புரதக் கட்டமைப்பு

புரதக் கட்டமைப்பென்பது புரதங்கள் உயிரிரசாயன ரீதியில் சரியாகத் தொழிற்படுவதற்குரிய முப்பரிமாணக் கட்டமைப்பாகும். புரதங்கள் அமினோவமிலங்களின் நேரிய பல்பகுதியங்களாகும். பொதுவாக புரதங்களை நாற்பதுக்கும் மேற்பட்ட (பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான,ஆயிரக்கணக்கான)^[1] அமினோஅமிலங்கள் ஆக்கின்றன. சிறிய அமினோ அமிலச் சங்கிலி பெப்தைட்டு என்றே அழைக்கப்படுகின்றது. தனியே பெப்தைட்டுப் பிணைப்பால் இணைக்கப்பட்ட புரதங்களால் நொதியமாகவோ வேறு தொழிற்பாட்டலகாகவோ செயற்பட முடியாது. எனவே ஐதரசன் பிணைப்பு, அயன் பிணைப்பு, வான் டெர் வால்ஸ் விசை, இரு-சல்பைட்டுப் பிணைப்பு, நீர்-வெறுப்பு ஒழுங்கமைப்பு போன்ற பிணைப்புகளாலும், விசைகளாலும் முப்பரிமாண, செயற்திறனுடைய கட்டமைப்பை அடைகின்றன. X-கதிரைப் பயன்படுத்தி புரதங்களின் முப்பரிமாணக் கட்டமைப்பைக் கண்டறிய முடியும். நான்கு பிரதானமான புரதக் கட்டமைப்புகள் காணப்படுகின்றன.

அமினோ அமிலங்களின் நேரிய தொடரொழுங்கு புரதங்களின் முதலான கட்டமைப்பை ஆக்குகின்றது. இம்முதலான கட்டமைப்பில் பெதைட்டுப் பிணைப்பைத் தவிர வேறெந்த பிணைப்புகளோ விசையோ காணப்படுவதில்லை. எனவே இது முப்பரிமாணக் கட்டமைப்பை அடையாத, செயற்திறனற்ற புரதக் கட்டமைப்பு வடிவமாகும். கலத்தின் இரைபோசோமில் புரதத்தின் முதலான கட்டமைப்பு ஆக்கப்படுகின்றது. கலத்தின் மரபணுவின் டி.என்.ஏயே இம்முதலான கட்டமைப்பின் அமினோ அமிலத் தொடரொழுங்கைத் தீர்மானிக்கின்றது. மரபணு வெளிப்பாட்டின் இறுதியில் டி.என்.ஏ நியூக்கிளியோடைட் தொடரொழுங்குக்கமைய அமினோ அமிலங்கள் பெப்தைட்டுப் பிணைப்பால் பிணைக்கப்பட்டு புரதங்களின் முதலான கட்டமைப்பு உருவாக்கப்படுகின்றது. உயிரினங்களில் 20 அமினோ அமிலங்கள் வித்தியாசமாகப் பிணைக்கப்படுவதன் மூலம் பல்லாயிரக்கணக்கான புரதங்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன. உதாரணமாக மனித உடலில் மாத்திரம் 10000இற்கும் மேற்பட்ட புரத வகைகள் காணப்படுகின்றன.

புரதக்கட்டமைப்பில் முதலாவது முப்பரிமாணப் படிநிலை துணையான கட்டமைப்பாகும். அல்பா-விரிபரப்புச் சுருள் (α-helix) மற்றும் பீட்டா-சுருக்குத் தாளி /மடிப்புத்தகடு (β-pleated sheet) என இரு வகையான புரதங்களின் துணையான கட்டமைப்புகள் அறியப்பட்டுள்ளன. இவ்விரு கட்டமைப்புக்களையும் லினஸ் பவுலிங்க் என்ற அறிவியலாளர் 1951ஆம் ஆண்டு முன்மொழிந்தார்.^[2] இம்முப்பரிமாணக் கட்டமைப்புக்கு அமினோ அமிலங்களின் அமைன் கூட்டத்திலுள்ள ஐதரசன் அணுவுக்கும், காபொக்சாலிக் கூட்டத்தின் ஆக்சிசன் அணுவுக்குமிடையே உள்ள ஐதரசன் பிணைப்பே காரணமாகும். அல்பா- விரிபரப்புச் சுருள் கட்டமைப்பில் ஒரு அமைன் கூட்டத்தின் ஐதரசன் அணு மூன்று தானம் தள்ளியுள்ள அமினோ அமிலத்தின் காபொக்சைல் கூட்ட ஆக்சிசன் அணுவுடன் ஐதரசன் பிணைப்பால் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். இவ்வித இணைப்பால் சுருளி வடிவமான புரதத் துணையான கட்டமைப்பு பெறப்படுகின்றது. பீட்டா மடிப்புத் தகடுக் கட்டமைப்பில் பெப்தைட்டுச் சங்கிலிகள் சமாந்தரமாக ஐதரசன் பிணைப்புக்களால் இணைக்கப்பட்டு உள்ளன. ஐதரசன் பிணைப்புக்கள் துணையான புரதக் கட்டமைப்பின் வடிவத்துக்கு உறுதித்தன்மையை வழங்குகின்றன. கெரட்டின், பட்டு நூல், மயோசின் போன்ற நார்ப்புரதங்களில் துணையான கட்டமைப்பே சிறப்படைந்து காணப்படும்.

துணையான கட்டமைப்பிலிருக்கும் புரதம் மேலும் வளைதலுக்கும் மடிதலுக்கும் உட்பட்டு வட்ட வடிவ முப்பரிமாணக் கட்டமைப்பான புடையான கட்டமைப்பை உருவாக்கும். புரதத்தில் நீர்வெறுப்புத் தன்மையுள்ள அமினோ அமிலங்கள் வளையக் கட்டமைப்பில் உட்பகுதியிலும் நீர்விருப்புத் தன்மையுடைய அமினோ அமிலங்கள் நீரை நோக்கி வெளிப்பகுதியிலும் காணப்படும். இந்த நீர் வெறுப்பு/ விருப்பு இடைத்தாக்கத்தால் புடையான கட்டமைப்பு உருவாக்கப்படுகின்றது. இதனைத் தவிர இருசல்பைட்டுப் பிணைப்பும், அயன் பிணைப்பும், சிறிதளவுக்கு ஐதரசன் பிணைப்பும் இக்கட்டமைப்புக்குப் பங்களிக்கின்றன.

இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட புடையான கட்டமைப்பிலுள்ள அமினோ அமிலத் தொடரொழுங்குகள் ஒன்றுதிரண்டு புடைச்சிறைக் கட்டமைப்பை ஆக்கின்றன. நார்ப்புரதங்களைத் தவிர ஏனைய சிக்கலான புரதங்கள் இக்கட்டமைப்பிலேயே சரியாகத் தொழிற்படக் கூடியனவாக உள்ளன. உதாரணம்: ஈமோகுளோபின்- குருதியில் ஒக்சிசனைக் காவும் சிக்கலான புரதம்.

• முதலான கட்டமைப்பு- Primary structure
• துணையான கட்டமைப்பு- Secondary structure
• புடையான கட்டமைப்பு- Tertiary structure
• புடைச்சிறைக் கட்டமைப்பு- Quaternary structure

1. ↑ Brocchieri L, Karlin S (2005-06-10). "Protein length in eukaryotic and prokaryotic proteomes". Nucleic Acids Research 33 (10): 3390–3400. doi:10.1093/nar/gki615. பப்மெட்:15951512. 
2. ↑ Pauling L, Corey RB, Branson HR (1951). "The structure of proteins; two hydrogen-bonded helical configurations of the polypeptide chain". Proc Natl Acad Sci USA 37 (4): 205–211. doi:10.1073/pnas.37.4.205. பப்மெட்:14816373.