2.5.1 Ақуыздардың химиялық құрылысы

Элементтің құрамының қарапайымдылығына қарамастан белоктар өте күрделі полимерлік қосылыстар. Белок макромолекулалар қарапайым амин қышқылдарынан тұрады, Бұл ең алғаш 1820 ж. А. Браконноның жұмыстарынан көріне бастады. Ол желаминді қышқылдық ортада гидролизденгенде дәмі тәтті аминсірке қышқылы түзгендігін байқады. Бұл гликокол яғни глицин деп атады. Бұл аминқышқылдарының ең қарапайым өкілі:

1871 жылы Н.Н. Любавин сүт белогы казейынның ас қорыту сөлінің қатысуымен ферменттік гидролиз амин қышқылдарына ыдырайтындығын ашты.

1901-1902 ж. Э. Фишер белоктардың қышқылдың қатысуымен 10-16 сағат ішінде қыздырңанда гидролизге түсетіндігін ашты, міне, осы уақыттан бастап белоктың химиялық құрамын анықтау барысында жуйелі жұмыстар істеліне бастады.

Қазіргі кезде белок ыдырауының сілтінің немесе ферменттің қатысуымен жүретін жолдар да белгілі, Бұл әдістердің әрқайсысынығ өзінің кемшіліктері мен жетістңктері бар. Сондықтан белок құрамын анықтауда осы үш әдіспен алынған нәтижелерді біріктіріп барып қорытынды жасайды.

Белоктың ыдырауынан түзілген амин қышқылдарын хроматография, элекрофорез әдістерімен әрі қарай зерттейді.

Амин қышқылдар белок молекулаларының құрамды болігі. Олар органикалық қышқылдардың аминді қышқылдардың аминді туындылары болып табылады. Мысалы:

СН3 – COOH сірке қышқылы	CH3-CH2-COOH пропион қышқылы
CH3-(CH2)2- COOH май қышқылы	CH3(CH2)3-COOH Валериан қышқылы
Изовалериан қышқылы	CH3– (CH2)4 – COOH капрон қышқылы

Бұл қышқылдардың құрамындағы СООН тобымен байланысқан.

Альфа көміртегідегі сутек атомы NH₂- тобымен байланысқан.

Сонымен, барлық белок құрамындағы амин қышқылы альфа амин қышқылы болып табылады. Белок құрамындағы 20–ға жуық амин қышқылдары кездеседі.

α-Аминқышқылдар

R (Радикал)	Амин қышқылдары
1. H −	глицин	Гли -
2. CH3 − 3. (CH3)2CH −	аланин валин	Ала - Вал -
4. (CH3)2CH-CH2−	лейцин	Лей -
5. CH3-CH2-(CH3)CH −	изолейцин	Иле -
6. HO-CH2−	серин	Сер -
7. CH3-CHOH	треонин	Тре -
8. HOOC-CH2 −	аспаргин қышқылы	Асп -
9. HOOC-(CH2)2 −	глутамин қышқылы	Глу -
10. H2N-CO-CH2−	аспаргин	Асн -
11. H2N-CO-(CH2)2−	глутамин	Глн -
12. H2N(CH2)3− CH2−	лизин	Лиз -
13.	аргинин	Арг -
14. H2S-CH2 −	цистейн	Цис -
15. CH3-S-(CH2)2 −	метионин	Мет -
16. C6H6-CH2 −	фенилаланин	Фен -
17. HO-C6H6-CH2 −	тирозин	Тир -
18.	триптофан	Три -
19.	гистидин	Гис -
20.	пролин	Про -

Олар төмендегідей болады:

1. Ациклді, яғни циклді емес амин қышқылдары (14 амин қышқылы). Бұл амин қышқылдарының өзі: а) моноаминді монокарбон қышқылдары (8 амин қышқылы) лей, иле, вал, т.б.) диаминді монокарбон қышқылдары (4 амин қышқылы – орнитин, лизин, аргинин, гидроксилизин); в) моноаминді дикарбон қышқылдары (2 амин қышқылы) аспарагин, глютамин қышқылдары болып бөлінеді.

2. Циклді амин қышқылдарына 4 амин қышқылы жатады, бұлар да екі топтан тұрады: а) гомоциклді - 2 амин қышқылы (фенилаланин, тирозин; б) гетероцилді - 2 амин қышқылы (триптофан, гистидин).

3. Иминоқышқылдар – 2 (оксипролин, пролин).

Физикалық қасиеттері

Барлық табиғи ақ түссіз кристалды заттар, көбінесе дәмсіз, кейбір амин қышқылдарының ащы дәмі бар, тек қана глициннің дәмі тәтті. Амин қышқылдарының судағы ерітінділері нейтралды, әлсіз қышқылдық және әлсіз сілтілік қасиет көрсетеді. Белок құрамындағы барлық α-амин қышқылдары оптикалық активті заттар (глициннен басқасы) және L-қатарына жатады.

Мысалы: L (+) аланин

Ал Д - қатарына жататын амин қышқылдары дәмі тәтті, бірақ ферменнтер стереоталғамдық қасиет көрсететін болғандықтан тірі ағзада да сіңірілмейді.

Мысалы: Д (−) аланин

Химиялық қасиеттері

1. Амин қышқылдары амфотерлік қасиет көрсетеді.

Амин қышқылдарының бұл қасиеттері белоктарға да тән. Әрбір амин қышқылының амфион түзетін рН-ы болады.

2. Амин қышқылдары, бір амин қышқылының СООН тобының және екінші амин қышқылының NH₂ тобының есебінен су молекуласын бөліп шығарып, пептидтік байланыс арқылы өзара байланысып, пептид түзеді.

дипептид

Пептидтік байланыстың бар екендігін биурет реакциясы арқылы дәлелдеуге болады.

( CuSO₄ + NaOH + белок) күлгін көк түсті ерітінді. Пептидтік байланыс арқылы бірнеше амин қышқылдары бірімен-бірі байланысып трипептид, тетра-, пента-, ... полипептид түзеді. Белоктың полипептид тізбегі жалпы түрде:

деп көрсетуге болады.

Сонымен белок дегеніміз өзара пептидтік байланыспен байланысқан L-, α- амин қышқылдарынан тұратынан полимер.