Уургийн химийн шинж чанар. Уургийн физик-химийн шинж чанар

Хэрэм нь пептидийн холбоогоор (-CO-NH-) холбогдсон α-амин хүчлийн үлдэгдэлээс бүрдэх биополимерууд юм. Уураг нь бүх амьд организмын эс, эд эсийн нэг хэсэг юм. Уургийн молекулууд нь янз бүрийн амин хүчлүүдийн 20 үлдэгдэл агуулдаг.

Уургийн бүтэц

Уургууд нь шавхагдашгүй олон төрлийн бүтэцтэй байдаг.

Анхдагч уургийн бүтэцшугаман полипептидийн гинжин хэлхээнд амин хүчлийн нэгжүүдийн дараалал юм.

Хоёрдогч бүтэц- энэ нь СО ба NH гэсэн бүлгүүдийн хоорондох устөрөгчийн бондоос болж полипептидийн гинжин хэлхээний мушгиа үүссэний үр дүнд үүсдэг мушгиатай төстэй уургийн молекулын орон зайн тохиргоо юм.

Гуравдагч бүтэц- энэ бол спираль хэлбэртэй мушгирсан полипептидийн гинжин хэлхээний орон зайн тохиргоо юм.

Дөрөвдөгчийн бүтэц- Эдгээр нь хэд хэдэн уургийн макромолекулуудаас үүссэн полимер формацууд юм.

Физик шинж чанар

Уургийн гүйцэтгэдэг шинж чанарууд нь маш олон янз байдаг. Зарим уураг нь усанд уусдаг, ихэвчлэн коллоид уусмал үүсгэдэг (жишээлбэл, өндөгний цагаан); бусад нь шингэрүүлсэн давсны уусмалд уусдаг; бусад нь уусдаггүй (жишээлбэл, салст бүрхүүлийн уураг).

Химийн шинж чанар

Денатураци- температур, хүчил, хүнд металлын давс, спирт гэх мэт янз бүрийн хүчин зүйлийн нөлөөн дор уургийн хоёрдогч, гуравдагч бүтцийг устгах.

Гадны хүчин зүйлийн нөлөөн дор денатурацийн үед (температур, механик стресс, химийн бодисын нөлөөлөл болон бусад хүчин зүйлүүд) уургийн макромолекулын хоёрдогч, гуравдагч, дөрөвдөгч бүтцэд, өөрөөр хэлбэл түүний орон зайн бүтцэд өөрчлөлт гардаг. Анхдагч бүтэц, улмаар уургийн химийн найрлага өөрчлөгддөггүй. Физик шинж чанар өөрчлөгддөг: уусах чадвар, чийгшүүлэх чадвар буурч, биологийн идэвх алдагддаг. Уургийн макромолекулын хэлбэр өөрчлөгдөж, бөөгнөрөл үүсдэг. Үүний зэрэгцээ зарим бүлгүүдийн идэвхжил нэмэгдэж, уураг задлах ферментийн уургийн нөлөөг хөнгөвчлөх, улмаар гидролизийг илүү хялбар болгодог.

Хүнсний технологид уургийн дулааны денатураци нь практик ач холбогдолтой бөгөөд түүний зэрэг нь температур, халаалтын үргэлжлэх хугацаа, чийгшил зэргээс хамаардаг. Хүнсний түүхий эд, хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн, заримдаа бэлэн бүтээгдэхүүний дулааны боловсруулалтын горимыг боловсруулахдаа үүнийг санах хэрэгтэй. Дулааны денатурацийн процесс нь ургамлын материалыг цайруулах, үр тариа хатаах, талх жигнэх, гоймон үйлдвэрлэхэд онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг. Уургийн денатураци нь мөн механик үйлдлээр (даралт, үрэлт, сэгсрэх, хэт авиан) үүсдэг. Уургийн денатураци нь химийн урвалжууд (хүчил, шүлт, спирт, ацетон) -ын нөлөөгөөр үүсдэг. Эдгээр бүх техникийг хүнс, биотехнологид өргөн ашигладаг.

Уургийн чанарын урвал:

a) Уураг шатаах үед шатсан өд шиг үнэртэй байдаг.

б) Уураг +HNO 3 → шар өнгөтэй

в) Уургийн уусмал + NaOH + CuSO 4 → нил ягаан өнгөтэй

Гидролиз

Уураг + H 2 O → амин хүчлүүдийн холимог

Байгаль дахь уургийн үүрэг:

· катализатор (фермент);

· зохицуулах (даавар);

· бүтцийн (ноосны кератин, торгон фиброин, коллаген);

мотор (актин, миозин);

тээвэрлэлт (гемоглобин);

· нөөц (казейн, өндөгний альбумин);

· хамгаалалтын (иммуноглобулин) гэх мэт.

Чийгшүүлэх

Ус чийгшүүлэх үйл явц нь уургаар усыг холбодог гэсэн үг бөгөөд тэдгээр нь гидрофил шинж чанарыг харуулдаг: хавдаж, масс, эзэлхүүн нэмэгддэг. Уургийн хаван нь түүний хэсэгчилсэн уусалтыг дагалддаг. Хувь хүний ​​уургийн гидрофил чанар нь тэдгээрийн бүтцээс хамаарна. Уургийн макромолекулын гадаргуу дээр байрлах гидрофиль амид (–CO–NH–, пептидийн холбоо), амин (NH 2) ба карбоксил (COOH) бүлгүүд нь усны молекулуудыг татан авч, тэдгээрийн гадаргуу дээр хатуу чиглүүлдэг. молекул. Уургийн бөмбөрцөгийг хүрээлсэнээр чийгшүүлэх (усан) бүрхүүл нь уургийн уусмалын тогтвортой байдалд саад болдог. Изоэлектрик цэг дээр уургууд нь усыг хамгийн бага холбох чадвартай байдаг бөгөөд уургийн молекулуудын эргэн тойрон дахь чийгшлийн бүрхүүл устаж, улмаар тэдгээр нь нэгдэж том агрегат үүсгэдэг. Уургийн молекулуудын нэгдэл нь этилийн спирт гэх мэт тодорхой органик уусгагчийг ашиглан усгүйжүүлсэн үед үүсдэг. Энэ нь уургийн тунадас үүсэхэд хүргэдэг. Орчны рН өөрчлөгдөхөд уургийн макромолекул цэнэглэгдэж, чийгшүүлэх чадвар нь өөрчлөгддөг.

Хязгаарлагдмал хавантай, төвлөрсөн уургийн уусмал нь царцмаг гэж нэрлэгддэг нарийн төвөгтэй системийг үүсгэдэг. Вазелин нь шингэн биш, уян хатан, уян хатан, тодорхой механик хүч чадалтай, хэлбэрээ хадгалах чадвартай байдаг. Бөмбөрцөг уургууд нь бүрэн чийгшүүлж, усанд уусдаг (жишээлбэл, сүүний уураг), бага концентрацитай уусмал үүсгэдэг. Уургийн гидрофил шинж чанар нь биологи, хүнсний үйлдвэрлэлд чухал ач холбогдолтой юм. Уургийн молекулуудаас бүрддэг маш хөдөлгөөнт вазелин нь эсийн хагас шингэн агууламж болох цитоплазм юм. Өндөр чийглэг вазелин нь улаан буудайн зуурмагаас тусгаарлагдсан түүхий цавуулаг бөгөөд 65% хүртэл ус агуулдаг. Улаан буудайн үр тариа, үр тарианы уураг, гурилын гол чанар болох гидрофил чанар нь үр тариа хадгалах, боловсруулах, жигнэх зэрэгт ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Талх нарийн боовны үйлдвэрлэлд гаргаж авдаг зуурмаг нь усанд хавдсан уураг, цардуулын үр тариа агуулсан төвлөрсөн вазелин юм.

Хөөсрөх

Хөөс үүсэх процесс нь уургууд нь хөөс гэж нэрлэгддэг өндөр концентрацитай шингэн хийн системийг үүсгэх чадвар юм. Уураг нь хөөсөрч буй хөөсний тогтвортой байдал нь түүний шинж чанар, концентрацаас гадна температураас хамаарна. Уургууд нь нарийн боовны үйлдвэрт (зефир, зефир, суфле) хөөсөрдөг бодис болгон өргөн хэрэглэгддэг.Талх нь хөөсний бүтэцтэй бөгөөд энэ нь түүний амт чанарт нөлөөлдөг.

Шатаах

Уургууд нь шатаж азот, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус болон бусад зарим бодисыг үүсгэдэг. Шатаах нь шатсан өдний өвөрмөц үнэр дагалддаг.

Өнгөний урвал.

• Ксантопротеин - уургийн молекул дахь үнэрт ба гетероатомын мөчлөгийн концентрацитай азотын хүчилтэй харилцан үйлчлэлцэж, шаргал өнгөтэй болно;
• Биурет - уургийн сул шүлтлэг уусмал нь зэс (II) сульфатын уусмалтай харилцан үйлчилж Cu 2+ ион ба полипептидийн хооронд нийлмэл нэгдлүүд үүсгэдэг. Урвал нь ягаан-цэнхэр өнгийн харагдах байдал дагалддаг;
• Уургийг хар тугалганы давсны дэргэд шүлтээр халаахад хүхэр агуулсан хар тунадас үүснэ.



Уургийн физик шинж чанар

1. Амьд организмд уураг нь хатуу болон ууссан төлөвт байдаг. Олон уураг нь талст байдаг, гэхдээ тэдгээр нь жинхэнэ шийдлийг өгдөггүй, учир нь Тэдний молекул маш том. Уургийн усан уусмалууд нь эсийн протоплазмд байрладаг гидрофилик коллоидууд бөгөөд эдгээр нь идэвхтэй уураг юм. Кристал хатуу уураг нь хадгалалтын нэгдлүүд юм. Денатурат уургууд (үсний кератин, булчингийн миозин) нь уураг дэмждэг.

2. Бүх уураг нь дүрмээр бол том молекул жинтэй байдаг. Энэ нь хүрээлэн буй орчны нөхцөл (t °, рН) болон тусгаарлах аргуудаас хамаардаг бөгөөд хэдэн арван мянгаас хэдэн сая хүртэл байдаг.

3. Оптик шинж чанар. Уургийн уусмал нь гэрлийн урсгалыг хугалах ба уургийн концентраци их байх тусам хугарал хүчтэй болно. Энэ шинж чанарыг ашиглан уусмал дахь уургийн хэмжээг тодорхойлж болно. Хуурай хальс хэлбэрээр уураг нь хэт улаан туяаг шингээдэг. Тэдгээр нь пептидийн бүлгүүдэд шингэдэг.Уургийн денатураци гэдэг нь түүний молекулын молекул доторх дахин зохион байгуулалт, пептидийн холбоо тасрахгүй, уугуул хэлбэрийг зөрчих явдал юм. Уургийн амин хүчлийн дараалал өөрчлөгддөггүй. Денатурацийн үр дүнд ковалент бус холбоогоор үүссэн уургийн хоёрдогч, гуравдагч, дөрөвдөгч бүтэц эвдэрч, уургийн биологийн идэвхи нь денатуржуулагч бодис, эрчимжилтээс хамааран бүрэн буюу хэсэгчлэн, буцах буюу эргэлт буцалтгүй алдагддаг. болон тэдгээрийн үйл ажиллагааны үргэлжлэх хугацаа. Изоэлектрик цэг Уургууд нь амин хүчлүүдтэй адил амфотерийн электролит бөгөөд нийт цэнэг болон хүрээлэн буй орчны рН-ээс хамаарч цахилгаан талбарт хурдацтай шилждэг. Уураг тус бүрийн тодорхой рН-ийн утгад түүний молекулууд нь цахилгаан саармаг байдаг. Энэ рН-ийн утгыг уургийн изоэлектрик цэг гэж нэрлэдэг. Уургийн изоэлектрик цэг нь молекул дахь цэнэгтэй бүлгүүдийн тоо, шинж чанараас хамаарна. Хэрэв орчны рН нь изоэлектрик цэгээс доогуур байвал уургийн молекул эерэг, харин уургийн изоэлектрик цэгээс дээш байвал сөрөг цэнэгтэй байна. Изоэлектрик цэг дээр уураг нь хамгийн бага уусах чадвартай, хамгийн их зуурамтгай чанартай байдаг тул уусмалаас уургийн тунадасжилт хамгийн хялбар байдаг - уургийн коагуляци. Изоэлектрик цэг нь уургийн шинж чанарын тогтмолуудын нэг юм. Гэсэн хэдий ч уургийн уусмалыг изоэлектрик цэгт хүргэсэн тохиолдолд уураг өөрөө тунадас үүсгэдэггүй хэвээр байна. Үүнийг уургийн молекулын гидрофилик чанараар тайлбарладаг.

• 
  Физик шинж чанарууд уураг. 1. Амьд организмд хэрэмхатуу ба ууссан төлөвт байна. Олон хэрэмталстууд боловч ...


• 
  Бие махбодийн хувьд-химийн шинж чанарууд уурагТэдгээрийн өндөр молекул шинж чанар, полипептидийн гинжний нягтрал, амин хүчлийн үлдэгдлийн харьцангуй байрлалаар тодорхойлогддог.


• 
  Физик шинж чанарууд уураг 1. Амьд организмд хэрэмхатуу, уралддаг. Ангилал уураг. Бүгд байгалийн хэрэм(уураг) нь хоёр том ангилалд хуваагддаг ...


• 
  Нэгдэх бодисууд хэрэм (хэрэм, нүүрс ус, липид, нуклейн хүчил) - лигандууд. Физик-химийн шинж чанарууд уураг


• 
  Анхдагч бүтэц нь хадгалагдан үлдсэн боловч уугуул нь өөрчлөгддөг шинж чанарууд хэрэммөн үйл ажиллагаа доголдсон. Денатурацид хүргэдэг хүчин зүйлүүд уураг


• 
  Физик шинж чанарууд уураг 1. Амьд организмд хэрэмхатуу ба ууссан төлөвт байна... дэлгэрэнгүй ».


• 
  Бие махбодийн хувьд-химийн шинж чанарууд уурагөндөр молекул шинж чанар, нягтралаар тодорхойлогддог.

§ 9. УУРАГНЫ ФИЗИК, ХИМИЙН ШИНЖ

Уургууд нь маш том молекулууд бөгөөд хэмжээ нь зөвхөн нуклейн хүчил ба полисахаридын бие даасан төлөөлөгчдөөс хоёрдугаарт ордог. Хүснэгт 4-д зарим уургийн молекулын шинж чанарыг харуулав.

Хүснэгт 4

Зарим уургийн молекулын шинж чанар

	Харьцангуй молекул жин	Хэлхээний тоо	Амин хүчлийн үлдэгдлийн тоо
Рибонуклеаз
Миоглобин
Химотрипсин
Гемоглобин
Глутамат дегидрогеназа

Уургийн молекулууд нь маш өөр тооны амин хүчлийн үлдэгдлийг агуулж болно - 50-аас хэдэн мянга хүртэл; Уургийн харьцангуй молекул жин нь мөн маш их ялгаатай байдаг - хэдэн мянгаас (инсулин, рибонуклеаз) сая (глутамат дегидрогеназа) ба түүнээс дээш байдаг. Уургийн полипептидийн гинжин хэлхээний тоо нэгээс хэдэн арван, бүр хэдэн мянга хүртэл байж болно. Тиймээс тамхины мозайк вирусын уураг нь 2120 протомер агуулдаг.

Уургийн харьцангуй молекул жинг мэдсэнээр түүний найрлагад хэдэн амин хүчлийн үлдэгдэл агуулагддагийг ойролцоогоор тооцоолж болно. Полипептидийн гинжийг бүрдүүлдэг амин хүчлүүдийн дундаж харьцангуй молекул жин 128. Пептидийн холбоо үүсэхэд усны молекул арилдаг тул амин хүчлийн үлдэгдлийн дундаж харьцангуй жин 128 - 18 = 110. Эдгээрийг ашиглан өгөгдлийн дагуу 100,000 харьцангуй молекул жинтэй уураг нь ойролцоогоор 909 амин хүчлийн үлдэгдэлээс бүрдэнэ гэж тооцоолж болно.

Уургийн молекулын цахилгаан шинж чанар

Уургийн цахилгаан шинж чанар нь тэдгээрийн гадаргуу дээр эерэг ба сөрөг цэнэгтэй амин хүчлийн үлдэгдэл байгаагаар тодорхойлогддог. Цэнэглэгдсэн уургийн бүлгүүд байгаа нь уургийн молекулын нийт цэнэгийг тодорхойлдог. Хэрэв уураг дахь сөрөг цэнэгтэй амин хүчлүүд давамгайлж байвал түүний төвийг сахисан уусмал дахь молекул нь сөрөг цэнэгтэй, эерэг цэнэгтэй нь давамгайлж байвал молекул эерэг цэнэгтэй байх болно. Уургийн молекулын нийт цэнэг нь орчны хүчиллэгээс (рН) хамаарна. Устөрөгчийн ионуудын концентраци ихсэх (хүчиллэг нэмэгдэх) нь карбоксил бүлгүүдийн диссоциацийг дарангуйлдаг.

үүнтэй зэрэгцэн протонжуулсан амин бүлгийн тоо нэмэгддэг;

Ийнхүү орчны хүчиллэг ихсэх тусам уургийн молекулын гадаргуу дээрх сөрөг цэнэгтэй бүлгүүдийн тоо буурч, эерэг цэнэгтэй бүлгүүдийн тоо нэмэгддэг. Устөрөгчийн ионы концентраци буурч, гидроксидын ионы концентраци ихсэх үед огт өөр дүр зураг ажиглагдаж байна. Диссоцилагдсан карбоксил бүлгийн тоо нэмэгддэг

ба протонжсон амин бүлгийн тоо буурдаг

Тиймээс орчны хүчиллэгийг өөрчилснөөр уургийн молекулын цэнэгийг өөрчилж болно. Уургийн молекул дахь орчны хүчиллэг ихсэх тусам сөрөг цэнэгтэй бүлгүүдийн тоо буурч, эерэг цэнэгтэй бүлгийн тоо нэмэгдэх тусам молекул аажмаар сөрөг цэнэгээ алдаж, эерэг цэнэгийг олж авдаг. Уусмалын хүчиллэг чанар буурах үед эсрэг дүр зураг ажиглагдаж байна. Тодорхой рН утгын хувьд молекул нь цахилгаан саармаг байх нь ойлгомжтой. эерэг цэнэгтэй бүлгүүдийн тоо нь сөрөг цэнэгтэй бүлгийн тоотой тэнцүү байх ба молекулын нийт цэнэг тэг болно (Зураг 14).

Уургийн нийт цэнэг тэг байх үед рН-ийн утгыг изоэлектрик цэг гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь тодорхойлогддог.pI.

Цагаан будаа. 14. Изоэлектрик цэгийн төлөвт уургийн молекулын нийт цэнэг тэг байна.

Ихэнх уургийн изоэлектрик цэг нь рН-ийн 4.5-аас 6.5 хооронд байдаг. Гэсэн хэдий ч үл хамаарах зүйлүүд байдаг. Зарим уургийн изоэлектрик цэгүүдийг доор харуулав.

Изоэлектрик цэгээс доош рН-ийн утгуудад уураг нийт эерэг цэнэг, түүнээс дээш бол нийт сөрөг цэнэгийг агуулдаг.

Изоэлектрик цэг дээр уургийн уусах чадвар хамгийн бага байдаг, учир нь энэ төлөвт байгаа молекулууд нь цахилгаан саармаг бөгөөд тэдгээрийн хооронд харилцан түлхэх хүч байдаггүй тул устөрөгч ба ионы холбоо, гидрофобик харилцан үйлчлэлээс шалтгаалан "наалдаж" чаддаг. Ван дер Ваалсын хүчин. рН-ийн утгууд нь pI-ээс ялгаатай үед уургийн молекулууд эерэг эсвэл сөрөг аль аль нь ижил цэнэгтэй байх болно. Үүний үр дүнд молекулуудын хооронд электростатик түлхэлтийн хүч бий болж, тэдгээр нь хоорондоо наалдахаас сэргийлж, уусах чадвар нь өндөр байх болно.

Уургийн уусах чадвар

Уургууд нь усанд уусдаг, уусдаггүй. Уургийн уусах чадвар нь тэдгээрийн бүтэц, рН-ийн утга, уусмалын давсны найрлага, температур болон бусад хүчин зүйлээс хамаардаг бөгөөд уургийн молекулын гадаргуу дээр байрладаг эдгээр бүлгүүдийн шинж чанараар тодорхойлогддог. Уусдаггүй уураг нь кератин (үс, хумс, өд), коллаген (шөрмөс), фиброин (товшилт, аалзны тор) агуулдаг. Бусад олон уураг нь усанд уусдаг. Уусах чадварыг тэдгээрийн гадаргуу дээр цэнэгтэй болон туйлтай бүлгүүд (-COO -, -NH 3 +, -OH гэх мэт) байгаагаар тодорхойлно. Уургийн цэнэгтэй ба туйлтай бүлгүүд нь усны молекулуудыг татдаг бөгөөд тэдгээрийн эргэн тойронд чийгшүүлэх бүрхүүл үүсдэг (Зураг 15), тэдгээрийн оршин тогтнох нь усанд уусах чадварыг тодорхойлдог.

Цагаан будаа. 15. Уургийн молекулын эргэн тойронд чийгшүүлэх бүрхүүл үүсэх.

Уусмал дахь саармаг давс (Na 2 SO 4, (NH 4) 2 SO 4 гэх мэт) байгаа нь уургийн уусах чанарт нөлөөлдөг. Давсны бага концентрацитай үед уургийн уусах чадвар нэмэгддэг (Зураг 16), учир нь ийм нөхцөлд туйлын бүлгүүдийн задралын түвшин нэмэгдэж, уургийн молекулуудын цэнэгтэй бүлгүүд хамгаалагдсан тул уураг-уургийн харилцан үйлчлэлийг бууруулж, дүүргэгч, уураг үүсэхийг дэмждэг. хур тунадас. Давсны өндөр концентрацитай үед уургийн уусах чадвар буурч (Зураг 16) чийгшүүлэх бүрхүүл устаж, уургийн молекулуудыг нэгтгэхэд хүргэдэг.

Цагаан будаа. 16. Уургийн уусах чадварын давсны агууламжаас хамаарал

Зөвхөн давсны уусмалд уусдаг, цэвэр усанд уусдаггүй уураг байдаг бөгөөд ийм уураг гэж нэрлэгддэг. глобулин. Бусад уураг байдаг - альбуминууд, глобулинуудаас ялгаатай нь тэдгээр нь цэвэр усанд маш сайн уусдаг.
Уургийн уусах чадвар нь уусмалын рН-ээс хамаарна. Өмнө дурьдсанчлан уураг нь изоэлектрик цэг дээр хамгийн бага уусах чадвартай байдаг бөгөөд энэ нь уургийн молекулуудын хооронд электростатик түлхэлт байхгүйтэй холбон тайлбарладаг.
Тодорхой нөхцөлд уураг нь гель үүсгэдэг. Гель үүсэх үед уургийн молекулууд нь нягт сүлжээ үүсгэдэг бөгөөд дотоод орон зай нь уусгагчаар дүүрдэг. Гель нь жишээлбэл, желатин (энэ уураг нь вазелин хийхэд ашиглагддаг) болон ааруул сүү хийх үед сүүний уургуудаар үүсдэг.
Температур нь уургийн уусах чанарт нөлөөлдөг. Өндөр температурт өртөх үед бүтэц нь тасалдсанаас болж олон уураг тунадас үүсгэдэг боловч бид дараагийн хэсэгт энэ талаар илүү дэлгэрэнгүй ярих болно.

Уургийн денатураци

Бидний сайн мэдэх нэгэн үзэгдлийг авч үзье. Өндөгний цагааныг халаахад аажмаар үүлэрхэг болж, дараа нь хатуу ааруул үүсдэг. Өндөгний коагуляцын уураг - өндөгний альбумин нь хөргөсний дараа уусдаггүй, халаахаас өмнө өндөгний цагаан нь усанд сайн уусдаг. Бараг бүх бөмбөрцөг уургууд халах үед ижил үзэгдэл тохиолддог. Халаалтын явцад гарсан өөрчлөлтийг нэрлэдэг денатураци. Байгалийн төлөв байдалд байгаа уураг гэж нэрлэгддэг уугуулуураг, мөн денатурацийн дараа - денатуратлагдсан.
Денатурацийн үед сул холбоо (ион, устөрөгч, гидрофобик харилцан үйлчлэл) тасарсаны үр дүнд уургийн уугуул хэлбэр алдагддаг. Энэ үйл явцын үр дүнд уургийн дөрөвдөгч, гуравдагч, хоёрдогч бүтцийг устгаж болно. Анхдагч бүтэц хадгалагдан үлдсэн (Зураг 17).

Цагаан будаа. 17. Уургийн денатураци

Денатурацийн үед уугуул уургийн молекулын гүнд байрлах гидрофобик амин хүчлийн радикалууд гадаргуу дээр гарч, улмаар нэгтгэх нөхцлийг бүрдүүлдэг. Уургийн молекулуудын агрегатууд тунадас үүсгэдэг. Денатураци нь уургийн биологийн үйл ажиллагааны алдагдал дагалддаг.

Уургийн денатураци нь зөвхөн температурын өсөлтөөс гадна бусад хүчин зүйлээс шалтгаалж болно. Хүчил ба шүлтүүд нь уургийн денатураци үүсгэдэг: тэдгээрийн үйл ажиллагааны үр дүнд ионоген бүлгүүд цэнэглэгддэг бөгөөд энэ нь ион ба устөрөгчийн холбоог таслахад хүргэдэг. Мочевин нь устөрөгчийн холбоог устгадаг бөгөөд үүний үр дүнд уураг нь төрөлх бүтэцээ алддаг. Денатуржуулагч бодисууд нь органик уусгагч ба хүнд металлын ионууд юм: органик уусгагчид нь гидрофобын холбоог устгаж, хүнд металлын ионууд нь уурагтай уусдаггүй цогцолбор үүсгэдэг.

Денатурациас гадна урвуу үйл явц байдаг - нөхөн сэргээх.Денатурат хүчин зүйлийг арилгахад анхны уугуул бүтцийг сэргээх боломжтой. Жишээлбэл, уусмалыг өрөөний температурт аажмаар хөргөхөд трипсиний уугуул бүтэц, биологийн үйл ажиллагаа сэргээгддэг.

Уургууд нь амьдралын хэвийн үйл явцын явцад эсэд денатураци хийх боломжтой. Уургийн төрөлх бүтэц, үйл ажиллагаа алдагдах нь туйлын хүсээгүй үйл явдал болох нь ойлгомжтой. Үүнтэй холбогдуулан тусгай уурагуудыг дурдах нь зүйтэй. харгалзагч нар. Эдгээр уургууд нь хэсэгчлэн денатуратлагдсан уургуудыг таньж, тэдгээртэй холбогдож, төрөлх хэлбэрээ сэргээдэг. Шаперонууд мөн денатураци нь ахисан уургийг таньж, лизосом руу зөөвөрлөж, задардаг (задардаг). Мөн уургийн нийлэгжилтийн үед гуравдагч болон дөрөвдөгч бүтэц үүсэхэд чаперонууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Мэдэх сонирхолтой! Одоогийн байдлаар галзуу үхрийн өвчин гэх мэт өвчнийг байнга дурддаг. Энэ өвчин нь прионоор үүсгэгддэг. Эдгээр нь амьтан, хүмүүст мэдрэлийн доройтлын шинж чанартай бусад өвчин үүсгэдэг. Прионууд нь уургийн шинж чанартай халдварт бодис юм. Эсэд нэвтэрч буй прион нь эсийн хамтрагчийн бүтцийн өөрчлөлтийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь өөрөө прион болдог. Ийм байдлаар өвчин үүсдэг. Прион уураг нь эсийн уургаас хоёрдогч бүтцээрээ ялгаатай. Уургийн прион хэлбэр нь ихэвчлэн байдагб- атираат бүтэц, эсийн -а-спираль.

Уургийн хамгийн чухал физик, химийн шинж чанаруудын талаар ярихаасаа өмнө энэ нь юунаас бүрддэг, ямар бүтэцтэй болохыг мэдэх хэрэгтэй. Уургууд нь байгалийн чухал биополимер бөгөөд амин хүчлүүд нь тэдгээрийн үндэс суурь болдог.

Амин хүчил гэж юу вэ

Эдгээр нь карбоксил ба амин бүлгүүдийг агуулсан органик нэгдлүүд юм. Эхний бүлгийн ачаар тэд нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгч, устөрөгч, нөгөө нь азот, устөрөгчтэй байдаг. Альфа амин хүчлүүд нь уураг үүсэхэд шаардлагатай байдаг тул хамгийн чухал гэж үздэг.

Протеиноген амин хүчил гэж нэрлэгддэг чухал амин хүчлүүд байдаг. Тиймээс тэд уургийн харагдах байдлыг хариуцдаг. Тэдний ердөө 20 нь байдаг ч тоо томшгүй олон уургийн нэгдлүүдийг үүсгэж чаддаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн аль нь ч нөгөөгөөсөө бүрэн ижил байх болно. Энэ нь эдгээр амин хүчлүүдэд агуулагдах элементүүдийн хослолын ачаар боломжтой юм.

Тэдний синтез нь биед тохиолддоггүй. Тиймээс тэд хоолтой хамт очдог. Хэрэв хүн тэдгээрийг хангалтгүй хэмжээгээр хүлээн авбал янз бүрийн системийн хэвийн үйл ажиллагаа алдагдаж болно. Уургууд нь поликонденсацийн урвалаар үүсдэг.

Уураг ба тэдгээрийн бүтэц

Уургийн физик шинж чанарт шилжихээсээ өмнө энэ органик нэгдлийн талаар илүү нарийн тодорхойлолт өгөх нь зүйтэй. Уургууд нь амин хүчлүүдээс бүрддэг, бие махбодид тохиолддог олон процесст оролцдог хамгийн чухал биоорганик нэгдлүүдийн нэг юм.

Эдгээр нэгдлүүдийн бүтэц нь амин хүчлийн үлдэгдэл ээлжлэн солигдох дарааллаас хамаарна. Үүний үр дүнд дараах байдалтай байна.

• анхдагч (шугаман);
• хоёрдогч (спираль);
• гуравдагч (бөмбөрцөг хэлбэртэй).

Тэдний ангилал

Уургийн нэгдлүүдийн олон янз байдал, тэдгээрийн бүтэц, бүтцийн янз бүрийн нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан тав тухтай байдлыг хангах үүднээс эдгээр шинж чанарт тулгуурласан ангилал байдаг.

Тэдний найрлага нь дараах байдалтай байна.

• энгийн;
• цогцолбор нь эргээд дараахь байдлаар хуваагдана.

1. уураг ба нүүрс усны хослол;
2. уураг, өөх тосны хослол;
3. уургийн молекул ба нуклейн хүчлүүдийн холболт.

Уусах чадвараар:

• усанд уусдаг;
• тосонд уусдаг.

Уургийн нэгдлүүдийн товч тайлбар

Уургийн физик, химийн шинж чанарт шилжихээсээ өмнө тэдгээрийн шинж чанарыг бага зэрэг өгөх нь ашигтай байх болно. Мэдээжийн хэрэг, тэдний шинж чанар нь амьд организмын хэвийн үйл ажиллагаанд чухал ач холбогдолтой юм. Анхны төлөвт нь эдгээр нь янз бүрийн шингэнд уусдаг эсвэл уусдаггүй хатуу бодисууд юм.

Уургийн физик шинж чанаруудын талаар товчхон хэлэхэд, Дараа нь тэд бие махбод дахь хамгийн чухал биологийн процессуудыг тодорхойлдог. Тухайлбал, бодис зөөвөрлөх, барилгын үйл ажиллагаа гэх мэт Уургийн физик шинж чанар нь уусдаг эсэхээс хамаардаг. Эдгээр шинж чанаруудын талаар цаашид бичих болно.

Уургийн физик шинж чанар

Тэдний нэгтгэх байдал, уусах чадварын талаар дээр аль хэдийн бичсэн. Тиймээс бид дараах шинж чанарууд руу шилжинэ.

1. Тэд хүрээлэн буй орчны тодорхой нөхцлөөс хамаардаг том молекул жинтэй байдаг.
2. Тэдний уусах чадвар нь өргөн цар хүрээтэй бөгөөд үүний үр дүнд электрофорез буюу уурагуудыг хольцоос тусгаарлах арга боломжтой болдог.

Уургийн нэгдлүүдийн химийн шинж чанар

Уншигчид уураг ямар физик шинж чанартай байдгийг мэддэг болсон. Одоо бид ижил ач холбогдолтой химийн бодисын талаар ярих хэрэгтэй. Тэдгээрийг доор жагсаав.

1. Денатураци. Өндөр температур, хүчтэй хүчил эсвэл шүлтийн нөлөөн дор уургийн коагуляци. Денатурацийн үед зөвхөн анхдагч бүтэц хадгалагдаж, уургийн бүх биологийн шинж чанар алдагддаг.
2. Гидролиз. Үүний үр дүнд энгийн уураг, амин хүчлүүд үүсдэг, учир нь анхдагч бүтэц нь устаж үгүй ​​болдог. Энэ нь хоол боловсруулах үйл явцын үндэс юм.
3. Уураг тодорхойлох чанарын урвал. Тэдгээрийн зөвхөн хоёр нь байдаг бөгөөд гурав дахь нь эдгээр нэгдлүүдийн хүхрийг илрүүлэхэд шаардлагатай байдаг.
4. Биурет урвал.Уургууд нь зэсийн гидроксидын тунадасжилтад өртдөг. Үр дүн нь нил ягаан өнгөтэй болно.
5. Ксантопротеины урвал. Үр нөлөө нь төвлөрсөн азотын хүчил ашиглан хийгддэг. Энэ урвалын үр дүнд халах үед шар өнгөтэй болж, цагаан тунадас үүсдэг. Хэрэв та аммиакийн усан уусмал нэмбэл улбар шар өнгөтэй болно.
6. Уургийн хүхрийн хэмжээг тодорхойлох. Уургууд шатаах үед "шатсан эвэр" үнэртэж эхэлдэг. Энэ үзэгдлийг тэдгээр нь хүхэр агуулсан байдагтай холбон тайлбарладаг.

Тиймээс эдгээр нь уургийн бүх физик, химийн шинж чанарууд байв. Гэхдээ мэдээжийн хэрэг, тэдгээр нь амьд организмын хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг гэж тооцогддог нь зөвхөн тэдний ачаар биш юм. Тэд хамгийн чухал биологийн функцийг тодорхойлдог.

Уургийн биологийн шинж чанар

Бид химийн чиглэлээр уургийн физик шинж чанарыг судалсан. Гэхдээ тэдний биед үзүүлэх нөлөө, яагаад тэдэнгүйгээр бүрэн ажиллахгүй байгаа талаар ярих нь зүйтэй. Уургийн дараах үүрэг гүйцэтгэдэг.

1. ферментатив. Бие дэх ихэнх урвалууд нь уургийн гаралтай ферментийн оролцоотойгоор явагддаг;
2. тээвэрлэлт. Эдгээр элементүүд нь бусад чухал молекулуудыг эд, эрхтэнд хүргэдэг. Хамгийн чухал тээврийн уургийн нэг нь гемоглобин юм;
3. бүтцийн. Уургууд нь олон эд эсийн үндсэн барилгын материал (булчин, салст бүрхэвч, туслах);
4. хамгаалах. Эсрэгбие ба антитоксин нь дархлааны үндэс суурийг бүрдүүлдэг уургийн нэгдлүүдийн тусгай төрөл юм;
5. дохио Мэдрэхүйн эрхтнүүдийн үйл ажиллагааг хариуцдаг рецепторууд нь тэдний бүтцэд уураг байдаг;
6. хадгалах. Энэ үүргийг тусгай уургууд гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь шинэ организмыг хөгжүүлэх явцад барилгын материал, нэмэлт эрчим хүчний эх үүсвэр болдог.

Уургийг өөх тос, нүүрс ус болгон хувиргаж болно. Гэхдээ тэд хэрэм болж чадахгүй. Тиймээс эдгээр тусгай нэгдлүүдийн дутагдал нь амьд организмд онцгой аюултай. Гарсан энерги нь бага бөгөөд энэ талаараа өөх тос, нүүрс уснаас доогуур байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь бие махбодид зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлүүдийн эх үүсвэр юм.

Бие махбодид хангалттай уураг байхгүй гэдгийг яаж ойлгох вэ? Хүний эрүүл мэнд муудаж, хурдан ядрах, ядрах шинж тэмдэг илэрдэг. Уургийн маш сайн эх үүсвэр нь улаан буудай, мах, загасны бүтээгдэхүүн, сүүн бүтээгдэхүүн, өндөг, зарим төрлийн буурцагт ургамал юм.

Уургийн зөвхөн физик шинж чанараас гадна химийн шинж чанар, биологийн үүднээс авч үзвэл биед ямар ач холбогдолтой болохыг мэдэх нь чухал юм. Уургийн нэгдлүүд нь хүний ​​биеийн хэвийн үйл ажиллагаанд зайлшгүй шаардлагатай амин хүчлүүдийн эх үүсвэр байдгаараа онцлог юм.

Хэрэм- асар их молекул жинтэй байгалийн полипептидүүд. Эдгээр нь бүх амьд организмын нэг хэсэг бөгөөд биологийн янз бүрийн функцийг гүйцэтгэдэг.

Уургийн бүтэц.

Уургууд нь 4 түвшний бүтэцтэй:

• уургийн анхдагч бүтэц- сансарт атираат полипептидийн гинжин хэлхээнд амин хүчлүүдийн шугаман дараалал:

• уургийн хоёрдогч бүтэц- полипептидийн гинжин хэлхээний конформаци, учир нь хоорондын устөрөгчийн холбооноос болж орон зайд мушгирах Н.Х.Тэгээд COбүлгүүдэд. Суулгах 2 арга байдаг: α - спираль ба β - бүтэц.

• уургийн гуравдагч бүтэцэргэлдэхийн гурван хэмжээст дүрслэл юм α - спираль эсвэл β - орон зай дахь бүтэц:

Энэ бүтэц нь цистеины үлдэгдэл хоорондын -S-S- дисульфидын гүүрээр үүсдэг. Ийм бүтэц үүсэхэд эсрэг цэнэгтэй ионууд оролцдог.

• уургийн дөрөвдөгч бүтэцянз бүрийн полипептидийн гинж хоорондын харилцан үйлчлэлийн улмаас үүсдэг.

Уургийн нийлэгжилт.

Синтез нь хатуу фазын арга дээр суурилдаг бөгөөд эхний амин хүчлийг полимер зөөгч дээр тогтоон, түүнд шинэ амин хүчлийг дараалан нэмдэг. Дараа нь полимерийг полипептидийн гинжин хэлхээнээс тусгаарлана.

Уургийн физик шинж чанар.

Уургийн физик шинж чанар нь түүний бүтцээр тодорхойлогддог тул уураг нь хуваагддаг бөмбөрцөг хэлбэртэй(усанд уусдаг) ба фибрилляр(усанд уусдаггүй).

Уургийн химийн шинж чанар.

1. Уургийн денатураци(анхдагч бүтцийг хадгалахын зэрэгцээ хоёрдогч ба гуравдагч бүтцийг устгах). Денатурацийн жишээ бол өндөгийг буцалгах үед өндөгний цагаан коагуляци юм.

2. Уургийн гидролиз- амин хүчил үүсэх замаар хүчиллэг эсвэл шүлтлэг уусмал дахь анхдагч бүтцийг эргэлт буцалтгүй устгах. Ингэснээр та уургийн тоон найрлагыг тогтоож чадна.

3. Чанарын урвалууд:

Биурет урвал- шүлтлэг уусмал дахь пептидийн холбоо ба зэс (II) давсны харилцан үйлчлэл. Урвалын төгсгөлд уусмал нь нил ягаан өнгөтэй болно.

Ксантопротеины урвал- азотын хүчилтэй урвалд ороход шаргал өнгөтэй болно.

Уургийн биологийн ач холбогдол.

1. Уураг нь барилгын материал бөгөөд үүнээс булчин, яс, эд эсүүд үүсдэг.

2. Уургууд - рецепторууд. Тэд хүрээлэн буй орчноос хөрш зэргэлдээх эсүүдээс ирж буй дохиог дамжуулж, хүлээн авдаг.

3. Уураг нь биеийн дархлааны тогтолцоонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

4. Уургууд нь зөөвөрлөх функцийг гүйцэтгэж, молекулууд эсвэл ионуудыг нийлэгжих буюу хуримтлагдах газар руу зөөдөг. (Гемоглобин нь хүчилтөрөгчийг эдэд хүргэдэг.)

5. Уураг - катализатор - фермент. Эдгээр нь урвалыг хэдэн сая удаа хурдасгадаг маш хүчтэй сонгомол катализатор юм.

Хүний биед нийлэгждэггүй хэд хэдэн амин хүчлүүд байдаг. орлуулшгүй, тэдгээрийг зөвхөн хоол хүнснээс авдаг: тизин, фенилаланин, метин, валин, лейцин, триптофан, изолейцин, треонин.