Хосият ва функсияи сафедаҳо

Хосияти сафедаҳо. Сафедаҳо монанди дигар моддаҳои ғайриорганикӣ ва органикӣ як қатор хосиятҳои физикию химиявӣ зоҳир менамоянд, ки аз ташкилёбии структураи онҳо бармеояд. Пеш аз ҳама, сафедаҳо асосан молекулаҳои дар об ҳалшавандаанд, бинобар ин фаъолияти худро танҳо дар маҳлулҳои обӣ зоҳир карда метавонанд. Дуюм, молекулаҳои сафе дагӣ заряди калони сатҳӣ доранд, ки он як қатор таъсироти электрохимиявиро муайян мекунад, масалан, фаъолияти катализии гузаронандагии мембрана ва дигар амалҳо. Сеюм, сафедаҳо нисбат ба ҳарорат ноустуворанд, яъне фаъолияти худро дар доираи ҳарораташ кам зоҳир менамоянд.

Аз таъсири ҳарорати баланд, инчунин, беоб гардонидан, тағйирёбии рН ва дигар омилҳо структураи сафедаҳо вайрон мешавад. Дар ибтидо структураи аз ҳама заиф – структураи чорумин, баъд сеюмин ва дуюмин вайрон хоҳанд шуд; вайроншавии структураи якумин бошад, дар шароити бештар шадид ба амал меояд. Структураи худро гум кардани молекулаи сафеда денатуратсия номида мешавад.

Агар тағйироти шароити муҳит ба вайроншавии структураи якумини молекула оварда нарасонад, пас дар вақти барқарор намудани шароити мўътадили муҳит структураи сафеда ва фаъолияти функсионалии он пурра ба вуҷуд оварда мешавад. Чунин раванд ренатуратсия номида шудааст.

Ин хосияти сафеда дар тиб барои тайёр кардани баъзе доруҳо, масалан, антибиотикҳо, ваксинаҳо, хуноба, ферментҳо; дар саноати хўрокворӣ барои ҳосил намудани консентратҳои хўрокӣ, ки дар ҳолати хушк муддати дароз хосияти ғизоии худро нигоҳ медоранд, истифода мешавад.

Функсияи сафедаҳо.

Функсияи сафедаҳо дар ҳуҷайра ниҳоят гуногун аст. Яке аз муҳимтарин функсияҳои он – функсияи пластикӣ (бинокорӣ) мебошад: сафедаҳо дар кори ба вуҷуд овардани мембрана ва органоидҳои ҳуҷайра, инчунин структураи ғайриҳуҷайравӣ иштирок менамоянд. Хусусан, мақоми катализии сафедаҳо аҳамияти калон дорад. Ҳамаи катализаторҳои биологӣ-ферментҳо-моддаҳои табиаташон сафедагӣ буда, суръати реаксияҳои химиявиро дар ҳуҷайраҳо то даҳҳо ва садҳо ҳазор маротиба метезонанд.

Оид ба ин функсияи муҳими сафедаҳо таваққуф намуда, онро қадре муфассал дида мебароем. Истилоҳи «катализ», ки дар химияи биологӣ нисбат ба саноати химиявӣ камтар дучор меояд, айнан «кушодан», «озод кардан»-ро мефаҳмонад. Моддаҳое, ки ба катализаторҳо мансубанд, табаддулоти химиявиро тезонда, вале худи онҳо сарф намешаванд, яъне таркиби катализаторҳо пеш ва баъд аз реаксия тағйир намеёбад.

Моҳияти реаксияи катализӣ, қатъи назар аз миқдори зиёди катализаторҳои гуногун ва навъҳои реаксияи химиявии дар онҳо иштирок дошта аз он иборат аст, ки моддаҳои аввала бо катализаторҳо пайвастагиҳои мобайнӣ ҳосил менамоянд. Ин пайвастагиҳо зуд ба маҳсулоти охирин табдил меёбанд, вале катализатор дар намуди аввала барқарор мегардад. Ферментҳо ҳам аз ҷумлаи чунин катализаторҳо мебошанд. Барои онҳо низ ҳамаи қонунҳои катализ хос аст.

Аммо ферментҳо табиати сафедагӣ доранд, бинобар ин онҳо хосияти махсус зоҳир менамоянд. Дар байни фермент ҳо ва катализаторҳои маълуми химияи ғайриорганикӣ, масалан, платина, оксиди ванадий чӣ гуна умумият ва фарқият вуҷуд дорад? Ҳамон як катализатори ғайриорганикиро дар истеҳсолоти гуногун истифода бурдан мумкин аст. Вале фермент фақат як реаксия ё як намуди реаксияро метезонад, яъне он нисбат ба катализатори ғайриорганикӣ махсусияти бештар дорад (расми 3.3.). Яке аз хосиятҳои муҳими ферментҳо дар организм аз ҳамин иборат аст.

Таъсири мутақобилаи фермент (Ф) бо модда (С), ки дар натиҷа маҳлули реаксия (М) ҳосил мешавад Ф+С ФС ФП Ф+П

Маълум аст, ки ба суръати реаксияҳои химиявӣ ҳама вақт ҳарорат таъсир мерасонад. Аксари реаксияҳо бо катализаторҳои ғайриорганикӣ дар ҳарорати ниҳоят баланд мегузаранд. Ҳангоми баланд кардани ҳарорат, одатан, суръати реаксияҳои химиявӣ меафзояд. Барои реаксияҳои ферментативӣ чунин афзоиш дар ҳарорати мувофиқ маҳдуд аст (расми 3.4).

Минбаъд баланд шудани ҳарорат ба тағйирот дар структураи фермент (нигаред ба денатуратсияи сафедаҳо) оварда мерасонад, фаъолияти он суст шуда, сипас, қатъ мегардад. Аммо баъзе ферментҳои микроорганизмҳое, ки дар чашмаҳои табиии обашон гарм ёфта шудаанд, на фақат ба ҳарорати наздик ба нуқтаи ҷўшиши об тобоваранд, балки ҳатто, дар чунин шароит фаъолияти беҳад баланд зоҳир карда метавонанд.

Барои аксарияти ферментҳо ҳарорати мувофиқ наздики 35-400С мебошад. Реаксияҳо бо иштироки катализаторҳои ғайриорганикӣ, одатан, зери фишори баланд мегузаранд, вале ферментҳо дар фишори мўътадили атмосферӣ фаъолият мекунанд. Фарқияти муҳими ферментҳо нисбат ба дигар катализаторҳо дар он аст, ки суръати реаксияҳое, ки ферментҳо метезонанд, то даҳҳо, ҳазорҳо ва баъзан миллионҳо маротиба аз суръати реаксияҳое, ки дар иштироки катализаторҳои ғайриорганикӣ дастрас мегардад, баландтар мебошад.

Ба ҳама маълум аст, ки пероксиди гидроген (Н2О2) ҳамчун моддаи сафедкунанда ва дезинфексиявӣ ба кор бурда мешавад. Вай бе иштироки катализатор бисёр суст таҷзия мешавад:

Дар иштироки катализатори ғайриорганикӣ (намакҳои оҳан ё диоксиди манган) реаксияи таҷзияи пероксиди гидроген чанд маротиба зудтар мегузарад. Аммо каталаза (ферменте, ки амалан дар ҳамаи хуҷайраҳо мавҷуд аст), пероксиди гидрогенро бо суръати ниҳоят баланд таҷзия менамояд: як молекулаи каталаза дар 1 дақиқа бештар аз 5 млн. молекулаи пероксиди гидрогенро таҷзия мекунад.

Таъсири суръатнокии катализаторҳо дар реаксияҳои гуногун ба энергияи активатсия (фаъолнокӣ), яъне ҳамон энергияе, ки расондани он ба молекулаи таъсиркунанда зарур аст, вобастагӣ дорад. Маҳз ба туфайли қимати калони энергияи активатсия-коғаз, чўб, карасин ва дигар моддаҳои сўзанда дар ҳарорати хона худ аз худ дарнамегиранд. Агар онҳо дар муҳити оксиген гарм карда шаванд, он гоҳ имконияти сўхтанашон ба амал меояд. Чӣ қадар ҳарорати муҳити атроф баланд бошад, ҳамон қадар камтар энергияи иловагӣ сарф мешавад, то ки моддаҳои сўзанда аланга гиранд. Катализаторҳои биологӣ-ферментҳо вазифаи бо ном «гармкунанда»-ро низ иҷро мекунанд. Ин имконияти бемамониат ба реаксия дохил шудани бисёр молекулаҳоро таъмин менамояд.

Функсияи ҳаракати организмҳои зиндаро сафедаҳои махсуси кашишхўранда таъмин мекунанд. Ин сафедаҳо дар ҳамаи намудҳои ҳаракат, ки ба онҳо организм ва ҳуҷайраҳо қобилият доранд, иштирок менамоянд: ларзиши мўяк, мижгонак, ҷунбиши қамчинак дар соддатаринҳо, кашишхўрии мушакҳо дар ҳайвоноти серҳуҷайра, ҳаракати барг дар растаниҳо ва ғайра.

Функсияи нақлиётии сафедаҳо дар пайваст намудани элементҳои химиявӣ (масалан, оксигенро пайваст кардани гемоглобин) ё моддаҳои фаъоли биологӣ (гормонҳо) ҳамчунин расонидани онҳо ба бофтаҳои гуногун ва узвҳои бадан ифода меёбад. Сафедаҳои махсуси нақлиётӣ КРН-ро, ки дар ядрои ҳуҷайра синтез мешавад, ба ситоплазма мегузаронанд. Мақоми сафедаҳои нақлиётӣ, хусусан, дар мембранаҳои берунии ҳуҷайраҳо калон аст: онҳо аз муҳит моддаҳои гуногунро ба ситоплазма мегузаронанд.

Ҳангоми ба организм доҳил шудани сафедаҳои бегона ё микроорганизмҳо дар зарраҳои сафеди хун (лейкоситҳо) сафедаҳои махсус (антитела) ҳосил мешаванд. Онҳо моддаҳои ба организм бегона (антигенҳо)-ро пайваст менамоянд, ки дар натиҷа комплексҳои безарар ва безаҳр «антиген-антитела» ҳосил мешаванд. Онҳо минбаъд бо шаклҳои дигари лейкоситҳо фурў кашида шуда, ҳазм мегарданд (фагоситоз) ва ин функсияи муҳофизатии сафедаҳо мебошад.

Сафедаҳо яке аз манбаъҳои энергияи ҳуҷайра мебошанд, яъне функсияи энергетикиро иҷро менамоянд. Дар вақти то маҳсулоти охирин пурра таҷзия шудани 1г сафеда 17,6 к Ҷ энергия хориҷ мегардад. Аммо дар организм сафедаҳо ба чунин сифат кам истифода мешаванд. Аминокислотаҳо, ки ҳангоми таҷзияи молекулаи сафедаҳо озод шудаанд, дар реаксияҳои мубодилаи пластикӣ барои бунёди сафедаҳои нав иштирок менамоянд.

Саволҳо барои санҷиш:

1. Ба таркиби ҳуҷайра кадом моддаҳои органикӣ дохил мешаванд?
2. Сафедаҳо аз кадом пайвастагиҳои соддаи органикӣ иборатанд?
3. Пептид чист? Чиро полипептид меноманд?
4. Структураи якумини сафеда чист?
5. Структураи дуюмин, сеюмин ва чорумини сафеда чӣ тавр ба вуҷуд меоянд?
6. Чиро денатуратсия ва ренатуратсияи сафеда меноманд?
7. Шумо кадом функсияи сафедаҳоро медонед? Мисолҳо биёред.