קיפול חלבונים

Question 1

פרדוקס לווינטל

Answer 1

בהינתן חלבון ולא 100 חומצות אמינו , כאשר בכל עמדה יש 3 קונפורמציות אפשרויות וזמן דגימה של כל אחת זה 3 פיקו שנייה יקח זמן מאוד גדול ולדגום את הכל ולכן חלבון לא דוגםן את כל האפשרויות אלא מוכוון לקונפורמציה אידיאלית עבורו.

Question 2

האם יש קונפורמציה טובה אחת ?

Answer 2

לא , יש כמה טובות ויש כאלו שעוזרות לחלבון להגיע לטובה ביותר וכאלו שמרחיקות אותו מזה.

Question 3

מספר של קונפורמציות טובות תורם ל

Answer 3

רצפים שונים להתקפל לאותו מבנה וככה עוזר למורכבות של הטבע

Question 4

למה יש כמה קונפורמציות טובות בטבע ?

Answer 4

בגלל שיש הרבה רצפים שמתקפלים לאותו מבנה בלתי אפשרי להתחשב בכל האילוצים שזה יוצר אם המסלול מישורי . לכן צריך “ להתחשב באחרים” ולעבור דרך אנרגטית שאינה חלקה לחלוטין

Question 5

מה השפרונים עושים?

Answer 5

פותחים קיפול של החלבון ומאפשרים לו להתקפל מחדש וככה מסייעים לו לעלות על אחת מגבעות האנרגיה שבמרחב הקונפורמציות ולרדת מהר יותר למצב האנרגטי המועדף

Question 6

Principle of Minimal Frustration

Answer 6

חלבון הולך אנרגטית למסלול הקיפול הכי פחות מורכב ומתסכל.

Question 7

כיצד ניתן לחקור את העיקרון
Principle of Minimal Frustration
בצורה ניסויית

Answer 7

-End - to End Vector
השתלת סמנים פלוראסנטיים כל קצוות הפפטיד ומדידת השינוי במרחק בניהם
-Gyration of Radius
ממוצע של מרחק בין מרכז המסה של החלבון ובין נקודת הקצה שלו , אפשר ככה לתאר עד כמה החלבון קומפקטי

Question 8

End - to End Vector

Answer 8

בהתחלה החלבון לא מקופל והממס מתפזר עליו באופן נרחב. עם התקדמות הקיפול ההתפלגות מצטמצת . וככה ניתן להבין איך הוא מתקפח ואם הוא עובר את הקריסה ההידרופובית בהתחלה או מאוחר יותר.

Question 9

איך החלבון מתחיל את הקיפול ?

Answer 9

קריסה הידרופובית

Question 10

מה המהירות של תהליך הקיפול?

Answer 10

זה משתנה לפי כמות הגבעות האנרגטיות שעל החלבון לעבור , ככל שיש יותר זה מאט אותו.

Question 11

מה קורה אם החלבון נתקע בדרך לקיפול?

Answer 11

לפעמיים יש מצב שהוא לא פונקציונלי וצריך לעבור איזשהו שינוי כדי להתקפל למצב הפונקציונלי

Question 12

מה זה חוק בולצמן?

Answer 12

עעל שהאנרגיה של מצב מסויים קטנה יותר הסיכוי למצוא את המוקלקולה במצב הזה גדולה יותר

Question 13

מה אומר סיכוי גבוה יותר למצוא מולקולה במבנה הנטיבי לעומת מצבים אחרים?

Answer 13

כלל שהיחס הזה גדול יותר המולקולה יציבה יותר

Question 14

מה האנרגיה של קונפורמצית מצב עבר ?

Answer 14

בעלת אנרגיה הגבוהה ביותר במסלול הקיפול של החלבון

Question 15

למה קשה לחקור את קונפורמצית המעבר של חלבון ?

Answer 15

זמן החיים שלה קצר

Question 16

Two -State Folders

Answer 16

חלבונים עם מצב מעבר אחד בין שני מצבי קצה
במצב הזה החלבון יכול “ לראות” את מצב המעבר משני מצבי הקצה שלו .

Question 17

מה השלב הארוך ביותר בקיפול?

Answer 17

מצב המעבר של החלבון

Question 18

Collision - Diffusion

Answer 18

מודל שאומר שיש צורך ביצירת המבנים השניוניים ולאחר מכן יש דחיסה של החלבון

Question 19

Nucleation - Condensation

Answer 19

מודל שאומר שקודם נוצרת הליבה ההידרופובית ואחרי זה המבנה השניוני

Question 20

Contact Order

Answer 20

מדד שמתאר עד כמה שתי עמדות קרובות זו לזו במבנה קרובות זו לזו ברצף.
ערך גבוה מראה על קשרים בין אטומים רחוקים ברצף

Question 21

האם ה
Contact Order
משפיע על מהירות הקיפול?

Answer 21

כן , ככל שחלבון עם ערך נומך יותר הוא עם מהירות קיפול גבוה יותר

Question 22

Intermediate State

Answer 22

חלבונים עם מצבי ביניים שבהם הם נתקעים. זה עושי להימשך הרבה זמן . זה אומר שלחלבון לוקח הרבה זמן להתארגן ולמצוא את הקיפול הסופי שלו .
זהו מצב קומפקטי למחצה

Question 23

Molten Globule

Answer 23

מצב מקופל למחצה והוא גם קומפקטי למחצה
Intermediate State

Question 24

מה אומר ה
Molten Globule
על איזה תאוריית קיפול נכונה יותר ?

Answer 24

לפי חוקרים ,המבנים האלו מעידים על זה שיש קודם קריסה הידרופובית ורק אחרי זה מתחיל החלבון להתארגן
Nucleation - Condensation

Question 25

Hydrogen Exchange

Answer 25

דרך לזהות אזורים המתקפלים ראשונים. לוקחים חלבון ומוסיפים לתמיסה מימית בה הוא נמצא במים כבדים . ע םהזמן הדיוטריום מחליף את המולקולות מימן בחלבון וניתן לראות מתי החלבון מחליף את המימנים האלו. חלבון שמקופל היטב החלבונים בליבה יהיו מוגנים יותר ויקח יותר זמן , לעומת זאת המימנים באזורים החשופים יוחלפו מהר יותר . בדוקים את המימנים בNMR או ספקטרומטריית מסות

Question 26

איך משתמשים בHydrogen Exchange בשביל ללמוד על מצב הבניים ?

Answer 26

מתחילים קיפול של חלבון במים רגילים ואחרי כמה זמן מעבירים למים כבדים. ככל שהעברה תהיה מוקדמת יותר החלבון יהיה כבד יותר ויותר ממנו יהיה במצב הבניים . ככל שהעברה מאוחרת יותר החלבון קל יותר

Question 27

האם חלבונים עם אותו מבנה סופי מתקפלים באותו המסלול?

Answer 27

לא

Question 28

מוטציות יכולות לשנות את מהירות החלבון ?

Answer 28

כן , יש כאלו שיכולות לגרום לקיפול מהיר פי 10

Question 29

למה באבולוציה לא היה סלקציה למוטציות שמקפלות את החלבון מהר יותר ?

Answer 29

יכול להיות שהמוטציות הן בעמדות חשובות לפעילות או שמהירות הקיפול לא משנה לתפקוד של החלבון

Question 30

האם אפשר לחקור את מצב הבניים אותו דבר כמו מצב המעבר ?

Answer 30

לא כי מצב הבניים מאוד לא יציב וזמן החיים שלו קצר יותר

Question 31

איך חוקרים את מצב הבניים ?

Answer 31

Phi Analysis

Question 32

Phi Analysis

Answer 32

אפשר על ידי הסתכלות על Two -State Folders עושים מוטציה במצב המעבר ( אם היא מגדילה את הפרש האנרגיה בין המעבר ללא מקופל אז יהיה קצב איטי יותר של הקיפול ) ולפי ההפרש הזה אפשר לדעת את מידת ההשפעה של אותה המוטציה על מצב המעבר . מסתכלים משני הכיוונים מהחלבון הלא מקופל לקיפול ומהמקופל להתרה שלו

Question 33

phi

Answer 33

היחס בין השפעת המוטציה על מצב המעבר ובין השפתה על המצב הנטיבי

Question 34

phi=1

Answer 34

פגיעה במצב המעבר ובחלבון הנטיבי אומר שיש השפעה על יציבות החלבון במוטציה הזו

Question 35

phi=0

Answer 35

פגעה במצב המעבר אבל לא בחלבון הנטיבי ואז זה מוטציה שלא חשובה לקיפול של החלבון