Ақуыз денатурациясы

Денатурация – ақ уыз қ ұ рылымының кең спектрде ө згеруі, сонымен қ атар дара ақ уызғ а ә р тү рлі жағ дайлардың ә сері. Барлық денатурациялайтын агенттер табиғ и ақ уыздың ковалентсіз (ковалентті емес) қ ұ рылымын ары-бері шамада бұ зады. Кейбір ақ уыздардың конформациясындағ ы аздағ ан қ ұ рылымдык, ө згерістер оның биологиялық активтігінің жойылуына ә келеді, ал басқ а ақ уыздардың конформациясындағ ы аздағ ан ө згерістер ақ уыздың ә деттегі ә дістерді қ олданғ анда байқ алмайтын толық инактивтенуіне ә келіп соғ ады. Кең таралғ ан денатурациялаушы агенттер - гуанидингидрохлорид жә не мочевина. Кө птеген ақ уыздарды гуанидинхлоридтің 6-8 М судағ ы ерітіндісі жә не мочевинаның 8-10 М ерітіндісі толық денатурацияғ а тү сіреді. Осы жағ дайда ақ уыз молекуласының табиғ и конформациясы толық бұ зылады жә не ретсіз домалақ кү йге келеді, ондағ ы атомдар мен топтар арасындағ ы ковалентсіз ә рекеттесулер жойылады. Сусыз ерітінділер ақ уыз молекуласындағ ы гидрофобтық байланыстарды бұ за отырып, оларды денатурациялайды. Ә детте еріген ақ уыздың денатурациялануы 50-60° температурада жү реді. Бірақ конформацияны ө згертетін температураның нақ тылы мә ні ә р тү рлі ақ уыздарда кең аралыкта ауытқ иды. Ақ уыздың денатурациялануына рН-тың ө згеруі де себеп болуы мү мкін. Ақ уыздың полипептид тізбегіндегі электростатикалық ә рекеттесулер рН мә ніне елеулі тү рде тә уелді болады. Кө птеген ақ уыздар рН-тың едә уір кысаң (тар) аралығ ында тұ рақ ты. Тірі организмдерде ақ уыздардың тү рі ө те кө п. Мысалы, E.coli деген бак-териялардың клеткаларында 3000-нан астам тү рлі ақ уыздар қ ызмет атқ арады. Қ азіргі уакытта ақ уыздарды топтастыруғ а мына жағ дайлар негіз болады:

Ақ уыз молекуласының пішіні;

Ақ уыз молекуласының қ ұ рамы;

Ақ уыздардың организмде атқ аратын қ ызметі.

Ақ уыз молекуласын пішіні жағ ынан қ арастырғ анда, оларды екі топқ а бө луге болады: глобулярлы жене фибриллярлы (талшық тә різді) ақ уыздар.

Ақ уыздардың коллоидтылығ ы - оның макромолекулалық қ ұ рылысына тә уелді. Ақ уыздардың судағ ы ерітіндісі гидрофильді коллоидтық қ асиет кө рсетеді жә не олардың ерітіндісіне Тиндаль конусын беретін " сә улені шашырату" қ ұ былысы байқ алады. Ақ уыздар жартылай ө ткізгіштік қ абілеті бар мембраналардан ө те алмайды. Ақ уыздардың бұ л қ асиетін, оларды тө менгі молекулалы қ оспалардан тазарту ү шін медицинада (бү йректің қ ызметі) кең інен қ олданады. Бұ л ә дісті диализ деп атайды. Ақ уыздар кілегей тә різді ерітінділер тү зуге бейім. Олардың ісініп, тұ тқ ырлығ ы кү шті ерітінді тү зе алатын қ асиеттері бар.

Ақ уыздардың ерігіштігі. Акуыздардың қ ұ рамында (-ОН, -СООН, NH₂-жә не т.б.) гидрофильдік топтар болғ андық тан, олар суда жақ сы ериді. Акуыз молекулаларының сыртында, олардың гидрофильді топтарына дипольдік қ асиеті бар су молекуласы байланысып, гидратты қ абат тү зеді. Сондық тан, ақ уыз суда жақ сы еріп, коллоидтық ерітінді тү зеді. Бірақ, бұ л коллоидтық ерітінді молекулалы-дисперстік жү йелерге жатады. Кө птеген гидратты қ абаттағ ы судың молекуласын ө зіне қ осып алатын факторлар (t, рН, кышкылдар, сілтілер жә не т.б.), ақ уыздарды тұ нбағ а тү сіріп, олардың ерітінділерінің тұ рақ сыздығ ын кү шейтеді. Кейбір жағ дайларда тұ нбағ а тү скен акуыз молекуласы суды ө зіне кайтадан қ осып алып, бастапқ ы қ алпына келе алады. Ақ уыздардың мұ ндай жолмен тұ нбағ а тү суін «тұ здардың кө мегімен тұ нбағ а тү сіру» деп атайды. Ақ уыздарды тұ здардың кө мегімен тұ нбағ а тү сіру, оларды кристалды тү рде бө ліп алуғ а мү мкіндік береді. Сонымен, ғ ылыми жә не практикалық жұ мыстарда орын алатын диализ, тұ здардың кө мегімен тұ нбағ а тү сіру сияқ ты ақ уыздардың қ асиеттері, оларды қ оспадан тазартуғ а, бірінен-бірін ажыратып алуғ а мү мкіндік береді.

Ө те жоғ арғ ы температура, кү шті қ ышқ ылдар, тұ нбаның суды сің іргіш қ асиеті кү шті заттармен ұ зақ уақ ыт бірге болуы, ақ уыздардың денатурациясына, яғ ни олардың ерігіштік қ асиетінің қ айтып қ алпына келмеуіне, биологиялық қ асиеттерінің жойылуына ә келіп соктырады. Ақ уыздың нативтік қ ұ рылысы бұ зылып, конформациясы ө згереді. Денатурацияланғ ан акуыз ө зінің биологиялық белсенділігін, ерігіштігін, оптикалық тығ ыздығ ының ө згеруіне, гидрофобты радикалдардың молекуланың бетіне шығ уына жене т.б. ө згерістерге ұ шыратады. Бірақ, ақ уыздардың бірінші реттік қ ұ рылысы сақ талады. Бұ л ақ уыздардағ ы пептидтік байланыстардың мық тылығ ын кө рсетеді. Кейбір жағ дайларда (мысалы, біртіндеп суыту сияқ ты) денатурацияланғ ан ақ уыз молекуласы қ айтадан ө зінің бастапқ ы қ алпына, биологиялық белсенді кү йіне келуіне мү мкіндік береді. Бұ л процесс -денатурация біртіндеп, жайлап жү рген кезде немесе денатурацияның аяғ ына дейін жү рмей қ алғ ан кезінде болуы мү мкін. Барлық денатурацияланғ ан акуыздардың ренатурацияғ а ұ шырауы мү мкін. Бірақ, ол ө те баяу жү ретін болғ андық тан, ө те кө п уақ ыт қ ажет етеді. Ренатурацияланғ ан ақ уыз жаң а қ асиетке ие болмай, сол ө зінің бү рынғ ы биологиялық қ асиеттерін кө рсетеді. Мұ ның ө зі, акуыздың қ асиетінде, белсенділігінде, оның бірінші реттік қ ұ рылысының алатын орнын кө рсетеді.