). Ҳар як пойгоҳи нитрогении нуклеотид ба як молекулаи шакар, ки ба гурӯҳи фосфатҳо пайваст аст, пайваст карда мешавад.

Сохтори дукаратаи ДНК

ДНК сохтори ду-спирал дорад (расми 2.23). Он аз ду ришта ё полимерҳо аз нуклеотидҳо иборат аст. Риштаҳо бо пайвандҳои байни фосфатҳо ва гурӯҳҳои қанди нуклеотидҳои ҳамсоя ташкил карда мешаванд. Риштаҳо дар пояҳои худ бо пайвандҳои гидрогенӣ пайванд карда мешаванд ва риштаҳо дар тӯли дарозии худ дар атрофи худ печидаанд, аз ин рӯ тавсифи "спирали дукарата", ки маънои спирали дугона дорад.

Гурӯҳҳои ивазкунандаи шакар ва фосфат дар берунии ҳар як ришта ҷойгир буда, сутуни ДНК -ро ташкил медиҳанд. Асосҳои нитрогендор дар дохили хона ба мисли зинапояҳо часпонида шудаанд ва ин асосҳо ҷуфтҳоро бо пайвандҳои гидроген ба ҳам мепайванданд. Асосҳо тавре ҷуфт мешаванд, ки масофаи байни сутунҳои ду ришта дар тӯли молекула яксон аст.

Ҳамчун шарики Amazon мо аз хариди тахассусӣ даромад ба даст меорем.

Мехоҳед ин китобро иқтибос кунед, мубодила кунед ё тағир диҳед? Ин китоб Creative Commons Attribution License 4.0 аст ва шумо бояд OpenStax-ро аттрибут кунед.

    Агар шумо ҳама ё як қисми ин китобро дар шакли чопӣ аз нав тақсим карда истода бошед, пас шумо бояд дар ҳар як саҳифаи ҷисмонӣ атрибутҳои зеринро дохил кунед:

  • Барои эҷод кардани иқтибос аз маълумоти дар поён овардашуда истифода баред. Мо тавсия медиҳем, ки асбоби иқтибосро ба монанди ин истифода барем.
    • Муаллифон: Саманта Фаулер, Ребекка Роуш, Ҷеймс Уайз
    • Ношир/вебсайт: OpenStax
    • Номи китоб: Консепсияҳои биология
    • Санаи нашр: 25 апрели 2013
    • Макон: Хьюстон, Техас
    • URL-и китоб: https://opensax.org/books/concepts-biology/pages/1-introduction
    • URL-и қисм: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/2-3-biological-molecules

    © 12 январи соли 2021 OpenStax. Мундариҷаи китобҳои дарсӣ, ки аз ҷониби OpenStax таҳия шудааст, тибқи иҷозатномаи Creative Commons Attribution License 4.0 иҷозатнома гирифта шудааст. Номи OpenStax, логотипи OpenStax, муқоваҳои китобҳои OpenStax, номи OpenStax CNX ва логотипи OpenStax CNX ба иҷозатномаи Creative Commons тобеъ нестанд ва бидуни ризоияти пешакии хаттии Донишгоҳи Райс дубора тавлид кардан мумкин нест.


    Сохтор

    Умуман, аминокислотаҳо дорои хосиятҳои сохтории зерин мебошанд:

    • Карбон (карбон алфа)
    • Атомҳои гидроген (H)
    • Гурӯҳи карбоксил (-COOH)
    • Як гурӯҳи аминокислотаҳо (-NH2)
    • Гурӯҳи "тағйирёбанда" ё гурӯҳи "R"

    Ҳама аминокислотаҳо карбон алфа доранд, ки ба атоми гидроген, гурӯҳи карбоксил ва аминокислотаҳо пайвастанд. Гурӯҳи "R" дар байни аминокислотаҳо фарқ мекунад ва фарқияти байни ин мономерҳои сафедаҳоро муайян мекунад. Пайдарпайии аминокислотаҳои сафеда аз рӯи маълумоте, ки дар коди генетикии ҳуҷайра мавҷуд аст, муайян карда мешавад. Рамзи генетикӣ пайдарпаии асосҳои нуклеотидҳо дар кислотаҳои нуклеинӣ (ДНК ва РНК) мебошад, ки барои аминокислотаҳо рамзгузорӣ мекунанд. Ин рамзҳои генҳо на танҳо тартиби аминокислотаҳои сафедаро муайян мекунанд, балки сохтор ва вазифаи сафедаро низ муайян мекунанд.


    Инкишофи охирин

    Муҳандисии бофтаҳо

    Сатҳи табиии устухон аксар вақт дорои хусусиятҳое мебошад, ки тақрибан 100 нм мебошанд. Агар сатҳи имплантат устухони сунъӣ ҳамвор мемонд, ҷисм мекӯшад онро рад кунад. Аз сабаби он, ки сатҳи ҳамвор метавонад боиси тавлиди бофтаи нахдоре, ки рӯи имплантатсияро фаро мегирад, ба вуҷуд орад. Ин қабат алоқаи устухон бо имплантатсияро коҳиш медиҳад, ки метавонад боиси сустшавии имплантатсия ва илтиҳоби минбаъда гардад. Нишон дода шуд, ки тавассути эҷод кардани хусусиятҳои наноҳаҷм дар рӯи протези хип ё зону, имкони рад кардан ва инчунин ҳавасманд кардани истеҳсоли остеобластҳоро коҳиш додан мумкин аст. Остеобластҳо ҳуҷайраҳое мебошанд, ки барои афзоиши матритсаи устухон масъуланд ва дар сатҳи пешрафтаи устухони рушдёбанда ҷойгиранд.

    Таъсири полимерӣ, сафолӣ ва ба наздикӣ, маводи металлӣ нишон дода шуд. Зиёда аз 90% ҳуҷайраҳои устухони инсон аз суспензия ба сатҳи металли наноструктураи [27] часпиданд, аммо танҳо 50% дар намунаи назоратӣ. Дар ниҳоят, ин бозёфтҳо имкон медиҳанд, ки ивазкунии хип ё зонуи пойдортар ва дарозмуддат тарҳрезӣ шаванд ва имкони фуҷур шудани имплант кам карда шавад.

    Титан як маводи маъруфи таъмиркунандаи устухон аст, ки дар ортопедия ва стоматология васеъ истифода мешавад. Он дорои муқовимати баланди шикаста, қобилият ва таносуби вазн ба қувват аст. Мутаассифона, он аз набудани биофаъолият азоб мекашад, зеро он пайвастшавӣ ва афзоишро хуб дастгирӣ намекунад. Пӯшидани апатитҳо маълуманд, ки биологӣ фаъоланд ва ба устухон пайваст мешаванд. Аз ин рӯ, дар гузашта якчанд усулҳо барои истеҳсоли рӯйпӯши апатитӣ дар титан истифода мешуданд. Ин рӯйпӯшҳо аз якрангии ғафсӣ, адгезияи суст ва қувваи пасти механикӣ азоб мекашанд. Илова бар ин, барои дастгирии интиқоли маводи ғизоӣ тавассути афзоиши ҳуҷайра сохтори устувори ковокӣ лозим аст.

    Нишон дода шуд, ки бо истифода аз равиши биомиметикӣ - афзоиши сусти плёнкаи наноструктураи апатит аз моеъи тақлидшудаи бадан - боиси ташаккули қабати сахт часпида ва яксони нанопороз гардид [19]. Муайян карда шуд, ки қабат аз кристаллҳои 60 нм сохта шудааст ва дорои сохтори устувори нанопороз ва биоактивӣ мебошад.

    Устухони воқеӣ як маводи нанокомпозитӣ мебошад, ки аз кристаллҳои гидроксиапатит дар матритсаи органикӣ иборат аст, ки асосан аз коллаген иборат аст. Ба шарофати ин, устухон аз ҷиҳати механикӣ сахт ва ҳамзамон пластикӣ аст, бинобар ин он метавонад аз осеби механикӣ барқарор шавад. Механизми воқеии наномикёс, ки ба ин комбинатсияи муфиди хосиятҳо оварда мерасонад, то ҳол баҳс карда мешавад.

    Маводи гибридии сунъӣ аз нанозарраҳои сафолии 15-18 нм ва сополимери поли (метилметакрилат) омода карда шуд [20]. Бо истифода аз равиши трибологӣ рафтори вискоэластикӣ (табобат)-и дандонҳои инсон нишон дода шуд. Маводи гибридии таҳқиқшуда, ки ҳамчун рӯйпӯш дар сатҳи дандон ҷойгир карда шудааст, муқовимати харошиданро беҳтар кард ва инчунин рафтори шифобахши шабеҳи дандон дошт.

    Табобати саратон

    Табобати фотодинамикии саратон ба нест кардани ҳуҷайраҳои саратон тавассути оксигени атомии лазерӣ, ки ситотоксикӣ аст, асос ёфтааст. Миқдори зиёди ранги махсусе, ки барои тавлиди оксигени атомӣ истифода мешавад, дар муқоиса бо бофтаи солим аз ҷониби ҳуҷайраҳои саратон гирифта мешавад. Аз ин рӯ, танҳо ҳуҷайраҳои саратон нобуд карда мешаванд ва сипас ба радиатсияи лазерӣ дучор мешаванд. Мутаассифона, молекулаҳои боқимондаи ранг ба пӯст ва чашмҳо мегузаранд ва беморро ба нури рӯз хеле ҳассос мекунанд. Ин таъсир метавонад то шаш ҳафта давом кунад.

    Барои пешгирӣ кардани ин таъсири тараф, версияи гидрофобии молекулаи ранг дар дохили як нанозаррачаи рахна ҷойгир карда шуд [28]. Ранг дар дохили нанозаррачаи Ormosil дармонда монд ва ба дигар қисмҳои бадан паҳн нашуд. Дар айни замон, ба қобилияти тавлиди оксигени он таъсир нарасондааст ва андозаи сӯрохиҳои тақрибан 1 нм озодона имкон медиҳад, ки оксиген паҳн шавад.

    Рамзгузории оптикии гуногунранг барои таҳлилҳои биологӣ [29]

    Тадқиқоти рӯзафзуни протеомика ва геномӣ афзоиши шумораи маълумотҳои пайдарпайро ба вуҷуд меорад ва таҳияи технологияҳои скрининги баландсифатро талаб мекунад. Воқеан, технологияҳои гуногуни массив, ки дар айни замон дар таҳлили параллелӣ истифода мешаванд, эҳтимолан ба қаноатмандӣ расиданд, вақте ки шумораи элементҳои массив аз якчанд миллион зиёд аст. Муносибати сеченака, ки ба "штрих-кодгузории" оптикии заррачаҳои полимерӣ дар маҳлул асос ёфтааст, танҳо бо шумораи тегҳои беназире, ки ба таври эътимодбахш тавлид ва ошкор кардан мумкин аст, маҳдуд аст.

    Нуқтаҳои ягонаи квантии нимноқилҳои мураккаб ҳамчун иваз кардани рангҳои органикӣ дар замимаҳои гуногуни биологӣ бомуваффақият истифода шуданд [7]. Ин идея бо роҳи омезиши андозаҳои гуногун ва аз ин рӯ дорои рангҳои гуногуни флуоресцентӣ нуқтаҳои квантӣ ва муттаҳид кардани онҳо дар микробҳои полимерӣ як қадам ба пеш гузошта шудааст [29]. Назорати дақиқи таносуби нуқтаҳои квантӣ ба даст оварда шудааст. Интихоби нанозаррачаҳои дар ин таҷрибаҳо истифодашуда 6 ранги гуногун ва инчунин 10 шиддат дошт. Барои рамзгузории зиёда аз 1 миллион комбинатсия кифоя аст. Яксонӣ ва такроршавандагии маҳтобӣ барои дақиқии муайянкунии дандонҳо 99,99% имкон дод.

    Манипуляцияи ҳуҷайраҳо ва биомолекулаҳо [30]

    Нанозарраҳои магнитии функсионалӣ барномаҳои зиёдеро пайдо карданд, аз ҷумла ҷудокунии ҳуҷайраҳо ва санҷиши ин ва дигар замимаҳо дар баррасии ба наздикӣ [8] муҳокима карда мешаванд. Аксари заррачаҳои магнитӣ, ки то ҳол омӯхта шудаанд, сферикӣ мебошанд, ки то андозае имкониятҳои бисёрфунксионалии ин нанозарраҳоро маҳдуд мекунанд. Нанозарраҳои алтернативии силиндрӣ метавонанд тавассути истифодаи электродепозитсияи металлӣ дар қолаби нанопороз гилхок сохта шаванд [30]. Вобаста ба хосиятҳои қолаб, радиуси наносилиндрҳоро дар доираи аз 5 то 500 нм интихоб кардан мумкин аст, дар ҳоле ки дарозии онҳо метавонад аз 60 мкм бошад. Бо пай дар пай гузоштани ғафсии гуногуни металлҳои гуногун, сохтор ва хосиятҳои магнитии силиндрҳои алоҳидаро васеъ танзим кардан мумкин аст.

    Азбаски химияи рӯизаминӣ барои функсионализатсияи сатҳҳои металлӣ хуб таҳия шудааст, лигандҳои гуногунро интихобан ба сегментҳои гуногун пайваст кардан мумкин аст. Масалан, порфиринҳо бо линкерҳои тиол ё карбоксил ҳамзамон ба сегментҳои тилло ё никел пайваст карда шуданд. Ҳамин тариқ, мумкин аст, ки нановимҳои магнитиро бо қисмҳои флуоресцентӣ ҷудошуда истеҳсол кунанд. Илова бар ин, аз сабаби таносуби ҷанбаҳои калон, магнитизатсияи боқимондаи ин нановимҳо метавонад баланд бошад. Аз ин рӯ, майдони магнитии заифтар метавонад барои рондани онҳо истифода шавад. Исбот шудааст, ки худсохти нановимхои магнитиро дар суспензия бо майдонхои магнитии беруна суст идора кардан мумкин аст. Ин имкон медиҳад, ки маҷмӯи ҳуҷайраҳоро дар шаклҳо ва шаклҳои гуногун назорат кунанд. Ғайр аз он, майдони магнитии беруна метавонад бо намунаи магнитии аз ҷиҳати литографӣ муайяншуда муттаҳид карда шавад ("домани магнитӣ").

    Муайян кардани сафеда [31]

    Протеинҳо қисми муҳими забон, мошин ва сохтори ҳуҷайра мебошанд ва фаҳмидани функсияҳои онҳо барои пешрафти минбаъдаи некӯаҳволии инсон ниҳоят муҳим аст. Нанозарраҳои тиллоӣ дар иммуногистохимия барои муайян кардани таъсири мутақобилаи сафедаҳо ва сафедаҳо васеъ истифода мешаванд. Бо вуҷуди ин, имкониятҳои муайянкунии ҳамзамон ин техника хеле маҳдуд аст. Спектроскопияи парокандаи Раман, ки дар сатҳи рӯизаминӣ такмил дода шудааст, як усули хуб ба роҳ мондашуда барои ошкор ва муайян кардани молекулаҳои рангҳои ягона мебошад. Бо омезиши ҳарду усул дар як зондҳои нанозаррачаҳо метавон қобилиятҳои мултиплексии пробҳои протеинро ба таври назаррас беҳтар созад. Гурӯҳи профессор Миркин як зондҳои мураккаби бисёрфунксионалиро тарҳрезӣ кардааст, ки дар атрофи нанозаррачаи тиллоии 13 нм сохта шудааст. Нанозаррачаҳо бо олигонуклеотидҳои гидрофиликӣ пӯшонида шудаанд, ки дар як канори онҳо ранги Раман доранд ва дар ниҳоят бо унсури шинохтани молекулаҳои хурд (масалан, биотин) пӯшонида мешаванд. Ғайр аз он, ин молекула каталитикӣ фаъол аст ва дар маҳлули Ag (I) ва гидрохинон бо нуқра пӯшонида мешавад. Пас аз пайваст кардани зонд ба як молекулаи хурд ё антиген, ки он барои муайян кардан пешбинӣ шудааст, субстрат ба маҳлули нуқра ва гидрохинон дучор мешавад. Дар наздикии рангҳои Раман пӯшиши нуқра сурат мегирад, ки имкон медиҳад имзои ранг бо микроскопи стандартии Раман муайян карда шавад. Ба ғайр аз қобилияти шинохтани молекулаҳои хурд, ин зонд метавонад тағир дода шавад, то антитело дар рӯи рӯи он барои шинохтани сафедаҳо мавҷуд бошад. Вақте ки дар формати массиви сафедаҳо бар зидди ҳам молекулаҳои хурд ва ҳам сафедаҳо озмуда шуд, зонд ҳеҷ гуна реактивии салибро нишон надодааст.

    Тадқиқоти тиҷоратӣ

    Баъзе ширкатҳое, ки дар таҳия ва тиҷоратӣ кардани наноматериалҳо дар барномаҳои биологӣ ва тиббӣ иштирок мекунанд, дар зер оварда шудаанд (ниг. Ҷадвали 1). Аксарияти ширкатҳо корхонаҳои хурди охирини муассисаҳои гуногуни тадқиқотӣ мебошанд. Ҳарчанд хаста набошад ҳам, ин интихоби намояндагӣ мебошад, ки тамоюлҳои ҳозираи саноатиро инъикос мекунад. Аксарияти ширкатҳо барномаҳои фармасевтӣ, асосан барои интиқоли доруҳо таҳия мекунанд. Якчанд ширкатҳо аз эффектҳои андозаи квантӣ дар нанокристалҳои нимноқил барои барчасп кардани биомолекулаҳо истифода мебаранд ё нанозарраҳои тиллои биологӣ-конъюгатиро барои тамғагузорӣ кардани қисмҳои гуногуни ҳуҷайра истифода мебаранд. Як катор ширкатхо материалхои нано-керамикиро дар инженерияи матоъ ва ортопедия истифода мебаранд.

    Аксари ширкатҳои бузурги фармасевтӣ барномаҳои тадқиқотии дохилӣ оид ба интиқоли маводи мухаддир доранд, ки дар формулаҳо ё дисперсияҳо дорои ҷузъҳои то андозаҳои нано мебошанд. Нуқраи коллоидӣ дар формулаҳо ва либосҳои зиддимикробӣ васеъ истифода мешавад. Реактивии баланди нанозаррачаҳои титания, ки мустақилона ё баъдан бо нурҳои ултрабунафш равшан карда мешаванд, инчунин барои мақсадҳои бактерицидӣ дар филтрҳо истифода мешаванд. Хусусиятҳои каталитикии мукаммали сатҳҳои нанокерамика ё металлҳои гаронбаҳо ба монанди платина барои нест кардани токсинҳои хатарнок ва дигар маводи органикии хатарнок истифода мешаванд.

    Самтҳои оянда

    Тавре ки ҳоло мавҷуд аст, аксарияти барномаҳои нанозарраҳои тиҷоратӣ дар тиб ба интиқоли дору нигаронида шудаанд. Дар биология, нанозарраҳо рангҳои органикиро дар барномаҳое иваз мекунанд, ки устувории баланди фото ва инчунин қобилияти мултиплексии баландро талаб мекунанд. Баъзе пешрафтҳо дар роҳнамоӣ ва назорати фосилавии функсияҳои нано-зондҳо мавҷуданд, масалан, рондани нанозарраҳои магнитӣ ба варам ва сипас онҳоро барои озод кардани бори дору ё танҳо гарм кардани онҳо бо мақсади нест кардани бофтаи атроф. Тамоюли асосии рушди минбаъдаи наноматериалҳо аз он иборат аст, ки онҳо аз ҷониби сигналҳои беруна ё муҳити маҳаллӣ бисёрфунксионалӣ ва идорашаванда ва ба ин васила ба нано-дастгоҳҳо табдил дода шаванд.


    Dunker, A. K., Brown, C. J., Lawson, J. D., Iakoucheva, L. M. & Obradovich, Z. Ихтилоли дохилӣ ва функсияи сафеда. Биохимия 41, 6573–6582 (2002).

    Уверский, V. N. Протеинҳои ба таври табиӣ кушодашуда: нуқтае, ки биология физикаро интизор аст. Протеин Sci. 11, 739–756 (2002). Баррасии ҳамаҷонибаи соҳаи сафедаҳои кушодашударо бо таҳлили пурарзиш таъмин мекунад. Он дорои ҷадвали муосиртарини сафедаҳои кушодашуда мебошад.

    Boesch, C., Bundi, A., Oppliger, M. & Wüthrich, K. 1 H Тадқиқотҳои ядроӣ-магнитӣ-резонансӣ оид ба конформатсияи молекулавии глюкагонҳои мономерӣ дар маҳлули обӣ. Ёвро. J. Биохимия. 91, 209–214 (1978).

    Даниэлс, A. J., Williams, R. J. P. & amp Wright, P. E. Хусусияти молекулаҳои захирашуда дар гранулаҳои хромаффини медула adrenal: омӯзиши резонанси магнитии ядроӣ. Асабшиносӣ 3, 573–585 (1978).

    Райт, П.Е. & Дайсон, Ҳ.Ҷ. Протеинҳои сохторнашуда: дубора арзёбии сохтори сафеда - парадигмаи функсия. Ҷ. Мол. Биол. 293, 321–331 (1999).

    Якучева, Л.М., Браун, Ч.Ҷ., Лоусон, ҶД., Обрадович, З. & Дюнкер, А.К. Ихтилоли дохилӣ дар сигнализатсияи ҳуҷайра ва сафедаҳои бо саратон алоқаманд. Ҷ. Мол. Биол. 323, 573–584 (2002).

    Иакучева, Л. М. Аҳамияти ихтилоли дохилӣ барои фосфоризатсияи сафеда. Кислотаҳои нуклеинӣ Res. 32, 1037–1049 (2004).

    Томпа, P. Протеинҳои сохторнашуда. Тамоюлҳои биохимия. Sci. 27, 527–533 (2002).

    Ромеро, П. Мушкилии пайдарпайии сафедаи бетартиб. Протеинҳо 42, 38–48 (2001).

    Вусетик, С., Браун, Ч.Ж., Данкер, А.К. & Обрадович, З. Маззаҳои ихтилоли сафедаҳо. Протеинҳо 52, 573–584 (2003).

    Митчелл, P. J. & Tjian, R. Танзими транскриптӣ дар ҳуҷайраҳои ширхӯрон бо протеинҳои пайвасткунандаи ДНК ба пайдарпай. Илм 245, 371–378 (1989).

    O'Hare, P. & Williams, G. Тадқиқоти сохтории домени трансактиватсияи кислотаи сафедаи Vmw65 вируси герпеси оддӣ бо истифода аз 1H NMR. Биохимия 31, 4150–4156 (1992).

    Лонгхи, С ва дигарон. Домени С-терминали нуклеопротеини вируси сурхак ба таври худӣ бетартиб аст ва ҳангоми пайваст шудан ба қисми С-терминали фосфопротеин пӯшиш меёбад. Ҷ. Биол. Химия. 278, 18638–18648 (2003).

    Ромеро, П., Обрадович, З., Киссинджер, К.Р., Виллафранка, Ҷ.Е. ва Дункер, А.К. Муайян кардани минтақаҳои бетартиб дар сафедаҳо аз пайдарпаии аминокислотаҳо. Прок. IEEE Int. Конф. Шабакаи нейрон. 1, 90–95 (1997).

    Уверский, В.Н., Гиллеспи, Ҷ.Р. ва Финк, А.Л. Чаро дар шароити физиологӣ сафедаҳои «модарӣ кушода» сохтор надоранд? Протеинҳо 41, 415–427 (2000).

    Линдинг, Р. Пешгӯии ихтилоли сафедаҳо: оқибатҳои протеомикаи сохторӣ. Сохтор (Камб.) 11, 1453–1459 (2003).

    Линдинг, Р., Рассел, Р.Б., Недува, В. ва Гибсон, Т.Ж. Кислотаҳои нуклеинӣ Res. 31, 3701–3708 (2003).

    Ward, J. J., Sodhi, J. S., McGuffin, L. J., Buxton, B. F. & Jones, D. T. Пешгӯӣ ва таҳлили функсионалии ихтилоли модарӣ дар сафедаҳо аз се салтанати ҳаёт. Ҷ. Мол. Биол. 337, 635–645 (2004).

    Weathers, E. A., Paulaitis, M. E., Wolf, T. B. & Hoh, J. H. Алифбои камшудаи аминокислотаҳо барои дақиқ шинохтани протеинҳои бетартиби ботинӣ кофӣ аст. FEBS Lett. 576, 348–352 (2004).

    Дункер, A. K. ва дигарон. Протеини аз ҷиҳати табиӣ вайроншуда. Ҷ. Мол. График. Модели. 19, 26–59 (2001).

    Вуцетик, С ва дигарон. DisProt: пойгоҳи додаҳои ихтилоли сафеда. Биоинформатика 21, 137–140 (2005).

    Томпа, П. Протеинҳои аз ҷиҳати сохторнашуда тавассути васеъшавии такрорӣ эволютсия мешаванд. Биоэссеҳо 25, 847–855 (2003).

    Дайсон, H. J. & Wright, P. E. Усулҳои резонанси магнитии ядроӣ барои равшан кардани сохтор ва динамикаи ҳолатҳои бесарусомон. Усулҳои ферментол. 339, 258–270 (2001).

    Дайсон, Ҳ.Ҷ. ва Райт, П.Е. Протеинҳои кушодашуда ва қабати сафеда, ки аз ҷониби NMR омӯхта шудаанд. Химия. Ваҳй 104, 3607–3622 (2004).

    Роуз, Г.Д Пешрафтҳо дар химияи сафедаҳо Ҷ. 62, (ред Ричардс, Ф. М., Эйзенберг, Д. С. & Куриян, Ҷ.) (Академик Пресс, Сан Диего, 2002). Ин китоб муқаддимаи олиҷаноб ба усулҳои биофизикӣ мебошад, ки барои муайян кардан ва тавсиф кардани сафедаҳо ва доменҳои сафедаҳо истифода мешаванд.

    Дайсон, Ҳ.Ҷ. ва Райт, П.Э. Фаҳмиши сохтор ва динамикаи сафедаҳои кушодашуда аз резонанси магнитии ядроӣ. Adv. Протеин химия. 62, 311–340 (2002).

    Ракер, А.Л., Пейжер, Ч.Т., Кэмпбелл, М.Н., Кваллс, Ҷ.Э. & amp Креамер, Т.П. Миқёси мизбон-меҳмон аз ташаккули спирали чапдастаи полипролин II. Протеинҳо 53, 68–75 (2003).

    Ши, З., Олсон, С.А., Роза, Г.Д., Болдуин, Р.Л.& Kallenbach, N.R. Сохтори Полипролин II дар пайдарпаии ҳафт пасмондаҳои аланин. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 99, 9190–9195 (2002).

    Dunker, A. K., Obradovich, Z., Romero, P., Garner, E. C. & Brown, C. J. Ихтилоли сафедаи дохилӣ дар геномҳои мукаммал. Маълумоти геномӣ. Сер. Семинар оид ба Genome Inform. 11, 161–171 (2000).

    Wootton, J.C. & Drummond, M.H. Пайвасткунаки Q: синфи пайдарпайии байнидоменӣ, ки дар сафедаҳои танзимкунандаи бисёрдомении бактериявӣ мавҷуданд. Протеин Eng. Дес. Сел. 2, 535–543 (1989).

    Чжоу, H. X. Ҳисоботи миқдории наздикии афзояндаи ду scFv-и бо ҳам алоқаманд барои эпитопҳои гуногун дар ҳамон антиген. Ҷ. Мол. Биол. 329, 1–8 (2003).

    Laity, J. H., Dyson, H. J. & Wright, P. E. Сарпӯши α-спирали аз ҷониби ДНК ба вуҷуд омада дар пайдарпаии ҳифзшудаи пайвандкунанда як муайянкунандаи наздикии ҳатмӣ дар ангуштони руҳи Cys2-His2 мебошад. Ҷ. Мол. Биол. 295, 719–727 (2000).

    Янг, М.А., Гонфлони, С., Суперти-Фурга, Г., Ру, Б. & Куриян, Ҷ. Пайвастшавии динамикӣ байни доменҳои SH2 ва SH3-и c-Src ва Hck асоси ғайрифаъолшавии онҳо тавассути фосфоризатсияи тирозини C-терминалӣ мебошад. Ҳуҷайра 105, 115–126 (2001).

    Laity, J. H., Dyson, H. J. & Wright, P. E. Асоси молекулавӣ барои модуляцияи функсияи биологӣ тавассути пайвастани алтернативии протеини супрессори варами Вилмс. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 97, 11932–11935 (2000).

    Намба, К. Нақшҳои конформацияҳои қисман кушодашуда дар худидоракунии макромолекулаҳо. Ҳуҷайраҳои ген 6, 1–12 (2001).

    Томпа, П. ва Чсермели, П. Нақши ихтилоли сохторӣ дар вазифаи РНК ва чаперонҳои сафеда. ФАСЕБ Ҷ. 18, 1169–1175 (2004).

    Дайсон, Ҳ.Ҷ. ва Райт, П.Е. Пайвастшавӣ ва пайвастшавӣ барои сафедаҳои сохторнашуда. Curr. Андеша. Сохтор. Биол. 12, 54–60 (2002). Тадқиқоти ҳамаҷонибаи рӯйдодҳои қабати сафеда ва ҳатмиро таъмин мекунад.

    Демченко, A. P. Эътироф байни молекулаҳои сафедаи чандир: қабати индуксионӣ ва ёрирасон. Ҷ. Мол. Эътироф кардан. 14, 42–61 (2001).

    Радхакришнан, И., Перес-Алварадо, Г.К., Дайсон, Ҳ.Ҷ. ва Райт, П.Е. Афзалиятҳои конформациявӣ дар Ser 133 - шаклҳои фосфоризатсияшуда ва ғайри фосфорилшудаи домени трансактиватсияи индуксионии киназа CREB. FEBS Lett. 430, 317–322 (1998).

    Ричардс, Ҷ.П., Бахингер, Ҳ.П., Гудман, Р.Х. & Бреннан, R.G. Таҳлили хосиятҳои сохтории сафедаи ҳатмӣ ба cAMP (CREB) ва CREB фосфоронидашуда. Ҷ. Биол. Химия. 271, 13716–13723 (1996).

    Радхакришнан, И. Сохтори ҳалли домени KIX-и CBP ба домени транзаксионии CREB пайваст аст: модел барои ҳамкории фаъолкунанда: коактиватор. Ҳуҷайра 91, 741–752 (1997).

    Чжоу, П., Луговской, А.А., МакКарти, Ҷ.С., Ли, П. & Вагнер, Г. Сохтори ҳалли DFF40 ва DFF45 комплекси домени N-терминалӣ ва фаъолияти муштараки чаперонҳои DFF40 ва DFF45. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 98, 6051–6055 (2001).

    Ҷордано, A. & Avantagiati, M. L. p300 ва CBP: шарикон барои ҳаёт ва марг. J. Cell. Физиол. 181, 218–230 (1999).

    Блобел, Г.А. Протеин-ҳатмии CREB ва p300: интеграторҳои молекулавии транскрипсияи гемопоэтикӣ. Хун 95, 745–755 (2000).

    Гудман, RH & Smolik, S. CBP / p300 дар афзоиш, табдил ва рушди ҳуҷайра. Genes Dev. 14, 1553–1577 (2000).

    Понтинг, C. P., Blake, D. J., Davies, K. E., Kendrick-Jones, J. & Winder, S. J. ZZ ва TAZ: ангуштони нави руҳ дар дистрофин ва сафедаҳои дигар. Тамоюлҳои биохимия. Sci. 21, 11–13 (1996).

    Де Гузман, Р.Н., Лю, Ҳ.Ю., Мартинес-Ямут, М., Дайсон, Ҳ.Ҷ. ва Райт, П.Э. Сохтори ҳалли домени TAZ2 (CH3) протеини транскрипсияи адаптери CBP. Ҷ. Мол. Биол. 303, 243–253 (2000).

    Дамес, С.А., Мартинес-Ямут, М., Де Гузман, Р.Н., Дайсон, Ҳ.Ҷ. ва Райт, П.Е. Асоси сохторӣ барои шинохти Hif-1α/CBP дар аксуламали гипоксияи ҳуҷайра. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 99, 5271–5276 (2002).

    Экнер, Р. Клонкунии молекулавӣ ва таҳлили функсионалии протеини 300-kD (p300) бо аденовируси E1A алоқаманд сафедаеро бо хосиятҳои адаптори транскрипсиявӣ ошкор мекунад. Genes Dev. 8, 869–884 (1994).

    Авантаггиати, М. Ҷалби p300 / CBP дар роҳҳои сигнали вобаста ба p53. Ҳуҷайра 89, 1175–1184 (1997).

    Лилл, Н.Л., Гроссман, С.Р., Гинсберг, Д., ДеКаприо, Ҷ. ва Ливингстон, Д.М. Пайвастшавӣ ва модуляцияи p53 аз ҷониби коактиваторҳои p300/CBP. Табиат 387, 823–827 (1997).

    Гу, В., Ши, X. L. & amp Roeder, R. G. Фаъолсозии синергетикии транскрипсия аз ҷониби CBP ва p53. Табиат 387, 819–823 (1997).

    Аранй, З. Нақши муҳим барои p300 / CBP дар вокуниши ҳуҷайра ба гипоксия. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 93, 12969–12973 (1996).

    Фридман, S. J. ва дигарон. Асоси сохторӣ барои ҷалби CBP / p300 аз ҷониби омили гипоксия-1α. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 99, 5367–5372 (2002).

    Гунасекаран, К., Цай, C. J., Кумар, С., Зануй, Д. & amp Нуссинов, Р. Протеинҳои бетартиби васеъ: Функсияи мақсаднок бо камарзиш. Тамоюлҳои биохимия. Sci. 28, 81–85 (2003). Ба он ишора мекунад, ки интерфейсҳои васеъе, ки ҳангоми пайваст кардани сафедаҳои кушодашуда ҳадафҳои худро мепайванданд, танҳо барои сафедаҳои пурра сохторӣ имконпазир хоҳанд буд, агар онҳо хеле калонтар бошанд. Бо вуҷуди ин, афзоиши андозаи сафедаҳо боиси зиёдшавии макромолекулаҳо мегардад ё калонтар будани ҳуҷайраҳоро талаб мекунад.

    Руссо, А.А., Ҷеффри, П.Д., Паттен, А.К., Массагуэ, Ҷ. & Павлетич, Н.П. Сохтори кристалии p27 Kip1 ингибитори циклин вобаста-киназа, ки ба комплекси циклин A-Cdk2 пайваст аст. Табиат 382, 325–331 (1996).

    Ҳубер, A.H. & Weis, W.I. Сохтори комплекси β-катенин / E-кадхерин ва асоси молекулавии шинохти лигандҳои гуногун аз ҷониби β-катенин. Ҳуҷайра 105, 391–402 (2001).

    Соренсон, М.К., Рэй, С.С. & Дарст, С.А. Сохтори булӯрии комплекси парчамҳои σ/анти-σ σ 28 /FlgM омили σ-ро дар конформатсияи ғайрифаъол ошкор мекунад. Мол. Ҳуҷайра 14, 127–138 (2004).

    Бхаттачаря, С. Нақши функсионалии p35srj, як протеини ҳатмии p300/CBP, ҳангоми транзаксия аз ҷониби HIF-1. Genes Dev. 13, 64–75 (1999).

    Фридман, S. J. ва дигарон. Асоси сохторӣ барои танзими манфии омили гипоксия-1α аз ҷониби CITED2. Сохтори табиат. Биол. 10, 504–512 (2003).

    Де Гузман, Р.Н., Мартинес-Ямут, М., Дайсон, Ҳ.Ҷ. ва Райт, П.Е. Таъсири мутақобилаи домени TAZ1 протеини CREB-ҳатмӣ бо домени фаъолсозии CITED2: танзим тавассути рақобат байни лигандҳои сохторнашуда барои сайтҳои ҳатмии якхела. Ҷ. Биол. Химия. 279, 3042–3049 (2004).

    Яаккола, П. Ҳадафи HIF-α ба маҷмааи убиквилизатсияи фон Хиппел-Линдау тавассути гидроксилизатсияи пролил танзимшавандаи O2. Илм 292, 468–472 (2001).

    Иван, М. HIFα барои нест кардани VHL тавассути гидроксилизатсияи пролин нигаронида шудааст: оқибатҳо барои ҳассосияти O2. Илм 292, 464–468 (2001).

    Ю, Ф., Уайт, С.Б., Чжао, Q. & amp Ли, F. S. HIF-1α ба VHL ҳатмӣ бо гидроксилизатсияи пролинии ҳассос танзим карда мешавад. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 98, 9630–9635 (2001).

    Ландо, Д., Пит, Д.Ҷ., Уилан, Д.А., Горман, Ҷ.Ҷ. ва Уайтлав, М.Л. Гидроксилизатсияи аспарагини домени транзаксионии HIF: гузариши гипоксӣ. Илм 295, 858–861 (2002).

    Элкинс, J. M. ва дигарон. Сохтори омили монеъкунандаи гипоксия-индуксионалӣ (HIF) механизми тағирёбии оксидшавии HIF-1α-ро ошкор мекунад. Ҷ. Биол. Химия. 278, 1802–1806 (2003).

    Данн, C. E. III, Брюик, Р. К. ва Дейзенхофер, Ҷ. Сохтори омили монеъшавандаи гипоксия- омили 1: гидроксилазаи аспарагинил, ки дар роҳи аксуламали гипоксӣ иштирок мекунад. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 99, 15351–15356 (2002).

    Кривацки, Р.В., Хенгст, Л., Теннант, Л., Рид, С.И.& Райт, П.Е. Тадқиқоти сохтории p21 Waf1 / Cip1 / Sdi1 дар ҳолати озод ва Cdk2: ихтилоли конформация миёнаравии гуногунии ҳатмӣ мебошад. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 93, 11504–11509 (1996).

    Хон, В. Асоси сохторӣ барои эътирофи гидроксипролин дар HIF-1α аз ҷониби pVHL. Табиат 417, 975–978 (2002).

    Мин, J. H. ва дигарон. Сохтори комплекси HIF-1α-pVHL: шинохти гидроксипролин дар сигнализатсия. Илм 296, 1886–1889 (2002).

    Chrivia, J. C. ва дигарон. Фосфоризатсияшуда CREB махсусан ба сафедаи ядроии CBP мепайвандад. Табиат 365, 855–859 (1993).

    Zor, T., Mayr, BM, Dyson, HJ, Montminy, MR & Wright, PE Нақшҳои фосфоризатсия ва майли спирал дар пайваст кардани домени KIX протеини CREB-и ҳатмӣ тавассути конститутсионӣ (c-Myb) ва индуксионӣ (CREB) фаъолкунандаҳо. Ҷ. Биол. Химия. 277, 42241–42248 (2002).

    Найтон, Д.Р. ва дигарон. Сохтори ингибитори пептид, ки ба зербахши каталитикии киназаи протеин вобаста ба циклликии аденозинмонофосфат пайваст аст. Илм 253, 414–420 (1991).

    Гото, Н.К., Зор, Т., Мартинес-Ямут, М., Дайсон, Ҳ.Ҷ. ва Райт, П.Е. Ҳамкорӣ дар омили транскриптӣ ба протеини ҳатмии CREB (CBP) пайваст мешавад. Домени фаъолсозии сафедаи омехтаи лейкемия (MLL) ба сайти аллостерикӣ дар домени Kix пайваст мешавад. Ҷ. Биол. Химия. 277, 43168–43174 (2002).

    Vendel, A. C. & Lumb, KJ NMR харитасозии сатҳи мутақобилаи HIV-1 Tat домени KIX аз коактиватори инсон CBP. Биохимия 43, 904–908 (2004).

    Кэмпбелл, K. M. & Lumb, K. J. Усулҳои аз ҷиҳати сохторӣ фарқкунандаи эътирофи домени KIX CBP аз ҷониби Jun ва CREB. Биохимия 41, 13956–13964 (2002).

    Vendel, A. C., McBryant, S. J. & Lumb, K. J. KIX маҷлиси миёнаравии CBP-CREB-HTLV-1 комплекси коактиватор-фаъолкунандаи андоз. Биохимия 42, 12481–12487 (2003).

    Сю, В. Калиди транскриптӣ, ки тавассути метилизатсияи кофактор миёнаравӣ мекунад. Илм 294, 2507–2511 (2001).

    Радхакришнан, И. Таҳлили сохтории комплексҳои транскрипсияи фаъолкунанда-коактиватори CREB-CBP аз ҷониби спектроскопияи NMR: оқибатҳо барои харитасозии сарҳадҳои доменҳои сохторӣ. Ҷ. Мол. Биол. 287, 859–865 (1999).

    Wei, Y., Horng, J. C., Vendel, A. C., Roleigh, D. P. & Lumb, K. J. Саҳм дар устуворӣ ва қабати боқимондаи қутбӣ дар макони метилизатсияи CARM1 домени KIX CBP. Биохимия 42, 7044–7049 (2003).

    Шапиро, L. β-катенин ва шарикони сершумори он: фоҳиша фаҳмонд. Сохтори табиат. Биол. 8, 484–487 (2001).

    Даниэлс, Д.Л., Эклоф, С.К. ва Вейс, В.И. β-катин: пластикии молекулавӣ ва тарҳрезии маводи мухаддир. Тамоюлҳои биохимия. Sci. 26, 672–678 (2001).

    Ҳубер, А.Х., Стюарт, Д.Б., Лорентс, Д.В., Нелсон, В.Ҷ. ва Вейс, В.И. Домени ситоплазми кадерин дар сурати мавҷуд набудани β-катенин сохторӣ надорад. Механизми имконпазири танзими муомилоти кадрин. Ҷ. Биол. Химия. 276, 12301–12309 (2001).

    Грэм, Т.А., Уивер, С., Мао, Ф., Кимелман, Д. & Сю, В. Сохтори кристаллии комплекси β-катенин / Tcf. Ҳуҷайра 103, 885–896 (2000).

    Грэм, Т.А., Ферки, Д.М., Мао, Ф., Кимелман, Д. & Сю, В. Tcf4 метавонад бо истифода аз конформатсияҳои алтернативӣ β-катенинро махсусан эътироф кунад. Сохтори табиат. Биол. 8, 1048–1052 (2001).

    Эклоф Спинк, К., Фридман, С.Г. ва Вайс, В.И. Механизмҳои молекулавии шинохти β-катин аз ҷониби коли полипозии аденоматозӣ, ки бо сохтори комплекси APC-β-катенин ошкор карда шудаанд. ЭМБО Ҷ. 20, 6203–6212 (2001).

    Graham, TA, Clements, W. K., Kimelman, D. & Xu, W. Сохтори кристаллии комплекси β-катенин / ICAT механизми ингибитории ICAT-ро ошкор мекунад. Мол. Ҳуҷайра 10, 563–571 (2002).

    Daniels, D. L. & Weis, W. I. ICAT пайвастшавии β-катенинро ба омилҳои транскрипсияи Tcf/Lef-оила ва коактиватори умумии p300 бо истифода аз модулҳои сохтории мустақил бозмедорад. Мол. Ҳуҷайра 10, 573–584 (2002).

    Лин, C. H. ва дигарон. Домени хурди cbp/p300 сафедаҳои гуногунро мепайвандад. Сохтори маҳлул ва таҳқиқоти функсионалӣ. Мол. Ҳуҷайра 8, 581–590 (2001).

    Демарест, С.Ҷ., Дичонгкит, С., Дайсон, Ҳ.Ҷ., Эванс, R.M. &. Райт, П.Е. Бастабандӣ, хосият ва тағирёбанда дар интерфейси ҳатмӣ байни коактиватори p160 ва протеини ҳатмӣ CREB. Протеин Sci. 13, 203–210 (2004).

    Демарест, S. J. ва дигарон. Паҳншавии мутақобилаи синергистӣ ҳангоми ҷалби CBP/p300 аз ҷониби коактиваторҳои ретсепторҳои ядроии p160. Табиат 415, 549–553 (2002). Намунаи аввалини ду доменро пешниҳод мекунад, ки агар дар маҳлул озод набошад, ба таври васеъ кушода мешаванд, аммо ҳангоми ҳамкорӣ бо ҳам печида, маҷмӯи хосиятҳои бениҳоят баланд ва майдони калони пайвастшавӣ ба вуҷуд меоранд.

    Гроссман, SR p300 / CBP / p53 таъсири мутақобила ва танзими вокуниши p53. Ёвро. J. Биохимия. 268, 2773–2778 (2001).

    Bell, S., Klein, C., Muller, L., Hansen, S. & Buchner, J. p53 дар давлати аслии худ минтақаҳои бузурги сохторнашударо дар бар мегирад. Ҷ. Мол. Биол. 322, 917–927 (2002).

    Айед, А. p53-и ниҳонӣ ва фаъол аз ҷиҳати конформатсия якхелаанд. Сохтори табиат. Биол. 8, 756–760 (2001). Маълумоти муҳимро дар бораи доменҳои N- ва C-терминали p53, ки дар контексти сафедаи пурраи дарози сохторӣ нестанд ва инчунин дар маҳлул ҷудо карда шудаанд, медиҳад.

    Доусон, Р. Домени N-терминали p53 ба таври аслӣ кушода шудааст. Ҷ. Мол. Биол. 332, 1131–1141 (2003).

    Prives, C. & Hall, P.A. Роҳи p53. Ҷ. Патол. 187, 112–126 (1999).

    Alarcon-Vargas, D. & Ronai, Z. p53-Mdm2 - коре, ки ҳеҷ гоҳ хотима намеёбад. Канцерогенез 23, 541–547 (2002).

    Мучтабо, С. Механизми сохтории бромодомени коактиватори CBP дар фаъолсозии транскрипсияи p53. Мол. Ҳуҷайра 13, 251–263 (2004).

    Камеи, Ю ва дигарон. Маҷмӯи интегратори CBP барои фаъолсозии транскриптӣ ва ҷилавгирии AP-1 аз ҷониби ретсепторҳои ядроӣ миёнаравӣ мекунад. Ҳуҷайра 85, 403–414 (1996).

    Ҳери, Д.М., Калховен, Э., Хоар, С. & Паркер, М.Г. Мотиви имзо дар ко-активаторҳои транскриптӣ миёнаравӣ барои пайвастшавӣ ба ретсепторҳои ядроӣ мебошад. Табиат 387, 733–736 (1997).

    Даримонт, Б.Д. ва дигарон. Сохтор ва хусусияти таъсири мутақобилаи ресепторҳои ядроӣ ва коактиватор. Genes Dev. 12, 3343–3356 (1998).

    Сноуден, А.В., Андерсон, Л.А., Вебстер, Г.А. ва Перкинс, Н.Д. Домени нави репрессияи транскриптӣ миёнаравии p21 WAF1/CIP1 дар транзаксияи p300 мебошад. Мол. Ҳуҷайра. Биол. 20, 2676–2686 (2000).

    Гирдвуд, Д. Репрессияи транскрипсияи p300 тавассути тағир додани SUMO миёнаравӣ карда мешавад. Мол. Ҳуҷайра 11, 1043–1054 (2003).

    Томпсон, P. R. ва дигарон. Танзими домени p300 HAT тавассути ҳалқаи фаъолсозии нав. Сохтори табиат. Мол. Биол. 11, 308–315 (2004).

    Гербер, H. P. ва дигарон. Фаъолсозии транскриптсионӣ, ки тавассути глутамини гомополимерӣ ва пролин дароз карда мешавад. Илм 263, 808–811 (1994).

    Shoemaker, B. A., Portman, J. J. & Wolynes, P. G. Суръати шинохти молекулавӣ бо истифода аз қубури қатшаванда: механизми рехтани пашша. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 97, 8868–8873 (2000). Сабаби эҳтимолии мавҷудияти минтақаҳои пайвандкунандаи сохторнашудаи сафедаҳои бисёрдомениро тавсиф мекунад: ансамбли конформатсионӣ барои як қисми домени мутақобила кафолат медиҳад, ки ҳаҷми маҳлули атроф ба таври васеъ интихоб карда шавад, ки эҳтимолияти вохӯрӣ бо шарики ҳатмиро зиёд мекунад.

    Смит, J. L. ва дигарон. Профилҳои кинетикии ишғоли p300 дар vivo пешгӯии хусусиятҳои умумии сохтори промоутер ва ҷалби коактиватор. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 101, 11554–11559 (2004).

    Spolar, R. S. & Record, M. T. Пайвастшавии қабати маҳаллӣ ба пайвасти мушаххаси сафедаҳо ба ДНК. Илм 263, 777–784 (1994).

    Patel, L., Abate, C. & Curran, T. Тағир додани конформатсияи сафеда оид ба пайвастшавии ДНК аз ҷониби Фос ва Юн. Табиат 347, 572–574 (1990).

    DiNitto, J.P. & Huber, P.W. Пайвастшавии мувофиқи мутақобилан Ксенопус сафедаи рибосомӣ L5 то 5S rRNA. Ҷ. Мол. Биол. 330, 979–992 (2003).

    Салгетти, С.Е., Кауди, А.А., Ченоует, Ҷ.Г. ва Танси, В.П. Танзими функсияи домени транскрипсияи фаъолсозӣ аз ҷониби убикитин. Илм 293, 1651–1653 (2001).

    Венкатраман, П., Ветцел, Р., Танака, М., Нукина, Н. ва Голдберг, А.Л. Протеазомаҳои эукариотӣ наметавонанд пайдарпайии полиглутаминҳоро ҳазм кунанд ва онҳоро ҳангоми таназзули сафедаҳои дорои полиглутамин озод кунанд. Мол. Ҳуҷайра 14, 95–104 (2004).

    Янг, XJ. Оилаҳои гуногуни ацетилтрансферазаҳои лизин ва нақши онҳо дар лейкемия ва дигар бемориҳо. Кислотаҳои нуклеинӣ Res. 32, 959–976 (2004).

    МакКэмпбелл, А. ва Фишбек, КХ Полиглутамин ва CBP: ҷалби марговар? Табиат мед. 7, 528–530 (2001).

    Nucifora, F. C. ва дигарон. Дахолати Хантингтин ва атрофин-1 бо транскрипсияи миёнаравии CBP, ки боиси заҳролудшавии ҳуҷайра мегардад. Илм 291, 2423–2428 (2001).

    Карлин, С., Броккери, Л., Бергман, А., Мразек, Ҷ. ва Гентлс, А. Ҷ. Кислотаи аминокислотаҳо дар протеомаҳои эукариотӣ ва ассотсиатсияҳои бемориҳо кор мекунанд. Прок. Натл Акад. Sci. ИМА 99, 333–338 (2002).

    Рост, Б. & Лю, Ҷ. Сервери PredictProtein. Кислотаҳои нуклеинӣ Res. 31, 3300–3304 (2003).

    Jenuwein, T. & Allis, C. D. Тарҷумаи рамзи гистон. Илм 293, 1074–1080 (2001).

    Бергер, С.Л. Тағйироти Гистон дар танзими транскрипсия. Curr. Андеша. Генет. Дев. 12, 142–148 (2002).

    Хартман, П.Г., Чапман, Г.Э., Мосс, Т. & Брэдбери, Е.М. Тадқиқот дар бораи нақш ва режими кори гистони хеле бойи лизин H1 дар хроматин эукариот. Се минтақаи сохтории молекулаи гистони H1. Ёвро. J. Биохимия. 77, 45–51 (1977).

    Лугер, К., Мадер, А.В., Ричмонд, Р.К., Сарджент, Д.Ф. ва Ричмонд, ТҶ. Табиат 389, 251–260 (1997).

    Брюсчвайлер, Р., Лиао, X. & amp Райт, П.Е. Маҳдудиятҳои ҳаракати дарозмуддат дар протеини бисёрдомении руҳ-ангушт аз гардиши анизотропӣ. Илм 268, 886–889 (1995).

    Гросс, ҶД ва дигарон. Боркунии рибосома ба сарпӯши mRNA тавассути пайвасти конформатсионӣ байни eIF4G ва eIF4E сурат мегирад. Ҳуҷайра 115, 739–750 (2003).

    Вутке, Д.С., Фостер, М.П., ​​Кейс, Д.А., Готтесфелд, Ҷ.М. &. Райт, П.Е. Сохтори ҳалли се ангушти аввалини руҳи TFIIIA, ки ба пайдарпаии ДНК ҳамбастагӣ вобаста аст: муайянкунандаҳои наздикӣ ва хосияти пайдарпай. Ҷ. Мол. Биол. 273, 183–206 (1997).

    Коради, R., Billeter, M. & Wüthrich, K. MOLMOL: барнома барои намоиш ва таҳлили сохторҳои макромолекулярӣ. Ҷ. Мол. Графика 14, 51–55 (1996).

    Ли, С., Ким, С.Ҷ., Ҷонг, Д.Г., Ли, СМ ва Рю, С.Э. Сохтори FIH-1-и инсон як ҷайби фаъоли сайт ва сайтҳои мутақобиларо барои HIF-1 ва фон Хиппел-Линдау ошкор мекунад. Ҷ. Биол. Химия. 278, 7558–7563 (2003).