புரதம்

புரதம் (Protein) என்பது அமினோ அமிலங்கள் எனப்படும் எளிய மூலக்கூறுகளால் இணைக்கப்பட்ட, சிக்கலான, அதிக மூலக்கூறு எடை உள்ள கரிமச் சேர்மங்களில் அடங்கும் நான்கு பருமூலக்கூறு வகைகளில் ஒன்றாகும். அனைத்து உயிரணுக்கள் மற்றும் தீ நுண்மங்களின் கட்டமைப்பு, ஒழுங்கமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டுக்குப் புரதம் இன்றியமையாததாகும்.^[1][2]

மயோகுளோபினின் முப்பரிமாண அமைப்பின் வரைபடம். நிறமூட்டப்பட்டுள்ளவை ஆல்ஃபா திருகுசுழல்களாகும்.

பல புரதங்கள் வளர்சிதைமாற்றங்களில் உதவும், மற்றும் டி.என்.ஏ யிலிருந்து மரபுக்குறியீடுகளை மொழிபெயர்ப்புச் செய்யத் தேவையான நொதிகளாகவோ நொதிகளின் துணையலகுகளாகவோ (en:Protein Subunit) விளங்குகின்றன. வேறு சில புரதங்கள் கட்டமைப்பு மற்றும் இயக்க ரீதியான பணிகளைச் செய்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, உயிரணுகளின் வடிவத்திற்குக் காரணமான கலசட்டகத்தை (Cytoskeleton) உருவாக்குவது புரதங்கள் ஆகும். அக்ரின் (en:Actin), மயோசின் (en:Myosin) எனப்படும் தசைகளில் காணப்படும் புரதங்கள் தசை அசைவில் பங்கு கொள்கின்றன. நோய் எதிர்ப்பாற்றல் முறைமையில் பங்கெடுக்கும் புரதங்களான பிறபொருளெதிரிகள் உடலுக்கு வெளியிலிருந்து வரும் தீ நுண்மங்கள், பாக்டீரியாக்கள்|பாக்டீரியாக்களுடன் பிணைந்து அழிவுக்குள்ளாக்குவதன் மூலம் உடலைப் பாதுகாக்கிறது. சேமிப்பில் ஈடுபடும், இரும்புச் சத்தைச் சேமிக்கும் Ferritin போன்ற மூலக்கூறுகளும், சில ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட முறைகள் மூலம் அவற்றைத் தேவையான இடங்களுக்குக் கடத்தி, வெளியிடுவதற்கு உதவும் ஈந்தணைவிகளும் புரதங்களாகும். உயிரணுக்களுக்கு, இழையங்களுக்கு, உடலுறுப்புக்களுக்கு இடையில் சமிக்ஞைகளைக் கடத்துவதன் மூலம, அவற்றுக்கிடையேயான ஒருங்கிணைப்பை ஏற்படுத்தும் இயக்குநீர்களும் புரதங்களாகும்.^[1]

கட்டமைப்பு

புரத மூலக்கூறுகள் கார்பன், ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன், நைட்ரஜன், சிலவற்றில் கந்தகம் ஆகியவற்றால் ஆக்கப்பட்ட அமினோ அமிலங்களை அடிப்படை அலகாகக் கொண்டவையாகும். உயிரிகளில் உயிரணு மென்சவ்வு, உரோமங்கள், நகங்கள், மற்றும் தசைகளைத் தோற்றுவிப்பதில் இவற்றிற்கு முக்கிய பங்குண்டு. பல புரதங்கள் நொதிகளாகச் செயல்புரிகின்றன. அவற்றிற்குச் செயல்புரதங்கள் என்று பெயர். 20 அமினோ அமிலங்கள் புரதத்தை ஆக்குபவையாக இருக்கின்றமையால், அவற்றைப் புரதமாக்கும் அமினோ அமிலங்கள் எனலாம்.

சில அமினோ அமிலங்கள் உயிரனங்களால் உற்பத்தி செய்யவியலாத அமினோ அமிலங்களாகும். அவை உணவு மூலமாக மட்டுமே உள்ளெடுக்கப்பட வேண்டியிருப்பதால், அவை ‘அத்தியாவசிய அமினோ அமிலங்கள்' (essential amino acids) என அழைக்கப்படுகின்றன. ஹிஸ்டிடின், ஐசோலியூசின், லியூசின், லைசின், மெத்தியோனின், பினைல்அலனின், திரியோனின், டிரிப்டோபான், வாலின் போன்றவை அத்தியாவசியமான அல்லது இன்றியமையாத அமினோ அமிலங்களாகும். உட்கொள்ளப்படும் புரதங்களில் இவை காணப்படும்போது, உணவு செரிமானத்தின் போது புரதங்கள் உடைக்கப்பட்டு, இவ்வகை அமினோ அமிலங்கள் உயிரினங்களால் பெற்றுக் கொள்ளப்படுகின்றன.

அமினோ அமிலங்கள் அடுக்கு முறை

புரதத்திலுள்ள பெப்டைடு பிணைப்பு

பல அமினோ அமிலங்கள் பெப்டைடு இணைப்புகளால் இணைவதால் ஓர் புரதம் அல்லது பல்புரதக்கூறு உருவாகும். இவ்வகை நீண்ட சங்கிலித் தொடர் அமைப்பு புரதத்தின் முதல்நிலை அமைப்பு (primary structure) என்று அழைக்கப்படும். இச்சங்கிலித் தொடர் அமைப்பில் காணப்படும் அணுக்களுக்கிடையே ஏற்படும் இடைத்தாக்கங்களால், சங்கிலியில் ஏற்படும் மடிவுகள் காரணமாக ஏற்படும் அமைப்பு இரண்டாம்நிலை (secondary structure) அமைப்பு எனப்படும். பொதுவாக இதில் அல்பாச் சுருள் (α-helix), பீட்டா தாள் (β-sheet) எனும் இருவகை அமைப்புக்கள் காணப்படும். அமினோ அமிலங்களில் உள்ள R குழுக்களுக்கிடையில் ஏற்படும் இடைத்தாக்கத்தால், மேலும் மடிவுகள் தோன்றும். இதுவே மூன்றாம் நிலையாகக் (tertiary structure) கொள்ளப்படுகிறது. அயன்களுக்கிடையே ஒத்த ஏற்றம் கொண்ட அயனிகளுக்கிடையிலான தள்ளுகை, எதிர் ஏற்றம் கொண்ட அயனிகளுக்கிடையிலான அயனிப் பிணைப்பு, ஐதரசன் பிணைப்பு, மற்றும் அமினோ அமிலங்களின் ஏற்றமற்ற R குழுக்களுக்கிடையில் ஏற்படும் Hydrophobic interaction, இரு சல்பைட் பிணைப்பு என்பன இந்த மூன்றாம் நிலை அமைப்புருவாக்கத்திற்குக் காரணமாகிறது.^[3][4][5]

பல புரதங்கள், ஒரு தனித்த பல்புரதக்கூறினால் ஆனதாகவும், இம்மூன்றாம் நிலையில் இருப்பதாகவும் உள்ளன. சில புரதங்கள் நான்காம் நிலையில் கட்டமைக்கப்படுகின்றன. இவற்றில் துணை அலகுகள் என அழைக்கப்படும் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பல்புரதக்கூறுகள் காணப்படும். மூன்றாம் நிலையில் காணப்பட்ட இடைத்தாக்கங்களே இங்கும் காணப்படும். சிலவற்றில் இந்தத் துணை அலகுகள் மேலும் ஒரு மூலகத்தை தம்மகத்தே இணைத்து இறுதியான அமைப்பை உருவாக்கும். எ.கா. ஈமோகுளோபினில் இரண்டு அல்பாச் சுருள் பல்புரதக்கூறுகளும், இரண்டு பீட்டா தாள் பல்புரதக் கூறுகளும், இரும்பு அயனையும் கொண்டு அமைக்கப்படும்.^[3][5]

ஒரு குறிப்பிட்ட தொழிலுக்கான புரதம் அதற்குரிய முறையில் சிக்கலான அமைப்புக் கொண்டிருக்கும். ஒரு புரதத்தில் அமினோ அமிலங்களின் அடுக்கு முறையும் மூலக்கூற்றின் அமைப்பும் மரபுப்பண்பு அடிப்படையிலானது. எனவே தான் மரபணுத்தொகை எனப்படும் மரபணு அமைப்புத் தன்மைகள் இன்று முக்கியத்துவம் பெற்றுள்ளன.

உயிரணுச் செயல்முறைகள்

உயிரணுக்களுக்குள் உள்ள முக்கிய செயல் நுண்பொருள் புரதமாகும், இது மரபணுக்களில் குறியிடப்பட்ட தகவல்களை படியெடுக்கும் முக்கியப் பணிகளைச் செய்கிறது.சில வகையான இரைபோ கருவமிலம் (ஆர்.என்.ஏ) தவிர,மற்ற பெரும்பாலான உயிரியல் மூலக்கூறுகள் புரதங்கள் செயல்படாத வரை இயக்கமற்று இருக்கின்றன.எசரிக்கியா கோலை பாக்டீரியத்தின் உலர் எடையில் 50 சதவீதம் புரதமாகும்.மற்ற நுண்மூலக்கூறுகளான டி.என்.ஏ மற்றும் ஆர்.என்.ஏக்கள் முறையே 3 % மறறும 20 % எடையை கொண்டுள்ளன. ஒரு குறிப்பிட்ட உயிரணு அல்லது உயிரணு வகைகளில் வெளிப்படுத்தப்படும் புரதங்களின் தொகுப்பு அதன் புரதவமைப்பு (^[6]) என வரையறுக்கப்படுகிறது.

புரதங்களின் பிரதான பண்பு, அவற்றின் வேறுபட்ட செயல்பாடுகளை அனுமதிப்பதாகும், குறிப்பாக மற்ற மூலக்கூறுகளை சிறப்பாக மற்றும் இறுக்கமாக பிணைந்துகொள்ளுதல் புரதங்களின் குறிப்பிடத்தக்க செயலாகும்.மற்றொரு மூலக்கூறுடன் புரதத்தின் இணையும் பகுதி இணைப்புப் பகுதி என அறியப்படுகிறது, பெரும்பாலும் மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் ஒரு அழுத்தப்பகுதிகளை தோற்றுவிக்கிறது.புரதத்தின் மூன்றாம் நிலை கட்டமைப்பால் இந்த பிணைப்பு திறன் அதிகரிக்கப்படுகிறது. இது பிணைப்பு தளத்தின் அழுத்தப் பகுதி சுற்றியுள்ள அமினோ அமிலங்களின் பக்க சங்கிலிகளின் ரசாயன பண்புகளால் வரையறுக்கப்படுகிறது..

நொதியம் (Enzyme)

நொதி அல்லது நொதியம் (enzyme) என்னும் புரதப் பொருளானது உயிரினங்களின் உடலில் நிகழும் வேதியியல் வினைகளை விரைவாகச் செய்யத்தூண்டும் ஒரு வினையூக்கி ஆகும். ஏறத்தாழ உடலில் உள்ள எல்லா கலங்களின் இயக்கத்திற்குத் தேவையான எல்லாவற்றுக்கும் இந் நொதியங்கள் தேவைப்படுகின்றன. இவ் வினையூக்கியாகிய நொதி இல்லாவிடில், சில வேதியியல் வினைகள் ஆயிரக்கணக்கான மடங்கு அல்லது மில்லியன் கணக்கான மடங்கு மிக மெதுவாகவே நடக்கும். இப்படி மெதுவாக நடக்க நேரிட்டால் ஓர் உயிர் வாழ இயலாது. எனவே நொதிகள் உயிர்வாழ்வுக்கு இன்றியமையாத ஒன்றாகும். மனித உடலில் 75,000 நொதிகள் இருப்பதாக மதிப்பிட்டிருக்கின்றார்கள்^[7]

உயிரினத்தின் உடலில் உள்ள எல்லாக் கலங்களும் தேவையான நொதிகளை ஆக்குகின்றன என்றாலும் நொதி ஓர் உயிர்ப்பொருள் அல்ல. நொதி, பிற சேர்மங்களுடன் சேர்ந்து நுட்பச் செறிவு மிகுந்த வேதிப்பொருள் அமைப்புகளை உருவாக்கி அதன் வழியே வேதிவினைகள் நிகழ வழி வகுக்கின்றது. ஆனால் நொதி தன் இயல்பு மாறாமல் இருந்து இறுதியில் விடுபடுகின்றது. ஒரு நொதி ஒரு மணித்துளியில் (நிமிடத்தில்) தன் வினையை மில்லியன்கணக்கான தடவை செய்ய வல்லது. மாந்த உடலில் 1000 க்கும் மேலான வெவ்வேறு வகை நொதிகள் உருவாகிச் செயல்படுகின்றன. வினைகளை விரைவுபடுத்துவது மட்டுமின்றி, குறிப்பிட்ட வினைகளை மட்டுமே மிக மிகத் துல்லியமாய், தக்க சூழலில் மட்டுமே, பூட்டும் அதற்கான திறவுகோலும் போல் மிகுதேர்ச்சியுடன் இயக்குகின்றது. இத் துல்லியத் தேர்ச்சியானது நொதிகளின் சிறப்பியல்புகளில் ஒன்று. இன்று அறிந்துள்ளதில் நொதிகள் சுமார் 4000 உயிர்-வேதியியல் வினைகளுக்கு அடிப்படையாக உள்ளன.

செடிகொடிகளில் ஒளிச்சேர்க்கை நிகழ்வது முதல் மாந்தர்களின் உடலில் உணவு செரிப்பது, மூளை இயங்குவது, இதயம் துடிப்பது, மூச்சு விடுவது ஆகிய அனைத்துமே நொதிகளின் இன்றியமையாத துணையால் நிகழ்வன.

உயிரணு சமிஞ்கையாக்கம் மற்றும் சமிக்ஞை கடத்துகை

உடல் வளர்ச்சியில் புரதம்

புரதச்சத்து உடல் வளர்ச்சிக்கு மிகவும் முக்கியமானதாகும். இறைச்சி வகைகள், மீன், முட்டை, பால் மற்றும் தானிய வகைகளில் புரதச்சத்து நிறைய இருக்கிறது. இப்புரதச்சத்து உடலில் புதிய திசுக்களைக் கட்டமைப்பதற்கும், அழிந்த திசுக்களுக்கு ஈடாக புதிய திசுக்களை உருவாக்கவும் பயன்படுகிறது. உயிரினங்களில் காணப்படும் நொதிகள் (enzymes), வளரூக்கிகள் (hormones), ‘ஈமோகுளோபின்’ எனும் இரத்தப் புரதம் போன்ற உடற் தொழிற்பாடுகளுக்கு அவசியமான கரிமச் சேர்மங்கள் யாவும் புரதங்களாலானவையாகும். நகம், முடி வளர்வதற்கும் புரதச்சத்து மிகவும் தேவை.

புரதத்தைக் கண்டறிதல்

ஒரு மாதிரியில் புரதம் உள்ளதா என்பதைக் கண்டறிய சில சோதனை முறைகள் உள்ளன. வெவ்வேறு இடங்களில் செய்யப்படும் சோதனை முறைகளில் பயன்படுத்தப்படும் சோதனைப் பொருட்கள்/திரவங்களில் வகையிலும், அளவிலும் சிறிய வேறுபாடுகள் இருப்பதுண்டு. கீழே சில முறைகள் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

1. பையூரட் சோதனை^[8]

ஒரு சோதனைக் குழாயில் 3 மிலி மாதிரியினை எடுத்துகொண்டு அதனுடன் 1 மிலி 40% சோடியம் ஹைட்ராக்சைட்டு சேர்த்து நன்கு குலுக்கிவிட்டு, காரத்தன்மையாக்கப்பட்ட இப்புரத கலவையுடன் 2 சொட்டு 1% காப்பர் சல்பேட் சேர்க்கும்போது, ஊதா நிறம் அல்லது இளஞ்சிவப்பு நிறம் தோன்றும்.^[9][10] அதிக அளவு 1% காப்பர் சல்பேட் சேர்க்கப்பட்டால் இவ்வண்ணம் மறைந்து விடும்.

2. நின்ஹைட்ரின் சோதனை^[11]

ஒரு சோதனைக் குழாயில் 3 மிலி மாதிரியினை எடுத்து, அதனுடன் 0.5 மிலி நின்ஹைட்ரின் திரவம் சேர்த்து, இரண்டு நிமிடத்திற்கு கொதிக்க வைத்த பின்னர் பின்னர் குளிர்விக்கப்படும்போது, மாதிரி கரைசலானது நீல அல்லது நீல ஊதா வண்ணமாக மாறும்.^[11][12]

3. பையூரட் வளைய சோதனை ஒரு சோதனைக் குழாயில் 3 மிலி மாதிரி எடுத்து, அதனுடன் முதலில் 1 மிலி 40% சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு கரைசல் சேர்த்து, பின்னர் குழாயியின் உதவியுடன் 1 மிலி 1% காப்பர் சல்பேட் திரவத்தினை சோதனைக் குழாயின் உள்ள திரவத்தின் மீது இரு திரவங்களும் கலந்துவிடாதபடி மெதுவாக விட்டு, உள்ளங் கைகளுக்கிடையே சோதனைக் குழாயினை வைத்து மெதுவாக சுழற்றும்போது, இரு திரவங்களுக்கிடையில், இளஞ்சிவப்பு அல்லது ஊதாவளையம் தோன்றும்.

புரதத் தேவை

இந்திய மருத்துவ ஆராய்ச்சிக்கழகத்தின் (ICMR) உணவு நிபுணர் குழுவின் கருத்துப்படியும் உலக சுகாதார அமைப்பின் (WHO) நிலைப்படியும் ஒரு இந்திய தனிநபருக்கு, ஒரு நாளில் தேவைப்படும் புரதத்தின் அளவானது ஒவ்வொரு கிலோகிராம் உடல் எடைக்கும் ஒரு கிராம் ஆகும். கர்ப்பம் தரித்த பெண்களாயின், 10 கி.கி. எடை அதிகரித்த ஒருவருக்கு, மேலதிகமாக 23 கிராமும், பால் கொடுக்கும் காலங்களில், குழந்தை பிறந்த முதல் 6 மாதத்திற்கு 19 கிராம் மேலதிகமாகவும், 6-12 மாதத்திற்கு மேலதிகமாக 13 கிராமும் தேவைப்படும். உணவுப் பழக்க முறைகளில் உள்ள வேறுபாடு காரணமாக, வெவ்வேறு நாடுகளில் இருக்கும் தனிமனிதருக்கு இந்த அளவில் சிறிய வேறுபாடு காணப்படும்.^[13]

உணவில் புரதம் குறைந்தால் மராசுமஸ், குவாஷியார்கர் போன்ற குறைபாட்டு நோய்கள் தோன்றும். மராஸ்மசில் குழந்தையின் உடல் எடை குறையும். கடுமையான வயிற்றுப்போக்கு ஏற்படும். உடல் தசைகள் மெலியும். எலும்பின் மீது தோல் மூடியுள்ளது போன்ற நிலை தோன்றும். குவாஷியார்கரில் தசைகள் மெலிந்து முகம், கால்களில் வீக்கம் ஏற்படும். வயிறு உப்பியிருக்கும்.^[14]

குருதியில் உள்ள புரதம்

நாரீனி என்னும் புரதப்பொருள் குருதியில் உள்ள குருதி நீர்மத்தில் உள்ளது. அடிபட்டதாலோ அல்லது வேறு காரணங்களிலாலோ குருதிக்குழாயில் புண் ஏற்பட்டால், குருதி (இரத்தம்) வெளியேறாமல் தடுப்பதற்குப் பயன்படும் குருதிநார்களால் (fibrin) ஆன வலைபோன்ற அமைப்பை உண்டாக்கும் பொருள். இந்த குருதிநாரால் ஆன வலையில், வெளியேறும் குருதியில் உள்ள நுண்திப்பிகள் வந்து அடைப்புண்டு குருதி வெளியேறுவதைத் தடுக்கும் அடைப்பாக மாறுகின்றது. எனவே புண்ணிலிருந்து இரத்தம் வெளியேறுவதைத் தடுக்கப் பயன்படும் முதன்மையான பொருட்களில் இந்த நாரீனியும் ஒன்றாகும்^[15].

வெளி இணைப்புகள்

• புரதத் தரவு வங்கி
• UniProt அகில புரதத் தகவல் ஆதாரம் பரணிடப்பட்டது 2008-06-08 at the வந்தவழி இயந்திரம்
• மனிதப் புரத வரைபடம்
• iHOP - Information Hyperlinked over Proteins பரணிடப்பட்டது 2005-10-17 at the வந்தவழி இயந்திரம்
• புரதங்கள்: உயிர்ப்பிறப்பு முதல் அழிப்பு வரை - கல உயிரியல் மற்றும் உயிர் வேதியியலுக்கான இணைய நூலகம் பரணிடப்பட்டது 2005-02-19 at the வந்தவழி இயந்திரம்
• புரத உயிர்த்தகவல் நுட்பக் கருவிகள்
• எம். ஐ. டி-யின் புரத மூலக்கூறு தற்பொருந்துகை ஆய்வகம்