חלבונים Flashcards
חלבונים
המולקולות האורגניות הנפוצות ביותר בתא. נמצאים בבסיס פעילות התא
פולימר של חומצות אמינו. סידורו יקבע את הרכב החלבון
תפקידי חלבונים
פעילות מטבולית כאינזימים, בניית מבנים חוץ ופנים תאיים, מנגנוני הגנה (נוגדנים), תנועה בתוך התא, בקרה תאית.
הטווח התוך תאי
הכוח המניע של התא- הוא אינטרקציות כימיות
חומצות אמינו
אבן הבניין של חלבונים. בתא חיי פועלים 20 חומצות אמינו
מבנה החלבון
מבנה כללי של חומצת אמינו כולל פחמן אלפא )במרכז( פחמן אסימטרי, המחובר בארבע קשרים שונים ל 4 קבוצות כימיות שונות – משמאל קבוצה אמינית )בסיסי(, מימן קבוצה קרבוקסילית )חומצי(, מימן מלמעלה ושייר R כלפי מטה. חומצת אימנו יכולה בגלל המבנה שלה להגיב גם עם חומצה וגם עם בסיס. בסביבה בסיסית יהיו בעל מטען שלילי
שייר
השייר מבדיל בין חומצות אמינו שונות וקובע את תכונותיו הספציפיות.
שייר הידרופילי
שייר קוטבי, מסיס במים, יוצר קשרי מימן
שייר הידרופובי
אינם מסוגלים ליצור קשרי מימן עם המים. אינם מסיסים במים
שייר ליפופילי
שייר מסיס בשמן
הקשר הפפטידי
קשר קוולנטי בין הצד האמיני של חומצה אמינית לבין בצד הקרבוקסילי של חומצת אמינו אחרת, תוך שחרור מולקולת מים אחת.
קשר זה הוא קשר חזק, יציב וקבוע, שיכול להתפרק רק ע”י אנזים + מולקולת
פוליפפטיד
שרשרת הנוצרת מקשרים פפטידים. לכל שרשרת קצה אמיני וקצה קרבוקסילי
די פפטיד
שתי ח”א המחוברות יחד בקשר פפטידי.
תכונות הקשר הפפטידי
הקשר הפפטידי במרחב יוצר תבנית ישרה. האטומים המצויים סביב הקשר הפפטידי ) 6 אטומים סה”כ 4
אטומי הקשר ושני פחמני אלפא של הח”א( נמצאים באותו המישור = הפלטות שנוצרות הם עמוד השדרה
של החלבון ומתוך הפלטות - מפחמן אלפא בולטים השיירים בניצב כלפי מעלה או מטה לסירוגין R פונים
לצדדים שונים מהמישור שנוצר. בשרשרת ח”א , השיירים והקצוות מכתיבים את האינטראקציה עם
התמיסה, בין השרשרת לעצמה או עם מולקולות אחרות.
מבנה ראשוני
סדר חומצות האמינו לאורך שרשרת החלבון. התייחסות למספרם וסדרם.
קובע את המבנה השניוני
מעקבות
רצף של חומצות אמינו
מבנה שניוני
קיפול במרחב של החלבון הנובע מאינטראקציות של עמוד השדרה של החלבון אינטראקציות = קשרי מימן
קשרי המימן המייצבים את המבנה השניוני מתקיימים בין המימן של האמין ) Amine ( לבין החמצן
של הקרבוניל ) Carbonyl .)
אין השפעה של השיירים
מבנה שניוני- אלפא הליקס
מבנה של מעין קפיץ או סליל. המבנה נוצר במהלך סינתזת חלבון.
השיירים הצדדיים בשרשרת פונים כלפי חוץ. נוצר מבנה חלבוני שמתאפיין בצורה סלילית חלולה. ייצוב המבנה נעשה ע”י קשרי מימן בין המימן של קבוצה אמין לחמצן
של קבוצה קרבוניל הממוקמת במרחק ארבעה שיירים ברצף.
מבנה שניוני- ביתא מישור קפלים
מבנה חלבוני שטוח בו השרשרת
פוליפפטידיו ת מתוחה )אינה מפותלת(. זהו מצב שבו החלבון
התקפל בצורה מישורית כמו מניפה. כל קפל נמצא כמעט באותו
המישור של השכבה לפניו.
גם מבנה זה מיוצב על ידי קשרי מימן,
הנמצאים בין שתי שרשראות מקבילות )והפוכות בכיוונן(.
מבנה שלישוני
מתייחס ליחסים המרחבים בין שיריי חומצות האמינו ה R המרוחקות בניהן ברצף ובמרחב.
הקשרים נעשים בהתאם לסוג השייר.
גורם לייצוב סופי של החלבון וקביעת תכוניותיו.
המבנה השלישוני הוא החלק הפעיל בחלבון.
ייצוב מבנה שלישוני
אינטראקציה בין שיירים בעלי אותו המטען בעזרת יון עזר -שיירים פלוס יתחברו בעזרת אניון
או שיירים מינוס יתחברו בעזרת קטיון
אינטראקציה על בסיס תכונות מסיסות - שיירים הידרופוליים יפנו החוצה מהמרכז לכיון
התמיסה, שיירים הידרופוביים יפנו פנימה לתוך מולקולת החלבון.
אינטראקציה על בסיס קשרי מימן או קשרים קוולנטים. – קשרים קוולנטים בין שיירים
קשר דיסולפידי
שימוש של אטומי גופרית S
חומצה אמינית ציטנין
מבנה רבעוני
לא נמצא בכל חלבון
המבנה הרביעוני הוא מספר חלבונים שמגיבים אחד עם השני ליצירת חלבון חדש.
החלבון הנוצר – הוא חלבון מורכב, שבנוי ממספר חלבונים הקשורים בניהם בקשרי מימן או
בקשרים בין השיירים.
דימר
מבנה רבעוני- חלבון המורכב משני חלבונים
טרי דימר
מבנה רבעוני- חלבון המורכב משלושה חלבונים
טטרה דימר
מבנה רבעוני- חלבון המורכב מארבעה חלבונים.
הומודימר
חלבון המורכב מזוג חלבונים זהים.
הטרודימר
חלבון המורכב מזוג חלבונים שונים.
פלמור
הוא תגובה כימית שבמהלכה מתחברים מונומרים לשרשראות מולקולריות ארוכות לקבלת פולימר.
איפה ניתן לאפשר שונות ברצף במבנה הראשוני עם מינימום השפעה על המבנה השלישוני )על
התפקוד(?
החלפת של ח”א בעלות תכונות דומות
החלפה של ח”א באזורים שאינם משפיעים על המבנה, ליד הקצוות שלומר אין שם שיירים
המשתתפים בתחזוקת המבנה ובכך הם אינם משפיעים על צורתו.
דנטורציה
תהליך שבו חלבונים או חומצות גרעין מאבדים את המבנה הרביעוני/שלישוני/שניוני שלהם.
התהליך מתרחש בדרך כלל על ידי פתיחת הקשרים המייצבים את אותם המבנים ויצירת קשרים אחרים.
יכול להיווצר מטמפרטורה, PH
התהליך הוא בלתי הפיך. אין שבירה של קשרי פפטיד- אין שינוי במבנה הראשוני.
אגרגציה
יצירת קשרים חדשים לאחר הליך הדנטורציה.
קטליזטור
גורם המזרז פעולה מסוימת
סובסטראט
כימיקל\ מולקולה, אשר עובר שינוי
סובסטראט של אנזים
החומר עליו פועל האנזים.
אינזים
חלבון המזרז תהליכים כימים ביצורים חיים. מולקולה ספציפית לכל פעילות בתא.
אנרגיית אקטיביציה
תגובת שפעול- האנרגיה המינימלית הדרושה לתגובה כימית
אינזימים מורידים את רמת אנרגיה זו בכדי לאפשר לתגובה לצאת מהר יותר (זרזים)
תנאים לריאקציה כימית
הסובסטרטים (מגיבים) צריכים להתנגש כאשר הם נמצאים בכיוניות המתאימה
המצאות של אנרגית שפעול לתחילת התהליך
תפקידי האנזים
ייצוב סובסטראט- מחזיק אותו בכיוון המתאים להתנגשות
מקיף את הסובסטראטים עם השיירים שלו המסיעים למעבר למעבר בין סובסטראט לתוצר- הורדת אנרגיית שפעול
תפקידי האנזים
ייצוב סובסטראט- מחזיק אותו בכיוון המתאים להתנגשות
מקיף את הסובסטראטים עם השיירים שלו המסיעים למעבר*
למעבר בין סובסטראט לתוצר- הורדת אנרגיית שפעול
משפיעים על התזמון של הראקציה ולא על התוצרים שלה.
סובסטראטים של אינזימים
יונים, מולקולות קטנות, מאקרו מולקולות, חלבונים אחרים או חומצות גרעין
ראקציות של אינזימים
פירוק קשרים בעזרת מים, מעבירים מטען חשמלי, העברת קבוצות פעילות ממולקולה אחת לאחרתף שינוי מרחבי של מולקולה,
רדוקטאז/אוקסידאז
אינזימים המעבירים מטען חשמלי בין מולקולות
transferase
אינזמים מעבירים קבוצות פעילות מאחד לשני
האנזים איזומראז isomerases
אינזימים משנים מבנה מרחבי של מולקולה- שבירת קשרים ובנייתם מחדש
אתר פעיל
איזור פעיל באינזים בו מתרחשת הריאקציה. הסובסטראט נקשר
לאיזור זה.הקישור הזה הוא ספציפי ויוצר תלכיד בין אינזים לסובסטראט
מבנה אתר פעיל
נוצר ממספר חומצות אמינו
מאורגן במבנה שלישוני
מורכב מאתר קישור- מחזיר את הסובסטראט
והאתר הקטליטי-
אתר פעיל- אתר קישור
מחזיק את הסובסטראט
אתר קטליטי
הראקציה עצמה מתבצעת
הכלה מרחבית
קשרים כימיים חלשים בין השיירים של החלבון לסובסטראט . בתוך כיס האתר הפעיל
מאפשרים שחרור קל את התוצר מהאתר הפעיך בסוף הראקציה
התאמה מושרית
בדרך כלל הסובסטראט משנה את מבנהו המחבי של האינזים בעת קישור. בהתאמה מושרית גם המבנה של הסובסטראט יכול להשתנות.
קטליזה
מעבר מגיב לתוצר
קו- פקטורים
תרכובת לא חלבונים הדרושה לפעילות הביולוגית של האינזים.
הם בדרך כלל נוספים לחלבון בזמן או בסוף סינתזת החלבון
יכולים להיות יונים, או מולקולות אורגניות
קבוצה פרוסטתית - קו פקטורים
קשור באופן חזק (קוולטי) לחלבון
קבוצת קו אינזימים
קו פקטור שקשור באופן חלש לחלבון
מתכלים במהלך הראקציה
משמשים גם כספקי אנרגיה כימית, חשמלית או תרומה של קב’ פעילות
לרוב ויטמינים, נקראים כך כי הרבה אינזימים משתמשים בהם.
נוקלאוטידים
קבוצת קו- אינזימים ספקי אנרגית ATP הפיכת ADP לATP טעינת סוללה וניצול אנרגיה לראקציות כימיות טעינה על ידי פוספט
קו-אנזים NAD / NADH
ספקי אלקטרונים – משתתפים בתהליכים חמצון-חיזור. מוסר או מקבל אלקטרונים .
קו-אנזים אצטיל קו A
ספק מולקולת אצטיל. אצטיל קו-אנזים A משמש כסובסטרט/קו-אנזים בראקציות ביוכימיות רבות. החשובה שבהן היא מסירת קבוצת הפחמנים באצטיל למעגל חומצת הלימון
(מעגל קרבס)
קטבוליזם
פירוק מולקולה
אנבוליזם
בניית מולקולה
ראקצייה מצומדת
ריאקציות שונות המתרחשות במקביל, תוצר ריאקציה א הוא הסובסטרט של ריאקציה ב ולהפך
(תהליך מעגלי)
אפיניות- זיקה
עוצמת הקשר המתרחשת במפגש אקראי בין סובסטראט לאינזים
עיכוב אינזימתי תחרותי הפיך
מולקולת המעכב נקשרת באופן זמני לאתר הפעיל ובכך מונעת מהאנזים לבצע את פעולתו באופן זמני .
עיכוב אינזימתי תחרותי בלתי הפיך
מולקולת המעכב נקשרת באופן קבוע לאתר הפעיל ובכך מונעת
מהאנזים לבצע את פעולתו באופן תמידי. )הקישור הינו קוולנטי ואינו ניתן לפירוק(
עיכוב אינזימתי לא תחרותי
מתבצע במספר אתרים שונים. אין תחרות על האתר הפעיל. מולקולת המעכב נקשרת לאנזים, קישור במקום שהוא לא אתר קישור של מולקולה אחרת. הקישור משרה שינוי במבנה המרחבי של האנזים ובכך מעכב את פעילותו.
פקטור אלוסטרי
קישור פקטור אלוסטרי יכול לעכב את פעילות האנזימים אך יכול גם להוות מנגנון להפעילו. זהו אפקט שמשפיע באופן מבני על
האנזים. האתר הפעיל של אנזים בעל אפקט אלוסטרי
עובר שינוי מרחבי בעקבות קישור של פקטור אלוסטרי
באתר אחר.
מנגנון משוב
נעשה על ידי מסלול ביוכימי.
במנגנון זה התוצר הסופי מגיב עם האנזים
הראשון הייחודי לתהליך. תגובה זו מתרחשת באתר אלוסטרי –
כאשר התוצר הסופי מגיב עם האתר האלוסטרי, הדבר משפיע על המבנה המרחבי של החלבון, וכעת הוא
אינו יכול להגיב עם הסובסטרט והתהליך נעצר.
מסלול ביוכימי
ברצף שכזה הסובסטרט מותמר לתוצר על ידי האנזים הראשון, והתוצר הראשון הוא הסובסטרט של האנזים הבא בשרשרת עד להתמרה של הסובסטרט הראשוני לתוצר הסופי.
שלד ציטופלסמי- שלד תוך תאי
הוא מערכת של סיבים מאוגדים, חוטים דקים ושריגים חלבוניים
החוצים את הציטופלזמה, בין גרעין התא לקרום התא. שלד התא מעניק לתא את צורתו ומשמש במספר
תפקידים נוספים כמו תנועה, מעבר תוך-תאי וחלוקת התא.
סיבי אקטין- מיקרו פילמנטים
סיבים קטנים, בנויים משני גדילים מסולסלים זה על זה, כל סליל בנוי מיחידת אקטין בצורת שרשרת.,
תפקיד סיבי אקטין
תחזוקה של צורת התא, כיווץ שרירים, הפרדת תאים לאחר חלוקה, יצירת דינאמית של בליטות בצורת התא, כחלק מתנועה תאית.
סיבי הביניים- סיבים מאורכים
חלבונים סיביים אשר מפותלים על עצמם
תפקידי סיבי הביניים
תחזוקה של מבני התא - בונים את מעטפת הגרעין
אלמנטים חוץ תאיים- קרטיניים- קבצת חלבונים בלתי מסיסים במים- בונים שיניים, קרניים, שיער
קישור בין סיבי אקטין ומקרו טובולים, שמירה על חוזק מכאני של התא.
סיבי הביניים- סיבים מאורכים
חלבונים סיביים אשר מפותלים על עצמם
סיבים אלו קיימים הן בציטופלזמה של התא והן בגרעין התא.
פגיעה בחלבונים אלו או מוטציה בהם גורמים למחלות קשות
בשרירים, בעצמות, בעור ובעצבים.
סיבי המיקרוטובולי
פולימרים של חלבון טובולין
חלבון גלובולרי
חלבון בעל מבנה עגול.
חלבונים עיקריים במשפחה זו- אלפא טובולין וביתא טובולין (יחידות הבניין של המיקרוטובולי
לומן
הוא החלל הפנימי שלאברונים ושל מבנים תוך-תאיים כמו הרשתית התוך -פלזמיתית- נוצר על ידי סיבים מקרוטובולים
תפקידי המיקרוטובולים
תחזוקה של צורת התא יצירת אברוני ניעה בתא- שוטונים, ריסים הנעת אברי התא יוצרים דרכי גישה בתוך התא בזמן חיי התא יצירת סיבי כישור
סיבים פולריים
יוצרים תנועה לצד אחד בלבד
הליך בניית המיקרוטובולים
התת יחידה של המיקרוטובולין הוא חלבון הטובולין שהוא הטרו דימר של שני תתי יחידות. אלפא וביתא טובולין.
נבנות ציונריות, מפירוק וטעינה של GTP.
צינור אחד בנוי מ13 צינוריות קטנות.
צד חיובי ביתא יבצע את ההידרוליזה, בעוד שצד אלפא יהיה כלוא בין שני תתי היחידות.
השרשרת שנוצרת היא פולרית, צד אחד אלפא וצד שני ביתא.
מבנה הצינוריות יציב כאשר בצד החיובי (ביתא) יש GTP ולא GDP
אלפא טובולין
תת יחידה שבונה את ההטרודימר טובולין. אבן הבניין של המיקרוטובולי. בעל אתר קליטה של קו אינזים GTP.
הקו אינזים נכלא בין שני תתי היחידות לכן לא עובר הידרוליזה.
ביטא טובולין
תת יחידה שבונה את ההטרודימר טובולין. אבן הבניין של המיקרוטובולי. בעל אתר קליטה של קו אינזים GTP.
GTP עובר הידרוליזה, חשוף לחוץ
הידרוליזה- תהליך הידרוליטי
היא תגובה/תהליך כימי בו מולקולה נחלקת לשניים
שהיא מגיבה עם מולקולת מים.
פרוטופילמנט
תהליך הבנייה של סיב אחד= שרשרת מקרוטובולי
צנטרוזום
קומפלקס עשיר בחלבונים, מצוי בתאים. ממנו המקרוטובולי יכולים לצאת באופן מסודר ומאורגן.
בנויים משני צנטריאולים שתפקידם לייצב את המבנה החלבוני הזה.
תפקיד הקומפלקס הוא לזרז את יצירת המקרוטובולי
GTP CAP
איזור ביתא בו לא התבצעה הידרוליזה עדיין, זאת אומרתף הבנייה ממשיכה.
אורכו מגדיר את מצב הבנייה של הצינורית במיקרוטובולי
מיוזין
חלבון תנועה-
בעל מרכיב מוטורי ומרכיב סיבי, מסוגל לנוע על אקטין
קינאזין ודיאנין
חלבוני תנועה (זזים על המקרוטובולים) לצדדים מנוגדים
תנועת הליכה של חלבונים
בכל רגע נתון חלק אחד של החלבון מחובר לסיב והחלק השני נזרק קדימה ונתפס על ההמשך וכך הלאה )קינאזין + דיאנין( הקינאזין נע לכיון הפלוס - רחוק מהגרעין והדיאנין נע לכיון המינוס - אל הגרעין.
תנועת שוט\ דחיפה
בה יש גישור מכת כוח שדוחפת את הסיב החוצה מאותם החלבונים )מיוזין( המיוזין נע לכיון החיובי של האקטין - רחוק מהגרעין.
