1. Tibbiy va biologik kimyo kafedrasi Biologik kimyo 2 kurs Biologik kimyo faniga kirish. Oqsillar biologik faolligining ularning fazoviy konfiguratsiyasiga bog׳liqligi Ma’ruzachilar: R.S. Sobirova, F.X. Inoyatova, M.U. Kulmanova

2. Ko׳rib chiqiladigan savollar
Biologik kimyo fani va uning vazifalari.
Biokimyoning asosiy bo׳limlari, ularning yo׳nalishi, tibbiyotdagi ahamiyati, klinik biokimyo.
Oqsillarning asosiy vazifalari, a’zo va to׳qimalarning oqsil tarkibi.
Oqsillarning aminokislota tarkibi.
Oqsillarning birlamchi qurilishi va uning turli-tumanligi
Oqsil molekulasining fazoviy konfiguratsiyasi darajalari (ikkilamchi, uchlamchi va to׳rtlamchi qurilishlari).
Oqsillar funksiyalari va ularning qurilish darajalariga bog׳liqligi.
Izofunksional oqsillar. Oqsillarning ligandlar bilan bog׳lanishi.
Oqsillar tarkibini ontogenezda va kasalliklarda o׳zgarishi.

3. Structure, functions spatial konformation fibers

4. Biological chemistry - a science studying the chemical nature of substances, a part live organisms, their transformations, and also communication of these transformations with activity of bodies and fabrics.
The primary goal of biological chemistry is finding-out fundamental biology problems at molecular level.

5. The subject of biological chemistry consists of 3 sections:
1. Static biochemistry
2. Dynamic biochemistry
3. Functional biochemistry
The biological chemistry is closely connected with such subjects, as:
bioorganic chemistry, normal anatomy, physiology, histology, pharmacology, clinical subjects

6. Fibers are high-molecular nitrogen have the organic connections consisting of amino acids.
Into structure of fibers enter 20 various α the-amino acids connected among themselves peptid by communications.
Elementary structure of fibers:
Carbon %
Oxygen %
Hydrogen - 6,5-7,3 %
Nitrogen %
Sulphur - 0,5 %

7. The basic functions of fibers
The katalitic
The nutritious
The transport
The protective
The structural
Regulation (hormonal)

8. Biologik kimyo – tirik organizmlar tarkibiga kiruvchi moddalarning kimyoviy tabiati, ularning o׳zgarishi, shuningdek bu o׳zgarishlarning a’zo va to׳qimalar faoliyati bilan bog׳liq holda o׳rganadigan fan.
Biologik kimyoning asosiy vazifasi molekulyar darajada zaminiy, umumbiologik masalalarni hal etishdan iboratdir.

9. Biologik kimyo fani uch qismdan iborat:
1. Statik biokimyo
2. Dinamik biokimyo
3. Funksional biokimyo
Biologik boshqa fanlar bilan uzviy bog׳liq: bioorganik kimyo, normal anatomiya, fiziologiya, gistologiya, farmakologiya, klinik fanlar.

10. Oqsillar yuqori molekulali azot saqlovchi organik moddalar bo׳lib, ular aminokislotalardan tashkil topgandir.
Oqsillarning elementlar tarkibi:
Uglerod %
Kislorod – 21-23%
Vodorod – 6,5-7,3%
Azot – 15-17%
Oltingugurt – 0,5%

11. Oqsil va peptidlar

12. A’zo va to׳qimalarning oqsillari
Oqsillar odam tana vazni quruq massasining taxminan 45%ni tashkil etadi.
Mushak, o׳pka, taloq, buyrak quruq massasining 70-80%.
Suyak, yog׳ to׳qimasida 3-8%.
Polipeptid zanjiri 50 aminokislotadan kam bo׳lsa – peptid deb ataladi, ularga rilizing gormonlar, enkefalinlar, neyropeptidlar, angiotenzinogen 2, glutation, vazopressin, oksitotsin, kininlar va boshqalar kiradi. 50 aminokislotadan ziyod bo׳lsa – oqsil deb ataladi (miozin, RNK-aza, kollagen, lizotsim, immunoglobulinlar, albuminlar, insulin va boshqalar).

13. Oqsillarning asosiy vazifalari
Fermentativ yoki katalitik
Gormonal yoki regulyator
Retseptor
Transport
Struktur
Tayanch yeki mexanik
Rezerv yoki trofik
Mexanokimiyoviy yoki kiskarish
Elektroosmotik
Energotransformatsiya
Kogenetik
Antitoksik
Toksik
Gemostatik

14. Peptidlarning asosiy vazifalari
Gormonal (rilizing gormonlar, vazopressin, oksitotsin, melanotsit stimullovchi gormon, glyukagon)
Xazm qilish jarayonlarini boshqarish (gastrin, xoletsistokinin, vazointestinal peptid)
Қon tomirlar tonusini va AB boshqarish (bradikinin, kallidin, angotenzin 2)
Ishtaxani boshqarish (leptin, neyropeptid Y, melanotsit stimullovchi gormon, β-endorfinlar)
Og׳riqni qoldiruvchi peptidlar (enkefalinlar, endorfinlar, opioid peptidlar)
MNS faoliyatini, uyqu, xotira, o׳zlashtirish, xayajon, qo׳rquv jarayonlarida ishtirok etuvchi peptidlar.

15. -aminokislota tasnifi І. radikalni (R) kimyoviy strukturasiga kora:
а) aromatik: fenilalanin, tirozin.
CH2 – CH – COOH
NH2
fenilalanin
б) alifatik: glicin, alanin, valin, serin, glutamin
кислота.
COOH – CH2 – CH2 – CH – COOH
NH2
glutamin kislota
в) geterociklik: тriptofan, gistidin, oksiprolin, prolin.
СООH N H
prolin

16. ІI. Kislota asos xossasiga kora:
neytral, asosli va kislotali aminokislotalar
а) neytral – bu monoaminomonokarbon
glicin izoleycin serin prolin
alanin metionin treonin triptofan
valin fenialanin aspargin leycin glutamin
CH3 – CH – COOH
NH2
alanin
b) asosli – bu diaminomonokarbon kislotalar, musbat zaryadli: arginin, gistidin, lizin.
NH2 – (CH2)3 – CH2 – CH – COOH
NH2
lizin
в) kislotali– bu monoaminodinokarbon kislotalar, manfiy zaryadli: aspargin kislota, glutamin kislota
cistein, tirozin.
НООС– CH2 – CH – COOH
aspargin kislota
NH2

17. ІV. Fiziologik yeki biologik kiymatiga kura aminokislotlar bulinadi:
ІІІ. Radikalni kutubliliga karab yoki suv bilan ta’sirlanishi xossasiga kura aminokislotlar bulinadi:
а) nopolyar (gidrofob);
б) polyar (gidrofil).
ІV. Fiziologik yeki biologik kiymatiga kura
aminokislotlar bulinadi:
arginin metionin
valin treonin
gistidin triptofan
izoleysin fenilalanin
leysin lizin
а) almashtirib bulmaydigan(10):
b) Almashtirib buladigan:
glitsin, alanin, serin, asparaginovaya kislota, glutaminovaya kislota, asparagin, glutamin, sistein, sistin, tirozin.

18. Oqsillar tasnifi
Shakli (globulyar va fibrillyar)
Molekulyar massasi (kichik va yuqori molekulali)
Kimyoviy tuzilishi (oddiy va murakkab)
Bajaradagan funksiyasi
Xujayrada joylashishi
Organizmda tarqalishi (qon, limfa, yurak)
Miqdoriy jihatdan o׳zgarib turishi (doimiy – konstituitiv va indutsibel)
Yashash davri (qisqa va uzoq muddatli)

19. Oqsillarning 4 xil qurilish darajalari tafovut etiladi:
Turtlamchi
struktura
Birlamchi
struktura
ikkilamchi
struktura
uchlamchi
struktura
Aminokislotalar
ketma-ketligi
Α spiral
Polipeptid zanjir
Subbirliklar ansambili

20. Oqsil molekulasi polipeptid zanjirida aminokislotalarning ma’lum tartibda ketma-ket joylashishiga oqsillarning birlamchi strukturasi deb aytiladi.
Oqsillar birlamchi strukturasi asosida peptid bog׳i yotadi.

21. Oqsil tuzilishi
N-uchi
Peptid bog
C-uchi

22. Peptid bog׳ni hosil bulishi
Peptid bogC-N 0,132 nm
Peptid (amid) bog

23. Peptid bog׳ tuzilishi Peptid bog trans konfiguraciyaga ega C-oxiri
N-oxiri

24. Oqsillarning biologik xususiyatlari va spetsifikligi ularning birlamchi strukturasiga bog׳liqdir.
Oqsil molekulasidagi 1 yoki 2 aminokislotaning boshqa aminokislotaga almashishi ular vazifasining buzilishiga olib keladi.
Oqsilarning tur (insulin) va tur ichidagi spetsifikligi ularning birlamchi strukturasiga bog׳liqdir.

26. Insulin A zanjirining tur spetsifikligi
Aminokislota qoldiqlarini joylashishi 8 9 10
Odam
tre
ser
ile
Xokiz
ala
val
Chochqa Ot
gli
qoy
Kit

27. Insulin V zanjirining tur spetsifikligi
Тур
С-охирги аминокислота
Одам
Тре
Қуён
Сер
Чўчқа
Ала
Қўй От

28. Oqsillarning birlamchi tuzilishi ularning funksional spetsifikligini belgilaydi.
Vazopressin
Sis-tir-fen-gli-asp-sis-pro-arg-gli-NH2
Oksitotsin
Sis-tir-ile-gli-asp-sis-pro-ley-gli-NH2

29. NvA va HbS N-oxiri aminokislotalari:
Val-gis-ley-tre-pro-glu-glu-liz
Val-gis-ley-tre-pro-val-glu-liz
Turli turdagi sitoxrom S molekulasidagi aminokislotalarning odam sitoxrom S-siga nisbatan farqi:
Makakus rezus - 1
Қuyon
Tovuq
Қurbaqa

30. Oqsilni ikkilamchi strukturasi
Polipeptid zanjirni tartibli strukturasi va
SO i NH-gruppalari orasida vodorod boglar bilan boglanishi.
Ikkilamchi struktura turlari:
α-spiral
β-qavatma qavat struktura
betartib koptokcha (random coil)
birlamchi
ikkilamchi

31. Oqsilni ikkilamchi strukturasi - α-spiral
 α-spiralni xususiyati:
18 a.k. Spiralni 5ta buramasini xosil qiladi
1 burama – 3,6 a.k., h q 0,54 nm
birinchi aminokislotani SO - - -NH turtinchi aminokislota bilan vodorod bogi xosil qiladi
α-spiral stabillashtiradi:
Ala, Val, Leu, Phe, Trp, Met, His, Gln
α-spiral destabillashtiruvchilar:
Gly, Glu, Asp, Ile, Lys, Arg, Tyr, Asn, Ser, Cys
Pro α –spiralini burilishlarida joylashadi
N-oxiri
0,54 nm
3,6 а.к.
na 1 burama
C-oxiri

32. Oqsilni ikkilamchi strukturasi - α-spiral
α-Spiral polipeptid zanjirni
ota zich upakovkasi
Oqsillarda faqat
ong α-spirallar uchraydi
Vodorod bog
СО - - -NH

33. Oqsilni ikkilamchi strukturasi - β-qavatma qavat struktura
Β-qavatma qavat struktura yoki “taxlangan bar” – bu polipeptid zanjirni zigzak zanjirlarni ozaro vodorod
SO - - -NH boglar bilan boglanadi
0,272 нм

34. Oqsilni ikkilamchi strukturasi - β-qavatma qavat struktura
Paralell struktura
Yonidan korinishi
Antiparalell struktura
Yonidan korinishi

35. Oqsillarda ikkilamchi strukturalarni uchrashi
polipeptid zanjiridagi aminokislotalarning funksional guruxlari orasidagi vodorod bog׳lanishlar ikkilamchi qurilishni hosil qiladi (α-spiral, β-struktura, betartib koptokcha).
α-spiralda polipeptid zanjir o׳q atrofida o׳raladi va vodorod bog׳lar bitta polipeptid zanjir orasida hosil bo׳ladi (ichki vodorod bog׳lar) va ular polipeptid zanjirini qisqartiradi.
β-strukturada vodorod bog׳lar bitta polipeptid zanjirining parallel qismlarida yoki bir-necha polipeptidlar orasida xosil bo׳ladi.
Bitta oqsilda xam α-spiral, xam β-struktura bo׳lishi mumkin.

36. Oqsillarda turli xil ikkilamchi qurilishlarning miqdori
Faqat α-spiraldan tashkil topgan oqsillar (mioglobin, gemoglobin)
α-spiral va β-struktura oqsil molekulasida bir xil miqdorda uchraydigan oqsillar (LDG, FGK). Ulardagi α-spirallar domenlarni hosil qiladi. Domen – bu polipeptid zanjirining globulyar shaklga ega bo׳lgan mustaqil qismi.
Faqat β-strukturadan tashkil topgan oqsillar (immunoglobulinlar, SOD).
Asosan betartib koptokcha hosil qiluvchi oqsillar.

37. Oqsillarning uchlamchi qurilishi
Birlamchi va ikkilamchi qurilishga ega bo׳lgan oqsillarning fazoviy joylashishi uchlamchi qurilishni hosil qiladi. Bunda gidrofob yadro va gidrofil qavat hosil bo׳ladi, oqsilning faol markazi shakllanadi.
Mustahkamlovchi bog׳lar: ion, vodorod, disulfid.
Bunda ikkilamchi superstruktura hosil bo׳ladi (β-bochkacha, α-spiral-qayilish- α-spiral, «rux barmoqchalari», «leysinovaya zastejka-molniya»).

38. Oqsillar uchlamchi qurilishi
Polipeptid zanjidra, ma’lum qismlari ikkilamchi strukturaga ega, odatda fazoviy joylashib nisbatan kompakt tizimni xosil qiladi, ikkilamchi struktura elementlari ta’sirlanib boglar xosil qiladi.
Kupgini oqsillar uchun uchlamchi kurilma ularning fazoviy strukturasiga ekvivalent
Xar bir oqsil uzini unikal fazoviy kurilmasiga ega

39. Oqsillar uchlamchi qurilishiα β
α/β

41. Oqsillarning superikkilamchi qurilishi

42. Oqsillarning to׳rtlamchi qurilishi
Turtlamchi struktura bir nechta polipeptid zanjirlardan tashkil topgan oqsillarga xos.
Bir nechta subbirliklar assotsiatsisi natijasida kompakt globula vujudga keladi. Bu oqsil subbirliklarini fazoda joylashishi.
4та subbirlikdan
2 subbirlikdan
12 subbirlikdan

43. Oqsillarning to׳rtlamchi qurilishi
Bir-necha polipeptid zanjirlarni fazoviy joylashishi 4-chi qurilishni hosil qiladi. Masalan: geksokinaza - 2, gemoglobin va LDG – 4, glutaminsintetaza – 12, PDG – 312 protomerlardan tashkil topgan.
Ular komplementarlik va folding asosida birikadi va oligomer oqsilni hosil qiladi.
Folding – polipeptid zanjirini to׳g׳ri fazoviy strukturasining shakllanishi. Bunda «shaperonlar» (mahsus oksillar) ishtirok etadi.

44. Oqsilni nativ konformatsiyasini xosil bulish boskichlari ( oqsilni Folding )
Oqsilni fazoviy tuzilishini xosil bolishi – murakkab va kop bosqichli protsess
36 а.к. – 1 мс

45. Shaperonlarni oksil foldingidagi axamiyati
Polipeptid zanjir sintezlanishi, membrana orqali transpoti, oligomer oqsil xosil bo׳lishlarni oraliq bochqichlarida oqsilni konformatsiyasi nostabil va agregatsiyaga moil. Nativ konformatsiyasi shakillanguncha aminokislotlarni reaksion yuqori qoldiqlarini bir biridan saqlash va ajratish zarur. Shaperonlar oqsilni konformatsiyasini turgunligini saqlaydi, oqsilni foldingini ta’minlaydi.

46. Shaperonlarni tasnifi
Molekulyar massasiga nisbatan:
Yukori molekul kD
Sh-90 - molekul.massa ot 83 do 90kD
Sh70- molek.massa ot 66 do 78kD
Sh-60
Sh-40
Past molekulyar kD
Sintezlanishiga nisbatan:
Konstitutiv
Indutsebil (normal xolatlarda sintezi sust)

47. Foldingni buzilishi bilan bog׳liq bo׳lgan kasalliklar
Ba’zi holatlarda suvda eruvchan oqsillar sharoitni o׳zgarishi hisobiga yomon eruvchan holatga o׳tadi, agregatsiyalanadi va amiloidlar hosil qiladi. Bunga sabab:
Oqsillar giperproduksiyasi
Xujayraga oqsil konformatsiyasini o׳zgartiruvchi omillarni tushishi yoki paydo bo׳lishi
Proteoliz jarayonlarini faollashishi va erimaydigan agregatlarning hosil bo׳lishi
Mutatsiyalar xisobiga.
Masalan: Alsxaymer kasalligi, prion kasalliklar.

48. Izofunksional oqsillar
Tirik xujayralarda ma’lum vazifani bajaradigan oqsil bir necha shaklda bo׳lishi mumkin, ular izofunksional oqsillar yoki izooqsillar deb ataladi.
Masalan, gemoglobin, fermentlar shakllari.

49. Izofunksional oqsillar
Gemoglobin:
Hb A – 2α2β
HbA2 - 2α2δ
HbF - 2α2γ
LDG:
LDG1 - NNNN
LDG2 - NNNM
LDG3 - NNMM
LDG4 - NMMM
LDG5 - MMMM

50. Oqsillarning ligandlar bilan bog׳lanishi
xar bir oqsil o׳ziga xos modda bilan tanlab bog׳lanishi mumkin. Bu moddalar ligandlar deb atalib, turli darajada tuzilgan modda bo׳lishi mumkin (past molekulali modda, makromolekula, oqsil).

51. Лиганд

52. Ontogenez va kasalliklarda organizm oqsil tarkibining o׳zgarishi
Organizm individual taraqqiyotida oqsil tarkibi o׳zgarib boradi. Embrional davrda jigar va ichakdagi ko׳pchilik fermentlar bo׳lmaydi, bola tug׳ilganidan keyin sintezlana boshlaydi.
Masalan: homilada – HbF, tug׳ilgandan so׳ng NvA bilan almashadi, go׳dak bolalar ichagida laktaza miqdori ko׳p, yoshi o׳tgan sari uni miqdori kamayadi va amilaza ortadi.
Oqsillarning tarkibi turli kasalliklarda o׳zgaradi. Bunga qon plazmasi oqsillarini misol keltirish mumkin.

53. Proteinopatiyalar Irsiy:
o׳roqsimon-xujayrali anemiya, gemofiliya, gangliozidozlar, glikogenozlar, albinizm, irsiy mitoxondrial kasalliklar, sutni ko׳taraolmaslik.
Orttirilgan:
gastritlarda kamkonlikning og׳ir shakllari, disbakterioz, to׳qima va biologik suyuqliklarda oqsillarning miqdoriy va sifat o׳zgarishlari, qandli diabet (gemoglobin va kristallinni glikirlanishi), miyelomada Bens-Djons oksilini paydo bulishi, alkalozda NvA kislorodga nisbatan moilligini ortishi va gipoksiyani shakillanishi.