Սպիտակուցները բարձրամոլեկուլային բնական օրգանական նյութեր, կազմված են ամինաթթուներից և կարևորագույն դեր են կատարում օրգանիզմների կառուցվածքում:
Սպիտակուցներ(կառուցվածքը)
Կենդանի օրգանիզմներին բնորոշ C պարունակող կենսածին միացությունները օրգանական նյութերն են,որոնց մեջ և’ քանակով, և’ նշանակությամբ առաջին տեղն են գրավում սպիտակուցները: Դրանց կազմի մեջ բացի C,H,O,N-ի ատոմներից կարող են լինել նաև S,Fe,Zn,Cu ատոմներ: Կազմում են բջջի չոր զանգվածի 50-80%-ը: Կոչվում են մակրոմոլեկուլներ,քանի որ ունեն մոլեկուլային մեծ զանգված: Սպիտակուցները կենսապոլիմերներ են,կազմված նման,սակայն ոչ միատեսակ մոնոմերներից`ամինաթթուներից(20 տեսակ): Հայտնի են 100-ից ավել ամինաթթուներ: Ամինաթթուները լինում են փոխարինելի և անփոխարինելի: Սպիտակուցները լինում են լիարժեք(որոնցում կան բոլոր անփոխարինելի ամինաթթուները) և ոչ լիարժեք: Լիարժեք են կենդանական ծագման սպիտակուցները:
Սպիտակուցները լինում են պարզ և բարդ: Պարզ սպիտակուցները կազմված են միայն ամինաթթուներից,կոչվում են պրոտեիններ: Բարդ սպիտակուցները պարունակում են ոչ սպիտակուցային մասը,կոչվում են պրոտեիդներ: Օրինակ հեմոգլոբինը կազմված է 4մոլ Fe պարունակող հեմից և գլոբին սպիտակուցից, որով պայմանավորված է հյուսվածքների անհամատեղերիությունը:
Ամինաթթվի մոլեկուլը կազմված է հիմնային հատկություն ունեցող ամինախմբից(NH2) և թթվային հատկություններ պայմանավորող կարբօքսիլային խմբից(COOH):Մոլեկուլի մյուս մասը բոլոր ամինաթթուներում տարբեր է և կոչվեւմ է ռադիկալ(R):Ամինաթթուներն ունեն և թթվի,և հիմքի հատկությունները:
Մի ամինաթթվի կարբօքսիլային խմբից և հարևան ամինաթթվի ամինախմբից անջատվում է ջրի մեկ մոլեկուլ,իսկ ամինաթթուների միջև ձևավորվում է ամուր կովալենտ կապ,որը կոչվում է պեպտիդային կապ: Պեպտիդային կապերի հաշվին առաջացած միացությունը կոչվում է պոլիպեպտիդ: Բոլոր սպիտակուցները պոլիպտետիդներ են,ոչ կանոնավոր պոլիմերներ,որոնց մոլեկուլները կազմված են հարյուրավոր ամինաթթուներից նույնիսկ կան հազարավոր ամինաթթուներից կազմված սպիտակուցներ:
Յուրաքանչյուր կենդանի օրգանիզմ պարունակում է մեծ թվով բազմազան սպիտակուցներ: Յուրաքանչյուր տեսակին բնորոշ են միայն նրան հատուկ սպիտակուցներ:
Այսպիսով հենց սպիտակուցներով է պայմանավորված օրգանիզմների կենսաբազմազանությունը:
Սպիտակուցները տարբերվում են միմյանցից
⦁ ամինաթթուների կազմով
⦁ քանակով
⦁ հաջորդականությամբ:
Այդ պատճառով սպիտակուցների տարբերակների թիվը հասնում է միլիոնների:
Սպիտակուցների կառուցվածքը չափազանց բարդ է,ունի տարբեր մակարդակներ: Առաջնային կառուցվածքը ներկայացնում է տարբեր ամինաթթուների հաջորդականությունը (այսինքն պոլիպեպտիդային շղթան պեպտիդային կապեր):
Երկրորդային կառուցվածքը առաջանում է պոլիպեպտիդային շղթայի լիովին կամ մասնակիորեն պարուրաձև մեկ պտույտի վրա գտնվող C=O խմբից O-ի և հարևան պտույտի վրա գտնվող N խմբի H-ի միջև առաջանում են ջրածնական կապեր,որոնց մեծ թիվը ապահովում է սպիտակուցի բավական ամուր կառուցվածքը:
Երրորդային կառուցվածքն առաջանում է պոլիպեպտիդային շղթայի յուրահատուկ դիրքորոշումով:Դա սպիտակուցի տարածական կառուցվածքն է կամ կոնֆորմացիան գնդաձև է:Կարող է պարունակել հիդրոֆոբ,ջրածնական,իոնական,էլեկտրաստատաիկ,դիսուլֆիդային (կովալենտ) S-S կապերը (սրանք առաջանում են S պարունակող ամինաթթուների միջև հիդրոֆոբ և մյուս ձևերի կապերը առաջանում են ռադիկալների միջև, որոշ սպիտակուցներ ունեն):
Չորրորդային կառուցվածք, որն առաջանում է մի քանի պոլիպեպտիդների միավորումից, ինչպես նաև սպիտակուցի և ոչ սպիտակուցային նյութի մոլեկուլի միավորումից (ոչ սպիտակուցային բաղադրիչներից):
Սպիտակուցի մոլեկուլի կառուցվածքը բոլոր առանձնահատկությունները որոշվում են առաջնային կառուցվածքով:
Սպիտակուցների հատկությունները և գործունեությունները
Հատկությունները բազմազան են:Կան ջրում լուծվող-չլուծվող,կարծր-փափուկ,ակտիվ-պակաս և այլն:Սպիտակուցների ակտիվությունը դրսևորում են երրորդային և չորրորդային կառուցվածքում:
Սպիտակուցի բնական կառուցվածքի խախտումը կոչվում է բնափոխում (դենատուրացիա): Այն առաջանում է տարբեր գործոնների ազդեցության տակ (ջերմություն,ճնշում,ճառագայթում,քիմիական նյութեր), խզում են թույլ կապերը: Բնափոխված սպիտակուցի հատկությունները փոխվում են: Դարձելի բնափոխման ժամանակ չեն խզվում պեպտիդային կապերը, այսինքն առաջնային կառուցվածքը չի խախտվում: Մինչդեռ պեպտիդային կապերի խզումը բերում է անդարձելի դենատուրացիայի:
Բջջում սպիտակուցները կատարում են կարևոր և բազմապիսի ֆունկցիաներ:
⦁ Կառուցողական-մասնակցում են բոլոր բջջային թաղանթների, օրգանոիդների, ձևավորմանը,կոլագեն սպիտեկուցը մտնում է շարակցական հյուսվածքի մեջ:
⦁ Շարժողական-տարբեր տեսակի շարժումները կատարվում են հատուկ կծկողական սպիտայուցներում: Մկաններում գտնվող ակտինը և միոզինը կազմավորում են մկանաթելերը, պահելով մեկը մյուսի նկատմամբ ապահովում են մկանների կծկումը: Ֆլագելին սպիտակուցը իրականացնում է թարթիչների և մտրակների շարժումները:
⦁ Փոխադրական-ընդունակ են միացնել և փոխադրել զանազան նյութեր: Հեմոգլոբինը փոխադրում է O2 և CO2:
Պերմեազները բջջաթաղաթներում կապում և փոխադրում են օրգանական և անօրգանական տարբեր նյութեր,ապահովում են դրանց ակտիվ և խիստ ընտրողական տեղափոխումը: Պերմեազները ֆերմենտներ չեն:
⦁ Էներգետիկ -1գ սպիտակուցի լրիվ քայքայումից անջատվում է 17,6 ԿՋ էներգիա: Որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործվում են միայն այն ժամանակ, երբ սպառվում են էներգիայի առաջնային աղբյուրները(ածխաջրեր,ճարպեր):Բջջում սպիտակուցները,քայքայվում են սկզբում մինչև ամինաթթուների ,ապա մինչև վերջնական արգասիքների (H2O, CO2, NH3, միզանյութ):
⦁ Պաշտպանական –Ի պատասխան օտարախին նյութերիհակածինների (սպիտկուց), օրգանիզմում B լիմֆոցիտների կողմից սինթեզվում են յուրահատուկ սպիտակուցներհակամարմիններ,որոնց տարածական կառուցվածքը համապատասխանում է հակածիններին և վնասազերծում դրանք:
Սպիտակուցային բնույթի հակամարմինները ապահովում են իմունիտետը պաշտպանելով օրգանիզմը վիրուսներից, բակտերիաներից, օտարածին մասնիկներիցհակածիններից: Հակամարմիններից են իմունագլոբուլինները,ինտերֆերոնը:
⦁ Ազդանշանային-Բջջաթաղանթում կան սպիտակուցի այնպիսի մոլեկուլներ,որոնք ընդունակ են փոխել իրենց երրորդային կառուցվածքը,ի պատասխան արտաքին միջավայրի գործոնների:Նման սպիտակուցներ գտնվում են ընկալիչների հետ,որպես ազդանշան սկզբնավորում են պատասխան ռեակցիա:
Բջիջների միջև փոխազդեցությունը ապահովում են նաև վիտամինները,որոնք հանդիսանում են ախտաբանական գործընթացների ազդանշաններ:
⦁ Կատալիզային-Ֆերմենտները կենսաբանական կատալիզատորներ են,որոնք արագացնում են նյութերի փոխարկումները բջջում թե’ սինթեզի, թե’ ճեղքման գործընթացները`մնալով անփոփոխ, այսինքն չեն ծախսվում քիմիական ռեակցիաների ընթացքում: Առաջինը հայտնաբերվել է ուրեազ ֆերմենտը: Ֆերմենտի կատալիտիկ ակտիվությունը որոշվում է նրա ակտիվ կենտրոնով, որը համապատասխանում է նյութի տարածական կառուցվածքին ինչպես կողպեքը բանալուն: Ֆերմենտի բնափոխման ժամանակ նրա կատալիտիկ ակտիվությունը ընկճվում է, քանի որ խանգարվում է ակտիվ կենտրոնի կառուցվածքը: Բջջում ռեակցիաների, հետևապես ֆերմենտների թիվը մի քանի հազար է: Ֆերմենտը կրում է այն նյութի անունը,որը վրա ազդում է, փոխվում է վերջավորությունը: Ֆերմենտի գործունեությունը կարգավորվում է միջավայրի շատ գործոններով:
⦁ Գործում են որոշակի ջերմաստիճանում (36-40) բարձր և ցածր ջերմաստիճաններում կորցնում է ակտիվությունը:
⦁ Գործում է որոշակի միջավայրում (PH):
⦁ Փոխակերպվող նյութի կոնցենտրացիան:
⦁ Այլ նյութերի առկայությունը (ակտիվանում են կոնֆերմենտներով): Կան տարբեր բնույթի արգելակիչներ (ծանր մետաղների իոնները) և խթանիչ (Cu,Zn,Fe,Mn,Ca-իոնները):
⦁ Բջջում ֆերմենտները որոշակի տեղաբաշխված են, մեծ մասամբ կապված են բջջային օրգանոիդային թաղանթներում, որտեղ նրանք ունեն որոշակի դասավորություն, որի շնորհիվ քիմիական ռեակցիաների հաջորդականությամբ,ճշտությամբ:
Ամինաթթուները (ամինոկարբոնաթթուներ) օրգանական միացություններ են, որոնց մոլեկուլներում միաժամանակ պարունակվում են կարբօքիլ և ամինային խմբեր:
Ամինաթթուն կարող է դիտվել նաև որպես կարբոնաթթու, որում մեկ կամ մի քանի ջրածնի ատոմ փոխարինված է ամինոխմբով:
Ամինաթուները հանդիսանում են սպիտակուցների կամ պոլիպեպտիդների այսպես կոչված մոնոմերներ:
Կենդանի օրգանիզմներում սպիտակուցների ամինաթթվածին կառուցվածքը պայմանավորված է գենետիկական կոդով (ԴՆԹ-ով կամ ՌՆԹ-ով) և նրանց բացարձակ մեծամասնության սինթեզի համար օգտագործվում են 20 ստանդարտ ամինաթթուներ: Ամինաթթուների բազմաթիվ կոմբինացիաները սպիտակուցների մոլկուլներին տալիս են մեծ քանակով տարատեսակ հատկություններ, բացի դրանից սպիտակուցների ամինաթթվային բաղադրությունը կարող է փոփոխվել շնորհիվ պոստտրանսլյացիան մոդիֆիկացիաների, որոնք կարող են առաջանալ նաև ավելի վաղ քան սպիտակուցը սկսում է կատարել իր ֆունկցիան և նրա ընթացքում:
Հաճախ կենդանի օրգանիզմներում մի քանի սիտակուցի մոլեկուլներ առաջացնում են բարդ կոմպլեքսներ. օրինակ` ֆոտոսինթետիկ կոմպլեքսը:
Սարգիս Գրիգորյան 
