ביוכימיה 1 רשף

Question 1

נוסחה של פחמימות

? איך מסווגים הפחמימות

? דו סוכר

?מהי מולקולה הכי שופעת

? Glycans מי הם

רב סוכרים -למה משמשים

Answer 1

C(n)H(2n)O(n)

סיווגם נגזר ממספר הפחמנים או ממיקום הקבוצה הקרבונילית (קטוזות מול אלדוזות) כ

שתי מולקולות סוכר המחוברות בקשר גליקוזידי , הנוצר ע”י ריאקציית דחיסה תוך יצירת מולקולת מים לדוגמא לקטוז(מורכב מגלוקוז וגלקטוז) וסוכרוז מורכב (מגלוקוז ופרוקטוז) כ

המולקולה הכי שופעת =פחמימות

פולי סכרידים בעלי תפקיד מבני והגנתי בדופן של צמחים וחיידקים.כמו

Glycans

גם ברקמת חיבור של בעלי חיים ממערכת

animalia

חלק מהרב סוכרים משמש כחומר סיכוך במפרקים של בעלי חוליות,וחלק אף משמשים כאמצעי תקשורת וזיהוי ואף כמולקולת דבק בין תאים שונים באורגניזם רב תאי.

Question 2

צלולוז לניארית או מסועפת ? ממה מורכבת

ממה מורכב?

המושג

glycoconjugate

Answer 2

צלולוז=מולקולה לניארית מורכבת מיחידות חוזרות של

D-glucose

המושג מתאר הדבקה של רב סוכרים ,לעיתים מסועפים , לחלבונים או לפידים במטרה לטרגט את החלבון או הלפיד למיקום רלונטי בתא

Question 3

מה הם המולקולות נחש

תנסה גם לתת שם

Answer 3

פתרון

Question 4

תנסו לזכור את שמות של המולקולות

Answer 4

תשובה

Question 5

?מה הם השמות של המולקולות ומי אפימר של מי

?מה זה אפימר

Answer 5

תשובה בציור

D

אפימר =סוכרים מסוג

הנבדלים ביניהם סביב פחמן כיראלי יחיד שאינו הפחמן הרחוק ביותר מהקרבונילL או

גלוקוז אפימר של מאנוז

גלוקוז הוא אפימר של גלקטוז

אבל גלקטוז ומאנוז אינם אפימרים כי נבדלים בשני פחמנים

Question 6

?בסביבה מימית מונוסכרידים האם מונו סכרידים נוטים ליצור מבנה טבעתי

?מה זה פיראנוז

?מה זה פוראנוז

Answer 6

כן מונוסכרידים נוטים ליצור מבנה טבעתי

פיראנוז-טבעת המכילה 6 מרכיבים , אחד מהמרכיבים הוא חמצן.

פוראנוז- טבעת המכילה 5 מרכיבים , אחד מהמרכיבים הוא חמצן

Question 7

?כיצד שרשרת הסוכר הופכת למבנה טבעתי

Answer 7

ריאקציה בין כוהל (בעלת קבוצת הידרוקסיל) לקטון או אלדהיד (בעלי פחמן קרבונילי) כ

ההידרוקסיל בעל 2 זוגות אלקטרונים לא קושרים משמש כנקלאופיל מצוין התוקף את הפחמן הקרבונילי המשמש כאלקטרופיל

במקרה של אלדהיד נוצר מבנה הקרוי המי-אצטאל ובמקרה של קטון נקבל המי-קטאל

אם נחזור את הראקציה ונוסיף קבוצה כהלית נקבל אצטאל וקטאל

Question 8

בתמונה רואים ריאקציה בין כוהל (בעלת קבוצת הידרוקסיל) לקטון או אלדהיד (בעלי פחמן קרבונילי).ההידרוקסיל בעל 2 זוגות של אלקטרונים לא קושרים משמש כנוקלאופיל מצוין התוקף את הפחמן הקרבונילי המשמש כאלקטרופיל

במקרה של אלדהיד נוצר מבנה הקרוי המי-אצטאל ובמקרה של קטון נקבל המי-קטאל

אם נחזור על הריאקציה ונוסיף קבוצה כהלית נוספת נקבל אצטאל וקטאל.

הסבר על הריאקציה

Answer 8

בתמונה מימין ניתן לראות את המנגנון הכללי של הריאקציה ואילו בתמונה משמאל ניתן לראות כיצד המנגנון מוביל ליצירת גלוקו-פרינאוז .גלוקוז הוא כמובן אלדהיד .כאשר ההידרוקסיל של פחמן חמש מבצע התקפה נוקלאופילית על הפחמן הקרבונילי נוצר בעצם המי-אצטאל .שימו לב שבריאקציה זו לא נפלטת מולקולת מים.
של סוכר נוסף ונעבור מהמי-אצטאל לאצטאל מלא - נקבל בעצם

OH

אם נעשה ריאקציה עם קבוצת קשר גליקוזידי בין שני סוכרים .בריאקציה כזו דווקא כן נפלטת מולקולת מים.

נחזור רגע לתמונה השמאלית שימו לב שבמהלך ריאקציה נוצר מרכז כיראלי חדש, פחמן מ”ס 1 המכונה הפחמן האנומרי והוא יכול להיות באורינטציה אלפא או ביתא.

6 אנומר אלפא- קבוצת ההידרוקסיל מתרחקת מפחמן מס

אנומר בטא - קבוצת ההידרוקסיל קרובה לפחמן 6

Question 9

? מה זה

mutarotation

Answer 9

זהו מצב בו לזמן קצרצר נפתח המבנה הטבעתי ונסגר מחדש תוך מעבר מאוריינטציה אלפא לבטא או להיפך .כך למשל תמיסות המכילות רק בטא או רק אלפא אנומרים של גלוקוז ,יגיעו לשיווי משקל כימי לאחר זמן מסוים ליצירת תערובת המכילה שליש מצב אלפא ושני שליש במצב בטא

כן ,גם התמיסה שהתחילה במצב אלפא תסיים בשיווי משקל כאשר שני שליש במצב בטא

בנוסף לשני המצבים הדומיננטיים ניתן יהיה למצוא בתמיסה רמה זניחה במיוחד של שרשראות לינארית ואף גלוקופיראנוזים, קרי גלוקוז הנסגר לטבעת מחומשת

Question 10

חומצות אמינו משמשות כאבן בניין ל-

? במערכות ביולוגיות חומצות אמינו יהיו מסוג

?בסביבה מימית ח”א יהיו ? ובסביבה ניטרלית הם יהיו

דחיסה :חיבור של 2 ח”א אחת לשניה

שוני בין שיירי

R

Answer 10

חלבונים ופפטידים אבל גם הולכת אותות ויצירת אנרגיה

נמצא חומצות אמינו מסוג

L

בסביבה מימית יהיו לרוב מיוננות ובסביבה ניטראלית יהיו לרוב במצב צוויטריון

ריאקציית דחיסה יוצרת מולקולת מים השוני יהיה ב- בגודל, במטען, החשמלי , במבנה ובקוטביות ואפילו במסיסות של שייר

R

Question 11

סימון מספרי

סימון באותיות יווניות

Answer 11

סימון מספרי: בשיטה זו הפחמן בעל הקבוצה הפונקציונאלית ביותר ושמצוי בקצה המולקולה מקבל את הספרה 1 כך למשל בתמונה של החומצה האמינית ליזין המצורפת לשקף

הפחמן הקרבוקסילי מסומן כפחמן מס 1

מספור הפחמנים האחרים מתבצע בסדר עולה אחורה

סימון באותיות יווניות

פחמן אלפא הוא הפחמן הקרוב ביותר לפחמן הפונקציונאלי המצוי בקצה .כך למשל בתמונה של ליזין המצורפת לשקף

הפחמן הקרבוקסילי המצוי בקצה אינו מקבל איות והפחמן הקרוב

אליו ביותר מקבל את האות “אלפא .”המשך סימון הפחמנים במולקולה

.שימו לב שלמשל לחומצה האמינית ליזין קיימת קבוצה אמינית נוספת המחוברת לפחמן אפסילון ועל כן ניתן לקרוא לה “חומצה אמינית מסוג אפסילון “מאחר וגם פחמן אפסילון מחובר לשייר אמיני

Question 12

?מדד הידרופאתיות מהו

Answer 12

מדד הידרופאתיות -ככל שהוא חיובי יותר כך החומצה האמינית הידרופובית יותר ערך זה נמדד ביחס לחומצות האמינו האחרות

Question 13

?חומצת האמינו הכי כבדה

?חומצת אמינו הכי הידרופובית

?חומצת אמינו הכי הידרופילית

שבע חומצות אמינו בעלי

PKr

פיי-קיי-אר לעומת פי-קיי-2 של טירוזין

?חומצת האמינו הכי שכיחה

?חומצת אמינו הכי נדירה

Answer 13

חומצת האמינו הכי כבדה=טריפטופן

חומצת אמינו הכי הידרופובית=איזוליאוצין

חומצת אמינו הכי הידרופילית=ארגנין

שבע חומצות אמינו בעלי פי-קיי-אר= טירוזין , ציסטאין ,ליזין,היסטדין, ארגנין,אספרטט , גלוטמאט

לטירוזין ה-פי-קיי-אר=10.07 גדול יותר מ פי-קי-שתיים שהוא שווה ל 9.11

חומצת האמינו הכי שכיחה= ליאוצין

חומצת אמינו הכי נדירה = ציסטאין

Question 14

כתוב קיצורים

Glycin

Alanine

proline

Valine

Leucine

Isoleocine

Methionine

Answer 14

Gly G

Ala A

Pro P

Val V

Leu L

Ile I

Met M

קיצור שם של אות אחת : אות הראשונה במילה

גליצין - מכילה 2 פחמנים בלבד ולא כיראלית מאוד גמישה

מתחבר לקצה האמיני שלה R פרולין- שייר

.מכאן יש לה אמין שניוני חומצה קשיחה ומעוותת

איזו ליאוצין -איזומר מבני של ליאוצין הכי הידרופובית

Question 15

חומצות אמינו ארומתיות

Phenylalanine

Tyrosine

Tryptophan

Answer 15

Phy F

Tyr Y

Trp W

טירוזין

קבוצת ההידרוקסיל של טירוזין מתייננת במקרה הספציפי הזה היא בגלל הרזוננס המייצב את המטען השלילי שנוצר לאחר מסירת הפרוטון (בדומה למה שקורה בקרבוקסילים)בנוסף קבוצת ההידרוקסיל של טירוזין יכולה ליייצר קשרי מיימן סביר למצוא חומצה אמינית זו באתר הפעיל של החלבונים

פנילאלנין הכי הידרופובית מכל הארומתיות בגלל ההידרוקסיל של של טירוזין והחנקן של טריפטופן

טריפטופן - הכי כבדה

Question 16

Serine

Threonine

Cysteine

Aspargine

Glutanine

Answer 16

Ser S

Thr T

Cys C

Asn N

Gln Q

R תריאונין -בעלת 4 פחמנים מעניין למצוא כי היא בעלת מרכז כיראלי נוסף בשייר

PKr=8.18 ציסטאין -מימן מחובר לגופרית ולכן מעט חומצית

קשר קוולנטי כאשר נוצר קשר כזה 2 חומצות האמינו קרויות ציסטין SS יוצרת קשרים

PKr אספרגין ,גלוטמין - אינם מתיננות ואין להם

Question 17

חומצות אמינו חיוביות

Lysine

Histidine

Arginine

Answer 17

Lys K

His H

Arg R

“אר” מסומנת באות ,(“אר”-ארגנין -חומצה אמינית בעלת ארבעה חנקנים (שלושה מתוכם בשיירי ה-

הקבוצה החיובית של ארגנין מכונה גם גואדיניום

Guadinium

היסטדין לא לגמרי חיובית משמשת באתר פעיל של אנזימים רבים כתורמת פרוטון או מקבלת פרוטון

Question 18

חומצות אמינו שליליות

Aspartate

Glutamate

Answer 18

Asp D

Glu E

Question 19

מי בולע הכי טוב מבין הארומתיות

Answer 19

טריפטופן בולעת הכי טוב

לאחר מכן טירוזין

ובסוף פנילאלאנין

Question 20

הידרוקסי פרולין איפה קיימת ואיך נוצרת

הידרוקסי ליזין-איפה קיימת ואיך נוצרת

6-N-Methyl-lysine

איפה נפוצה

? גמא-קרבוקסי איפה נפוצה

? דזמוזין נגזרת של איזה חומצה אמינית

? הספרה חלבון חומצה אמינו דזמוזין נפוצה

? ומה יכולת חומצה אמינו דזמוזין זו

מה אתה יודע על חומצה אמינית סלנו ציסטאין

…. חומצות אמינו עוד שכידי לדעת

Answer 20

הידרוקסי פרולין - קיימת בקולגן, עוברת הידרוקסילציה לאחר שהיא כבר חלק משרשרת חלבונית חומצה אסקורבית היא חלק מהתהליך

חומצה אסקורבית = ויטמים סי

הידרוקסי ליזין -הידרוקסילציה על ליזין שהיא כבר חלק משרשרת חלבונית

6-N-Methyl-lysine

נפוצה בחלבון השריר מיוזין

גמא-קרבוקסי -גלוטמאט-מצויה בחלבון קרשית הדם החשוב הקרוי “טרומבין” .משמשת בחלבונים נוספים לקשירת סידן

דזמוזין -נגידר של ליזין -מצויה בחלבון הסיבי “אלסטין” המאפשר אלסטיות לרקמות כמו עורקים, עור וריאה

סלנו ציסטאין - ח”א מיוחדת שיש המחשיבים אותה כחומצה אמינית ה -21 מאחר והקיים בחלבונים ומוסף כחלק אינטגראלי מתן התרגום כאילו הח”א רגילה מתוך ה -20.

השותפים המפריטות את הריאקטיביות של חומצות האמיניות

למשל טירוזין יכולות לעבור לתקשורת של חיבור ריבוז השייך לנוקלאו הראשון ADP ריבוזילציות בסגנון

הפעולה הזו מפחיתה את האקטיביות של טירוזין מאחר וקבוצת ההידרוקסיל שלה עכשיו חסומה

של ליזין ובקריאה לשנות R- ניתן לבצע שנית מתילציה על חנקן בארגנין או אצטילציה על שיי ה

לאחר התוכנית של החומצות האמיניות האלה לאחר שאלו הצטרפו לשרשרת חלבונית

. אורניטין, ציטרולין -משמשות מטבוליטים חיוניים במעגל האוריאה ובמסלול החנקן

Question 21

?אמפוטרי, אמפוליטי

Answer 21

חומצות אמינו הם חומרים אמפוטריים כלומר יש להם קבוצה של חומצה ובסיס

Question 22

לאילו סוגים אפשר לחלק את האיזומרים

?

Answer 22

איזומרים ניתנים לחלוקה ל -2 סוגים ראשיים

איזומרים מבניים

איזמספר מרחביים

איזומרים מבניים

הם היו מרלקיים-סטריואיזרים אחרים הם מתחילים ל -2 סוגים

אננטי ספרים ו-דיאסטריואיזומרים

אפירמרים-דוגמא ספציפית של דיאוסטריואיזומר

Question 23

מי הם איזמטר מבניים

Answer 23

איזומרים מבניים או קונסטיטוציוניים: שני חומרים בשעה סדרה היה שונה. לדוגמה שרשרת פחמימנית המכילה אטום פלואור אחד: אטום הפלואור יכול להחליף את הקצה המולקולה או האמצע, כשאז מתקשרים ושני חומרים שונים בעלי נוסעים מולקולריים זהה (בתמונה: הנוסחה

C3H7F

זהה לשני החומרים). יש דברים מבניים הם תמיד חומרים שונים, בעלי תכונות פיזיקליות (צבע, נקודת רתיחה וכדומה) וכימיות (יכולת להגיב עם חומרים אחרים) שונים

Question 24

? איזמספר מרחביים סטריואיזומרים

Answer 24

.סטריואיזומרים מתחילים לאננטיומרים (תמונת ראי) ודיאסטריואיזומרים

אננטיומרים-תמונת ראי אחד של השני או אפשר להגדירם כשונים בכל המרכזים הכירליים

דיאסטריואיזרים-שונים בלפחות פחמן כיראלי אחד אבל לא כולם

אפימרים סוג של דיאסטריואיזיזרים הנבדלים בפחמן כיראלי אחד בלבד

Question 25

?איך נוצר הקשר הפפטידי

?למה הקשר יציב

?האם קשר פפטידי הוא קשר אמידי

? בילבול בין פוליפפטיד לחלבון

?האם לקשר אמידי יש רזוננס

?האם הקשר הפפטידי מתיינן

?האם פירוק של קשר פפטידי הוא ספונטני

Answer 25

התקפה נוקלאופילית של הקצה האמיני של החומצה

n+1

על הקבוצה הקרבוקסילית

n

זוהי ריאקציית דחיסה

בזכות רזוננס (מול מים יוצא החוצה הידרוקסיל מהקרבוקסיל ומימן מהאמין).כ

כן קשר פפטידי הוא אמידי

פוליפפטיד לרוב מתחת ל-10000 דלטון חלבון מעל

כן יש רזוננס

.הקשר הפפטידי לא מתיינן טעינה של החנקן תבטל את הרזוננס

.כן ,פירוק של קשר פפטידי ספונטני ריאקציה הקסרגונית אך אינרגיית האקטיבציה מאוד גבוה

Question 26

?מהו אספרטיים ומאילו חומצות אמינו הוא מורכב

?כמה ח”א מרכיבות את אוקסיטוצין

?ומאיפה מופרש

?מאיפה מופרש ומה עושה-

TRH

Answer 26

אספרטיים הוא ממתיק מלאכותי המורכב מ-2 חומצות אמינו :אספרטאט ופנילאלנין

.הקצה הקרבוקסילי עובר מתילציה ליצירת מתיל אסטר

אוקסיטוצין מורכב מ-9 ח”א ומפריש מ-ההיפופיזה האחורית

(היא בלוטה קטנה היושבת בבסיס הגולגולת באוכף הטורקי)

TRH

זהו טריפפטיד המיוצר בהיפותלמוס(מבנה קטן במוח הנמצא מתחת לתלמוס ומעל בלוטת יותרת המוח) ואחראי לשפעל את ההיפופיזה הקדמית במוח ולשחרר

תירוטרופין מההיפופיזה הקדמית שהוא הורמון חשוב שאחראי בין היתר לשחרור הורמון התיירואיד מבלוטת המגן.

היא בלוטה השייכת למערכת האנדוקרינית בגוף האדם

הבלוטה מפרישה הורמונים, שהחשובים שבהם הם תירוקסין

(T4)

ותריודוטירונין

(T3).

הורמונים אלו משפיעים על קצב המטבוליזם בגוף, תפקידם לקבוע את קצב המטבוליזם הכללי של הגוף, ולהם השפעה רבה על קצב הגדילה והתפקוד של מערכות רבות בגוף.

Question 27

חלבונים פולימורפיים

Answer 27

חלבונים בהם ניתן למצוא מספר וריאנטיים הנבדלים ברצף זה מזה נקראים חלבונים פולימורפיים

Question 28

?אוליגומר מה זה

?המוגלובין ממה מורכב

Answer 28

אוליגומר=אם לפחות שתיים מהשרשראות הפוליפפטידיות זהות אחת לשניה

והיחידות הזהות יכונו פרוטומרים

.המוגלובין -מכיל 2 שרשראות מסוג בטא -גלובין ו-2 שרשראות מסוג אלפא גלובין

כל שרשרת אלפא מחוברת בקשרים לא קוולנטיים לשרשרת בטא

מכאן שניתן לומר על המוגלובין שהוא טטרמר המורכב מארבע

אך גם ניתן לומר שהוא דימר של הפרוטומרים אלפא בטא sub-units

במקרים מסויימים ולא רבים ניתן ,השרשראות הפוליפפטידיות מחוברות אחת לשניה בקשרים בקשרים קוולנטיים

כך למשל ההורמון אינסולין מורכב מ-2 שרשראות המחוברות אחת לשניה בקשרים דיסולפידיים

Question 29

ממה מורכב Ribonuclease A?

Answer 29

Ribonuclease A

מורכב רק מחומצות אמינו

Question 30

? אינטראקציות הידרופוביות

?אינטראקציות הידרופיליות

?גשרי מלח

?בזכות מי מתרחש קיפול למבנה גלובולרי של חלבון

?איך הם משפיעות

Answer 30

אינטראקציות הידרופוביות - החשובות ביותר מבין האינטראקציות החלשות

עלייה באנטרופיה של המערכת

אינראקציות הידרופיליות-

שיירים פולאריים של חומצות אמינו יגיעו למעטפת החיצונית של החלבון ויצרו קשרי מימן או קשרים אלקטרוסטטיים עם המים. הבעיה התרמודינמית בכך היא שמים מעדיפים ליצר

קשרי מימן עם עצמם, ולכן אינטראקציות הידרופיליות לבדן אינן מספיקות.

גשרי מלח

גשר מלח נוצר כאשר קבוצות טעונות חשמלית במטען הפוך נמשכות אחת לשנייה. גשרים אלו יכולים להיות בעלי אפקט מייצב ואפקט מערער למבנה התלת מימדי של החלבון. בדומה לקבוצות פולאריות לא טעונות, כאשר שני מטענים מנוגדים יוצרים ביניהם קשר אלקטרוסטטי, הם מנועים מליצור קשר שכזה עם המים. כלומר, מצד אחד אנחנו מנועים מליצור קשר עם המים )ולכן זה

מערער את מבנה החלבון( ומצד שני יצרנו קשר אלקטרוסטטי פנים חלבוני )ולכן זה מייצב את מבנה החלבון( – ההפרש בין התרומה והגירעון האנרגטי בשני המקרים מוביל למסקנה שגשרי

מלח יכולים גם להיות מייצבים וגם מערערים למבנה התלת מימדי של החלבון

קיפול למבנה גלובולרי מתרחש בעיקר בזכות עליה באנטרופיה

הקיפול התלת מימדי של חלבונים מתרחש תוך יצירה של קשרים חלשים יחסית בין קבוצות

פונקציונאליות.

Question 31

קשרים די סולפידים

?מה ידוע לך על הקשרים

Answer 31

ניתן למצוא כמייצבים מבנה שלישוני או רבעוני

נדיר למצוא אותם בחלבונים ציטופלסמטיים שכן הסביבה הציטופלסמטית של מרבית התאים נחשבת סביבה מחזרת

בעקבות ריכוז גבוה יחסית של המולקולה המחזרת גלוטטיון עליה נרחיב בשיעורים הבאים

כמעט תמיד קשרי

SS

יימצאו בחלבונים חוץ תאיים, או חלבונים טראנס-ממברנאלים בצד החוץ תאי

כמו כן, נדיר למצוא קשרים אלו גם בחיידקים )למרות שאפשר,( מנגד ארכאה - תרמופילים דווקא מציגים מספר רב מאוד של קשרים די-סולפידיים בחלבונים שלהם

Question 32

?כיצד נקבעת הקונפורציה של המבנים השניוניים

?הקשר בין החנקן האמיני לפחמן אלפא שלו מכונה קשר

?הקשר בין פחמן אלפא לפחמן הקרבוקסילי שלו מכונה קשר

?מהי הזווית הנוצרת מהקשר הפפטידי כולו

? דיאגרמת רמצ’מדראן

ספרו על הדיאגרמה

Answer 32

התשובה היא : תרמודינמית ותלויה בזווית הסיבוב של הקשר הפפטידי והקשרים הקוולנטיים הסמוכים לו

הקשר בין החנקן האמיני לפחמן אלפא שלו מכונה קשר פי

הקשר בין פחמן אלפא לפחמן הקרבוקסילי שלו מכונה קשר פסאיי

קשרים אלו הם קשרים הסמוכים לקשר הפפטידי ואינם מושפעים

מהרזוננס, לכן הם בעלי רוטציה חופשית.

זווית של הקשר הפפטידי כולו נקראת זווית אומגה ומסומנת ב

W

דיאגרמת רמצ‘מדראן: בעצם, הזוויות פסאי ופי יכולות לקבל כל ערך בין 180 ל -180 מעלות, אך רבים מהאפשרויות “נאסרות” בשל הפרעה מרחבית של קבוצות בשרשרת הפולי-פפטידית ואף

של השלד הפולי-פפטידי (המורכב מקשרים פפטידים) דיאגרמת רמצ’מדרן )תמונה מצורפת ( למעשה סוקרת את הערכים האפשריים של פסיי ופי ומציעה מבנים שניוניים שונים לערכים המתקבלים

Question 33

?מה זה מבנה שניוני רגיל

?מה זה מבנה שניוני שאינו רגיל

Answer 33

מבנה שניוני רגיל הוא בעצם מבנה שניוני בו הזוויות של פסיי ופי לא משתנה לאורך אותו סגמנט בשרשרת הפוליפפטידית. מבנים אלו יציבים יוצרים מבנים ברורים ומוגדרים.

מבנה שניוני לא רגיל הוא מבנה שניוני בו הזוויות פסיי ופי משתנו במהלך הסגמנט - בעצם נוצר מבנה פחות יציב ופחות מסודר הקרוי גם

coiling random

Question 34

?איך אלפא הליקס מיוצב

?מי יוצר קשר עם מי

?כל כמה אנגסטרם המבנה חוזר על עצמו

?מכמה חומצות אמינו מורכב הסיבוב בממוצע

?מה המרחק בין 2 פחמני אלפא

Answer 34

מיוצב על ידי קשרי מימן בין קבוצת

C=O

וקבוצת

.N-H

הקרבוניל של חומצה אמינית

X+4

יוצר קשר עם האמין של החומצה האמינית

X

זהו מבנה שניוני רגיל – כלומר יציב וחוזרני. הוא חוזר על עצמו כל 5.4 אנגסטרם.

כל סיבוב מורכב מ3.6 חומצות אמינו בממוצע, מכאן שזווית הסיבוב בין חומצה אמינית אחת להבאה היא 100 מעלות

כמו כן, המרחק בין שני פחמני אלפא הוא בערך 1.5 אנגסטרם

מבנה זה יהיה תמיד בעל נטייה של סליל ימני )עם כיוון השעון,(

מאחר ומבנה של הליקס שמאלי

סיבוב נגד כיוון השעון איננו יציב ועל כן אינו מצוי בחלבונים

שיירי

R

של חומצות אמינו פונים אל חוץ ההיליקס

אנקדוטה מעניינת

כרבע מחומצות האמינו בחלבונים מסודרות במבנה של אלפא-הליקס

?עובדה זו מעלה שאלה -מדוע אלפא-הליקס כ”כ נפוץ

התשובה נעוצה בכך שהמבנה ההליקאלי שלו יוצר שימוש אופטימאלי בקשרי מימן פנימיים

לכל חומצה אמינית יש את הנטייה שלה ליצור אלפא הליקס

נטייה טבעית זו מושפעת בעיקר בקבוצת הR- של כל חומצה אמינית ומהנטייה שלה להשפיע על זוויות פסאיי ופי

Question 35

תכונות אלפא הליקס

?מתי חומצות האמינו שליליות יטו פחות ליצור קשר הליקס

?מתי חומצות אמינו חיוביות יעדיפו ליצור אלפא הליקס

?דיפול של ההליקס

Answer 35

תכונות אלפא הליקס

רצף של מספר חומצות אמינו בעלות מטען חשמלי שלילי ייטו פחות ליצור הליקס

זה “פי-איצ’” כי הם יהיו שליליות ב PH=7 ב

.בשל הדחיה החשמלית

רצף של חומצות אמינו חיוביות )בהקשר זה בעיקר ליזין וארגינין( יעדיף גם הוא להסתדר בהליקס רק ב-pHגבוה כאשר הקבוצות האמיניות שלו ימסרו את הפרוטון ויאבדו את המטען החשמלי החיובי.

בחלק לא מועט מהמבנים ההליקלים ניתן למצוא ששייר R טעון שלילית נמצא בדיוק במרווח של

שלוש חומצות אמינו )כלומר ממש“קומה“מעל( שייר R טעון חיובית כך שנוצרת משיכה אלקטרוסטטית שדווקא מייצבת את ההליקס.תופעה דומה ניתן למצוא בהקשר של חומצות אמינו ארומטיות שגם הן נוטות להימצא ברווח של שלוש חומצות אמינו אחת מהשניה ובכך יוצרות אינטראקציות הידרופוביות שגן הן ייצבו את ההליקס.

:דיפול של הליקס

בכל קשר פפטידי יש דיפול חשמלי קטן.הדיפולים הללו מתיישרים לאורך כל קשרי המימן

המייצבים את המבנה של ההליקס. התוצאה היא שנוצר דיפול לאורך ההליקס שמגדיל מעט את אורכו של ההליקס

Question 36

?מהם הגורמים המשפיעים על הליקס

Answer 36

לסיכום – חמישה גורמים המשפיעים על יציבות ההליקס

הנטייה הפנימית של החומצות האמיניות ברצף ליצור הליקס

אינטרקציות בין קבוצות R )שיכולות לתרום או לפרק(

גודלם של שיירי הR

השכיחות של פרולין וגליצין ברצף

נוכחות של קבוצות R טעונות בקצה ההליקס להגברת היציבות של דיפול ההליקס.

Question 37

?מהו מרחק של מחזור אחד בקונפורמציית ביתא

Answer 37

קונפורמציית ביתא אמטי מקביל=כל מחזור זיג-זג בסגמנט הוא 7 אנגסטרם

קונפורמציית ביתא מקבילה = כל מחזור זיג-זג בסגמנט הוא 6.5 אנגסטרם

Question 38

?עמדה 2 פרולין מהו הסוג

?עמדה 3 גליצין מהו הסוג

? סיבוב ביתא מה מחבר

?בסיבוב ביתא עם מי יוצר קשר הקרבוניל של החומצה האמינית הראשונה

?מי מהחומצות האמינו נמצאת במצב ציס הכי הרבה

? סיבוב גמא מכמה ח”א הסיבוב מורכב

Answer 38

type 1=עמדה 2 פרולין

type 2=עמדה 3 גליצין

סיבוב ביתא מחבר גדילי ביתא אנטי פראלליים

בסיבוב ביתא הקרבוניל ח”א הראשונה יוצר קשר עם מימן של האמין של החומצה האמינית הריביעית.

פרולין נימצאת במצב ציס הכי הרבה מכל חומצות האמינו 6 אחוז מהזמן

סיבוב גמא =מורכב מ-3 חומצות אמינו

Question 39

?חלבונים סיביים לעומת הגלובולריים איך מציגים מבנים שניוניים

?האם חלבונים סיביים מסיסים במים

?מה המבנה החוזרני של אלפא קרטין

?תארו את המבנה

Answer 39

.חלבונים סיביים נוטים להציג יחידות חוזרות של אותו מבנה שניוני ובעלי מבנה שלישוני פשוט

חלבונים גלובלאריים לעומת זאת יציגו מספר מבנים שניוניים ויצרו מבנה ספרי-כדורי

כל החלבונים הסיביים אינם מסיסים במים בזכות שכיחות גבוהה של חומצות אמינו הידרופוביות

אלפא קרטין שייך למשפחת סיביי הביניים

המבנה החוזרני באלפא-קרטין הוא אלפא-הליקס, ולכן מדובר בסליל ימני

שני סיבי אלפא-קטין נארגים אחד על השני כאשר הקצוות שלהם שומרים על הכיווניות

ההליקס הוא כהרגלו ימני, הסיבוב של שני הליקסים אחד על השני הוא שמאלי

Rשיירי ה-

של החומצות האמיניות נארגות אחת על השנייה ומאפשרת אריזה צמודה וחזקה.

שני דימרים כמו אלו שצוינו בסעיף הקודם מתלפפים אחד על השני באופן אנטי-מקביל כך שבכל קצה יש שני קצוות קרבוקסילים ושני קצוות אמינים

בהמשך שני די-דימרים ייצרו אוקטמר וכן הלאה

Question 40

?מה היחידה הבסיסית של קולגן.

תשווה בין מבנה של אלפא הליקס לבין מבנה הקולגן

?כמה חומצות אמינו מעורבות באלפא הליקס לעומת אלפא קולגן

.לסיבוב

?מהי זויית היפיתול של אלפא הליקס לעומת אלפא קולגן

Answer 40

היחידה הבסיסית המרכיבה את הקולגן קרויה אלפא-קולגן

המבנה של אלפא קולגן הוא מבנה הליקאלי הנבדל מאלפא הליקס בכך שבכל מחזור סיבוב מעורבות 3 חומצות אמינו )בעוד

שבאלפא הליקס מעורבות 4 חומצות אמינו,( בעלות זווית פיתול של 120 מעלות )בעוד שבאלפא הליקס זווית הפיתול היא 100 מעלות( ובכך שכיוון הסליל הוא שמאלי )בעוד שאלפא הליקס הוא ימני.(

מאחר וגליצין היא הקטנה בין כל חומצות האמינו, היא מאפשרת ששרשראות האלפא יהיו קרובות ומצומדות אחת לשנייה בהתלופפות.

C חוסר בויטמין - Scurvy מחלת

לעיתים קשרי הצילוב בין אלפא קולגן לעוד אלפא קולגן נעזרים בשייר הR- בעיקר של הידרוקסיליזין ושל היסטידין המצויה כחלק מהX- וה Y.

מוצר המזון ג’לטין – מיוצר על בסיס קולגן, אך מאחר וקולגן חסר חלק גדול מחומצות האמינו החיוניות לאדם לקבל מהמזון, הוא אינו מקור לחלבון איכותי.

section .cross כוחו המכאני של קולגן חזק יותר משל מתכת ביחס למשקל ופר

Question 41

?מהו חלבון של המשי

?האם יכול להימתח

?האם המבנה גמיש

Answer 41

fibroin החלבון של המשי הוא

מיוצר על ידי חרקים ועכבישים ומסתדר במבנה שניוני של גדילי בטא

חלבון זה עשיר בחומצות האמינו אלנין וגליצין שהן כאמור יחסית קטנות

ולכן מאפשר אריזה צמודה של גדילי הבטא .

המבנה הכללי מיוצר על ידי קשרי מימן היוצרים מבנה של סדין בטא אנטי-מקביל

וממיצוי מקסימאלי ואופטימאלי של קשרי ואן דר וואלס בין ה- Sheets אחד לשני משי, בניגוד למשל לאלפא-קרטין, אינו יכול להימתח

מאחר ופיברואין מצוי מראש במבנה של בטא – לא ניתן למתוח אותו לצורה יותר מורחבת.

Question 42

? Bank Data Protein מה זה

Answer 42

בנק המידע של החלבונים

Bank Data Protein

או בקיצור

PDB

הוא בנק האוצר בתוכו את כל המידע שידוע לנו , מוכח מחקרית, על המבנה התלת מימדי של מאקרו-מולקולות – חלבונים, דנ”א ורנ”א

לכל חלבון ישנו מספר זהות

(ID)

הבנוי מ4- אותיות

Question 43

?מיוגלובין מכמה ח”א הוא מורכב

כמה אחוז מחומצות האמינו מאורגנות כאלפא הליקס

Answer 43

מיוגלובין מורכב מ 153 ח”א ומרכז פרוטופירין-קושר ברזל, או מרכז heme קושר חמצן

מסתבר שיותר מ 70% מהחומצות האמיניות במיוגלובין מאורגנות במבנה של אלפא הליקס ישנן 4 שיירי פרולין במבנה של מיוגלובין, 3 מתוכן כמצופה, נמצאות בתוך מבנה של Bands ורק אחת מצוייה בתוך הליקס ותפקידה לייצר קינק שחיוני לצורך אריזה דחוסה של אותו ההליקס

Question 44

? Heme מהו מבנה של קבוצת

?אילו קשרים יוצר הברזל

Answer 44

זו קבוצה אורגנית בעלת מבנה מישורי המצויה בתוך כיס/צוואר שנמצא בתוך המולקולה של המיוגלובין . במרכז קבוצת ה Heme ניתן למצוא יון ברזל היכול להימצא בשני מצבים:

פרוס – דו ערכי Fe2+ - גרסה מחוזרת שהיא הגרסה הפעילה ומאפשרת קישור הפיך לחמצן.

פריק – תלת ערכי Fe3+ - גרסה מחומצנת עניה באלקטרון אחד( שאיננה פעילה).

הברזל יוצר שני קשרי קורדינציה במאונך למישור של קבוצת ה Heme :

1 לשייר ה R של חומצה אמינית היסטידין המצויה בעמדה 93 בשרשרת

2 לאתר הקישור לחמצן

בליבת המיוגלובין הכל דחוס בצורה קומפקטית אין מקום ליותר מ4- מולקולות מים.

Question 45

?מהם מוטיבים

?תן דוגמאים למוטיבים

?מהו דומיין

משפחה של חלבונים מהי?

Answer 45

מוטיב = motif = fold = suprasecondary

קיפול של שניים או יותר מבנים שניוניים המחוברים אחד לשני

דוגמאות למוטיבים:

בטא-אלפא-בטא )–תמונה שמאלית למעלה( מוטיב נפוץ יחסית המשפיע על אזור קטנטן בתוך החלבון . האינטראקציה בין האלפא לבטא הן אינטראקציות הידרופוביות המאפשרות בין היתר סילוק של קשרי מימן ומאפשרים התארגנות.

חבית בטא– מוטיב גדול מאוד של גדילי בטא המתארגנים אחד אל מול השני ומארגנים כמעט את כל החלבון למבנה מסוים )תמונה שמאלית למעלה.(

Coiled-coil – אותו מבנה הקיים גם באלפא קרטין הוא מוטיב אותו אפשר למצוא בחלבונים רבים נוספים

דומיין זהו אזור/חלק בתוך השרשרת הפולי-פפטידית אשר יציב בפני עצמו ולכן ניתן לנתקו מן החלבון והוא ישמור על המבנה שלו וגם על הפעילות שלו לדומיין יש פעילות מוגדרת בתוך החלבון הכולל והוא מתקפל בפני עצמו ומכיל בתוכו מוטיבים רבים

משפחה של חלבונים – חלבונים בעלי דמיון רב במבנה הראשוני ו/או במבנה השלישוני שלהם קרויים”משפחה.”

משפחה.” משפחת על של חלבונים – שתיים או יותר משפחות של חלבונים החולקות דמיון קטן ברצף חומצות האמינו אך בעלי שימוש באותם מוטיבים בקיפול התלת מימדי שלהם והם בעלי תפקוד קרוב/זהה יקבלו את השם משפחת על .Superfamily

p53 – חלבון זה מכיל אזורים מאורגנים ושאינם מאורגנים, למשל הקצה

. הקרבוקיסילי שלו איננו מאורגן ויוצר קשר עם לפחות ארבע חלבונים שונים

Question 46

?מה זה פרוטאסטאזיס

Answer 46

פרוטאסטאזיס פעולות תאיות מורכבות שמטרתם שינויים במבנה של החלבונים לביצוע תפקידים שונים ואפילו במעבר ממצב לא פעיל לפעיל

Question 47

?מהם הגורמים של דנטורציה

?האם דנטורציה הוא תהליך קואופורטיבי

?על דנטורציה של חלבון PH איך משפיע

?מהי ההשפעה של ממסים אורגניים על דנטורציה של חלבון

Answer 47

גורמים לדנטורציה

חום – חום גורם לפירוק של קשרים לא קוולנטים חלשים

בעיקר קשרי מימן ועל כן גורם להרס של המבנה התלת מימדי של החלבון

חימום של איטי של חלבונים גורם לא משפיע כ”כ על מבנה החלבון עד שעוברים סף של טמפרטורה ואז החלבון עובר דה נטורציה. לעומת זאת

, כאשר מחממים במהרה את החלבון השינוי הוא מיידי

וזה קורה בגלל ש_דה נטורציה של חלבונים היא תהליך קואופורטיבי_

כאשר אבדן מבני באזור אחד של החלבון משפיע גם על האזור השני

ערך pH – משפיע על סוג ומספר הקבוצות שעוברות פרוטונציה ודה פרוטונציה ובכך משפיע על המטען החשמלי של שיירי R התורמים למבנה

ממסים אורגניים – יכולים לגרום לאינטרקציות הידרופוביות עם שיירי הליבה של החלבון ובעצם לגרום לו לעבור out .inside

Question 48

HSP 70

HSP70 מהם 2 המצבים האפשריים של החלבון

?

Answer 48

: מצויים ב-2 מצבים אפשריים HSP 70 צ’אפרונים

מצב קושר ATP – מצב בעל אפיניות נמוכה לאזורים הלא מקופלים – מצב פתוח

מצב קושר ADP – מצב בעל אפיניות גבוהה לאזורים הלא מקופלים – מצב סגור

חלבוני Hsp70 נעזרים גם בחלבונים נוספים לצורך פעילותם, כמו חלבוני ,Hsp40 אשר מהווה דוגמא לחלבון עזר לצ’פרונים שנקשר לקומפלקס הפתוח ומעורר הידרוליזה של ATP ל ADP על גבי HSP70 . חלבון עזר נוסף המופיע בתמונה הוא החלבון Factor Exchange Nucleotide – NEF אשר מעודד

שחלוף של ADP ישן ב ATP חדש ובעצם אחראי למחזור של הצ’פרון.

הצ’פרונים נקשרים לאזורים הידרופוביים לא מקופלים בחלבון, מבצעים הידרוליזה של ATP )שהופך ל- (ADP – מצב זה מגביר את הקישור של הצ’פרון לחלבון המטרה. ביציאת מולקולת ה- ADP החוצה , הצ’פרון עוזב ומאפשר הזדמנות קיפול לחלבון. אם לא צלח יקשרו שוב צ’פרונים ויכנס למחזור נוסף

Question 49

HSP 60

?איך הם נקראים באיוקריוטיים לעומת פרוקריוטיים

ממה מורכבת החבית של צ’פרונין

?איך עובדת השיטה

Answer 49

הגרסה היוקריוטית שלהם קרויה Hsp60 והפרוקריוטית קרויה GroEL

המבנה הוא מבנה של חבית ומכסה. GroEL– החבית עצמה. .GroES - מכסה החבית.

כל חבית מורכבת מ 7 יחידות קושרות ATP

תהליך

1 חלבון לא מקופל מלווה בחלבוני Hsp70 אל מערכת ה ,GroEL כאשר כל היחידות של החבית העליונה קושרות .ATP

.2 השפתיים של החבית מכילות קבוצות הידרופוביות שיקשרו את החלבון הלא מקופל. בזמן הזה החבית התחתונה מסיימת מחזור קיפול וכתוצאה מכך GroES מתנתק מהחבית התחתונה ו GroES אחר מתחבר לחבית העליונה.

.3 הגעה למצב השלישי כוללת יציאה של ADP החוצה מהיחידה התחתונה,פעולה המובילה לשינוי מבני שלה.

.4 השינוי המבני של היחידה התחתונה גורמת לשינוי מבני המוביל להידרוליזה של ATP על היחידה העליונה.

.5 הידרוליזה של ATP מובילה לתקופה בה החלבון קבור בתוך החבית העליונה ומתאפשר לו קיפול

בתנאים אידיאליים ומבודדים מהסביבה התאית. בשלב זה היחידה התחתונה מקבלת חלבון

.6 חוזר חלילה עבור החבית התחתונה.

Question 50

מחלות רבות, כולל סוכרת סוג ,2 אלצהיימר, פרקינסון והאנטינגטון כוללים דה-נטורציה ואגרגציה של חלבונים שקופלו לא נכון

?מהו עמילואיד

?מהם הסימפטומים למחלה

מי בסיכון?

? Transthyretin מהו החלבון

?האם עמילואידוזיס יכול לפגוע באיבר ספציפי

Answer 50

עמילואיד הוא בעצם חלבון חוץ תאי שהופרש ועבר למצב לא מקופל בעודו מחוץ לתא ועובר אגרגציה עם חלבונים נוספים מאותו סוג )וגם מסוגים שונים( ליצירת סיב הקרוי fibrills .amyloid

סיבים אלו הם בלתי מסיסים ובעלי יציבות מוגברת

החלבונים המועדים הם בעיקר כאלו עם ריכוז גבוה של חומצות אמינו ארומטיות וליבה המכילה אלפא הליקס ו/או סדין בטא

הסימפטומים: עייפות, התנפחות של איברים, אבדן משקל ועוד. עם התקדמות המחלה נוצרים

משרעים במוח ובלב, כמו גם בכליות – תופעות שבסופו של דבר מובילות למוות.

מי בסיכון? חולים במחלות כרוניות דלקתיות כמו arteritis ,Rheumatoid שחפת, ציסטיק פיברוזיס

וממאירויות מפרישים ריכוז גבוה יחסית של חלבון המועד להיות עמילואיד בשם -SAA serum

peptide A amyloid אש השוקע בטחול, בכליות, בכבד וסביב הלב. המחלה הינה קטלנית.

Transthyretin: חלבון שאחרי על הובלת הורמוני הטיירואיד. נמצאו מעל 80 סוגים

של מוטציות המעודדות את החלבון הפגום לייצר עמילואיד.

גם החלבונים ליזוזים, פיברינוגן )שרשרת (A ואפוליפופרוטאין AI ו AII מציגים ווריאנטים מוטנטים שיוצרים עימולואידוזיס.

כן. כך למשל קיים עמילואיד הפוגע רק בתאי בטא

בלבלב וגורם להופעה של סוכרת. לחולי סוכרת עצמם יש עמילואיד ספציפי הפוגע בכליה ובמערכת

העצבים הפריפרית. באלצהיימר ובמחלות נוירודגנרטיביות )פרקינסון והאנטינגטון( נוספות קיימים סוגים שונים של עמילואיד ספציפיים הפוגעים באזורים מסויימים במוח. למשל בהנטינגטון החלבון הדפוק הוא

האנטינגטין ובו ישנן חזרות רבות של גלוטאמין =PolyGlutamine

בפרטים חולים רצף הפולי- גלוטמין הינו ארוך מידי וגורם לאגרגציה

בפרקינסון ניתן למצוא משקעים למשל של חלבון בשם אלפא סינקולין שיוצר במבנה העמילואיד שלו פילמנטים ספריים (כדוריים) הנקראים Bodies Lewi.

שאם לוקחים את החלבונים הדפוקים של פרקינסון ושל האנטינגטון ומבטאים אותם

בדרוזופילה, הדרופילה תפתח סימפטומים של רעד וניוון )כמו במחלות עצמם( ומוות מוקדם. מנגד

ביטוי יתר של חלבוני HSP70 בדרוזופילה המוטנטית מדכא או מפחית משמעותית את הסימפטומים

Question 51

?חלבון הקושר ליגנד אילו התאמות צריכות להיות לו לליגנד

? induce fit מהו מנגנון

?האם הקשר בין חלבון לקבוצה פרוסטטית הוא קבוע

?אילו יצורים יש בהם המוגלובין

אילו מלבונים נמצאים במשפחה של המוגלובין מלבד המוגלובים ומיוגלובין

?איך בנוי המוגלובין

Answer 51

על מנת לבצע אינטרקציה שכזו על החלבון להכיל אתר קושר לליגנד

שצריך להתאים למבנה המרחבי של הליגנד binding site

כמו גם למאפייני המסיסות של הליגנד – הידרופילי או הידרופובי

induce fit

מתרחש לאחר קישור ראשוני של ליגנד לחלבון

שינוי שמוביל לחלבון כולו להתאים את עצמו לליגנד ולהדק את עצמו חזק יותר על הליגנד

קבוצה פרוסטטית -קשורה לחלבון באופן קבוע כמו קבוצת הם ומיוגלובין

המוגלובין :הם משפחה של חלבונים הקיימים עוד בנמטודות ואפילו בחיידקים מסויימים

ביונקים ניתן למצוא לא רק השניים שהוזכרו, אלא גם נוירוגלובין )מונומרי( שמתבטא במוח ותפקידו לשמור על נוירונים מסכנת היפוקסיה )ירידה בחמצן( או איסכמיה )ירידה באספקת הדם.( גם ציטוגלובין )מונומרי( המצוי ברקות רבות ותפקידו כלל אינו ברור.

המוגלובין בנוי מדימר של יחידות אלפא-בטא

מיוגלובין , אלפא גלובין , בטא גלובין ,גמא גלובין -שייכים למשפחת הגלובינים והם בעלי מבנה שליושני משותף, הקיימים בכמעט כל היוקריוטית ואפילו בחלק מהחיידקים

Question 52

? Hemeאין בנוי קבוצת ה

נקשרת לחלבון וגם לחמצןHeme-איך קבוצת ה

?למעשה איך היא מקשרת בין החלבון לחמצן

?מה תפקיד ההמוגלובין

Answer 52

קבוצה זו בנויה מ4 חזרות של פרוטופירין ובתוכה מצוי יון ברזל שעל מנת לקשור חמצן עליו להיות במצב טעון חיובית +2 ולא .+3

קבוצת הברזל יוצרת 4 קשרים בתוך המישור של קבוצת ה,heme עם 4 חנקנים של 4 פרוטופירינים שונים, ו- 2 קשרים המאונכים למישור של קבוצת ה- :heme

1. קשר קואורדינציה אחד עם שייר הR- של חומצה אמינית היסטידין של החלבון
2. קשר עם החמצן האטמוספרי

כשהיא אינה קשורה לחלבון, קבוצת ה HEME משאירה שני אתרי קישור חופשיים של הברזל, האחד לחמצן והשניה הייתה אמורה להתקשר לחלבון וכעת היא חופשייה

במצב כזה הסבירות שהחמצן יחמצן את הברזל מצורתו הדו ערכית לצורתו התלת ערכית היא גבוהה מאד

במצב תלת ערכי הברזל אינו יכול לקשור יותר חמצן ולכן הפעילות שלו הולכת לאיבוד.נוכחות החלבון, וספציפית האינטרקציה של הברזל עם חנקן של שייר היסטידין, מונעת את הריאקציה ההרסנית הזו.

מלבד ההיסטידין, על האינטרקציה עם קבוצת ה Heme אחראיות גם חומצה אמינית פניל אלנין וחומצה אמינית ואלין על ידי אינטרקציות הידרופוביות

כדאי גם לדעת שכאשר נוצרת אינטרקציה בין חמצן לברזל משתנה גם הצבע. זו הסיבה למה דם ורידי הוא אדום כהה - סגלגל )הוא עני בחמצן,( ואילו דם עורקי הוא אדום בהיר עד ורוד.

חשוב לזכור כי תפקוד המיוגלובין וההמוגלובין איננו רק בקשירת חמצן אלא גם בשחרורו במיקום ובזמן הנכון

Question 53

?מהו ליגנד

Answer 53

ליגנד הוא מולקולה הנקשר לחלבון באופן הפיך. ליגנד יכול להיות כל סוג של מולקולה, כולל חלבון

האינטראקציה של החלבון עם הליגנד היא לרוב ידי התאמה מושרית induce fit

Question 54

?כמה קונפורמציות יש להמוגלובין ומה שמם והם הם באות לידי ביטוי

מה הם

חלבוני אלוסטורים הומוטרופים

ו חלבונים אלוסטרים הטרוטרופיים

??

Answer 54

של המוגלובין חשפו 2 קונפרמציות אפשריות X-ray פיענוחי

מצב בוא האפיניות לחמצן גבוהה יותר-R

מצב בו האפיניות לחמצן נמוכה יותר – במצב זה יש יותר אינטרקציות-T

אלקטרוסטטיות/יוניות בפני השטח של הדימר אלפא-בטא.

כל אחת מן היחידות, ובעיקר בטא, היא בעלת דימיון מבנה ורצפי למיוגלובין

כאשר חמצן נקשר ליחידה אחת במצב T הוא גורם לשינוי שלה למצב R ולא רק שלה אלא גם של היחידות האחרות ובכך מגביר את האפיניות של היחידות האחרות.

חלבוני אלוסטורים הומוטרופים– קישור של ליגנד באתר מסויים משפיע על קישור של אותו הליגנד )לינגד נוסף זהה לו( באתר אחר

חלבונים אלוסטרים הטרוטרופיים– קישור של ליגנד מסויים באתר מסויים משפיע על קישור של ליגנד אחר באתר אחר.

Question 55

המוגלובין- מהו הגרף הסיטורציה שלו?

אפקט בוהר מהו?

אילו מולקולות נקשרות גם להמוגלובין? ומה הם גורמות לו?

BPG מולקולת

Answer 55

סיגמואידאלי לעומת זאת איפה שאין קואופרטיביות

בני המשפחה המונומרים הם בעלי גרף סטורציה היפרבולי ולא סיגמואידאלי

:אפקט בוהר -המוגלובין משמש כנשא לא רק של חמצן אלא גם של

1. פרוטונים – pH נמוך מוריד את האפיניות של המוגלובין לחמצן על ידי קישור של פרוטון לאתר אלוסטרי )ישנן מספר אתרים כאלו, כאשר הקישור הוא בעצם לחומצה אמינית מסויימת.( נקשרים לאתר השונה מאתר הקישור לחמצן. גם האינטרקציה של היחידות השונות לפרוטונים היא אינטרקציה קואופרטיבית וקישור של פרוטון ליחידה אחת מגביר את הקישור ליחידות אחרות.
2. פחמן דו חמצני/קרבונאט – מורידים את האפיניות של המוגלובין לחמצן על ידי קישור לאתר אלוסטרי- נקשר לקצה האמינו טרמינאלי של כל אחת מיחידות ההמוגלובין ליצירת קרבמינו )ראה תמונה ימנית.( ריאקציית הקישור של הפד”ח לקצה האמיני יוצרת פרוטון שמשתחרר ובעצמו נקשר לאתרי הקישור שלו ומגביר את האפקט. בנוסף המבנה שנוצר קרבמינו יוצר גשרי מלח נוספים שמייצבים את מצב T.

זהו בעצם אפקט בוהר – בעזרת האפקט ההמוגלובין המצוי ברקמות הפעילות קושר פד”ח המצוי שם בעודף ומשחרר חמצן. כאשר מגיע לריאה, ריכוז החמצן הגבוה מעביר את

.קושר החמצן ומשחרר פד”ח שיכול כעת לצאת בנשיפה החוצה R ההמוגלובין למצב

DPG או BPG מולקולת

מולקולה מיוצרת בכדוריות דם אדומות, משמשת להפחתת האפיניות של המוגלובין לחמצן, אך

במנגנון ייחודי

היא נקשרת למולקולה אחת להמוגלובין שלם, באזור המחבר את כל ארבעת היחידות ביחד

שמחובר BPG כאשר יש

T להוגלובין לא ניתן לקשור חמצן כיוון שהוא מחזיק את כל היחידות במצב

המוגלובין עוברי מכיל תת יחידה גמא במקום בטא ובעל אפיניות גבוהה יותר BPG לחמצן, אך בעל אפיניות נמוכה ל

Question 56

? מהו אפקט חד תחמוצת הפחמן

Answer 56

האפקט של חד תחמוצת הפחמן הוא אפקט כפול. הוא גם תופס את האתרים הפעילים במקום חמצן והוא גם מונע מהיחידות שכן קשרו חמצן לשחרר אותם ברקמה

Question 57

?מהי המוטציה באנמיה חרמשית

תאי דם אדומים

?מה גודלם בממוצע

? ER האם יש להם גרעין ,מיטוכונדריה או

?מה המבנה שלהם

?מה הפרקורסורים של תאי הדם

?מה אורך החיים של כדורית הדם

האם המחלה היא דומיננטית או רצסיבית

Answer 57

.תת יחידה ביתא מוטנטית במקום גלוטמאט יש וולין

שוקע והופך לאגרגט S באנמיה חרמשית ההמוגלובין

על הממברנה

לעומת המוגלובין רגיל שהוא נשאר מסיס ללא קשר אם קשור לחמצן או לא

כדורית דם

בגודל ממוצע של כ9- מיקרומטר

חסרי גרעין, מיטוכונדריה ורשתית אנדופלזמתית

דיסק פחוס משני צידיו- biconcaved מבנה של

פרקורסורים במח העצם קרויים המוציטובלאסטים

אורך החיים של כדורית דם היא כ 120 יום

חייהם לרוב בטחון כאשר הן עוברות בליעה (פאגוציטוזה) על ידי מאקרופאגים

המחלה היא מחלה אוטוזומאלית רצסיבית

המחלה מאופיינת בכך שכאשר ההמוגלובין מצוי במצב דה-אוקסי, תת יחידות בטא יוצרות אינטראקציות הידרופוביות והופכות לפיברילים לא מסיסים השוקעים בתוך התאים ומשנים את צורת התא

Question 58

?מהם ההנחות שבו מתאפשר המודל מיכליס מנטן

?מהו הקצב היצירה

?מהו קצב פירוק הקומפלקס

Answer 58

ריכוז הסובסטרט גדול משמעותית מריכוז האנזים ולכן מה שישפיע על קישור האנזים לסובסטרט הוא האפיניות בלבד

ריאקציה תיהיה מסדר ראשון

בחירת נקודת זמן למדידה בתחילת הדרך שעוד אין כמעט תוצר

שלב קובע מהירות k2

ES מצב יציב של ריכוז הקומפלקס אינזים סובסטרט

ראו תמונה

Question 59

? Kmמהי הנוסחה ל

? מהו מסמל? Kcat מהי הנוסחה ל

Answer 59

מהווה מדד אמין ביותר לטיבו של האנזיםKcat

Question 60

?מהי הנוסחה לקצה הריאקציה

גבוה - ביחס לריכוז הסובסטרט Km

? Vmax במה תלוי

?מהו קבוע הספציפיות

Answer 60

S גבוה ביחס לריכוז הסובסטרט פעילות האנזים תלויה ב Km כאשר

נמוך מריכוז הסובסטרט Km כאשר

פעילות האנזים לא תלויה בסובסטרט

ובריכוז האנזים K2 תלוי ב Vmax

קבוע הספציפיות -מחושב כמנה

Kcat/Km

המדד הטוב ביותר להשוואה בין הכוח הקטליטי של אנזימים שונים

Question 61

?איזומראזות

?טראנספראזות

?הידרולאז

?ליאז

Answer 61

איזומראזות – משנות את המבנה הכימי אך שומרות על הנוסחא הכימית, יוצרות איזומרים מבניים. בתוכם יש קבוצה הנקראת מוטאזות שהם אנזימים המעבירים קבוצה כימית מפחמן מסויים לאחר בתוך אותה המולקולה

טראנספראזות – מעבירות קבוצה כימית ממולקולה אחת לאחרת בניגוד למוטאזות

הידרולאז – משפחה של אנזימים המזרזרות ריאציות הידרוליטיות של כל דבר בערך, גליקוזילאזות , פוספטאזות, פפטידאזות, ליפאזות, פרוטאזות, נוקלאזות ועוד

ליאז – עושה רה-ארגון לקשרים כפולים, לרוב מערב ריאקציות של חמצון חיזור, כמו גם קרבוקסילציה ודה-קרבוקסילציה של מולקולות

Question 62

קופקטור

קו-אנזים

קבוצה פרוסטטית

ללמוד טבלת קופקטורים מצורפת

Answer 62

קופקטור – יון או יוני מתכת כלומר אינאורגני

קו-אנזים – קבוצה אורגנית או מטאלו-אורגנית הקשורה באופן הפיך לאנזים

קבוצה פרוסטטית – קבוצה אורגנית או מטאלו-אורגנית הקשורה באופן בלתי הפיך לאנזים

Question 63

? לכמה שלבים מחולקת הריאקציה של האנזים

?האם האינטראקציות בין האנזים לסובסטראט הם קוולנטיות או לא קוולנטיות

Answer 63

כפי שכבר ציינו, אנזימים מיצבים את מצב המעבר ולכן מזרזים את הריאקציה. באיור בשקף ניתן לראות כי פעילות האנזים בזירוז הריאקציה קדימה מחולקת לשלושה שלבים שונים:

הקישור בין האנזים לסובסטרט

הריאקציה בין הסובסטרט לאנזים הופך לתוצר ואנזים

שחרור התוצר מהאנזים

לכל אחד מהשלבים הנ”ל יש אנרגיית אקטיבציה משלו. מה אם כך השלב קובע המהירות? עובדה זו

משתנה מריאקציה לריאקציה וממודל אנזימטי אחד לאחר

האינטראקציות בין האנזים לסובסטראט הם לא קוולנטיות

Question 64

לאנזים אין השפעה על?

Answer 64

קבוע שיווי משקל

הפרש באנרגיה החופשית בין מגיבים ותוצרים

אנטרופיה ואנתלפיה בין מגיבים לתוצרים

Question 65

מה יכול להסביר את הכוח הקטליטי של האנזים?

Answer 65

אינטרקציה קוולנטית של קבוצות פעילות באנזים עם הסובסטרט – הקבוצות הפעילות יכולות להיות חומצות אמינו, יוני מתכת, קו-אנזימים וקבוצות פרוסטטיות.

הספציפיות של האנזימים – האנזים נקשר לסובסטרט דרך האתר הפעיל על ידי אינטראקציות

לא קוולנטיות רבות. חלק גדול מהאנרגיה הנדרשת לעבור את המחסום האנרגטי נעוצה בקשרים

החלשים הללו. האנרגיה המתקבלת מאינטראקציות האנזים –סובסטרט החלשות יחסית נקראת

binding energy

אנרגיית הקישור גם מקנה לאנזים את הספציפיות הרבה שלו.

אינטרקציות חלשות מאפשרות גם אופטימיזציה של מצב המעבר וייצוב שלו.

Question 66

מה זה קטליזה חומצה כללית?

מה זה קטליזה חומצה ספציפית?

מה זה קטליזה בסיס כללית?

מה זה קטליזת בסיס ספציפי?

מה זה קטליזה קוולנטית?

מה זה קטליזת יון מתכת?

Answer 66

קטליזה חומצה כללית=במהלך ריאקציה מתרחש מסירת פרוטון ע”י חומצה חלשה שהיא לא מים

קטליזה חומצה ספציפית=במהלך ריאקציה מתרחשת מסירת פרוטון מיון הידרוניום

קטליזה בסיס כללית=במהלך ריאקציה מתרחשת קבלת פרוטון ע”י יון הידרוקסיל

קטליזת בסיס ספציפי=במהלך ריאקציה מתרחשת קבלת פרוטון ע”H יון הידרוקסיל

קטליזה קוולנטית = במהלך ריאקציה נוצר קשר קוולנטי בין האנזים לסובסטרט

קטליזת יון מתכת -מערב יון מתכת במהלך הריאקציה

Question 67

מהי משוואת מיכאליס מנטן?

מהו קצב האנזים (שאותו לא ניתן למדוד)?

מהו Kcat ומהי נוסחתו?

Answer 67

תמונה

ללא קשר קצב האנזים

[Vo=K2[ES

Kcat מספר המקסימאלי של ריאקציות אנזימטיות הניתנות ביחידת זמן

Kcat=Vmax/[Et] n

Question 68

מה קורה ל Vmax ול-Km ב-מעקב בלתי הפיך?

Answer 68

מעקב בלתי הפיך : Vmax יורד Km לא משתנה

פנצלין הוא מעקב בלתי הפיך של האנזים טראנספפטידאז

Question 70

מהו קבוע העיכוב Ki?

Answer 70

קבוע העיכוב Ki

הוא בעצם קבוע שיווי משקל של קישור המעכב לאנזים )אני מעדיף שתחשבו עליו

ככל שהוא גבוהה יותר כך האפיניות נמוכה כמדד הפוך לאפיניות.( האפיניות של האנזים למעכב. יותר ולכן המעכב גרוע יותר.