Biochemical Lecture Notes - PDF
Document Details
Uploaded by MomentousSerpentine8418
علوم التغذية
Dr. Mohamed I. Kotb
Tags
Summary
These lecture notes cover the topic of amino acids and peptides, including their structure and properties. The notes detail the characteristics of amino acids, their types and classification. They also elaborate on the essential chemical processes involving amino acids, such as their reaction with specific reagents or their role in forming different structures, and finally introduce enzymatic properties involved in the processes.
Full Transcript
المحاضرة الخامسة Dr. Mohamed Kotb El-Sayed Professor of Pharmaceutical Biochemistry & Molecular Biology 1 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية تعريف اأ...
المحاضرة الخامسة Dr. Mohamed Kotb El-Sayed Professor of Pharmaceutical Biochemistry & Molecular Biology 1 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية تعريف األحماض األمينية: تعرف األحماض األمينية بأنها أصغر وحدة بنائية في تركيب البروتين ،إذ تعد اللبنة ▪ األساسية لبناء جميع البروتينات. وهي أحماض عضوية تحتوي على مجموعة أمين وكاربوكسيل. ▪ أن عدد األحماض األمينية مـــــن نوع ألفا والتي يبنى منها البروتينات بصورة عامة ▪ في الطبيعة هو عشرون حامضا أمينيا وتنتج هذه األحماض أما عن التحلل الكيميائي أو اإلنزيمي للبروتين أو تصنع بالطرق ▪ الكيميائية. الخواص العامية لألحماض األمينية: -1لدى األحماض األمينية الموجودة في البروتينات صفة مشتركة وهي ارتباط مجموعة كاربوكسيلية واحدة ومجموعة أمينية واحدة بذرة الكاربون المسماة ألفا ويتميز كل حامض أميني باحتوائــــه على مجموعة طرفية خاصة تدعى المجموعة الجانبية R-groupوالتي تحدد صفات كل حامض أميني.. 2 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية الخواص العامية لألحماض األمينية: -2تكون المجموعة األمينية ألفا حرة وغير مرتبطة في جميع األحماض األمينية عدا البرولين Proline.ولتسمية األحماض األمينية بصورة مختصرة ،فقد أعطي لكل حامض أميني ثالثة حروف وكذلك أعطــي حرف واحد أيضاً ،ولكن المستخدمة في الغالب هي المختصرات لألحماض األمينية ذات الثالثة حروف (كما سوف يتم توضيحها في الفقرات الالحقة). -3ان جميع األحماض األمينية الموجودة في بروتينات الكائنات الحية تكون لها هيئة L- ) - Form) Lاذ أن ذرة الكاربون ألفا في جميع األحماض األمينية عدا الجاليسين غير متناظرة Asymmetricوبالتالي فهي تعد فعالة بصريا .Optically active 3 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية الخواص العامية لألحماض األمينية: -4هناك عشرون حامضًا ً أمينيًا ً رئيسًا ً موجودًا ً في البروتين والتي تختلف في العديد مــن الـصفات مثــل الشحنة والقابلية على تكوين األواصر الهيدروجينية وخواص كارهة Hydrophobicأو محبــة للمـاء Hydrophilicوخواص كيميائية أخرى والتي تؤلف جميع البروتينات الموجودة في جميع أنو اع الكائنات الحية. 5ـــ تقسيم (تصنيف) األحماض األمينية Classification of amino acidsيمكن تقسيم األحماض األمينية استنادا الى تواجدها في الطبيعة وأهميتها للكائن ومـــــدى قابلية تصنيعها داخل خاليا الجسم وهذه التقسيمات هي: .1األحماض األمينية البروتينية. .2األحماض األمينية غير البروتينية. .3األحماض I-األمينية األساسية وغير األساسية.. 4 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية -1األحماض األمينية البروتينية: ▪ يمكن تقسيم األحماض األمينية العشرين المكونة للبروتين اعتمادًا ً على عدة صفات وكما يأتي: أ -بناء على طبيعة المجاميع الجانبية مجموعة Rللحامض األميني ،وعلى هذا األساس يمكن تصنيفها الى أربع مجاميع ،ويمكن توضيح تراكيبها الكيميائية (في األس الهيدروجيني المتعادل) ورمز كـــل حــــامض أميني مؤلف من ثالثة أحرف او حرف واحد: -1غير محبة للماء Hydrophobicوتدعى أحيانًا ً الالقطبية Nonpolarوتشمل األحماض األمينية اآلتية ( 8أحماض) :أالنين Alanineفالين Valineليوسين Leucineأيسوليوسين Isoleucineبرولين Prolineمثيونين Methionineفينايل أالنين Phenylalanineتربتوفان .Tryptophan -2قطبية غير مشحونة محبة للماء Hydrophilicوتشمل األحماض األمينية اآلتية :الحامض األميني الرمز بثالث أحرف الرمز بحرف واحد التركيب الكيميائي وهو ( 7أحماض) :جاليسين Glycineسيرين Serineثريونين Threonineسستين Cysteineتايروسين Tyrosineأسباراجين Asparagineكلوتامين .Glutamine -3السالبة الشحنة او تسمى بالحامضية Acidicوتشمل :اثنين وهم حامض األسبارتيك Aspartic acidوحامض الكلوتاميك Glutamic acid -4الموجبة الشحنة او تسمى بالقاعدية Basicالحامض األميني القاعدي وهم ثالثه كالتالي: اليسين و أرجنين و هيستدين. 5 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية -3األحماض األمينية األساسية وغير األساسية وشبيهاتها: تقسم األحماض األمينية أيضًا ً استنادًا ً الى مقدرة الجسم على تكوين الهيكل الكاربوني لألحماض األمينية الــــى: -1احماض أمينية أساسية Essential amino acidsوالتي ليس للجسم المقدرة على تكوينها أي يجب تجهيزها عن طريق الغذاء). -2أحماض أمينية غير أساسية Nonessential amino cidsوالتي للجسم المقدرة على تكوينها). -3أحماض أمينية شبه أساسية Semiessential amino acidsوالتي للجسم المقدرة على تكوينها عند توفر األحماض األمينية المقابلة لها. ▪ األرجنين والهستيدين يعدان من األحماض األمينية الشبه أساسية لكون الجسم يحتاجهم لفترة محددة فقـــط وهي فترة دعم نمو حديثي الوالدة واألطفال. ▪ الستين والتايروسين شبه أساسية ألنها تقلل متطلبات فينايل أالنين والمثيونين فهي ال تكون أساسية في الغذاء بوجود كمية كافية من الفينايل أالنين والمثيونين. 6 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية الوظائف الحيوية لعدد من األحماض األمينية: ▪ فضال عن كون األحماض األمينية المادة األولية لبناء الببتيدات ومن ثم تكوين البروتينات، فأن األحماض األمينية ومشتقاتها تساهم في وظائف األغشية الخلوية في نقل اإلشارات العصبية وبناء البورفيرينـــات ) Porphyrins (Hbو البيورينات والبريميدينات واليوريا. ▪ وفيما يأتي بعض الوظائف الحيوية لعدد من األحماض األمينية: -1الحامض األميني المثيونين عنصر مهم في عملية اضافة الميثل Methylationوكذلك يدخل في تركيب مادة الكولين Cholineوهو مادة أولية Precursorلمادة األستيل كولين الً عن Acetylcholineالذي يعد مادة مهمة في الجهاز العصبي لنقل اإلشارات العصبية فض ً أن الحامض نفسه يعد مادة أولية للحامض األميني السستين. -2يعد التربتوفان مادة أولية لفيتامين النياسين أو النيكلوتيد وكذلك مادة أولية لمادة Serotoninوهي مادة لنقل اإلشارات العصبية ومادة مضيقة السيروتينين Vasoconstrictorفي انقباض األوعية. -3حامض الفينايل أالنين مادة أولية للحامض األميني التايروسين ويعدان مواد أولية لتصنيع Thyroxineوهورمونـــات الكـاتيكول أمــين والدوبامين هورمون الثايروكسين Dopamineواألدرينالين Adrenalineوالنور أدرينالين .Noradrenaline). 7 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية الوظائف الحيوية لعدد من األحماض األمينية: ▪ وفيما يأتي بعض الوظائف الحيوية لعدد من األحماض األمينية: -4يتحول حامض الهستيدين الى مادة الهستامين Histamineوهي مادة هورمونية تعمل على إفراز حامض الهيدروكلوريك في المعدة وتؤدي الى انخفاض ضغط الدم وغيرها من الوظائف األخرى. -5هناك حوامض أمينية مهمة لها وظائف عدة من خالل مشاركتها في العمليات المختلفة في الجسم ،على سبيل المثال: ▪ الاليسين ضروري لبناء الكوالجين داخل الجلد ▪ واأليزوليوسين ضروري إلنتاج الهيموجلوبين ومهم السالمة الجلد ▪ واألسباراجين يساعد على حفظ التوازن في الجهاز العصبي المركزي ▪ والقالين ضروري لتنظيم عملية الهضم ومعالجة أمراض الكآبة النفسية ومنع بعض أمــراض الجهـاز العصبي. ▪ أما الميثيونين فيساعد على تقليل الدهون ومنع تراكمه في الكبد والشرايين. 8 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية الخواص الحامضية – القاعدية لألحماض األمينية: عند وضع الحامض األميني في محيط حامضي فسوف يحمل شحنة موجبة ،أما إذا وضـع ▪ فـــي محيط قاعدي فسوف يحمل شحنة سالبة ،ويبقى الشكل األمفوتيري Zwitter ion الً في محيط متعادل pH ثنائية القطب ) Dipolar ionsمتعاد ً الً كهربائيًا ً فال يستطيع الهجرة في المجال الكهربائي. يكون األيون األمفوتيري متعاد ً ▪ كمـا يمثــل هـذا التركيب أيضًا ً الحالة الصلبة لألحماض األمينية اذ ان ارتفاع درجات ▪ االنصهار Melting pointsالجميع األحماض األمينية فوق 200م يعزى الى تركيبها األيوني الذي يحتاج الى طاقة عالية لتفكيك القوى األيونية للشبكة البلورية للحامض. وأن شكل األحماض األمينية موجود غالبًا ً بصورة متأينة في سوائل الجسم الـحـــــي عند ▪ األس الهيدروجيني مقاربًا ً لـ .7 وبما ان البروتين يتألف من أحماض أمينية ،ولهذا فهو مادة أمفوتيرية ▪ وان كل بروتين له نقطــــة تعــادل كهربائي معينة وتدعى األس الهيدروجيني pHالذي ال ▪ ينجذب فيه األيون الثنائي القطب عند وضعه فــــي مجال كهربائي نحو أي من القطبين وهي نقطة التعادل (التماثل) الكهربائي ( Isoelectric point (pIوله القابلية على معادلة األحماض والقواعد. وهكذا فأن مثل هذه الخصائص للبروتينات تمكنها من ان تعمل بوصفها ادًا ً منظمة او ▪ حافظة Buffersفي الدم او في سوائل الجسم األخرى. 9 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية الخواص الحامضية – القاعدية لألحماض األمينية: ▪ أنًالطبيعةًاأليونيةًالثنائيةًلألحماضًاألمينيةًلهاًتعطيًاثنين منًثوابتًالتأينًعلىًاألقللً وذلـكًعنـدًالحامضًاوًالقاعدة. ▪ ويمكلللنًاسلللتعمالًحلللامضًأمينللليًبسللليطًمثللللًالجاليسلللينًمثااااال لألحملللاضًاألمينيلللةًأوً البروتيناتًالتيًتعملًبوصفهاًمحاليالًًمنظمة. ▪ فعندًمعايرةًمحلولًالجاليسينًمعًحامضًأوًقاعدةً،فإنًالحامضًاألمينيًيتغيرًملنًشلكلً األيونًالثنلائيًالقطلبًاللىًشلكلًمتلأينًيحمللًفقلطًمجموعاة أماين مشاحونة او مجموعاة كاربوكسيل ▪ انًلألحماضًالكاربوكسيليةًأحاديةًاألملينًقيمتلينًلثابلتًالتلأينً pKوهليًتعمللًمنظملاتً فيًمنطقتينًمنًاألسًالهيدروجينيًكماًهوًالحالًللجاليسين.ويمكنًحسابًالـً pHلنقطةً التعادلًالكهربائيًوذلكًبقسمةًمجموعًقيمتيً pKعلىً:2 ▪ أماًاألحماضًاألمينيةًالتيًتحتويًعلىًمجموعة جانبياة متأيناة مثللًحلامضًاألسلبارتيكً والاليسينًفلديهاًثالث قيمً pKاذًتمثلًقيمةً pKالثالثًتأينًالمجموعلةًالجانبيلةًللحلامضً األمينيً ،PKR ▪ وتتواجدًكلًمــنًهـذهًاألحماضًاألمينيةًبأربعة إشكالًمتأينةً،ويمكنًتمثيلًتلأينًحلامضً األسبارتيك. 10 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية التفاعالت اللونية لبعض األحماض األمينية: ▪ هناكًأحماضًأمينيةًتحتويًكلًمنهاًعلىًمجموعة فعالة معينة ويستفادًمنًهذهًالمجاميعً لتشخيصًالعديدًمنًاألحماضًاألمينيةًمنًخاللًتفاعالتًلونيلةًمعينلةًوفليًالجلدولًأدنلاهً التفاعالتًاللونيةًلبعضًاألحماضًاألمينية: 11 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية الرابطة الببتيدية :Peptide Bond ▪ الببتيللدًهللوًعبللارةًعللنًحامضللينًأمينللينًمللرتبطينًمللعًبعضللهماًبوسللاطةًرابطللةًالببتيللدًًً Peptide bondوالتليًتسلميًأيضلاًًأصلرةًأميلدً ،Amide bondوتتكلونًاآلصلرةًملنً تفاعلًمجموعةًألفاًكاربوكسليلًملنًحلامضًأمينليًملعًمجموعلةًألفلاً -أملينًملنًحلامضً أمينيًأخرًبطرحًجزئيةًماء. وتقسم الببتيدات اعتمادا على عدد األحماض األمينية الى: أ -ثنائية الببتيدات Dipeptides :وهي متكونة من وحدتين من األحماض األمينية. ب -ثالثية الببتيدات Tripeptides :تتكون من ثالث وحدات من األحماض األمينية. ج -رباعية الببتيدات Tetrapeptidesتتكون من أربع وحدات من األحماض األمينية. د -وهناك أمثلة أخرى مثل الخماسية والسداسية والسباعية..الخ. ▪ وهذه األنواع المذكورة أعاله تتبع مجموعة الببتيدات قليلة الوحدات Oligopeptidsاو الببتيدات البسيطة Simple peptidesأما إذا زادت أعداد األحماض األمينية في الببتيد عن عشرة يطلق عليه الببتيد المتعــــدد Polypeptide. 12 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية الرابطة الببتيدية :Peptide Bond ▪ ومعظم الببتيدات تكون على شكل سلسلة مفتوحة ذات نهايتين األولى في أقصى اليسار وتدعى طرف النهاية األمينية واألخرى في أقصى اليمين وتدعى طرف النهاية الكاربوكسيلية. الً الى النهاية وتسمى األحماض األمينية في الببتيد ابتداء من النهاية األمينية وصو ً ▪ الكاربوكسيلية والتي تستخدم عاد ًة ً الرموز لألحماض األمينية عند قراءة الببتيد. يمكن استخدام ثالثة أحرف او حرفًا ً واحدًا ً يميز الحامض األميني دون األخر للتعبير عن ▪ تسلسل ونوعية الببتيدات في السلسلة الببتيدية ذات االتجاه الواحد، الً الــــى النهاية الكاربوكسيلية على وهذا الترتيب يبدأ كتابته من النهاية األمينية وصو ً ▪ سبيل المثال :الهورمون الببتيدي أنجيوتنسنAngiotensin II II- عند استخدام ثالث حروف يكون له ترتيب Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe :أو ▪ يكتب DRVYIHPFعنــــد استخدام حرف واحد لتميز األحماض األمينية وتسلسلها. الروابط الببتيدية عنصر مهم في تركيب البروتينات. 13 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية بعض الببتيدات المهمة حيويا: ▪ تحتوي الخاليا الحيوانية والنباتية والبكتيرية على أنواع مختلفة من ببتيدات غير بروتينية ذات أوزان جزيئية صغيرة لها أهمية حياتية كبيرة ▪ فمنها ما هو هورمون ومنها ما هو مضاد حيوي Antibioticوالنوع الثالث ال ينتمي الى ما تقدم ،ولكن له أهمية حياتية كبيرة ▪ وفيما يأتي بعض هذه الببتيدات التـ ة مستقلة بصور وليست نواتج تحلل البروتينات داخل الخاليا. -1األوكسيتوسين Oxytocin ▪ األوكسيتوسين هورمون حلقي يتكون من تسعة أحماض أمينية يفرز من الفص الخلف للغدة النخامية ،ويكثر إفرازه أثناء العمل اذ يعمل على تقلص الرحم أثناء الوالدة كما يقوم بوظيفة تقل العضالت الملساء في الغدة اللبنية مؤديًا ً الى إفراز الحليب. -2القاسوبرسين Vasopressin ▪ -الفاسوبرسين هورمون حلقي يتكون من تسعة أحماض أمينية.ويفرز أيضًا ً مــــن الفــص الخلفي للغدة النخامية.ويعمل على ارتفاع ضغط الدم عند زيادة تركيزه ويستخدم في عملية تأخير النزيف بعد المخاض. 14 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية بعض الببتيدات المهمة حيويا: -3الجكلوتاثيون Glutathione ▪ الجلوتاثللايونًمللنًالببتيللداتًالثالثيللةً Tripeptidesويتللألفًمللنًحللامضًالكلوتاميللكًوالسسللتينً والكاليسينًويرمزًلهً.GSH. ▪ وهوًموجودًفيًالسايتوبالزمًوالمايتوكوندرياًوالنلواةًفليًالحيوانلاتًوالنباتلاتًوالبكتريلاًوأهلمً وظيفةًللجلوتاثايونًأنهًيعدًمنًمضادات األكسدة Antioxidantsالذائبةًبالماءًالتيًتعملًعلىً إزالةًالعديدًمنًالموادًالمؤكسدةً Oxidantsالمتكونةًفيًالجسمًمنًخاللًتفاعلهاًمعهلمًومثلالً علىًذلك :جذرًالهيدروكسيلً( Hydroxyl radical (OHوالذيًيلتمًإزالتلهًكملاًانلهًضلروريً لعملًهرمون االنسولين ويشارك في امتصاص االحماض االمينية من المعي. ▪ إنًاحتواءً GSHعلىًمجموعةًالثايولً SH -تجعلهًمنًالعوامل المختزلة التيًلهاًالقابليةًعلىً أعطــاءًذرةًالهيدروجين. ▪ ويعملللًالجلوتاتللايونًمللعًإنللزيمًجلوتاثللايونًبيروكسلليديزً(Glutathione peroxidase (GPx عللىًإزاللةًمركبلاتًالبيروكسليداتًالعضلويةً ROOHوبيروكسليدًالهيلدروجينً H2O2إذً يتفاعلللًجلوتاثللايونًمللعًكلللًمللنًهللذهًالمركبللاتًلينللتجًلوتاثللايونًمؤكسللدً GSSGوكمللاًفلليً 2GSH + H2O2 → GSSG + 2H2O المعادالتًاآلتية: 2GSH + ROOH → GSSG + ROH + H2O 15 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية التفاعالت المهمة لبعض األحماض األمينية والببتيدات: -1التفاعل مع الكاشف ننهايدرين Ninhydrin ▪ تتفاعل جميع األحماض األمينية مع الننهايدرين لتكوين األلديهايد وثاني أوكسيد الكاربون CO2وأمونيا ماعدا الحامض األميني برولين وهيدروكسي برولين.ان كمية CO2 المتحررة من هذا التفاعل يمكن ان تستعمل للتقدير الكمي لألحماض األمينية. ▪ اما جزيئة األمونيا المتكونة في التفاعل نفسه فأنها ترتبط بجزيئتين من ننهايدرين لتكون مركبا أزرق اللون يقاس عند طول موجي 570نانوميتر ،وهذا يشكل األساس للطريقة اللونية المستعملة في التقدير الكمي لألحماض األمينية. 16 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية التفاعالت المهمة لبعض األحماض األمينية والببتيدات: -2التفاعل مع اإلنزيمات ▪ هناك العديد من اإلنزيمات التي تعمل على تكسير الراوابط الببتيدية وفصل األحماض األمينية استنادًا ً الى نوعية اإلنزيم المستخدم ويمكن تقسيم اإلنزيمات المحللة للبروتين الى: أ -إندوببتايديز Endopeptidases الً عن الروابط الببتيدية ▪ اإلندوببتايديز من اإلنزيمات التي تهاجم الروابط الببتيدية الداخلية فض ً الطرفية في سلسلة متعدد الببتيد ويطلق عليها البروتييز Proteasesمثل الببسين Pepsin واإليالستيز Elastaseوالتربسين Trypsinوالكيموتربسين Chymotrypsinفـي الثدييات. ب -اإلكسوببتايديز Exopeptidases ▪ اإلكسوببتايديز وهي اإلنزيمات التي تهاجم الروابط الببتيدية الطرفية فقط لسالسل الببتيد بحيث تنـــزع األحماض األمينية بالتتابع ومنهـا كاربوكــــســي ببتايديز Carboxy peptidasesالذي يعمــل علــى الروابط الببتيدية من الطرف الكاربوكسيلي C-terminalللببتيد قليل الوحدات ،Oligopeptidesأو الببتيدات المتعددة ،وإنزيمات أمينو ببتايديز Aminopeptidasesوهـي اإلنزيمات التي تعمل على مهاجمة الروابط الببتيدية من النهاية األمينية. ▪ وتوجد أيضًا ً إنزيمـــات ثنائي ببتيديز Dipeptidasesالتي تعمل على الببتيدات الثنائية أي تعمل على الطرف الكاربوكسيلي والطـــرف النيتروجيني. 17 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology االحماض األمينية :المراجع Pelley, John W. Rapid review biochemistry / John W. Pelley, Edward F. Goljan. – 3rd ed. p. ; cm. – مترجم- جوان ويبستر غاندي-كتاب الغذاء والتغذية (Rapid review series) Rev. ed. of: Biochemistry. 2nd ed. c2007. ISBN 978-0-323-06887-1 كتاب مفاتيح االبداع في الكيمياء الحيوية الطبية Lieberman M, Marks AD. Marks’ Basic Medical Biochemistry: A Clinical Approach. 3rd Ed. Baltimore: للكيمياء الحيوية مترجم- كتاب إلزفير Lippincott Williams & Wilkins, 2009, [email protected] WhatsApp: 00201114871491 18 Dr. Mohamed I. Kotb –Professor of Pharmaceutical Biochemistry and Molecular Biology