מבוא לביולוגיה

נושא

מבנה קובע תפקוד

למה הצורה של חלבון היא הכל: רמות המבנה, מנעול ומפתח, דנטורציה, מוטציה ומתג של זרחן.

מגיע מהרצאות: 1, 2

בעמוד הזההשרשרת הלוגיתרמות המבנההצורה רואים לפעמים בעיןגם ברמת התאארבע דרכים לשנות צורהאיפה זה תופס אתכםבדיקה עצמית

השרשרת הלוגית

  1. רצף חומצות האמינו (מבנה ראשוני) נקבע מראש
  2. השיירים הצדדיים מושכים ודוחים זה את זה, והשרשרת מתקפלת תמיד באותה צורה (מבנה שלישוני)
  3. הצורה קובעת מה החלבון יכול לעשות: מה הוא קושר, מה הוא מזרז, אם הוא נפתח או נסגר
  4. פגיעה בצורה היא פגיעה בתפקוד

רמות המבנה

רמה מה זה דוגמה מההרצאה
ראשוני רצף חומצות האמינו "סרין, ליזין, טריאונין..."
שניוני התארגנות של קטעים בשרשרת סליל אלפא, משטח בטא (בסרטון)
שלישוני הקיפול התלת-ממדי של השרשרת כולה ליבה הידרופובית, שטח פנים הידרופילי
רביעוני כמה שרשראות מקופלות שעובדות יחד המוגלובין: 2 אלפא + 2 בטא גלובין

הצורה רואים לפעמים בעין

חלבון צורה תפקיד
קולגן שלוש שרשראות כמו צמה חוזק וגמישות בעור ובגידים
קרטין סיבים שמתלפפים לסיבים עבים יותר שיער, ציפורניים
תעלה בממברנה חלבון עם חור במרכז מעבר חומרים דרך הקרום
אנזים חריץ שבדיוק מתאים למגיב מנעול ומפתח

חלבונים מבניים הם לרוב סיביים. אצל רוב החלבונים האחרים הקשר בין הצורה לתפקיד לא נראה בעין, אבל הוא קיים.

גם ברמת התא

בהרצאה 2 אותו רעיון חזר ברמה של תא שלם: מה שתא עושה קובע אילו אברונים יש בו בשפע. מקרופאג שבולע חיידקים מלא ליזוזומים. תא בלבלב שמפריש אנזימים מלא ER מחוספס. תא שריר הלב מלא מיטוכונדריות. ראו "אברוני התא".

ארבע דרכים לשנות צורה

מה משתנה הפיך? תוצאה
מוטציה המבנה הראשוני לא אנמיה חרמשית: חומצה אמינית אחת, תא שלם שנפגע
דנטורציה הקיפול: חום, pH, מלחים, סביבה הידרופובית לרוב לא חלבון ביצה שמתקשה
פן לשיער קשרים בין אזורים בקרטין כן, מים מחזירים שיער חלק עד ההרטבה הבאה
הוספת פוספט צורה, בלי לשנות את הרצף כן, מסירים את הקבוצה מתג הפעלה וכיבוי לאנזימים ולתעלות

השורה האחרונה היא לא תקלה. שינוי צורה מבוקר הוא אחת הדרכים העיקריות של התא להדליק ולכבות חלבונים.

איפה זה תופס אתכם

  • הוספת פוספט אינה מוטציה. החומצה האמינית נשארת אותה חומצה, ורק "מלבישים" עליה קבוצה. המבנה הראשוני לא משתנה
  • באנמיה חרמשית ההמוגלובין עדיין קושר חמצן. הבעיה היא שהתא נעשה נוקשה ומתפרק בנימים
  • מבנה רביעוני אינו קשר פפטידי בין שרשראות. השרשראות נשארות נפרדות, ופועלות כקומפלקס

בדיקה עצמית

  1. אם שני חלבונים זהים ברצף חומצות האמינו, מה אפשר לומר על הצורה שלהם?
  2. למה אנזים שעבר דנטורציה מפסיק לזרז את התגובה?
  3. מה ההבדל בין שינוי צורה בפן לבין שינוי צורה בהחלקה כימית?
  4. למה הוספת פוספט נחשבת לבקרה ולא לנזק?

תשובות.

1: הם יתקפלו לאותו מבנה מרחבי. המבנה הראשוני קובע את השלישוני.

2: המגיב צריך להתאים מרחבית לאזור באנזים (מנעול ומפתח). כשהקיפול אבד, האזור הזה כבר לא קיים בצורה הנכונה.

3: בפן הקשרים בין האזורים בקרטין נפתחים זמנית, ומים מחזירים את הצורה. החלקה כימית שוברת אותם, והם לא נוצרים מחדש.

4: היא הפיכה ומבוקרת. היא משנה את צורת החלבון בלי לשנות את הרצף, ומשמשת מתג להפעלה ולכיבוי.

תרגול