புரதங்கள் (Proteins)
ஏன் இது முக்கியம்? புரதங்கள் இல்லாமல் உயிர் இல்லை — என்சைம்கள் உங்கள் செரிமானத்தை நடத்துகின்றன, ஆன்டிபாடிகள் நோயிலிருந்து பாதுகாக்கின்றன, ஹீமோகுளோபின் ஆக்சிஜனை கொண்டு செல்கிறது, தசை இழைகள் நீங்கள் நகரவைக்கின்றன — அனைத்தும் புரதம்.
20 அமினோ அமிலங்கள் வெவ்வேறு வரிசையில் இணைவதன் மூலம் பல்லாயிரக்கணக்கான வெவ்வேறு புரதங்கள் உருவாகின்றன — இது 26 எழுத்துக்களால் எல்லா புத்தகங்களையும் எழுதுவது போன்றது; ஒவ்வொரு புரதத்தின் தனித்துவமான 3D வடிவமே அதன் தொழிலை தீர்மானிக்கிறது.
- அமினோவமிலத்தின் கட்டமைப்பையும் பெப்ரைட் பிணைப்பு உருவாக்கத்தையும் விபரித்தல்.
- புரதக் கட்டமைப்பின் நான்கு மட்டங்களையும் (முதலான, துணையான, புடையான, நாற்பகுதியான) விளக்குதல்.
- புரத நிலைக்குலைவையும் (denaturation) புரதங்களின் தொழில்களையும் விபரித்தல்.
புரதங்கள் அமினோவமிலங்களால் (amino acids) ஆக்கப்பட்டவை. புரத உருவாக்கத்தில் 20 வேறுபட்ட அமினோவமிலங்கள் பங்குபெறுகின்றன. மூலகச் சேர்க்கை C, H, O, N, S.
1. அமினோவமிலத்தின் கட்டமைப்பு
Amino acid structure
Wikipedia → · CC
ஒவ்வொரு அமினோவமிலத்திலும் மையத்தில் ஒரு சமச்சீரற்ற கார்பன் அணு (கிளைசினைத் தவிர) உள்ளது. அதனுடன் — ஒரு அமினோ கூட்டம் (amino group), ஒரு காபொட்சைல் கூட்டம் (carboxyl group), ஒரு ஹைட்ரஜன் அணு, ஒரு மாறி R கூட்டம் (பக்கச் சங்கிலி / side chain) இணைந்துள்ளன. கிளைசினில் R என்பது H ஆல் பதிலிடப்படுகிறது. R கூட்டம் ஒவ்வொரு அமினோவமிலத்திற்கும் வேறுபடும்; ஏனைய கூட்டங்கள் முதுகெலும்பில் (backbone) இருக்கும்.
2. பெப்ரைட் பிணைப்பு (Peptide bond)
Peptide bond formation
Wikipedia → · CC
இரு அமினோவமிலங்கள் ஒடுக்கல் தாக்கத்திற்கு (condensation) உட்பட்டு ஒரு நீர் மூலக்கூறு அகற்றப்பட, உருவாகும் பிணைப்பே பெப்ரைட் பிணைப்பு. ஒரு அமினோவமிலத்தின் OH உம் மற்றதன் H உம் சேர்ந்து நீர் உருவாகும். புரதம் ஒன்று அல்லது பல பல்பெப்ரைட்டுச் சங்கிலிகளால் (polypeptide chains) ஆனது.
3. புரதக் கட்டமைப்பின் நான்கு மட்டங்கள்
Four levels of protein structure
Wikipedia → · CC
- முதலான கட்டமைப்பு (Primary): பெப்ரைட் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்டு நேரியதாக ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட அமினோவமிலங்களின் தனித்துவமான தொடர்.
- துணையான கட்டமைப்பு (Secondary): ஒரே சங்கிலியின் முதுகெலும்பில் உள்ள காபொட்சைல் கூட்டங்களின் ஒட்சிசன் அணுக்களுக்கும் அமினோ கூட்டங்களின் ஹைட்ரஜன் அணுக்களுக்கும் இடையிலான மூலக்கூற்றுக்குள்ளான ஐதரசன் பிணைப்புகளால் சங்கிலி சுருளடைந்து/மடிப்படைந்து உருவாகும். இரண்டு வகைகள் — அல்பா சுருளி (α helix) (எ.கா. கெரற்றின்), β மடிப்படைந்த தகடு (β pleated sheet) (எ.கா. சிலந்தியின் பட்டுநார்).
- புடையான கட்டமைப்பு (Tertiary): அமினோவமிலங்களின் R கூட்டங்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளால் (ஐதரசன் பிணைப்பு, டைசல்பைட் பிணைப்பு, அயனிப் பிணைப்பு, நீர்வெறுப்புத் தொடர்புகள் + வான்டர் வால்ஸ்) உருவாகும் தனித்துவமான, செறிவான முப்பரிமாண வடிவம். எ.கா. பெரும்பாலான என்சைம்கள், மயோகுளோபின், அல்புமின்.
- நாற்பகுதியான கட்டமைப்பு (Quaternary): இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பல்பெப்ரைட்டுச் சங்கிலிகள் ஒன்றிணைந்து ஒரு தொழிற்படு புரதத்தை உருவாக்குதல். தனித்த சங்கிலிகள் உபஅலகுகள் (subunits). எ.கா. ஹீமோகுளோபின், கொலாஜன்.
4. புரத நிலைக்குலைவு (Denaturation)
பலவீனமான இரசாயனப் பிணைப்புகளும் தொடர்புகளும் மாற்றமடைவதால் புரதத்தின் தனித்துவமான முப்பரிமாண வடிவம் இழக்கப்படுதலே நிலைக்குலைவு. தூண்டும் காரணிகள் — (1) உயர் வெப்பநிலை + உயர் ஆற்றல் கதிர்வீச்சு; (2) வலிமையான அமிலங்கள், காரங்கள், உயர் உப்புச் செறிவு; (3) கனலோகங்கள்; (4) சேதனக் கரைப்பான்கள் + சவர்க்காரங்கள்.
5. புரதங்களின் தொழில்கள்
| வகை | எடுத்துக்காட்டு | தொழில் |
|---|---|---|
| வினையூக்கி (Catalytic) | பெப்சின், அமிலேஸ் | உயிர்வேதித் தாக்கங்களை வினையூக்குதல் |
| கட்டமைப்பு (Structural) | கெரற்றின், கொலாஜன் | வலிமை, ஆதரவு, நீரிழப்பைத் தடுத்தல் |
| சேமிப்பு (Storage) | ஓவல்புமின் (முட்டை), கசீன் (பால்) | சேமிப்புப் புரதம் |
| கடத்தல் (Transport) | ஹீமோகுளோபின், சீரம் அல்புமின் | O₂/CO₂, கொழுப்பமிலக் கடத்தல் |
| ஹார்மோன் (Hormonal) | இன்சுலின், குளுக்ககன் | இரத்தக் குளுக்கோஸ் ஒழுங்குபடுத்தல் |
| சுருங்கு / இயக்கு (Contractile) | அக்டின், மயோசின் | தசைச் சுருக்கம் |
| தற்காப்பு (Immune) | இம்யூனோகுளோபுலின்கள் | அன்னியப் பொருட்களை நடுநிலையாக்கல் |
Biological Molecules — You Are What You Eat
Crash Course Biology
- 4
- 16
- 20
- 23
- 64
பதில் / Answer
- C, H, O
- C, H, O, N, S
- C, H, O, P
- C, N மட்டும்
- C, H, N
பதில் / Answer
- கிளைசின் / Glycine
- அலனின் / Alanine
- சீரின் / Serine
- லியூசின் / Leucine
- வாலின் / Valine
பதில் / Answer
- அமினோ + காபொட்சைல் + H + R / Amino + carboxyl + H + R
- பொஸ்பேட் + சர்க்கரை + காரம்
- கிளிசரோல் + கொழுப்பமிலம்
- இரு சர்க்கரைகள்
- வளைய அமைப்பு மட்டும்
பதில் / Answer
- அமினோ கூட்டம் / Amino group
- காபொட்சைல் கூட்டம் / Carboxyl group
- R கூட்டம் (பக்கச் சங்கிலி) / R group (side chain)
- H அணு / H atom
- முதுகெலும்பு / Backbone
பதில் / Answer
- அமிலம் / Acidic
- காரம் / Alkaline
- நடுநிலை / Neutral
- மறை மின்னேற்றம் / Negative only
- துருவமற்ற / Non-polar
பதில் / Answer
- துருவமற்ற / Non-polar
- ஈரியல்புள்ளது (amphoteric) / Amphoteric
- நடுநிலை / Neutral
- நீர்வெறுப்பு / Hydrophobic
- அயனியற்றது / Non-ionic
பதில் / Answer
- கிளைக்கோசிடிக் / Glycosidic
- எசுத்தர் / Ester
- பெப்ரைட் / Peptide
- ஹைட்ரஜன் / Hydrogen
- டைசல்பைட் / Disulphide
பதில் / Answer
- நீரேற்றம் / Hydrolysis
- ஒடுக்கல் / Condensation
- ஒட்சியேற்றம் / Oxidation
- தாழ்த்தல் / Reduction
- நடுநிலையாக்கல் / Neutralisation
பதில் / Answer
- ஒன்று/பல பல்பெப்ரைட்டுச் சங்கிலிகள் / One or more polypeptide chains
- ஒருசக்கரைட்டுக்கள் / Monosaccharides
- நியூக்ளியோட்டைடுகள் / Nucleotides
- கொழுப்பமிலங்கள் / Fatty acids
- ஸ்ரிறோயிட்டுக்கள் / Steroids
பதில் / Answer
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
பதில் / Answer
- அமினோவமிலங்களின் நேரியத் தொடர் (பெப்ரைட் பிணைப்பு) / Linear sequence of amino acids
- α சுருளி / α helix
- முப்பரிமாண வடிவம் / 3D shape
- உபஅலகுகளின் கூட்டிணைவு / Aggregation of subunits
- β தகடு / β sheet
பதில் / Answer
- டைசல்பைட் / Disulphide
- முதுகெலும்பின் ஐதரசன் பிணைப்பு / Backbone hydrogen bonds
- பெப்ரைட் / Peptide
- அயனிப் / Ionic
- எசுத்தர் / Ester
பதில் / Answer
- முதலான, புடையான
- α சுருளி, β மடிப்படைந்த தகடு / α helix, β pleated sheet
- cis, trans
- DNA, RNA
- ஆல்டோஸ், கீட்டோஸ்
பதில் / Answer
- சிலந்தியின் பட்டுநார் / Spider silk
- கெரற்றின் / Keratin
- ஹீமோகுளோபின் / Haemoglobin
- கொலாஜன் / Collagen
- அமிலேஸ் / Amylase
பதில் / Answer
- கெரற்றின் / Keratin
- சிலந்தியின் பட்டுநார் / Spider's silk fibre
- இன்சுலின் / Insulin
- மயோசின் / Myosin
- பெப்சின் / Pepsin
பதில் / Answer
- முதுகெலும்பு / Backbone only
- R கூட்டங்கள் (side chains) / R groups
- பெப்ரைட் பிணைப்புகள் மட்டும் / Only peptide bonds
- பொஸ்பேட் கூட்டங்கள் / Phosphate groups
- சர்க்கரைகள் / Sugars
பதில் / Answer
- டைசல்பைட் பிணைப்பு / Disulphide
- அயனிப் பிணைப்பு / Ionic
- நீர்வெறுப்புத் தொடர்பு / Hydrophobic
- பெப்ரைட் பிணைப்பு / Peptide bond
- ஐதரசன் பிணைப்பு / Hydrogen
பதில் / Answer
- ஹீமோகுளோபின் / Haemoglobin
- கொலாஜன் / Collagen
- மயோகுளோபின் / Myoglobin
- கெரற்றின் / Keratin
- -
பதில் / Answer
- ஒற்றைச் சங்கிலியின் சுருளி / Coiling of a single chain
- இரண்டு+ பல்பெப்ரைட்டுச் சங்கிலிகளின் கூட்டிணைவு / Aggregation of 2+ polypeptide chains
- அமினோவமிலத் தொடர் / Amino acid sequence
- R கூட்டத் தொடர்பு / R group interaction
- பெப்ரைட் பிணைப்பு / Peptide bond
பதில் / Answer
- உபஅலகுகள் (subunits) / Subunits
- மோனோமர்கள் / Monomers
- R கூட்டங்கள் / R groups
- உபஅவத்தைகள் / Sub-phases
- டொமைன்கள் / Domains
பதில் / Answer
- மயோகுளோபின் / Myoglobin
- ஹீமோகுளோபின் / Haemoglobin
- கெரற்றின் / Keratin
- பெப்சின் / Pepsin
- அலனின் / Alanine
பதில் / Answer
- பெப்ரைட் பிணைப்பு உடைதல் / Breaking peptide bonds
- பலவீனப் பிணைப்புகள் மாறி முப்பரிமாண வடிவம் இழப்பு / Loss of 3D shape via altered weak bonds
- அமினோவமில எண்ணிக்கை அதிகரிப்பு / Increase in amino acids
- புதிய புரதம் உருவாக்கம் / New protein synthesis
- DNA பிரதி / DNA replication
பதில் / Answer
- உயர் வெப்பநிலை / High temperature
- கனலோகங்கள் / Heavy metals
- மிதமான குளிர்ச்சி / Mild cooling
- வலிமையான அமிலம் / Strong acid
- சேதனக் கரைப்பான் / Organic solvent
பதில் / Answer
- கட்டமைப்பு / Structural
- வினையூக்கி / Catalytic
- கடத்தல் / Transport
- ஹார்மோன் / Hormonal
- தற்காப்பு / Immune
பதில் / Answer
- கொலாஜன் / Collagen
- ஹீமோகுளோபின் / Haemoglobin
- இன்சுலின் / Insulin
- கெரற்றின் / Keratin
- அக்டின் / Actin
பதில் / Answer
- அக்டின்/மயோசின் / Actin/Myosin
- இன்சுலின்/குளுக்ககன் / Insulin/Glucagon
- கெரற்றின்/கொலாஜன் / Keratin/Collagen
- பெப்சின்/அமிலேஸ் / Pepsin/Amylase
- ஹீமோகுளோபின் / Haemoglobin
பதில் / Answer
- அக்டின், மயோசின் / Actin, Myosin
- கெரற்றின், கொலாஜன் / Keratin, Collagen
- இன்சுலின் / Insulin
- இம்யூனோகுளோபுலின் / Immunoglobulin
- ஓவல்புமின் / Ovalbumin
பதில் / Answer
- இம்யூனோகுளோபுலின்கள் / Immunoglobulins
- ஹீமோகுளோபின் / Haemoglobin
- கசீன் / Casein
- மயோசின் / Myosin
- அமிலேஸ் / Amylase
பதில் / Answer
- கெரற்றின் / Keratin
- ஓவல்புமின் / கசீன் (Ovalbumin / Casein)
- ஹீமோகுளோபின் / Haemoglobin
- அக்டின் / Actin
- பெப்சின் / Pepsin
பதில் / Answer
- கெரற்றின், கொலாஜன் / Keratin, Collagen
- இன்சுலின் / Insulin
- அமிலேஸ் / Amylase
- ஹீமோகுளோபின் / Haemoglobin
- மயோசின் / Myosin
பதில் / Answer
- CH₃
- H அணு / H atom
- OH
- COOH
- NH₂
பதில் / Answer
- ஒரு அமினோவமிலத்தின் கட்டமைப்பை விபரித்து, அது ஏன் ஈரியல்புள்ளது எனக் கூறுக. / Describe the structure of an amino acid and explain why it is amphoteric. (3)
- பெப்ரைட் பிணைப்பு எவ்வாறு உருவாகிறது? / How is a peptide bond formed? (2)
- புரதக் கட்டமைப்பின் நான்கு மட்டங்களையும் ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒரு குறிப்புடன் தருக. / Give the four levels of protein structure with a note on each. (4)
- நிலைக்குலைவைத் தூண்டும் ஒரு காரணியைக் கூறுக. / State one agent of denaturation. (1)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) இரு அமினோவமிலங்கள் ஒடுக்கல் தாக்கத்தால் ஒரு H₂O அகற்றப்பட்டு பெப்ரைட் பிணைப்பு உருவாகும். (2)
(இ) முதலான — அமினோவமிலத் தொடர்; துணையான — α சுருளி/β தகடு (ஐதரசன் பிணைப்பு); புடையான — R கூட்டத் தொடர்புகளால் 3D வடிவம்; நாற்பகுதியான — 2+ சங்கிலிகள் (உபஅலகுகள்). (4)
(ஈ) உயர் வெப்பநிலை / கனலோகம் / வலிமையான அமிலம் — ஏதேனும் ஒன்று. (1)
புரதக் கட்டமைப்பின் நான்கு மட்டங்களையும் எடுத்துக்காட்டுகளுடனும் அவற்றை நிலைப்படுத்தும் பிணைப்புகளுடனும் விபரிக்க. / Describe the four levels of protein structure with examples and the bonds that stabilise each.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• துணையான: முதுகெலும்பின் ஐதரசன் பிணைப்பு → α சுருளி (கெரற்றின்) / β தகடு (சிலந்திப் பட்டு).
• புடையான: R கூட்டத் தொடர்புகள் (ஐதரசன், டைசல்பைட், அயனி, நீர்வெறுப்பு, வான்டர்வால்ஸ்) → 3D வடிவம்; எ.கா. மயோகுளோபின், என்சைம்.
• நாற்பகுதியான: 2+ பல்பெப்ரைட்டு உபஅலகுகள்; எ.கா. ஹீமோகுளோபின், கொலாஜன்.
பதில் / Show answer
- அமினோ அமிலம் + பெப்டைட்டுப் பிணைப்பு.
- 4 மட்டம்: முதனிலை → இருதியநிலை (α-சுருள்/β-தாள்) → மூன்றாம்நிலை → நான்காம்நிலை.
- வெப்பம் / pH → நிலைகுலைவு (denaturation).