Кіріспе

Сфералық, суда еритін ақуыз түрі. Биохимияда шар тәрізді ақуыздар немесе сфералық ақуыздар – шар сияқты пішінді ақуыздар және олар ақуыздың кең таралған түрлерінің бірі болып табылады (қалғандары – талшықты, құрылымсыз және мембраналық ақуыздар). Шар тәрізді ақуыздар талшықты немесе мембраналық ақуыздардан айырмашылығы, суда белгілі бір деңгейде ериді (суда коллоидтар түзеді). Шар тәрізді пішінге жиырыла алатын көптеген әртүрлі архитектуралар болғандықтан, шар тәрізді ақуыздардың бірнеше жиырылу кластары бар. Глобин термині глобин жиырылымын қоса, ақуыздарды дәлірек атау үшін қолданылуы мүмкін.

Көмшелік құрылым және ерігіштігі

Глобулярлы ақуыз термині өте көне (вероятно, 19 ғасырдан бастау алады) және қазіргі таңда жүздеген мың ақуыздардың болуымен және одан әрі әсем әрі сипаттамалы құрылымдық мотивтер лексикасымен салыстырғанда, сәл архаикалық болып табылады. Бұл ақуыздардың шар тәрізділігін қазіргі заманғы техникаларсыз, тек ультрацентрифугалар немесе динамикалық жарық себу техникаларын қолдану арқылы анықтауға болады. Сфералық құрылым ақуыздың үшіншілік құрылымымен шартталған. Молекуланың аполярлы (гидрофобты) аминқышқылы молекуланың ішкі жағына, ал полярлы (гидрофильді) аминқышқылы молекуланың сыртқы жағына бағытталған, бұл еріткішпен диполь-дипольдік өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді, соның нәтижесінде молекуланың ерігіштігі түсіндіріледі. Глобулярлы ақуыздардың тұрақтандығы шамалы, себебі ақуыз өзінің табиғи конформациясына жиналғанда босатылатын еркін энергия салыстырмалы түрде аз. Бұл себебі ақуыздың жиналуы энтропиялық шығынды талап етеді. Полипептидтік тізбектің бастапқы тізбегі көптеген конформацияларды қалыптастыра алатындай, табиғи глобулярлы құрылым оның конформациясын бірнеше ғана нұсқаға дейін шектейді. Бұл ретсіздіктің төмендеуіне алып келеді, бірақ гидрофобтық өзара әрекеттесулер сияқты ковалентті емес өзара әрекеттесулер құрылымды тұрақтандырады.

Белоктардың бүлінуі

Протеиндердің табиғи түрде қалай бүктелетіні әлі толық белгісіз болғанымен, жаңа дәлелдер оны түсінуге көмектесті. Протеин бүктелу мәселесінің бір бөлігі – сутекті байланыстар және Ван-дер-Ваальс өзара әрекеттесулері сияқты бірнеше ковалентті емес, әлсіз өзара әрекеттесулердің қалыптасуы. Қазіргі уақытта түрлі әдістер арқылы протеин бүктелу механизмі зерттелуде. Протеин денатурацияланған күйде болса да, дұрыс құрылымға бүктелуі мүмкін. Глобулярлы протеиндерде протеин бүктелудің екі механизмі бар сияқты: диффузиялық соқтығысу моделі немесе нуклеациялық конденсация моделі. Алайда, соңғы зерттеулер екі модельдің де ерекшеліктерін көрсететін, мысалы, PTP BL PDZ2 сияқты глобулярлы протеиндерді анықтады. Бұл жаңа зерттеулер протеиндердің аралық күйлері олардың бүктелу жолына әсер ететінін көрсетті. Глобулярлы протеиндердің бүктелуі соңғы кезде ауруларды емдеумен байланыстырылды, және бүктеліп қалған, бірақ табиғи емес протеинге ғана байланысатын қатерлі ісікке қарсы лигандтар әзірленді. Бұл зерттеулер глобулярлы протеиндердің бүктелуі олардың функциясына әсер ететінін көрсетті. Термодинамиканың екінші заңына сәйкес, ашылған және бүктеліп қалған күйлер арасындағы бос энергияның айырмашылығы энталпия мен энтропия өзгерістеріне байланысты. Глобулярлы протеиннің туатаң конформациясына бүктелуінен туындайтын бос энергия айырмашылығы шағын болғандықтан, ол салыстырмалы түрде тұрақсыз, соның салдарынан жылдам алмасу жылдамдығын және протеиннің ыдырауы мен синтезін тиімді бақылауды қамтамасыз етеді.

Мүшелер

Глобулярлы ақуыздардың ең танымал мысалы – глобин ақуыздар тобының мүшесі гемоглобин. Басқа глобулярлы ақуыздар – альфа, бета және гамма (IgA, IgD, IgE, IgG және IgM) глобулиндері. Әртүрлі глобулиндер туралы толық ақпарат алу үшін ақуыз электрофорезіне қараңыз. Көптеген маңызды метаболикалық функцияларды атқаратын ферменттердің барлығы дерлік және көптеген сигналдық трандукция ақуыздары глобулярлы пішінде болады. Альбуминдер де глобулярлы ақуыздар болып табылады, бірақ басқа глобулярлы ақуыздардан өзгеше, олар суда толығымен ериді. Олар майда еритін емес.