5 – Ma’ruza: Molekulyar biofizika asoslari

3. Domenlar va oqsilning uchlamchi strukturasi
Oqsilning uchlamchi strukturasi polipeptid zanjiri asosida shakllangan ikkilamchi struktura elementlarining termodinamik jihatdan barqaror bo’lib taxlangan konformatsiyasidan iborat. Oqsillarni denaturasiyalash va renaturasiyalash tajribaladi, natijasiga ko’ra, oqsilning ikkilamchi struktura hosil qiladigan qismi katta tezlik bilan -spiran yoki -struktura hosil qiladi. Navbatdagi bosqichda uchlamchi struktura shakllanadi. Stafilokokklar nukleazasi 1 sekundda, metmioglobin esa 10 sekundda yig’inib ulguradi. So’nggi paytlarda ma’lum bo’ldiki, yaxlit oqsil molekulasi (immunognobulin G, miozin, fibrinogen va b.) bir nechta ixcham, o’zaro ancha mustaqil sohalarni domenlarni o’z ichiga oladi. Ularni ннproteolitik ferment­lar ta’sirida ajratib olish mumkin. Ajratib olingan domenlar ko’p qismlarda o’z funksional faolligini saqlaydi. Rekombilant DNK us­tida o’tkazingan tadqiqotlardan ma’lum bo’ldiki, eukariot hujayra­lar geni alohida sohalardan, ya’ni oqsil molekulasi alohida qism­larni shakllantiruvchi aminokislotalar ketma-ketligini kodlovchi ekzonlar va kodlash xossasiga ega bo’lmagan introllardan tashkil to­padi. Qayd etildiki, polipeptid zanjiridagi domenlar chegarasi, gendagi ekzonlar chegarasiga mos keladi. Demak, ekzonlar - oqsil domenlarining genom ekvivalentidir.

4. 
   Makromolekula faoliyati paytida uning konformatsiyasida sodir bo’ladigan o’zgarishlar. Kooperativlik tushunchasi.
   

Ko’pgina biopolimerlar faoliyati, ularning nigandlar - L (tuban Molekulyar birikmalar - gormonlar, menabonitlar, dorivor moddalar, ionlar) bilan kompleks hosil qilishi orqali amalga oshadi. Makromolekulalarning ligandlarni biriktirib, kompleks hosil qilish jarayoni gemga ega oqsillar, ayniqsa, gemoglobini (Hb) va mioglobinda (Mb) batafsil o’rganilgan. Gemoglobinning, jumladan, mioglo­binning kislorod bilan kompleks Hb(0₂)₄, Mb0₂ hosil qilib to’yinishi, kislorodning parsial bosimiga r0₂ bog’liq bo’lib, bog’liqlik to’yinish grafigi tarzida tasvirlanadi. Gemoglobinning 50% to’yini­shiga mos r0₂ kattaligi, Hb-ning kislorodga yaqinlik o’lchov (R₅₀) sifatida qabul qilingan.
Gemoglobinning kislorodga to’yinish grafigi, mioglobinning shu xil (giperbona) grafigidan farqlanib, sigmoid shaklga ega bo’ladi. Xiln modeliga ko’ra, molekuladagi kislorod bog’lovchi markazlar (gemlar) mustaqil bo’lmay, markazlardan biriga birinchi 0₂ molekulasining birikishi, boshqa markazlarning 0₂ ga yaqinligini oshiradi, ikkinchi molekula 0₂ ning birikishi, uchinchi 0₂ molekulaning birikishini osonlashtiradi va h.k. Mana shu xil markaz­lar to’ldirilishi barobari, bir xil markazlar assosiasiya konstanta­larining o’zgarishi orqali amalga oshadigan bog’lanish - kooperativ bog’lanish deb ataladi.
Bir vaqtning o’zida n-ta ligandning makromolekulaga birikish reaksiyasi M+nL  ML_n tarzida tasvirlanib, jarayon assosiasiya konstantasi (K_a) ifodalanadi.

Mazkur tenglamadan, makromolekulaning nisbiy to’yinish holi uchun [ML_n] = K_a*[M]*Cⁿ hosil qilib, [ML_n] = Y va [M] = 1-Y orqali ifodalab, tenglamani Y/(1-Y) = K_a*Cⁿ holiga keltiramiz. Ularni logarifmnab, Xiln tenglamasini keltirib chiqaramiz, ya’ni
lg[Y/(1-Y)] = lgK_a+ n ^.lgC.
Mazkur tenglama, makromolekula nisbiy to’yinish darajasining ligand konsentratsiyasiga bog’liqligini tasvirlab, absissa o’qiga muayyan bir og’ish (tg) hosil qilib joylashgan to’g’ri chiziq Xiln grafigi ko’rini­shida namoyon bo’ladi. Kooperativnik holida, Xiln grafigi maksimal og’ishining tg burchagi Xiln koeffisiyentiga (h-ga) teng ya’ni tg aqn. Mazkur koeffisiyent kooperativ jarayonlar uchun h>1 yoki h<1 bo’lishi, ya’ni ijobiy yoki salbiy bo’lishi mumkin. kooperativnikning yo’qligini masalan, h_Mb q bildiradi. Ot gemoglobinining Xiln koeffisiyenti h q 2,9 ga, qum chulvalchangining ge­moglobinida h q 6 ga teng. DNK ning suyuqlanishi, oqsilning qaytar denaturasiyalanishi, biomembranalardagi faza o’tishlar ham kooperativ jarayonlardir.