חלבונים – מבנה ותפקיד והקשר ביניהם

1. חלבונים – מבנה ותפקיד והקשר ביניהם דר' יהודית שילה

2. חומצה אמינית היא אבן הבנין של חלבון

3. מבנה החומצות האמיניות

4. מבנה ראשוני של חלבון

5. מבנה ראשוני של חלבון Rקבוצות ה- פונות לכיוונים מנוגדים

6. פפטיד – מס' קטן של חומצות אמיניות קשורות זו לזו

7. קשרי המימן מפתלים את המולקולה לצורת סליל

8. סליל בצורת אלפא

9. מבנה שניוני – אלפה הליכס

10. דפי ביתא צורה נוספת לארגון מבנה החלבון

11. מבנה חלבון מבנה ראשוני- סדר חומצות האמיניות בשרשרת קוית מבנה שניוני- סידור השרשרת הקוית במרחב מבנה שלישוני- קיפול השרשרת בינה לבין עצמה. מבנה רביעוני- קישור של מספר שרשרות חלבון חשוב! כל שינוי או בחומצה אמינית או בסדר שלהן או באורך השרשרת או במבנה המרחבי – יגרום לחלבון שונה בעל תכונות אחרות . אם מדובר בחלבון שהוא אנזים, אז האנזים לא יתפקד כי תכונותיו השתנו ואינו יכול לבצע את הפעולה אותה היה אמור לעשות.

12. הקיפול במרחב של החלבונים פולימר של חומצות אמינו (מבנה ראשוני) מבנה שניוני מבנה שלישוני מבנה רביעוני

13. קשר די סולפידי – יצירת מבנה שלישוני יציב

14. http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/proteinstructure.html דנטורציה של חלבון

15. המידע לקיפול החלבון מבוסס על רצף ח. האמינו חומרים מפרקי קשרי s-s המבנה השלישוני מתפרק דיאליזה- סילוק החומרים

16. אנזימים- הם זרזים ביולוגיים • אנזימים הם קבוצה ייחודית של חלבונים שמגבירים את הקצב של תגובות כימיות שונות המתרחשות בתאים חיים (פי מליון), ועל כן הם נקראים זרזים ביולוגיים, פעולה שהייתה יכולה להתרחש גם בלעדיו באופן אקראי אך היא הייתה מתרחשת בקצב איטי ביותר. • האנזימים מעורבים בכל התהליכים של חילוף החומרים בתא- מטבוליזם. • כל אנזים פועל על מצע ייחודי לו בתגובה ייחודית. • האנזים יכול לפעול על המצע בצורות שונות: חיתוך מולקולה (כמו מספריים), חיבור של מספר מולקולות (כמו שדכן) או שינוי  של מולקולת המצע (כמו מעיכה). • המולקולה (או המולקולות) שעליה פועל האנזים נקראת מצע (סובסטראט). • החומר המתקבל כתוצאה מפעולת האנזים נקרא תוצר . • בסיום התגובה- האנזים עצמו משתחרר בלי שחל בו שינוי, ולכן הוא מסוגל לזרז תגובה מסוימת מספר רב של פעמים -האנזים אינו מתבזבז.

17. מבנה האנזים אתר פעיל אתר פעיל "אתר פעיל" - המקום שבו נקשר האנזים למולקולת המצע

18. התאמה אלוסטרית קיימת התאמה אלוסטרית-מושריית- בין מולקולות המצע לאנזים. המודל המתאים לתיאור ההתקשרות הוא כמו התאמה בין כפפה לכף, בעבר השתמשו במודל של התאמה בין מפתח למנעול. אנימציה התאמה אלוסטרית בין מולקולת האנזים למולקולות המצע אנזים אתר פעיל אנזים

19. פעולת האנזים מצע 2 מצע 1 אתר פעיל 3 2 1 התוצר היא מולקולה חדשה, האנזים נפרד ממנה. האנזים פנוי לבצע את אותה הפעולה פעמים נוספות (האנזים אינו מתבזבז) מולקולות נכנסות לאתר הפעיל, האנזים "עוזר" בפתיחת קשרים ויצירת קשרים חדשים בין שתי המולקולות. מולקולות עליהן פועל האנזים, מתאימות פיזית לאתר הפעיל של האנזים

20. דוגמאות לפעילות האנזים דו סוכר אתר הפעיל אתר הפעיל גלוקוז גלוקוז אתר הפעיל תוצר מצע • אנימציה 1 • אנימציה 2 • פעילות של אנזימים • פירוק של עמילן ע"י עמילאז

21. C B A במהלך התגובה ריכוז המצע פוחת וריכוז התוצרעולה. לאחר פעולת האנזים הוא פנוי לחזור על אותה פעולה עם מולקולות אחרות במהלך התגובה לאורך הזמן ציר ה- X A – ריכוז המצע הולך ופוחת. B– ריכוז האנזים אינו משתנה - Cריכוז התוצר הולך ועולה.

22. פעולת האנזים (קצב התגובה) מושפעת ממספר גורמים : • ריכוז (כמות ) המצע • ריכוז (כמות ) האנזים • גורמים חיצוניים כמו : • טמפרטורה • pH של הסביבה • נוכחות מעכבים

23. http://afula-6.ort.org.il/Apps/WW/Page.aspx?ws=d602ef5c-aae5-4e21-b1a4-2920ef0db33d&page=fe990ae2-3f00-4df7-a512-aff83aa85290&fol=8bf0fd9f-2be1-499e-b2fa-49c3611b062chttp://afula-6.ort.org.il/Apps/WW/Page.aspx?ws=d602ef5c-aae5-4e21-b1a4-2920ef0db33d&page=fe990ae2-3f00-4df7-a512-aff83aa85290&fol=8bf0fd9f-2be1-499e-b2fa-49c3611b062c הדמייה ביוטכנולוגיה

24. קצב התגובה של האנזים מהו קצב התגובה? קצב התגובה= מספר מולקולות התוצר הנוצרות ביחידת זמן. כלומר זהו מדד לכמות/ ריכוז התוצר המתקבל ביחידת זמן. איך נדע מה קצב התגובה? נמדוד את ההבדל בכמויות החומרים המעורבים בתהליך: כמות התוצר וכמות המגיב ביחידות זמן מוגדרות. • ניתן למדוד אותו על ידי בדיקת קצב הצטברות התוצר עם הזמן- ככל שעובר זמן רב יותר כך עולה ריכוז התוצר. • ניתן למדוד גם את קצב היעלמות המצע עם הזמן, ככל שעובר זמן רב יותר כך פוחת ריכוז המצע.

25. גורמים המשפיעים על קצב התגובה • טמפרטורה: לכל אנזים יש את הטמפרטורה המיטבית שלו. בטמפ' נמוכה ממנה – קצב התגובה הוא נמוך כי יש פחות מפגשים בין המולקולות. בטמפ' גבוהה ממנה - חלה דנטורציה של האנזים -שינוי בלתי הפיך במבנה המרחבי שלו כך שאינו יכול לפעול. • מידת החומציות PH- לכל אנזים יש את הסביבה החומצית המיטבית למבנה המרחבי שלו שמתאים לפעילותו על מולקולת המצע, מעבר לה תתכן דנטורציה הפיכה. • ריכוז האנזים – ריכוז המצע- ככל שריכוז האנזים או ריכוז המצע יעלה כן יגברו הסיכויים למפגש ביניהם וכך יעלהקצב התהליך עד לגבול מסוים, שבו כל מולקולות יהיו תפוסות, תוספת של מולקולות אנזים או מצע לא תעלה את קצב התהליך. • חומרים מעכבים:חומרים המסוגלים להתחבר לאנזים, לשנות את מבנהו ובכך לעכב את פעולתו.

26. גורמים המשפיעים על פעילות האנזים טמפרטורה: לכל אנזים יש את הטמפרטורה המיטבית שלו. כאשר מתחת לה – קצב התגובה הוא נמוך ואילו בטמפ' גבוהה- חלה דנטורציה של האנזים (שינוי במבנה המרחבי שלו כך שאינו יכול לפעול כאנזים) חומציות הסביבה PH- לכל אנזים יש את הסביבה החומצית המיטבית למבנה המרחבי שלו שמתאים לפעילותו על מולקולת המצע. מידת חומציות

27. גורמים המשפיעים על פעילות האנזים ריכוז האנזים –ככל שריכוז האנזים יעלה כן יעלה קצב התהליך עד לגבול מסוים, שבו כמות המצע אינה מספיקה. כלומר כל מולקולות המצע תפוסות ונותרו מולקולות אנזים פנויות, כך שתוספת של מולקולות אנזים נוספות לא תעלה את קצב התהליך. ריכוז המצע : ככל שריכוז המצע יעלה כן יעלה קצב התהליך עד לגבול מסוים, שבו כמות האנזים אינה מספיקה. כל מולקולות האנזים פעילות ונותרו מולקולות מצע שאין אנזים שיפעל עליהן, כך שתוספת של מולקולות מצע לא תעלה את קצב התהליך.

28. גורמים מעכבים חומרים המסוגלים להתחבר לאנזים ולעכב את פעולתו. ישנם חומרים הנקשרים לאנזים באופן בלתי הפיך ואינם מאפשרים את פעילותו –הרעלה. ישנם מעכבים הנקשרים לאנזים באופן זמני וגורמים לעיכוב זמני : 1. חומר הדומה למצע , מתקשר לאתר הפעיל באנזים ומפחית בכך את הסיכוי של המצע להתקשר לאנזים. בכך הוא מאט את קצב התהליך. המעכב נמצא בתחרות עם המצע – לכן ככל שכמות המצע תגדל השפעת המעכב תקטן. למשל – פנצילין הוא חומר דמוי מצע, המתחבר לאנזים הבונה את דופן תאי החיידקים במקום המצע. על ידי כך הוא מונע את ייצור הדופן של החיידקים וכך נפגעת את התרבותם. 2. חומר הנקשר לאנזים ומשנה את מבנהו המרחבי ובכך מונע את קשור האנזים למצע ומקטין את קצב התהליך. שחרור המעכב , יחזיר את האנזים למבנהו הפעיל.

29. קואנזימים • קואנזימים- חלק לא חלבוני באנזים החיוני לפעולתו של האנזים על המצע. • יכול להיות מלחים או ויטמינים. • מחסור בחומרים אלו מונע את פעילות האנזימים.

30. ניסויים וירטואלים – הדמיהאנזימים בחיי היומיום- בתעשיית הגבינה, היין, הבירה, ייצור של טקסטיל עיבוד עורות ועוד.