Кіріспе
Пептид немесе белоктегі аминқышқылдарының тізбектік реті. Ақуыздың біріншілік құрылымы – пептид немесе белоктегі аминқышқылдарының тізбектік реті болып табылады. Дәстүр бойынша, ақуыздың біріншілік құрылымы амин тоқталысынан (N) карбоксил тоқталысына (C) қарай жазылады. Ақуыз биосинтезі көбінесе жасушалардағы рибосомалар арқылы жүзеге асырылады. Пептидтерді зертханада да синтездеуге болады. Ақуыздың біріншілік құрылымын тікелей анықтауға болады, немесе ДНК тізбектерінен болжауға болады.
Protein primary structure is the linear sequence of amino acids in a peptide or protein. By convention, the primary structure of a protein is reported starting from the amino terminal (N) end to the carboxyl terminal (C) end. Protein biosynthesis is most commonly performed by ribosomes in cells. Peptides can also be synthesized in the laboratory. Protein primary structures can be directly sequenced, or inferred from DNA sequences.
Биологиялық
Аминоқышқылдар пептидтік байланыстар арқылы полимерленіп, ұзын тірек құрайды, оның бойымен әртүрлі аминоқышқылдардың тізбектері шығып тұрады. Биологиялық жүйелерде белоктар клетканың рибосомалары арқылы трансляция кезінде өндіріледі. Кейбір организмдер рибосомалық емес пептид синтезі арқылы қысқа пептидтерді де жасай алады, бұл синтез көбінесе стандартты 20-дан өзге аминоқышқылдарды қолданады және олар циклдік, модификацияланған және байланыстырылған болуы мүмкін.
Химиялық
Пептидтер химиялық түрде зертханалық әдістердің кең ауқымы арқылы синтезделеді. Химиялық әдістер әдетте пептидтерді биологиялық белок синтезіне (N-терминалдан басталатын) қарама-қарсы бағытта (C-терминалдан басталатын) синтездейді.
Тарих
Белгілі бір α аминқышқылдарының тізбектік тізбегі туралы ұсынысты 1902 жылы Карлсбадта өткен неміс ғалымдары мен дәрігерлер қоғамының 74-ші мәжілісінде екі ғалым дерлік бір уақытта жасады. Франц Хофмайстер ақуыздардағы биурет реакциясын байқау негізінде бұл ұсынысты таңертең жасады. Бірнеше сағаттан кейін Хофмайстерден кейін пептидтік байланыс моделін қолдайтын химиялық мәліметтердің көптігін жинаған Эмиль Фишер келді. Толықтыру үшін, ақуыздар амидтік байланыстардан тұрады деген ұсынысты француз химигі Э. Грима 1882 жылы бұрыннан-ақ жасаған. Осы деректерге және кейінірек протеолиздік қорыту арқылы алынған ақуыздардың тек олигопептидтерді ғана беретініне қарамастан, ақуыздар тізбекті, тармақталмаған аминқышқылдарының полимерлері деген идея бірден қабылданбады. Уильям Астбери сияқты кейбір беделді ғалымдар ковалентті байланыстардың мұндай ұзын молекулаларды бірге ұстауға жеткілікті күшті екендігіне күмәнданды; олар жылулық тербелістердің мұндай ұзын молекулаларды бөліп жіберетінінен қорқады. Герман Штаудингер 1920 жылдары резеңке макромолекулалардан тұрады деді, сол кезде оған ұқсас наразылықтар туды. Осылайша, бірнеше баламалы гипотезалар пайда болды. Коллоидты ақуыз гипотезасы ақуыздардың кіші молекулалардың коллоидты жиынтығы екенін айтты. Бұл гипотеза 1920 жылдары Теодор Сведбергтің ультрацентрифугациялық өлшемдерімен жоққа шығарылды, ол ақуыздардың жақсы анықталған, қайталанатын молекулалық салмағы бар екенін көрсетті, сондай-ақ Арне Тиселиус жүргізген электрофоретикалық өлшемдер ақуыздардың жеке молекулалар екенін көрсетті. Дороти Ринч ұсынған екінші гипотеза – циклол гипотезасы, сызықтық полипептидтің химиялық циклол қайта құрылымына ұшырауы C=O + HN → C(OH)N, оның тірек амидтік топтарын байланыстырып, екі өлшемді мата құрады. Әртүрлі зерттеушілер ақуыздардың басқа да бастапқы құрылымдарын ұсынды, мысалы, Эмиль Абдерхальденнің дикетопиперазин моделі және 1942 жылы Тронсегаардтың пиррол/пиперидин моделі. Бұл баламалы модельдерге көп сенім артылмады, бірақ Фредерик Сангер инсулиннің құрамын сәтті анықтағаннан және Макс Перутц пен Джон Кендрю миоглобин мен гемоглобиннің кристаллографиялық құрылымын анықтағаннан кейін олар ақыры жоққа шығарылды.
Басқа молекулалардағы негізгі құрылым
Кез келген сызықтық тізбекті гетерополимерді ақуыздар үшін қолданылатын терминмен салыстыра отырып, "бірінші құрылымға" ие деп санауға болады, бірақ бұл қолданыс ақуыздарға қатысты өте кең таралған қолданысқа қарағанда сирек. РНК-да, кең ауқымды екінші құрылымы бар болғандықтан, негіздердің сызықтық тізбегі, ДНҚ-дағыдай, жай ғана "тізбек" деп аталады (ДНҚ көбінесе аз екінші құрылыммен сызықтық қос спираль құрайды). Полисахаридтер сияқты басқа да биологиялық полимерлердің де бірінші құрылымы бар деп есептеуге болады, алайда бұл қолданыс қалыптасқан емес.
Екінші және үшінші құрылыммен байланыс
Биологиялық полимердің бастапқы құрылымы үш өлшемді пішінін (үшінші деңгейлі құрылымды) көбінесе анықтайды. Белок тізбегі жергілікті ерекшеліктерді, мысалы, екінші деңгейлі құрылым сегменттерін немесе мембраналық аймақтарды болжау үшін қолданылуы мүмкін. Дегенмен, белоктың бүктелуінің күрделілігі қазіргі таңда тек оның тізбесінен белоктың үшінші деңгейлі құрылымын болжауға мүмкіндік бермейді. Ұқсас гомологты тізбектің құрылымын білу (мысалы, бір белок отбасының мүшесі) гомологиялық модельдеу арқылы үшінші деңгейлі құрылымды жоғары дәлдікпен болжауға мүмкіндік береді. Егер толық белок тізбесі қолжетімді болса, оның жалпы биофизикалық қасиеттерін, мысалы, изоэлектрлік нүктесін бағалауға болады. Тізбек отбасылары көбінесе тізбектерді кластерлеу арқылы анықталады, ал құрылымдық геномика жобалары мүмкін болатын қайталамайтын тізбектердің тізбек кеңістігін қамту үшін өкілдік құрылымдар жиынтығын жасауға бағытталған.