מבוא

Question 1

מי זכה בפרס נובל על דנמיקה מולקולרית

Answer 1

מרטין קרפלוס , מיכאל לונטין , אריה ורשל

Question 2

מה זה דנמיקה מולקולרית ?

Answer 2

אפשר באמצעות פונקציה של אנרגיה לכל אטום לחשב מתי הוא מגיע למצב אנרטי מינמלי ומה המחיר שעליו לשלם כאשר הוא עוד לא נמצא בו

Question 3

מי קיבל פרס נובל על Display Phage

Answer 3

פרנסיס ארנולד , גורג סמית ו גורגי וינטר

Question 4

CPK

Answer 4

צביעה סטנדרטית של אטומים בה אטום חנקן הוא כחול , חמצן הוא אדום ומימנים בלבן ( הפחמנים משתנים כתלות במספר השרשראות אליהן מסתכלים)

Question 5

Display Phage

Answer 5

על ידי בדיקת היקשרות של חלובנים לחלבוני הפאג שהוא מאוד ספציפי אפשר לבדוק ולבודד חלבונים ולבנות ככה ספריית פאגים ולגלות חלבונים חדשים שקושרים בעילות חלבונים חארין.

Question 6

איך נוצר קשר פפטידי?

Answer 6

קשר מישורי שנוצר על ידי תגובת דהידרציה - שחרור מולקולת מין

Question 7

שלד החלבון

Answer 7

שני פחמנים , חמצן והחנקן שבכל חומצה אמינית שעושים את הקשר הפפטידי .

Question 8

האם כל חלבון דורש עזרה בקיפול ?

Answer 8

לא , יש כאלו שכן אבל יש הרבה חלבונים שבהם כל המידע הדרוש בקיפול נמצא בתוך רצף חומצות האמינו

Question 9

על ידי מה נקבע קשר החלבון ?

Answer 9

קשרים לא קוולנטים

Question 10

מה היא אנרגיה של כל קונפורמציה מבנית ?

Answer 10

סכום של אנרגיות הנובעות מאינטרקציה בין כל שני אטומים הקרובים זה לזה במרחב

Question 11

האם בהנחה היא שקשרים קלוונטים לא מתשנים תוך כדי הקיפול של החלבון?

Answer 11

כן

Question 12

אילו קשרים משתנים במבנה החלבון ?

Answer 12

קשרים לא קוולנטים , ואן דר וואלס

Question 13

איך יודעים את רמת יציבות החלבון ?

Answer 13

כמה הקונפורמציה הנטיבית יציבה בודקים את זה על ידי חימון החלבון . ככל שהחלבון יציב יותר תידרש יותר אנרגית חימום כדי שהוא יעבור מהקונפורמציה הנטיבית שלו וידגום קונפורמציות אחרות.

Question 14

אנרגיה שלילית ככל הניתן בקונפורמציה נטיבית תגרום ל

Answer 14

חלבון יציב יותר

Question 15

ממה מורכבת אנרגיה חופשית שמתשחררת בקיפול חלבון ?

Answer 15

אנתלפיה ואנטרופיה

Question 16

כדי להגיע לאנרגיה חופשית שלילית נרצה

Answer 16

אנתלפיה גבוה ככל האפשר ( אינטרקציות חזרות יותר בין האטומים) ופגיעה קטנה ככל האפשר באנטרופיה ( היא יורדת כתוצאה מקיפול של החלבון ונרצה שהיא תרד כמה שפחות)

Question 17

איך משפיע חימום החלבון על האנרגיה החופשית שלו ?

Answer 17

חימום החלבון גורם לעליית משקל האנטרופיה באנרגיה החופשית מה שמוריד את יציבותו של החלבון

Question 18

למה בקיפול החלבון האנטרופיה יורדת אבל האנרגיה החופשית שלו עדיין יורדת ?

Answer 18

בקיפול החלבון יש ירידה באנטרופיה של המים שמסביבו . מכיוון שחלבון שלא מקופל מכיל חלדקים הידרופוביים שפונים לעבר המים , דבר שגורם ליצירת פאזה מימית נפרדת מהחלבון ולאנטרופיה נמוכה . כאשר החלבון מתקפל רק האזורים ההידרופיליים פונים לעבר המים , מה שגורם לפיזור המים על פני שטח החלבון - גורם לעלייה משמעותית באנטרופיה שלהם וזה מאפשר מבחינה תרמודינמית את הקיפול שלו.

Question 19

אילו אינטראקציות גורמות לאנתלפיה

Answer 19

קשרי מימן , קשרים יוניים ( בין מטענים) וקשרי ואן דר וואלס שהם נוצרים בתוך החלבון באזורים שאינם נמצאים במגע עם המין והם חלשים מאוד , אבל הם נוצרים בים כל האטומים ( מספרם גדול ) ולכן זה מקנה להם השפעה משמעותית

Question 20

מה זה רדיוס ואן דר וולס ?

Answer 20

התגלה על ידי חוקרים שזכו בפרס נובל ב 2013 , יש פונקצית אנרגיה שתלוייה במרחק בין שני אטומים , היא תקבע מתי האטומים נמצאים במרחק אידיאלי זה מזה ( באנרגיה נמוכה ביותר ) . ישנה משיכה כתוצאה מדפולים רגעיים ודחיה . המינימום של הפונקציה הזו הוא המרחק האידאלי שהוא רדיוס ואן דר ואלס.

Question 21

מה הרדיוס ואן דר ולס של חלבון יציב באופן אידאלי ?

Answer 21

הוא המרחק בין שני כל האטומים

Question 22

מה זה קשר ואן דר וולס ?

Answer 22

מקור הכוחות הוא הכוח האלקטרומגנטי בין החלקיקים המרכיבים אטום אחד לבין החלקיקים המרכיבים אטום אחר. באופן ספציפי, מדובר על אינטראקציות דיפול בין שני האטומים או מולקולות. אלו הם קשרים חלשים יחסית

Question 23

קשרי מימן

Answer 23

קשר מימן (או גשר מימן) הוא קשר כימי בין-מולקולרי קוטבי, הנוצר בין אטום מימן — המחובר בקשר קוולנטי קוטבי עם אטום אלקטרושלילי של חנקן (N), פלואור (F) או חמצן (O) — לאטום מאותה הקבוצה (N,O,F) במולקולה אחרת. בתוך מקרומולקולות, כגון חלבונים וחומצות גרעין, הקשר יכול להתקיים בין שני חלקים של אותה המולקולה. הקשר בין אטום המימן לאחד מאטומי N,O,F נוצר באמצעות קשרים בין מטענים חלקיים (דיפולים) נגדיים, כאשר המטען החלקי החיובי של אטום המימן נמשך למטען החלקי השלילי הנגדי, אשר נמצא באזור האטום האלקטרושלילי במולקולה אחרת. קשרי מימן הם הקשרים הבין-מולקולריים החזקים ביותר, אבל חלשים בהרבה מקשרים יוניים, מתכתיים וקוולנטיים.

בנוסף הם בעלי כיווניות מסויימת וזווית אופטימלית. בגלל זה הם קשרים ספציפים יותר - ליצירת קשר מימן האטומים צריכים להתאים את עצמם מבחינת זווית והן מבחינת מרחק.

Question 24

קשרים יוניים

Answer 24

קשרים אלקטרו סטטים בין מטעינים . ישנן מספר חומצות אמינו טעונות - ארגנין , ליזן והיסטדין במטען חיובי וגלוטמט ואספרטט במטען שלילי . אלה אינטרקציות חזקות מאוד אבל הן תלויות בסביבה : בסביבה מימית ישנן מיסוך של האינטרקציה ולכן היא נחלשת בעוד שבליבת החלבון היא תהיה חזקה במיוחד.

Question 25

אינטרקציות ארומטיות

Answer 25

מסביב לטבעת ארומטית יש אלקטרוני פיי שמטעם שלילי ופעמים רבות ניתן לראות חומצות אמינו חיוביות שיוצרות עמם אינטרקציה

Question 26

מה זה האפקט ההידרופובי

Answer 26

מוריד את מספר האינטראקציות של המים עם משטחים הידרופוביים בחלבון , כך שהם מתפזרים והאנטרופיה שלהם עולה .

Question 27

במה משתמשים היום לניבוי מבנה של החלבון ?

Answer 27

במודלים סטטיסטים כי קשה מאוד ליצור מודל מבוסס דינמיקה מולקולאית שמערב השפעה של המים

Question 28

Area Surface Accessible

Answer 28

שטח החלבון שפונה כלפי חוץ

Question 29

כיצד נחשב Area Surface Accessible?

Answer 29

ניקח נקודה בגודל של מולקולת מים ונעביר אותה על פני החלבון . כל נקודה בה מרכז המסה התאירוטי של המים עובר מהווה משטח גלוי וניתן לדעת עם אילו אטומים המים באים במגע ואילו לא.

Question 30

האם מולקולת מים יכולה לעבור מהשטח של החלבון לליבה ?

Answer 30

בחלבון יציב לא

Question 31

מי פתר את מבנה החלבון הראשון ?

Answer 31

קנדרו ב 1958

Question 32

איזה חלבון ראשון נפתר מבחינת המבנה שלו ?

Answer 32

מיוגלובין

Question 33

מה נאמר על המבנה החלבון הראשון שנפתר ?

Answer 33

מאוד סימטרי וחסר תבנית קבועה

Question 34

חלבון מורכב מ

Answer 34

שלד קוטבי ושיירים צדדים

Question 35

איך אפשר לדחוס בליבת החלבון הרבה אטומים הידרופוביים שהם קוטיביים?

Answer 35

יש נטרול של הקוטביות של האטומים באמצעות קשרי מימן בניהם , וזה על ידי מבנים שניונים. במבנים האלו השלד מסתדר כך שכל אטום קוטבי מחובר לאטום קוטבי אחר על ידי קשרי מימן וכך נוצר מבנה שבמרכזו אין קטוביות והינו סימטרי.

Question 36

מי חזה את האלפא הליקס

Answer 36

לינוס פאולינג

Question 37

מה המבנה של האלפא הליקס ?

Answer 37

השלד הפנימי לא קוטבי בעוד שני הקצוות כן כי אין מה שינטרל אותם. אחד מהם טעון . גופו הידרופובי ובו ישנה סימטריה סיבובית של קשרי מימן בערך 3.6 חומצות אמינו לסיבוב חיובית והשני שלילית והם יכולים להיקשר למטענים אחרים.

Question 38

Capping Helix

Answer 38

שובר את מבנה ההליקס . זהו שייר של חומצת אמינו בקצה של ההליקס שיכול ליצור קשר מימן ויכול להתחרות עם השלד וליצור קשר כזה עם שייר של חומת אמינו סמוכה.

Question 39

מה זה זווית דהדרלית ?

Answer 39

זווית בין מישורים, קרי בין 4 אטומים. מגדירות את דרגות החופש של החלבון. מגידרות את המיקום היחסי של חומצות אמינו ביחס לאחרות

Question 40

זווית קשר פפטידי אומגה

Answer 40

יכולה לקבל רק שני ערכים 0 ( קשר ציס ) או ( קשר טראנס) 180 פרולין היחידה שנמצאת בציס

Question 41

זווית Phi

Answer 41

מגדירה היכן הפחמן הקרבוקסילי נמצא ביחס לזה שקדם לו

Question 42

זווית psi

Answer 42

מגדירה היכן היחנק נמצא ביחס לחנקן הקודם

Question 43

omga + phi + psi

Answer 43

זוויות שלפיהן אפשר להגדיר חלבון שלם

Question 44

Plot Ramachandran

Answer 44

האפשרויות של הזוויות psi & phi שיכולות להיות בקשר בין חומצות אמינו

Question 45

בטא שייט

Answer 45

השיירים פונים כלפי מעלה ומטה מהמשיור לסירוגים מכיל קשרי מימן אבל שלא בעמדות קרובות ברצף אלא נמצאות בסטרנדים שונים

Question 46

בטא שייט מקבילי

Answer 46

כל סטרנד הסמוכים הם באותו הכיוון , מה שאומר ששרשרת חומצות האמינו צריכה לבצע סיבוב גדול בכל פנייה וזה דורש הרבה יותר מקום

Question 47

בטא שייט לא מקבילי

Answer 47

כל סטרנד המרכיב אותו נמצא בכיוון ההפוך וזהוי הדרך העדיפה על מנת ליצור בטא שייט קומפקטי קשרי המימן ישרים לחלוטין ולא 120 מעלות כמו בדרך כלל

Question 48

זווית קשרי מימן

Answer 48

בדרך כלל 120 מעלות

Question 49

בטא שיט משולב

Answer 49

יש כאלו שהם משלבים גם מקבילי וגם לא מקבילי אבל הם בדרך כלל לא יציבים

Question 50

לופים

Answer 50

מגדירים את המבנה השלישוני ומחברים אזורים שניוניים לרוב פונות כלפי חוץ החלבון ופעמיים רבות מכילות אזורים פונקציונלים שלו

Question 51

Loops Hairpin

Answer 51

הלופים הקצרים ביותר ומחברות בין בטא שייט לא מקבילים . ותמיד יש גליצין באחת העמדות שלהן עקב הגמישות שהיא מקנה .

Question 52

Key Greek

Answer 52

מוטיב הלופים הכי נפוץ בנוי משני סטרנדים הפוכים קרובים שנשקשרים לשני סטרנדים קרובים שאינם באותה כיווניות : קל לקלפ אותו ולכן הוא נפוץ

Question 53

Beta - Alpha - Beta

Answer 53

מופיע בבטא דיט מקבילי ובנוי מהליקס שמחבר בין שני סטרנדים. ניתן לראות ששהליקס לא נמצא באותו המישור כמו הסטרנד וזאת עקב תבנית הקיפול שלו

Question 54

Barrel TIM

Answer 54

בנוי מליבה שמסביבה הליקסים , בעל מעל ל 50 פונקציות שונות והוא קיים במספר רב של חלבונים. בנוי ממוטיב של בטא-אלפא-בטא שחוזרים על עצמם במרכזו חומצות אמינו הידרופוביות ובצדו החיצוני חומצות אמצינו קוטביות

Question 55

Diffraction Ray - X קריסטלוגרפיה

Answer 55

מוצאים תנאים שבהם החלבון הופך לגביש ומקרינים עליו קרינה X . הגביש יגרום לפיזור הקרן לכיוונים שונים ומדגם הפיזור שלה ניתן להסיק את המבנה. לאחר מכן יוצרים דגם פיזור תיאורטי ומשווים אותו לדגם הפיזור שהתקבל מהחלבון שלנו. זוהי שיטה מדויקת מאוד , ומעידה הן על מיקום האטומים והן על האזורים פחות מסודרים בגביש. החיסרון של השיטה הוא שלא כל חלבון יכול להתגבש , ואם כן זה לאו דווקא בפונפורמציה שהנטיבית שלו.

Question 56

Factor - R

Answer 56

קובע את איכות הקריסטלוגרפיה -היחס בין צפיפות האלקטרונים שהתקבלו בניסוי ובין צפיפות האלקטרונים שאמורות להתקבל באופן תיאורטי מהמבנה שהוסק מהקליסטלוגרפיה .

Question 57

Kendrew ו - Perutz

Answer 57

קיבלו פרס נובל על שיטת הקריסטלוגרפיה

Question 58

NMR

Answer 58

מכניסים את החלבון לשדה מגנטי שמסדר את ה spin של כל האטומים בואתו הכיוון , לפי או]ן בו הם מתארגנים מחדש אפשר להסיק את הזווית בין האטומים השונים , את סוגם ואת מיקומם. חשוב לציין שניתן לעשות את התהליך רק עם חלבונים בתמיסה ( שמסתבר שהינם דומים מאוד למבנים מגובשים) . בניגוד לקליסטרלוגפיה NMR ניתנת מידע רב יותר על איזורים שאינים מסודרים . כמו כן אפשר לזהות קונפורמציות שונות של אותו חלבון בשלבים שונים של פעילות קטלית

Question 59

איפה אפשר למצוא מידע על איזורים לא מסודרים בצורה טובה יותר קריסטלוגרפיה או NMR

Answer 59

NMR

Question 60

Microscopy Electron - Cryo

Answer 60

מקפיאים את החלבון ומפציצים אותו באלקטרונים ומצלמים תמונות מיקרוסקופיות. כל תמונה נלקחת מאורנטצייה שונה של החלבון ושילובן ביחד מאפשר להסיק את המבנה של החלבון כולו. שיטה זו יעילה בעיקרון לפתרון של חלבונים גודלים , אותם קל יותר לראות . היום השיטה הזו מתפתחת יותר ויותר . החיסרון של השיטה הוא הצידו שדרוש לה - הוא יקר וקשה לתחזק אותו . מבחינת רזולוציה היא אמנם הולכת ומשתפרת אבל עדיין לא טובה יותר מזו של הקריסטלוגרפיה.

Question 61

חלבוני אלפא

Answer 61

חלבונים שבנויים מאלפא הליקסים , בממברנה , סיביים רבים ( כמו קרטין ומיוזין) וכן חלבונים שעוברים דימריזציה

Question 62

coiled-coil

Answer 62

חלבוני אלפא שיוצרים אינטרקצה בין שני הליקסים צפופים מאטד המלופפים זה בזה . סיבוב שלם בהם הוא 3.5 חומצות אמינו וכל 7 חומצות אמינו פונות לאותו הכיוון בדיוק. זוהי הצורה היציבה ביותר משום שהיא מאפשרת ליצור שני הליקסים שעוברים אינטרקציה חזקה מאוד בניהם.

Question 63

Bundles Helix

Answer 63

מבנה נפוץ של 4 אלפא הליקסים שמשמשים באופן תדיר בהנדסת חלבונים

Question 64

Fold Rossman

Answer 64

מבנה של בתא שיט שבו שזורים אלפא הליקסים , מבנה יציב מאוד ומאפשר פונקציות שונות עבור ה לופים שבין המבנים השינוניים

Question 65

Barrels Beta

Answer 65

נפוץ בממברנה החיצונית של חיידקים

Question 66

Propellor

Answer 66

בנוי ממספר להבים שמסתדרים יחד לחלבון שלם ומייצבים אותו כך שהאתר הפעיל בנוי מלופים שבניהם

Question 67

Prion

Answer 67

בעלי נטיה ליצור בטא שיטים לה יש קצוות חשופי כך שהחלבון יכול לעבור אגרגציה בתא ולגרום למחלות נוירו-דגנרטיביות . לחלבונים אלה יש קונפורמציות כאשר חלבון אחד בעל קונפורמציה המאפשרת אגרגציה יגרום לחלבונים אחרים סביבו לאמץ את הקונפורמציה הזו גם הם