OQSILLAR VA ULARNING AMINOKISLOTA TARKIBINI O`RGANISH Reja 1. Oqsillarning umumiy xususiyatlari 2. Oqsillarning biokimyoviy xossalari. Azot muvozanati 3. Oqsil optimum va minimum 4. Oqsillar almashinuvining boshqarilishi Oqsillarning tabiati va ularning fiziologik ahamiyati. Oqsillar, yoki proteinlar – murakkab, aminokislotalardan tashkil topgan yuqori molekulali organik birikmalardir. Ular hayvonlar va o’simliklar organizmidagi barcha to’qima va hujayralarning bosh, muhim qismini tashkil etadi, ya’ni ularsiz hayotiy muhim fiziologik jarayonlar bajaralishi mumkin emas. Oqsillar o’zlarining tarkibi va xususiyatlari bilan turli hayvonlarda va o’simliklar organizmida va hattoki bitta organizmning o’zidagi turli hujayra va to’qimalarda ham turlicha bo’ladi. Turli molekulyar tarkibga ega bo’lgan oqsillar suvda va suvli tuz eritmalarida turlicha eriydi, ammo organik eritmalarda esa u erimaydi. Oqsil molekulasida kislotali va asosli guruhlari bo’lganligi sababli ular neytral reaksiyaga ega. Oqsillar barcha kimyoviy moddalar bilan xilma-xil birikmalar hosil qiladi, bu esa ularni organizmda kechadigan va barcha hayotiy hodisalarni namoyon bo’lishini ko’rsatuvchi hamda uning zararli ta’sirlardan himoya qilishdagi kimyoviy reaksiyalarni amalga oshishida muhim ahamiyatni ta’min etadi. Oqsillar, fermentlar, antitanalar, gemoglobin, mioglobin, ko’pgina garmonlarni tarkibiy qismini tashkil etadi va vitaminlar bilan murakkab komplekslar hosil qiladi. 1-rasm. Oqsillarning biologik funksiyalari To'qima oqsillarining sintezlanishi Gormonlar, fermentlar, pigmentlar, vitaminlar Qon aminokislotalari Dezaminlanish Dekarboksillanish Keto kislotalar Ammiak Aminlar Yog' kislotalar Mochevina, siydik kislotasi, allontoin Aldegidlar Uglevod almashinuvi (CO2 va H2O) Uglevod almashinuvi (CO2 va H2O) Organizmda aminokislotalarning o’zgarishi. Oqsillar organizmda yog’lar va uglevodlar bilan birikib parchalanishida yog’lar va uglevodlarga aylanishi mumkin. Hayvon organizmida ular faqat aminokislotalardan va ularning komplekslari – polipeptidlardan sintezlanadi, lekin anorganik birikmalar, yog’lar va uglevodlardan sintezlanmaydi. Organizmdan tashqarida juda ko’plab past molekulali biologik faol oqsilli moddalar organizmda bo’lgan va ular bilan juda o’xshash bo’lgan, masalan, ayrim gormonlar sintez qilib olingan. Azot muvozanati. Aminokislotalardan tashkil topgan oqsillar-bular hayotiy jarayonlarga xos bo’lgan asosiy birikmalardir. Ana shu sababli ham oqsillar almashinuvini va uning parchalanish mahsulotlarini hisobga olish muhim ahamiyatga ega. Oqsillar tarkibida odatda o’rtacha 16 % massasini tashkil qiluvchi azot saqlanadi. Shu sababli, oqsillar tarkibida organizmga tushgan azotning miqdorini hisoblab va siydik, najas hamda ter tarkibidagi ajralgan azotning miqdorini hisoblab organizmdagi oqsil yoki azot muvozanatini aniqlash mumkin. Ter tarkibida odatda azotning miqdori juda kam, shu sababli ham terda azotni miqdorini aniqlash uchun tahlil qilinmaydi. Oziqlar bilan organizmga tushgan azotni, siydik, najas tarkibida ajralgan azotlarni 6,25 (16 %) koeffisiyentga ko’paytiriladi. Shundan so’ng birinchi yig’indidan, ikkinchi yig’indi olib tashlanganidan keyin, natijada organizmga tushgan va hazmlangan miqdorini aniqlash imkonini beradi. Organizmga oziqlar bilan tushgan azotning miqdori siydik va najas tarkibida ajralgan azotni miqdoriga teng bo’lsa, ya’ni dezaminlanish paytida hosil bo’lgan azotni miqdoriga teng bo’lsa, bunga azot tengligi yoki muvozanati deyiladi. Odatda azot muvozanati sog’lom voyaga yetgan organizmlarga xos bo’lgan xususiyatdir. Agarda organizmga tushgan azotning miqdori organizmdan chiqarilayotgan azotning miqdoridan ko’p bo’lsa bu paytda musbat azot muvozanati kuzatiladi, ya’ni organizmga kirgan azotlar miqdori parchalangan miqdordan kattadir. Musbat azot muvozanati sog’lom o’sayotgan yoki kasallikdan turgan organizmga xosdir. Organizmga ozuqalar bilan tushayotgan azotning miqdori ortganda, aynan siydik tarkibida ajralayotgan azot miqdori ham ortadi. Nihoyat organizmga tushayotgan azotning miqdori organizmdan chiqayotgan azot miqdoridan kam bo’lsa bu paytda manfiy azot muvozanati kuzatiladi, bunda azotning parchalanishi uning sintezlanishidan yuqori bo’ladi, ya’ni organizmda oqsillarning parchalanishi kuchli bo’ladi. Bu holat oqsilga taqchillik kuzatilganida yoki organ va to’qimalarda kuchli oqsil parchalanishini chaqiruvchi kuchli ionlantiruvchi nurlanish dozasi ortganda kuzatiladi. Oqsil optimumi muammosi. Organizmda faqat uglevodlar bilan oziqlangan paytda parchalanayotgan oqsillarning o’rnini to’ldirish uchun zarur bo’lgan oziqlar bilan tushayotgan oqsillarning eng kam miqdoriga yeyilish koeffiyenti deb yuritiladi. Voyaga yetgan sog’lom odamlarda bu koeffisiyentning o’lchami bir kecha-kunduzda 30 g ni tashkil etadi. Yog’lar va uglevodlar plastik maqsadlar uchun kerak bo’lgan minimumdan yuqori darajada oqsillarning sarflanishiga ta’sir ko’rsatadi. Ya’ni ular minimumdan yuqori oqsillarning parchalanishi uchun kerak bo’lgan energiyani ajratadi. Mo’tadil oziqlangan paytda uglevodlar to’liq ochlik paytidagidan oqsillarning parchalanishini 3-3,5 barobar kamaytiradi. Tirik vazni 70 kg bo’lgan voyaga yetgan odamlar aralash oziqalar iste’mol qilganida uglevodlar va yog’larning miqdori yetarlicha bo’lganida bir kecha- kunduzlik oqsilning normasi 105 g ni tashkil etadi. Organizmning mo’tadil hayot faoliyati va o’sishini to’lig’icha ta’minlaydigan oqsil miqdoriga oqsil minimumi deyiladi va bu minimum odamlar yengil ish bajarganida 100-125 g oqsilga teng bo’lsa, agar ish bajarganida – 165 g va juda og’ir ish bajarganida esa 220-230 g ga teng bo’ladi. Bir kecha-kunduzda iste’mol qilinadigan oqsilning miqdori iste’mol qilinadigan oziqlar umumiy massasining 17 % ni, energiya bo’yicha esa 20 % ni tashkil qilishi shart. To’la qiymatli va to’la qiymatli bo’lmagan oqsillar. Oziqlar bilan tushayotgan oqsillar odatda ikki: biologik jihatdan to’la qiymatli va biologik jihatdan to’la qiymatli bo’lmagan oqsillarga bo’linadi. Hayvonlar organizmi oqsillarining sintezlanishi uchun zarur bo’lgan barcha aminokislotalarni saqlovchi oqsillar biologik jihatdan to’la qiymatli oqsillar deb ataladi. To’la qiymatli oqsillar tarkibiga organizmning o’sishi va rivojlanishi uchun zarur bo’lgan barcha almashtirib bo’lmaydigan aminokislotalar kiradi. Bu aminokislotalardan boshqa aminokislotalar, gormonlar va boshqa hayotiy zarur moddalar hosil bo’ladi. Masalan, fenilalanindan tirozin hosil bo’lsa, tirozinni o’zgarishidan – tiroksin va adrenalin gormonlari, gistidindan esa gistamin hosil bo’ladi. Metionin esa qalqonsimon bez garmonlari hosil bo’lishida ishtirok etadi hamda xolin, sitsiyen va glyutationlarni hosil bo’lishi uchun zarur komponentdir. Metionin oksidlanish-tiklanish jarayonlari uchun azot almashinuvi, yog’larning o’zlashtirilishi, bosh miyaning mo’tadil faoliyatlari uchun zarurdir. Lizin qon hosil bo’lishida ishtirok etadi, organizmning o’sishini ta’min etadi. Triptofan ham organizmni o’sishi uchun zarur bo’lish bilan birga serotinin, vitamin PP larni hosil bo’lishida, to’qimalar sintezida ishtirok etadi. Lizin, sistien va valin yurak faoliyatini qo’zg’aydi. Oziqalar tarkibida sistien kam miqdorda bo’lsa junlarning o’sishi to’xtab qoladi, qonda qandning miqdori ortadi. Hayvonlar organizmida sintezlanishi mumkin bo’lmagan aminokislotalardan bittaginasi yetishmagan oqsillar biologik to’la qiymatsiz oqsillar deyiladi. Oqsillarning biologik qiymati ozuqalar tarkibidagi 100 g oqsildan hosil bo’lishi mumkin bo’lgan organizmning oqsili bilan o’lchanadi. Go’sht, sut va tuxumlar tarkibidagi hayvonot dunyosi oqsillari biologik jihatdan to’la qimmatli hisoblanadi (70-95 %). O’simlik dunyosi oqsillari esa ancha past biologik qimmatga ega, masalan, qora (rjannoy) non, makka jo’xori (60 %) kartoshka, achitqilar (64 %) qimmatga egadirlar. Hayvonot dunyosi oqsili-jelatina tarkibida triptofan va tirozinni saqlamaganligi sababli, to’la qimmatsiz oqsil hisoblanadi. Bo’g’doy va arpada juda kam miqdorda lizin va triptofan saqlanadi. Ayrim aminokislotalar bir-birini almashtirishi mumkin, masalan fenilalanin tirozinni almashtira oladi. Bir necha aminokislotalari yetishmaydigan ikkita to’la qimmatsiz oqsillar birgalikda hayvonlarni to’la qimmatli oqsillar bilan oziqlanishini ta’min etadi. Oqsillar sintezlanishida jigarnning roli. Jigarda qon plazmasi tarkibida saqlanuvchi oqsillar: albuminlar, globulinlar (gamma globulin mustasno) fibrinogen, nuklein kislotalar va ko’plab fermentlar jigarda sintezlanadi, lekin ularning ayrimlari faqatgina jigarda, masalan mochevinani hosil bo’lishida ishtirok etuvchi fermentlar jigardan boshqa joyda sintezlanmaydi. Organizmda sintezlanadigan oqsillar organlar, to’qimalar va hujayralar, fermentlar va gormonlar tarkibiga (plastik ahamiyati) kiradi, lekin organizm tomonidan boshqa bir oqsilli birikma shaklida zahira holda saqlanmaydi. Shu sababli, faqatgina, plastik ahamiyatga ega bo’lmagan oqsillargina fermentlar ishtirokida dezaminlanadi, - ya’ni turli azotli mahsulotlarga parchalanib energiya ajratadi. Jigar oqsillarining yarim parchalanish davri o’rtacha 10 kunga teng. Turli sharoitlarda oqsilli oziqlanish. Parchalanmagan oqsillarning organizm tomonidan o’zlashtirilishi faqatgina ovqat hazmi kanali orqali bajariladi. Ovqat hazmi kanalidan boshqa qismga kiritilgan oqsillar – organizmda himoya reaksiyasini chaqiradi. Parchalangan oqsillarning aminokislotalari va ularning birikmalari – polipeptidlar qon orqali organizmning hujayralariga olib boriladi, u yerda esa hayot davomida fermentlar ta’sirida oqsillarning sintezlanishi bajariladi. Ovqatlar oqsillari odatda plastik ahamiyatga egadir. Organizmning o’sish davrida, ya’ni bolalik va o’smirlik yoshlarida – oqsillarning sintezi ayniqsa yuqori. Qarilik davrida oqsillar sintezi kamayadi. O’sish davrida organizmdagi oqsillarni tashkil qiluvchi kimiyoviy elementlarni organizmda ularning ushlab qolinishi kuzatiladi. Har bir to’qimada, har bir organizmda o’sha organizmga xos bo’lgan boshqa to’qimalar va boshqa organizmlardagidan tubdan farq qiluvchi oqsillar sintezlanadi. Aminokislotalar ham yog’ va uglevodlar singari organizmning tiklanishi va tuzilishi uchun foydalanmagan qismi parchalanib undan energiya ajralib chiqadi va o’z tuzilishini hamda faoliyatini o’zgartiradi. Atrofiyaga uchrayotgan, parchalanayotgan organizm hujayralari oqsillari hisobidan hosil bo’luvchi aminokislotalari ham o’zgarib o’zidan energiya ajratib chiqaradi. Odatiy holatlarda voyaga yetgan odamlarning 1 kg tirik vazniga bir kecha-kunduzda o’rtacha 1,5-2,0 g oqsil zarur, uzoq muddatli sovuq paytida 3,5- 3,9 g, va juda og’ir jismoniy ish bajarganida esa 3,0-3,5 g oqsil talab etiladi. 1 kg tirik vaznga zarur bo’lgan oqsilning miqdori 3,0-3,5 g.dan oshib ketsa, asab, tizimi jigar va buyraklar faoliyati buziladi. Oqsillar almashinuvida me’da-ichaklar tizimining ishtiroki Oqsillar almashinuvida me’da-ichak tizimining ishtirok etishi tekshirishlarda isbotlangan. Me’da-ichaklardan ajraladigan hazm shiralari bilan birga shu organlar bo’shlig’ida ma’lum miqdorda oqsillar va polipeptidlar ham chiqadi. Hazm shiralari bilan birga chiqadigan azotli moddalarning miqdori ayniqsa, hayvon och qolganida ko’payadi. Tirik vazni 15kg keladigan itning me’da-ichak tizimiga bir sutkada hazm shiralari bilan birga 6-7gr oqsil va 1-1,5gr azot polipeptidlar holida chiqqanligi aniqlangan. Cho’chqalar me’da osti bezining shirasi bilan bir kecha kunduz davomida 300 grammgacha oqsil chiqarilishi haqida dalillar bor. Bulardan ko’rinadiki, organizmda oqsillar siydik tarkibidagi azot miqdoriga qarab xisoblangandan ko’ra ko’proq parchalanishi mumkin. Organizm to’qimalarining parchalanishi natijasida hosil bo’ladigan albumin, globulin oqsillari, polipeptidlar aminokislotalargacha parchalanmasdan turib ham hazm tizimi devoridagi qon tomirlari orqali hazm yo’liga chiqariladi. Ular hazm shiralarining fermentlari ta’sirida aminokislotalargacha parchalanib, qayta so’rilishi, to’qima va hujayralar tomonidan qayta o’zlashtirilishi mumkin deb taxmin qilinadi. Bundan to’qima oqsillari parchalanib, to’qima bilan me’da-ichak tizimi orasida bir necha marta almashinsa kerak, degan fikr tug’iladi. Oqsillar almashinuvining boshqarilishi Organizmda oqsillarni almashinuvini doimo nerv va gumoral tizimlar boshqarib turadi. Oraliq miyaning gipotalamus qismida oqsillar almashinuvini idora etuvchi markaz bor deb qaraladi. Gipotalamusning ayrim yadrolari, ayniqsa kulrang do’mboqcha qismidagi yadrolar ta’sirlanganida oqsillarning parchalanishi tezlashadi, oqibatda siydik bilan azot chiqishi ko’payadi. Shuningdek gipotalamusning boshqa qismlari oqsillar almashinuvini tormozlab quyadi deb taxmin qilinadi. Nerv tizimi o’z ta’sirini asosan gumoral tizim orqali amalga oshirsa kerak, deb faraz qilinadi. Jumladan, nerv tizimi tegishli ichki sekretsiya bezlaridan - qalqonsimon bezdan tiroksin, triyodtironin, gipofizdan somatotrop gormon ajralishini kuchaytirib, shular orqali oqsillar almashinuvini o’zgartirsa ajab emas. Oqsillar almashinuviga miya po'stlog'i ta’sir qilishi haqida ham ma’lumotlar bor. Jumladan, organizmda oqsillar almashinuvini, “yolg’ondakam oziqlantirish” usuli yordamida, shartli reflektor yo’l bilan o’zgartirish mumkinligi isbotlangan.