הלימונים חומצת ציטרית/מעגל חומצה : מעגל 2 יחידה

מבוא:

דלק, בנוסף מולקולות לחמצון בסופי, הנפוץ המסלול היו הציטרית החומצה מעגל

חשובות. מולקולות של לביוסינתזה בנין לאבני מקור המעגל מהווה

כאצטיל למעגל נכנסות המולקולות רוב CoA.

דקרבוקסילציה הוא הציטרית החומצה למעגל הגליקוליזה סיום בין הקישור

אצטיל ליצירת דהקרבוקסילז/דההידרוגנז פירובט האנזים ע"י פירובט של מחמצנת

CoA.

הגליקוליזה לעומת במיטוכונדריה המטריקס בתוך מתרחש הציטרית החומצה מעגל

בציטוזול. שמתרחשת

)בקצרה(: במעגל השלבים

(.C6) ציטראט למתןOxaloacetate (C4) עם מגיבAcetyl CoA (C2) הראשון בשלב.1

.Citrate Synthaseהריאקציה: את שמקטלז האינזים

הריאקציה: את שמקטלז ( האינזיםC6) לאיזוציטראט ציטראט של איזומריזציה.2

Aconitase.

( ע"יC5) ליצירת מחמצנת קרבוקסילציה דה עובר איזוציטראט.3

.Isocitrate dehydrogenaseהאנזים:

ע"יsuccinyl CoA (C4) ליצירת מחמצנת קרבוקסילציה דה עובר .4

.האינזים:

Succinylהאנזים: ע"יGTP ו- Succinate ליצירת ( נחתךS-S) הטיואסטרי הקשר.5

CoA synthase.

6.succinateל חמצון עובר fumarate (C4)האנזים ע"י succinate dehydrogenase.

7.fumarateליצירת הידרוליזה עובר Malateהאנזים ע"י Fumarase.

8.Malateליצירת מחומצן Oxaloacetayeמחדש. המחזור את שמתחיל

רבות. אמינו וחומצות שומנים גליקוגן מפירוק הינוCoA האצטיל מקור

מפירובט: CoA אצטיל של היצירה

לחומצה מותמר אנאירובים בתנאים אשר הגליקוליזה של התוצר הינו הפירובט

- בעזרתOH של מסירה ע"י למיטוכונדריה מוכנס הוא אירובים לקטית/אתנול. בתנאים

האינזים ע"י מחמצנת דהקרבוקסילציה עובר הפירובט המיטוכונדריה של נשא. במטריקס

הפיכה: הבלתי בתגובהCoA אצטיל ליצירת קומפלקס דהידרוגנז פירובט

אינזימים: סוגי משלושה הבנוי קומפלקס הינו דהידרוגנז הפירובט

מס'קיצורהאנזים

שרשראו

ת

קבוצה

פרוסטטית

המקוטלזת התגובה

Pyruvate dehydrogenase

component

E124TPPקרבוקסילציה דה

פירובט של מחמצנת

Dihydrolipoyl

transacetylase

E224Lipoamideל אצטיל קבוצת העברת

CoA

Dihydrolipoyl

dehydrogenase

E312FADהקבוצה את משחזר

של המחומצנת

Lipoamude

TPP, Lipoic acid, FAD, CoAקואינזימים: חמישה משתתפים דההידרוגנז הפירובט בפעילות

.+NADו-

.CoA ל האצטיל קבוצת והעברת לתהליך: דהקרבוקסילציה, חמצון שלבים3 ישנם

מכן. שלאחר התהליכים2 את שמניעה האנרגיה את מניב הדהקרבוקסילציה שלב

התהליך: שלבי פירוט

ישTPP ה לקבוצתקרבוקסילציה. דה ועוברTPP ה עם נקשר : פירובטE1 ב.1

החומצי לגופרית(. הפחמן החנקן בין שנמצא בטבעת )הפחמן חומצי מאוד פחמן

הקרבוניל( החיבור )לקבוצת לפירובט שלילי( שמתחבר )מטען קרבאניון יוצר

חיובי טעון מטען עםTPP טבעת ומשאיר פירובט של קרבוקסילציה בדה מלווה

שיוצרת פרוטונציה יש זה שלב של שלילית. בסופו הטעון המבנה את שמייצבת

Hydroxyethyl-TPP\.

Lipoamide ה של דיסולפיד קבוצת ע"י מחומצנתHydroxyethyl ה : קבוצתE1 ב.2

אמידי( ליצירת בקשר ליזין לשייר )שמחוברlipoamide ל ומועברתAcetyl ליצירת

Acetyllipoamide.

.Acetyl CoA ליצירתCoA לAcetyllipoamide מ מועברת האצטיל : קבוצתE2 ב.3

חמצון לעבורDihydrolipoamide ה פעילות של נוסף מחזור אל להמשיך מנת על.4

מועברים אלקטרונים שני זו בתגובהE3 ב מתבצעת זו פעולה– Lipoamide ל חזרה

מקבלFAD שבדר"כ )בגלל חריגה זו . פעולה+NAD ל מכן ולאחרFADל

את שמשנה לאנזים הקרבה בזכות מתבצעת (. הפעולהNADH מ אלקטרונים

. החלבון+NAD ל אלקטרוים להעביר לו ומאפשר לאלקטרונים שלו האפיניות

.flavoproteins נקראFMN אוFAD ל הקשור

הקומפלקס: מבנה

חלולה. קוביה מעיין היוצרים טרימרים משמונה המורכבE2 מ מורכבת הקומפלקס ליבת

ראשיים: דומינים שלושה ישנם טרימר היוצרות יחידות תת3 לכל

ליזין(. לשייר )הקשור ליפואמיד הקופקטור את המכיל קטן דומיין – האמיני בקצהא.

.E3 עם אינטרקציה יוצר נוסף דומייןב.

המבנה. את משלים נונוסף ודומייןג.

E1טטרמר( ו- דומיינים מארבעה בנוי(E3של יחידות24 ש דומיינים. כך משני בנוי E1-ו

.E2 ה ליבת את מקיפיםE3 של יחידות12

הקומפלקס: של המשולב הפעולה מנגנון

TPP עם קוולנטי קשר ויוצרE1 של הפעיל באתר דהקרבוקסילציה עובר הפירובט.1

חמצני. דו פחמן שחרור תוך

2.E2ה זרוע את מכניס lipo-lysineה של lipoamide domainה לתוך E1.

3.E1ה אל האצטיל קבוצת העברת את מקטלז lipoamideל וחוזרת עוזבת . הזרוע E2

שלו. הפעיל לאתר–

המחוזרת (. הזרועacetyl CoA) משתחרר והתוצרCoA ל מועבר האצטיל כעת.4

.E3 של הפעיל לאתר כעת עוברת

. FAD הקואנזים ע"י מחומצןlipoamide הE3 ב.5

6.NADH –וה- של חיזור ע"י מיוצר הסופי התוצרlipoamideלהתחיל מוכן

נוסף. מחזור

המעגל: שלבי פירוט

ובעקבותיה אלדולית דחיסה היא המעגל את שמתחילה הראשונה התגובה.1

הידרוליזה:

– ורוד, E3 – ירוק, E1צהוב-E2

.acetylCoA+Oxaloacetate→citrylCoAהראשון: השלבא.

– CoA ו ציטראט ליצירת הידרוליזה עוברcitrylCoAשני: שלבב.

לכיוום כולו השלב את שדוחף מה וזה אנרגיה עתירת היא זו תגובה

התוצצרים.

פעולתו: (. מנגנוןcitrate synthase) סינטאז ציטראט הינו התגובה את שמקטלז האנזים

Oxaloacetateל קישור אתר שיוצר קונפורמציה שינוי ומשרה האנזים אל ראשון נקשר

acetylCoA.

ואספרטט. היסטידין היסטידין שיירי2 – אותם ומאקטב הסובסטרטים את מקרב האנזים

מתילי פרוטון הסרת שמאפשר מהacetyl CoA ה של הקרבונילי לחמצן פרוטון תורם274

שלו הקרבונילי לפחמן פרוטן העברת ע"י מאוקטבoxaloacetate . ה375 אספרטט ע"י

פחמן. פחמן קשר דבר של בסופו שנוצר כך320 מהיסטידין

ובעקבותיו עוזבCoAהטיאואסטר, להידרוליזת פרוטון תורם274 היסטידין הבא בשלב

לפעילות. חוזר והאנזים הציטראט

דהידרציה שמבצע לאיזוציטראט: האינזים הציטראט של איזומריזציה תגובת.2

יש דבר של מולק' מים( כשבסופו )הכנסת הידרציה מולק' מים( ואחריה )הוצאת

ברזל יוני4 המכיל גופרית ברזל אנזים– aconitase נקרא חמצן אטום "הזזה" של

שנותר כך מציסטאין גופריות3ו- אנאורגניות גופרית מולקולות4 עם בקומפלקס

תוצר )של וההידרוקסיל הקרבוקסיל קבוצות דרך הציטראט לקשירת זמין ברזל יון

הבניים(.

בתגובה . מדובר ל דהקרבוקסילציה ועובר מחומצן איזוציטראט.3

ע"י מקוטלזת במעגל. הריאקציה חמצון-חיזור תגובות ארבע מתוך הראשונה

isocitrate dehydrogenasrכן חמצני. כמו דו פחמן שמשחרר יציב לא ביניים תוצר ישנו

אנרגיה עתירNADH ליצירת צימוד ישנו

משתחרר שניה, שוב מחמצנת קרבוקסילציה דה– succinyl coenzyme A יצירת.4

ע"י מקוטלזת זו ריאקציה נוספתץNADH מולקולת ומיוצרת חמצני דו פחמן

לפירובט זהה מנגנון בעל אינזים האינזים

דהידרוגנז.

מצומדת זו תגובה ולכן8kcal- מניבה succinyl CoA ה של הידרוליזה– GTP יצירת.5

. GDP לזרחון

מותמרת מתילית סוקסינאט: קבוצה חמצון ע"י משוחזר . אוקסלואצטט6,7,8

נוסף מולק' מים( וחמצון )כניסת שלבים: חמצון, הידרציה בשלושה קרבונילית לקבוצה

. של יצור שישנו כך

את שקלט הואfumarate( FAD ליצירתsuccinate dehydrogenase ע"י ראשון חימצון

הוא זה אינזים–( +NAD ל המימן את להעביר אנרגיה מספיק משתחררת המימן, לא

הפנימית בממברנה ונמצא האלקטרונים מעבר לשרשרתTCA ה בין המקשר הגורם

המיטוכונדריה. של

L-malate ליצירת סטיריאוספציפי והוא הפומראז של ההידרציה את מקטלזfumarese ה

ליצירת ומצמד האחרון החמצון את מבצעmalate dehydrogenase בלבד. לבסוף

NADH.

התגובה: של סטויכומטריה

חמצני. דו פחמן בצורת הריאקציה את עוזבים פחמנים2

אלקטרונים(.8) עוזבים מימין יוני זוגות4

GTP מולקולת מיוצרת

לתגובה. נכנסות מים מולקולות2

במידהNAD+,FAD לקבל ניתן \לא מפני אירובים בתנאים ורק אך פעיל המעגל כי לציין יש

חמצון. שמחייבת האלקטרונים מעבר שרשרת מתרחשת ולא

ביומולקולות. בניית עבור בניין אבני של חשוב מקור הינו המעגל הוזכר שכבר כמובקרה:

ורמות. נקודות במספר מבוקר ולכן

הפיכה: פוספורילציה וע"י אלוסטרית מבוקר דהידרוגנז הפירובט

בנקודה שמצוי מאינזים הפיכה. כמצופה אינה מפירובטCoA אצטיל ליצירת התגובה

בקרות: מספר ע"י מבוקרת דהידרוגנז פירובט של האקטביות במטבוליזם קריטית

,E2 את מעכבacetyl CoAהריאקיה: את מעכבים הריאקציה תוצרי של גבוהה ריכוז.1

NADHאת מעכב E3 .

קינז\ ספציפי ( ע"יE1) דההידרוגנז הפירובט של פוספורילציה – קוולנטית בקרה.2

מאקטבת ספציפי פוספוטאז של הקומפלקס. פעולתו של האקטיביות את מדכאת

,NADH/NAD+, acetyl CoA/CoA של גבוהה (. יחסE2 )ב מחדש הקומפלקס את

ATP/ADPאחרות: פירובט הקומפלקס. במילים את ומעכב פוספורילציה מעלה

משעפליםADPפירובט, שני מצד גבוהה האנרגיה רמת "נכבה" כאשר דהידרוגנז

( )שמועלה) הסידן בריכוז הקינאז. עלייה דיכוי ע"י הידרוגנז הדה את

שפעול ע"י דהידרוגנז הפירובט את ואינסולין( משפעלת אזופרסין ע"י הורמונלית

הפוספטז.

נוספות: בקרה נקודות

המעגל: במהלך אתרים בשני מבוצעת בקרה

של האפניות את מגדיל אשרADP ע"י אלוסטרית מבוקר הידרוגנז דה איזוציטראט.1

NADH,ATPקופראטיבית. היא ו- +NADלסובסטרט. איזוציטראט, האינזים

האנזים. את מעכבים–

- הוא הציטרית החומצה במעגל שני בקרה אתר.2

דה הפירובט על לבקרה דומים זה אנזים על הבקרה של מהאספקטים חלק

של - התוצריםSuccinyl CoA, NADH ע"י הומולוגים(. מעוכב )אינזימים הידרוגנז

גבוהה אנרגיה רמת ע"י מעוכב זה אנזים כן מקטלז, כמו זה שאנזים התגובה

ציטראט של הסינתזה על בקרה יש מסויימים באורגניזמים.3

לביוסינתזה: בניין לאבני כמקור הציטרית החומצה מעגל

יכול לאCoA שלו. אצטיל הביניים תוצרי את במהירות לשחזר מסוגל להית המעגל על

של מינימלית כמות להיות חייבת אוקסלואצטט עם מגיב הוא כן אם אלא למעגל להיכנס

ע"י מיוצר להיות יכול ביונקים יפעל. אוקסלואצטט שהמעגל כדי אוקסלואצטט

אנזים – בביוטין )התלוי קרבוקסילז פירובט ע"י פירובט של קרבוקסילציה

צריך שהוא שמאותתCoA אצטיל של בנוכחות פעיל הופך זה מהגליקוניאוגינזה(. אינזים

אנרגיה הרבה ויש במידה ואז מיוצר שאוקסלואצטט למעגל להכנס ע"מ אוקסלואצטט

למעגל. יכנס הוא ולא לגלוקוז, במידה ישוחזר הוא בתא

זו ויטמינים. מחלה לסנתז יכול לא . הגוףB1 בתיאמין- ויטמין מחוסר : נגרמת ברי ברי מחלת

ממחלה נפגעים אנרגיה. העצבים ליצור יכולת הקומפלכס, חוסר של תפקוד לחוסר גורמת

של לאנאקטיבציה וגורם מחוזר, מחזר במצב לח' ליפוית סטרית התאמה : בעלארסנטזו.

ברי. ברי למחלה הקומפלכס. דומה

: טרנספורט 3 יחידהמבוא:

אקטיבי/פסיבי: להיות יכול הממברנה דרך מולקולות של הטרנספורט

מאפיינים: שני נדרשים הממברנה דרך מולקולה של מעבר עבור

הידרופובי. קטע לחצות מסוגלת להיות צריכה המולקולה.1

המעבר. את להניע חייב אנרגיה מקור.2

ע"י בשלמותן הממברנה דרך לעבור טעונות( יכולות ולא פולריות )לא ליפופיליות מולקולות

ליצור ע"מ חלבון נדרש פולריות/ טעונות הריכוזים. למולקולות מפל עם פשוטה דיפוזיה

מפל עם נעה יון/מולק' פולרית כאשר קורה פאסיבי הממברנה. טרנספורט דרך מעבר

זו חיצוני, תנועה אנרגיה מקור נדרש הריכוזים מפל נגד נעה מולקולה הריכוזים. אם

ריכוזים. גרדיאנט יצירת ותוצאתו אקטיבי כטרנספורט נחשבת

דרך יונים לשאובATP של בהידרוליזה משתמשים ממברנה חלבוני של משפחה

הממברנה:

ATP. P-type ATPASES של מהידרוליזה האנרגיה בעזרת בדר"כ מבוצע אקטיבי טרנספורט

בתהליך אספרטית חומצה שייר על פוספורלציה ועוברים הריכוזים מפל נגד יונים שואבים

הטרנספורט.

P-type ATPASESחלבוני הם ה ואת ה את כוללת אשר

ברור. קטליטי מנגנון עם אינטגרלים ממברנה

אחר: ליצור אחד ריכוזים בגרדיאנט משתמשים שניוניים טרנספורטרים

למעבר אחד יון של הריכוזים מפל עם המעבר את מצמדים שניוניים טרנספורטרים הרבה

)שני אנטיפורטרים להיות יכולים שניוניים שני. טרנספורטרים יון של הריכוזים מפל נגד

כיוון(. )אותו סימפורטרים מנוגדים( או כיוונים

הממברנה: דרך יונים במהירות להעביר יכולות ספציפיות תעלות

מאפשרות כאלה הממברנה. תעלות דרך יונים של מהירה תנועה מאפשרות יונים תעלות

משותפים: מאפיינים מספר שלהם. לתעלות הריכוזים מפל עם לזרום ליונים

ליונים ספציפיות.1

סגור ומצב פתוח מצב של קיום.2

ליגנד/מתח ע"י רגולציה/בקרה.3

והאשלגן. הנתרן תעלות ע"י יודגמו יונים תעלות

פסיבי: ומעבר אקטיבי מעבר

הממברנה: את תחצה מולקולה אם יקבעו גורמים שני

הליפידי. לביילר המולקולה חדירות.1

אנרגיה מקור של זמינותו.2

אקטבי/פאסיבי(: )טרנספורט העברה חלבוני

מתמוססות שהן מכיוון תא ממברנת דרך לעבור שיכולות מולקולות – ליפופיליות מלקולות

הליפידי. בבילר

דיפוזיה נקרא כזה תהליך – הריכוזים מפל לפי הממברנה דרך ינועו ליפופיליות מולקולות

נתרן )יוני הממברנה דרך לנוע יכולה אינה היא פולרית/טעונה המולקולה פשוטה. כאשר

מרצונו(. לתא נכנס לא נתרן זאת ובכל בתא יחסית ונמוך לתא מחוץ גבוה מאוד בריכוז

היון "הגנה" למעבר שיוצרת מיוחדת תעלה דרך שעוברים יונים – פאסיבי טרנספורט

בעצמו. היוני בגרדיאנט מקורה היון את שמניעה האנרגיה ההידרופובי. כאשר מהמכשול

טרנספורט חלבוני ע"י הריכוזים מפל נגד יונים של תנועה – אקטיבי טרנספורט

אחר. ממקור באנרגיה שמשתמשים

החופשית: "מדידת" האנרגיה

באנרגיה. עשיר מצב הוא מולקולות של אחיד לא ריכוז

אקטיבי. טרנספורט של תוצאה הוא ריכוזים גרדיאנט של יצירה

עם לצד ריכוז בעל מצד טעון לא חלקיק בהעברת שנוצר החופשית באנרגיה השינוי

הוא: ריכוז

טעון: חלקיק עבור

z –בוולט(, הממברנה לאורך - פוטנציאלהמועבר, החלקיק של המטען(F –קבוע

( ) פרדיי

טרנספורט להיות יכול התהליך אקטיבי. אם טרנספורט יהיה התהליך אם

פסיבי.

הממברנה: דרך יונים להעבירATP של בהידרוליזה שמשתמשים ממברנה חלבוני

האוסמוטי הלחץ על לשמור כדי תאי התוך המלחים ריכוז על לשמור חייב אנימלי תא

מועדפות. לא אינטרקציות ולמנוע

לריכוז ביחס של נמוך וריכוז של גבוה ריכוז מכילים התאים - רוב

. עי: מושג החיצוני

אלה שאנזימים מכיוון– P-type ATPase ה לקבוצת משתייכת אחרות רבות ועוד זו משאבה

שנוצרה פוספט שקבוצת כך ע"י הבניים במצב פוספורילציה של תהליך עוברים

.ATPase ב אספרטט לשייר נקשרתATP של מההידרוליזה

את למשאבה, מספקת קשוריםו- כאשר רק המתרחשתATP של ההידרוליזה

קופקטור נדרש למשאבה כאשר האקטיבי הטרנספורט עבור האנרגתיים הצרכים

לפעולתה.

אלה. יונים להעברת משמש במנוחה בע"ח ע"י שנצרךATP מה משליש יותר

אשר השרירים בהתכווצות חשוב תפקיד שריר, בעל תאי שלSR ב - נמצא

הסידן. ברמת פתאומית בעלייה מתחיל

הפעולה: עקרון

מיוחד )=תאSR ה אל מהציטוזול יוני העברת במהירות תלויה השריר של הרפייה

וריכוז בציטוזול של נמוך ריכוז על שומרת זו משאבה סידן( ע"י לאחסון

.SR ב גודל סדרי בשלושה גבוה

אלפא10 המכיל ממברנלי טרנס מתחם עם פוליפפטיד הוא ה מבנה

הלקסים.

ציטופלסמטיים: מתחמים3 ישנם

1.N –קושר ATP .

2.Pהאספרטט. משייר הפוספוריך קבוצת את - מקבל

3.A –ה מתחם של כמנוע מתפקד N.

: P-type ATPase של הפעולה עקרונות

היון בנוכחות בדר"כ ספציפי אספרטט בשייר פוספורילציה לעבור יכול חלבון כל.1

קשור. מעביר החלבון אותו

מצבים ארבע ולפחותו- שונות: קונפורמציות2 לפחות יש משאבה לכל.2

בתהליך משתתפים : כולם, , , שונים: קונפורמיציונים

הטרנספורט.

: מנגנון

.ה למצב יוני ושניATP של הקשרות.1

חייב )סידן האספרטט שייר אל ( עוברת) הפוספוריל , קבוצתATP מבקע האנזים.2

את משנה תתרחש(. הפוספורילציה שהפוספורילציה ע"מ לאנזים להקשר

. למצב האנזים של הקונפורמציה

הפנימי לצד רק להשתחרר יכולים הסידן שיוני לכך גורם הקונפורמציות בין המעבר.3

הממברנה. של

סידן. ליוני נמוכה אפיניות יש ה שלקונפורמציית מכיוון משתחררים הסידן יוני.4

וקבוצת הידרוליזה עובר פוספורילציה שעבר השייר הסידן יוני של השחרור עם.5

משתחררת. פוספט

חוזר ולכן בקונפורמציה יציב אינו פוספט לקבוצת קוולנטי קשר האנזים, חסר.6

המעגל. את משלים ובכך לקונפורמציית

: "אומץ" ע"י מנגנון אותו ביסודו

לתא מחוץ אל הממברנה דרך אותם ומעביר יוני שלושה קושר ה מצב.1

. למצב הקונפורמציה ושינוי החלבון של מפוספורילציה כתוצאה

ע"י ההפוך בכיוון הממברנה דרך שעוברים יוני שני קושרת קונפרמציית.2

לציטוזול. ומשוחררים פוספורילציה שעבר השייר של הדרוליזה

:Ptype-ATPase של נוספים תפקידים

חלק נוטלים חלקם זו ממשפחה חלבונים סוגי16 שיש לכך הוביל האנושי הגנום ניתוח

אלה, כחלק אמינו, אנזימים חומצות של ראש קבוצות עם פוספוליפידים של בטרנספורט

.flippases ונקראים הביילר של שני לצד אחד מצד הממברנה אסימטריות על משמירה

הדה חסימת ע"י בחסימת digitalis ה צמח של הספציפיות

פוספורילציה:

ובעלי זו בקבוצה שנמצאים מעכבים ( הםouabain) ( ואאובייןdigitoxigenin) דיגיטוקסיג'נין

של פוספורילציה הדה את מעכבות אלה הלב. תרכובת פעילות על חזקה השפעה

הממברנה. של החיצוני הצד אל פונה הוא כאשרATPase ה של

ה משאבת את מעכב שהוא בכך הלב שריר של הכיווץ כוח את מגדיל דיגיטליס

ה גרדיאנט הפחתת התא בתוך של יותר גבוהה לרמה מוביל זה

של הכיווץ את משפר)בהמשך...( סידן הנתרן מחליף ע"י של החוצה בדחיפה האטה

קרדיולוגים. שרירים

שניוניים: טרנספורטרים

, במקוםATP הידרוליזת ע"י ישירה בצורה מונעים אינם אקטיבי טרנספורט תהליכי לעיתים

הריכוזים. מפל נגד אחר ויון הריכוזים מפל עם מונע אחד יון זה

זו. בצורה יונים מעבירים אשר ממברנה חלבוני – שניוניים טרנספורטרים

הממברנה. דרך מנוגדים בכיוונים מולקולות סוגי2 של העברה את מצמד – אנטיפורטר

דרך כיוון באותו אחר חלקיק של להעברה אחד חלקיק של בהעברה משתמש – סימפורטר

הממברנה.

(:sodium calcium exchanger) סידן נתרן מחליף

של האלקטרוכימי בגרדיאנט המשתמש אנימלים תאים בממברנת אנטיפורטר

כאשר שמוצא כל עבור לתא נכנסים יוני3לתא. מחוץ אל להעברת

את יוצרת אשר ע"י משולם הזה המחליף ע"י המעבר ה"תשלום" עבור

הדרוש. הנתרן גרדיאנט

שלו היכולת אבל ל מאשר עבור יותר נמוכה אפיניות ישexchanger ל

למשאבה(.30 לעומת לשניה יונים2000) יותר גבוהה החוצה סידן לדחוף

כניסה ע"י שמופעל סימפורטר ע"י מהתאים לחלק נשאב גלוקוזגלוקוז: של שאיבה

. של סימולטנית

Lactose permease – בחיידקי שניוני, נמצא טרנספורטר E.Coli –משתמש זה סימפורטר

דלק מולקולות של החמצון ע"י שנוצרE.Coli ה ממברנת לאורך הפרוטונים בגרדיאנט

אחרים. סוכרים ושל לקטוז של הצריכה את להניע

Lactose permeaseללקטוז. וגם לפרוטן גם קשירה אתר יש

בקצרה: מנגנון

החיצוני, לצד קשורים פרוטון וגם לקטוז מולקולות גם כאשר מתהפך הקשירה אתר

מתהפך. החלבון ושוב הפנימי בצד משתחררים

ליצירתP-typeATPase ע"י שבשימושATPשניוניים: טרנספורטרים בנושא חשובה מסקנה

אנרגיה כמקור אח"כ ונתרן( שמשמשים פרוטונים )בעיקר גרדיאנטים של מצומצם מספר

טרנספורט. עוברות רבות מולקולות ובכך שניוניים טרנספורטרים של גדול מספר עבור

תעלות:

לשנייה. אלפים של בקמב יונים מעבירים – וטרנספורטרים משאבות

דיפוזיה. של לקצב קרוב1000 פי מהיר בקצב יונים מעבירות – תעלות

ועוברות בסביבתן ופיזיולוגים כימים לשינויים שמגיבות מורכבות יחסית מולקולות – תעלות

חיוניות. כמערכות תפקודן על מקלים אשר קונפורמציה שינויי

לתעלות: מס' מאפיינים

מטען(. לפי וגם גודל לפי )גם ספציפיים יונים עבור מאוד סלקטיביות.1

יונים. מעביר שלא – סגור למצב גם יונים, ועוברות שמעביר – פתוח במצב קיימות.2

קטגוריות:2 ע"פ מווסת הוא הסגור והמצב הפתוח המצב בין המעבר.3

a.מולקולה של להקשרות כתגובה ונסגרות נפתחות – ליגנד תלויות תעלות

b.האלקטרוני לפוטנציאל כתגובה ונסגרות נפתחות – מתח תלויות תעלות

הממברנה. לאורך

עצר כשעון מתפקד פעיל לא למצב פתוח ממצב יונים תעלות של הספונטני המעבר.4

יונים. יעברו בו הזמן משך את קובע אשר

בודדת: תעלה של הפעילות

של פעילותה מדידת את מאפשרת אשרPatch-clamp ה טכניקת בעזרת בוצע התעלות חקר

בודדת. תעלה

תעלות: חלבוני מבנה

עצביים: אימפולסים של בהפצה שחיוניות תעלות שלוש

מספר בין עצביים פולסים מעבירה אשר רצפטור כולין אצטיל – ליגנד תלוית תעלה.1

עצב(. )תאי ניורונים

נתרן של מתח תלוית תעלה.2

)סיבaxon דרך עצביים אימפולסים מעבירות אשר אשלגן של מתח תלוית תעלה.3

ניורונים(. של עצב מתאי היוצא

ליגנד: תלויית תעלה – רצפטור כולין אצטיל

מולקולות ( ע"יsynapses) התאים בין המגע אזורי לאורך מועברחם עצביים איפולסים

מולקולת היא מהן אחת ( אשרneurotransmitters) ניורוטרנסמיטרס שנקראות קטנות

.כולין האצטיל

cynaptic – חלל ע"י מופרדים העצב תאי שביןpostsynaptic ו- presynapticהאיזורים: שני

cleft.

בערך מכילה מהן אחת כל אשר בשלפוחיות מלאpresynaptic ה החלק סוף של האיזור

כולין. אצטיל של מולקולות

שגורם בערך נקבוביות300 של התוכן של זמני בו לשחרור מוביל עצבי פולס של ההגעה

כולין אצטיל של (. ההקשרותcynaptic cleft) תאי הבין במרווח כולין האצטיל בריכוז לעלייה

ליונים: שלה החדירות את ניכר באופן משנהpostsynaptic ה הממברנה אל

יותר גדול לזרם ומובילה שניות מילי0.1 תוך רבה במידה גדלה ואשלגן נתרן של ההובלה

שלה. לדהפולריזציה שגורם מה החוצה ואשלגן פנימה נתרן של

לנתרן כמעט זהה חדירות בעלת קטיונים תעלת של יחיד סוג למעשה פותח כולין אצטיל

ואשלגן.

שלילית טעונות אמינו חומצות מספר – פילטר )התעלה( מכילה רצפטור כולין האצטיל

ידחו. שליליים יונים ולכן גבוהה לתעלה בכניסה שלהן וגלוטאמאט( שהריכוז )אספרטט

שליליים. מטענים של איזורים שני ישנם כיווניות דו הינן שתעלות מכיוון

התעלה את שפותח קונפורמציה שינוי עוברת וזאת התעלה אל נקשר כולין האצטיל

אסתראז כולין אצטיל נקרא הליגנד ש"מסלק" את לעבור. האנזים ליונים שמאפשרת

כולין. בקוביה האצטיל של האסטרי הקשר את חותך והוא במהירות פעילותו את שעושה

30 לפרק שיכולה אסתראז כולין האצטיל של כמות יש הטורפדו מדג שנלקחת סמ"ק1 של

בשעה! כולין אצטיל ק"ג

של הפלסמה ממברנת לאורך יונים של זרימה ע"י שנוצר חשמלי סיגנל הינו עצבי אימפולס

ניורונים.

נתרן. של ונמוך אשלגן של גבוהה ריכוז יש ניורון של התא לפנים

פוטנציאל כאשר נוצר עצבי . אימפולס60mv- הוא הממברנה פוטנציאל מנוחה במצב

.30mV+ ל גם (. ועד40mV- ל60mV- )מ דהפולריזציה עובר הממברנה

העצביים. האימפולסים את שמפיצה היא פולריזציה הדה של ההגברה

של . הכניסה תעלת של לפתיחה מוביל הריטי לסף מעבר הממברנה של פולריזציה דה

עד נפתחים עבור שערים ויותר הממברנה של פולריזציה הדה את מקדמת

.30mV+ של ממברנה לפוטנציאל להגעה

יוני מכך כתוצאה להפתח מתחילות אשלגן ותעלות ספונטני באופן נסגרות נתרן תעלות

השלילי. לערכו חוזר הממברנה פוטנציאל וכך נחוצה יוצאים אשלגן

מתח: תלויית נתרן תעלת

אמינו: חומצות של זהה רצף )הומולוגיות( להן זהות יחידות ארבע מכילה הנתרן תעלת

S4 המסומן השייר כאשר הידרופובים מקטעים5 יש ההומולוגיות מהיחידות אחת לכל

התעלה. של מתח כגלאי מתפקד

האשלגן: תעלת

אלפא2 מכילה היחידות מתת אחת זהות, כל יחידות תת בעל טטרמר הן האשלגן תעלות

גביע. של במבנה חור ליצירת מתחברות יחידות תת וארבע ממברנה חוצי הליקסים

ולכן במים מלא החוצה הפתח כאשר מתכווץ החור חוץ כלפי התא של הפנימי מהצד

"מוותר" על האשלגן ולכן מתכווצת התעלה הדרך מסולבט. באמצע להכנס יכול האשלגן

החלבון: קב' על עם ישירות אינטרקציות לעבור. ויוצר להמשיך כדי שלו המים מולקולות

גליצין שיירי של הקרבוניל קבוצות עם שמתקיימות פולריות אינטרקציות הינן האינטרקציות

מתוחה. בקונפורמציה נמצא הזה (. הפילטרTVGVG) וטריפטופאן ואלין טריונין

לפי המים מולקולות הורדת "שמבוזבז" על האנרגיה שמחיר בכך מושגת הסלקטיביות

הסלקטיבי הפילטר עם מועדפות אינטרקציות ע"י מפוצה התעלה של הצר לחלק הכניסה

שלו הקטן הגודל לפילטר אומנם ונכנס יותר קטן שהוא נתרן בלבד. עבור האשלגן עבור

"משולם" במלואו. לא האנרגיה של הפיצוי ולכן אינטרקציות ליצירת מפריע

וזאת היונים העברת בקצב מאוד מהירה היא כי עולה אשלגן תעלת של המבנה מחקירת

מביאה שני יון של ה"סלקטיבי". הקשירה בפילטר קשירה אתרי שני של נוכחותם בגלל

החוצה. הראשון את ודוחפת היונים שני בין אלקטרוסטטית לדחייה

נתרן: בתעלת הסלקציה

וליתיום נתרן )מבניים(, יוני סטרים בפקטורים תלויה הנתרן תעלת של היונית הסלקטיביות

מידי... גדול מים מולקולת עם אשלגן יון אך בתעלה לעבור מתאימים מים מולקולת עם יחד

: גליקוגן: 1 יחידה

מבוא:

גליקוגן:

זקוקים כשאנו להשבר יכול הפולימר – מגלוקוז שבנוי מסועף פולימר הינו הגליקוגן

לאנרגיה.

יש מולק' גלוקוז10 כל אחרי כאשר קשרי הם בגליקוגן הגלוקוז מקשרי מרבית

אינם(. בעוד הפתוח מהפולימר נוצרים קשרי – )נזכיר קשר של הסתעפות

סיבות: ממספר דלק" חשוב "מלאי מהווה גליקוגן

בין הזמין הגלוקוז כמות את מגדילה גלוקוז של והשחרור שלו המבוקרת השבירה.1

הארוחות.

בדם. קבועה גלוקוז רמת על לשמירה כבופר משמש הגליקוגן.2

לפעילות טוב אנרגיה מקור הינו ולכן קושי ללא מיוצר בגליקוגן שמקורו גלוקוז.3

פתאומית. גופנית

ולכן חמצן בהעדר גם אנרגיה לספק יכול המשוחרר שומן, הגלוקוז חומצות כמו לא.4

אנאירובית. פעילות עבור טוב

בכבד( אבל יותר גבוה )ריכוז והשרירים הכבד הינם הגליקוגן לאחסון פעילים אתרים2

בשריר. יותר במסה

לספק ע"מ – בדם הגלוקוז רמת על לשמירה מבוקרים גליקוגן של ופירוק יצירה – בכבד

בשלמותו. בע"ח של האנרגיה צרכי את

בלבד. השריר צרכי על להענות מבוקר התהליך – בשריר

עקריים: שלבים משלושה מורכב הגליקוגן פירוק

מגליקוגן. פוספט1 גלוקוז של שחרור.1

התפרקות. המשך לאפשר מנת על הגליקוגן מחדש" של "עצוב.2

מטבוליזם. והמשך פוספט6 לגלוקוז פוספט1 גלוקוז של המרה.3

להמשך: אפשרויות3 יש פוספט6 לגלוקוז

לגליקוליזה. ראשוני סובסטרט.1

פוספט. פנטוז ע"יNADPHו- ריבוז של נגזרת ליצור יכול.2

בכבד. בעקר מתרחש – לדם ולהשתחרר חופשי לגלוקוז מומר להיות יכול.3

.udp-glucose – גלוקוז של מסוימת צורה נדרשת גליקוגן של לסיטנטזה

הורמונלית. בקרה וגם אלוסטרית בקרה גם דרכים במספר מבוקר גליקוגן של מטבוליזם

גליקוגן: פירוק

לשלושה אנזימים דורש פוספט6 גלוקוז לקבלת גליקוגן של יעילה שבירה של תהליך

תפקידים:

הגליקוגן. פירוק.1

לפרקו. להמשיך ניתן שיהיה ע"מ הגליקוגן של מחדש עצוב.2

מטבולים. המשך שמאפשרת לצורה הגליקוגן תוצר המרת.3

פוספורילאז: גליקוגן

ליצירת פוספט של הוספה ע"י הסובסטרט את גליקוגן, מפצל של בשבירה מפתח אנזים

פוספט:1 גלוקוז

C4ו- הראשון הפחמן שלC1 בין הגליקוזידי הקשר של פיצול הוא הנ"ל בתגובה שקורה מה

אורטופוספט. הוספת ע"י אחריו הבא של

) פוספוגלוקומוטאז האנזים ע"י פוספט6 לקלוקוז להפוך יכול פוספט1 הגלוקוז

phosphoglucomutase) .

)בעל פוספואסטרי בקשר מוחלף גליקוזידי שקשר מכיוון קטן הנ"ל התגובה עבור

. היחס הוא התהליך את שמקדם דומה(. מה פוטנציאלית אנרגיה

פטספט מכיל שמשתחרר הסוכר הידרוליטי( כי ביקוע )לעומת אנרגתית משתלם הביקוע

.ATP של הידרוליזה פוספט להוסיף מנת על אח"כ לצמד נצטרך ולא

בדיפוזיה. החוצה יצא לא ולכן פיזיולוגים בתנאים שלילית טעוןG-1-Pנוסף: יתרון

גליקוגן: של השבירה "מיישר" בתהליך אינזים

של הביקוע את מפסיק הוא – מסויים גבול עד בתהליך להמשיך יכול פוספורילאז גליקוגן

. קשרי – ההסתעפות נקודת לפני שיירים ארבעה קשרי

אחד הארבעה( מקצה )מתוך גלוקוז של שיירים3 של קבוצה שמעביר אנזים – טרנספראז

. קשר ע"י שמחובר בודד גלוקוז ומשאיר – אחר לקצה הענף של

הגלוקוז מולקולת את ומשחרר קשר על הידרוליזה - עושה

הקסוקינאז. ע"י פוספורילציה שעוברת החופשית

:G-6-P לG-1-P מסב פוספוגלוקומוטאז

המטבולי. לתהליך להכנס ע"מG-6-P ל מומר להיות חייב שנוצרG-1-P ה

הנ"ל התגובה את מקטלז – פוספוגלוקומוטאז

המנגנון: להלן

-G ליצירתG-1-P ה שלC6 ל שמועברת פוספט קבוצת עם סרין יש הפעיל באתר.1

1,6-BisP.

האנזים. של הסרין לשייר הפוספט את מעביר פוספט קבוצת יש עליוC1 ה.2

בכבד:

הדם אל גלוקוז משחרר בדם, הוא תקינה סוכר רמת על לשמור – העיקרי תפקידו – כבד

והשרירים. המוח ע"י בעיקר לצריכה הארוחות מאמץ/בין בזמן

לתאים. מחוץ בקלות יצא מגלוקוז( לא )להבדיל שנוצר המפוספט הגלוקוז

לקבלת הדרוליזה ע"י פוספט6 מגלוקוז הפוספט קבוצת את פוספטאז: מוריד6 גלוקוז

ופוספט. חופשי גלוקוז

פוספורילאז: גליקוגן של המנגנון

)אתר פעיל אתר מכילה יחידת תת זהות. כל יחידות תת משתי בנוי פוספורילאז גליקוגן

למה מסביר וזה בו"ז גלוקוז מולקולות ארבע לקשור יכול הקישור לגליקוגן( אתר קישור

ההסתעפות. לפני מולקולות4 דווקא עוצר הוא

בהדרוליזה )ולא פוספורליטי בביקוע גליקוגן לבקע היא הפוספורילאז של שמטרתו בגלל

מים. יהיו לא האנזים של הפעיל שבאתר אנרגיה( נדרש לבזבז לא כדי

קושר הוא כי בקטליזה שמעורבPLP (pyridoxal phosphate) ה הוא לאנזים חשוב קופקטור

לגלוקוז. אותו ומעביר הפוספט את

פוספורילאז: על בקרה

בתא האנרגיה מצב על שמצביעים אלוסטרים מס' אפקטורים ע"י מבוקר הפוספורילאז

וגלוקגון. אפניפרין אינסולין כמו להורמונים רגישה אשר הפיכה פוספורילציה ע"י גם כמו

בשריר:

להסבה/המרה(: )שניתנים מצבים בשני נמצא שבשריר פוספורילאז הגליקוגן

Phosphorylase-a (R state) בדר"כ האקטיבית - הצורה

Phosphorylase-b (T state) –בדר"כ. אקטיבית הלא הצורה

(.T) אקטיבי פחות ( למצבR) אקטיבי מצב בין בשו"מ קיימת הצורות משתי אחת כל

תתי משתי אחת בכל אחת פוספוריל בקבוצת נבדליםb ו- פוספורילאזa פוספורילאז

של גבוה פוספורילציה.) ריכוז עובר יחידה תת בכל סרין כאשרa ל מומרbהיחידות.

.a ל מעבר יוצרים השרירים של והמרצה אפניפרין

יחידה תת כל של הפעיל מהאתר שזז אחד הליקס באלפא כרוךR למצבT ממצב המעבר

יותר. נגיש הפעיל האתר בוR מצב לעומת בחלקו חסום הפעיל האתרT )במצב

שבאתר לנוקלאוטידים נקשרים אשרAMP של גבוהה בריכוז פעיל שבשרירB פוספורילאז

אפקטורים משמשיםG-6-P ו- R. ATP במצבb פוספורילאז את ומייצבים הקישור

. T ה מצב את ומייצבים שליליים אלוסטרים

האנרגיה/תוצרי כמות ע"י נשלטיםb פוספורילאז שלT למצבR מצב בין המעבר כלומר

שריר. ( בתאG-6-P )כמו הריאקציה

ישAMP בריכוז ועלייה מאמץ התחלת עםT במצב נמצאb פוספורילאז – במנוחה בשריר

. b פוספורילאז של אקטיבציה

בכבד:

האמינו. בכבד חומצות ברצף90% של בקירוב זהים ובכבד בשריר פוספורילאז

גלוקוז של . הקשירהR ל- Tמ במעבר גבוהה הכי הרגישות את מראהa פוספורילאז

לאנזים. דהאקטיבציה עושה ובכךT ל- Rמ- שו"מ את מסיטה

דרמטיים שינויים עובר לא שהכבד בגללAMP ע"י לבקרב רגיש לא שבכבד הפוספורילאז

בשרירים. קורה שכן כפי באנרגיה

קינאז: פוספורילאז

. יחידות תתי עם גדול מאוד הפוספורילאז- חלבון את קוולנטית שמשנה האנזים זהו

לבקרה. משמשות היחידות שאר בעוד יחידה בתת נמצא הפעיל האתר

כפולה: בקרה ע"י מבוקר הנ"ל האנזים

מעבר שרשרת לרצפטור, מתחילה נקשר הורמון – פוספורילציה ע"י מבוקר.1

פוספט. קבוצת יחידה לתת נקשרת ... שבסופהcAMP בריכוז עלייה – סיגנלים

ע"י מושגת התכווצות )קלמודולין(- בשריר יחידה לתת שנקשרים סידן יוני ע"י.2

את שמכין עצבי סיגנל הגעת משמעה הסידן בריכוז . עלייהSR מה סידן יוני שחרור

גופנית. לפעילות התא

של פוספורלציה אחרי רק מושגת קינאז פוספורילאז של המקסימלית הפעילות

. של ואקטיבציה

גליקוגן: שבירת של השרשרת פתיחת עבור הסיגנל את מעביריםG חלבוני

פירוט:

ספציפי. לרצפטור )בכבד( נקשרות גלוקגון )בשריר( או אפנפרין הסיגנל מולקולות.1

.GTP לGDP מ . שהופךGה- חלבון של יחידה התת את מאקטבת הזו הקשירה

של היצירה את שמקטלז ממברנלי טרנס )חלבון ציקלאז אדנילט מאקטבGTPה.2

.ATP מcAMP השניוני השליח

A קינז פרוטאין מאקטבתcAMP של העולה הרמה.3

אשר קינאז פוספורילאז של היחידה לתת פוספורילציה עושהA קינאז פרוטאין.4

פוספורילאז. הגליקוגן את מאקטבת זאת בעקבות

שונות: דרכים בשתי ומפורק מסונתז הגליקוגן

UDP-glucoseגלוקוז. "אקטיבית" של צורה– UDP-glucose של מיחידות מסונתז גליקוגן

.UTP וG-1-P מ מסונתז

כאן יש ולכן פירופוספט של ה"צימוד" להדרוליזה ע"י מונעתUDP-glucose של הסינטזה

אנרגיה: עתירי קשרים שני "צריכה" של

ראקציה קשרי ליצירת גליקוגן של ליחידות מצטרפותUDP-glucose של היחידות

מארבע יותר מכילה השרשרת אם רק יחידות להוסיף שיכול סינטאז גליקוגן ע"י שמזורזת

שיירים.

(Glycogenin) גליקוגנין – הסינטזה תתחיל ממנו יסודי חלבון דורשת גליקוגן סיטזת ולכן

יחידה תת . כל של אוליגוסוכריד נושאת מהן אחת שכל יחידות תתי משתי שמורכב

גלוקוז. יחידות שמונה של ההוספה את מקטלזת הגליקוגנין של

The Branching Enzyme:

מסועף. כפולימר גליקוגן שיוצר מה קשרי את יוצר

שנשברת . השרשרת קשר של ויצירה קשר של שבירה ע"י נוצרת הסתעפות

הסתעפות אחרות במילים11 של בשרשרת לפחות שמקורה שיירים7 לפחות מכילה

קיימת. הסתעפות לבין בינה שמפרידים שיירים4 לאחר מינימום תבוא נוספת

את מגדילות כן וכמו גליקוגן של ההתמוססות יכולת את מעלות הן כי חשובות ההסתעפיות

גליקוגן. לשבור/לבנות להתחיל ניתן מהן השרשראות מספר

גליקוגן: סינטזת על בקרה

נוספות. וקינזותA קינאז פרוטאין ע"י פוספורילציה עובר – קוולנטית בקרה

glycogen) פעיל לא למצב פעיל ממצב אותו הופכת סינטאז גליקוגן של הפוספורילציה

synthase aל glycogen synthase b.)

גליקוגן. של ייצור ומעכבת שבירה מזרזת פוספורילציה כלומר

מואט: מואצת, הפירוק הסינטזה – פוסורילציה דה

בקיצור נקרא גליקוגן של מטבוליזם של ברגולציה מפתח אנזים– 1 פוספוטאז פרוטאין

PP1.

PP1ופוספורילאז קינז פוספורילז מעכב aקבוצת את מזיז הוא כן פוספורילציה. כמו דה ע"י

. a – הפעילה לצורה אותו והופךb סינטאז מגליקוגן הפוספוריל

רכיבים: משלושה בנויPP1 ה

PP1 –הקטליטית, היחידה

PP1 את מקרבת שהיא בכך חשיבותה לגליקוגן גבוהה אפיניות בעלת - יחידה

.PP1 של לפעילות ומביאה הגליקוגן למולקולת

.PP1 את מעכבת היא פוספורילציה עוברת היא שכאשר קטנה יחידה– 1 ו- מעכב

מקרים: לשני מבוקר? נחלקPP1 ה איך

.PKAל סובסטרט בעצמן הןPP1 של יחידות2 כאשר פעילPKA 1 במקרה.1

של הקטליטית היחידה את לקשור מ מונעתPKA ע"י של פוספורילציה

PP1של אקטיבציה מכך . כתוצאה cAMPשל לעכוב מובילה PP1לא שהוא מכיוון

קטליזה מונעתPKA ע"י1 מעכב של הסובסטרט. פוספורילציה את לקשור יכול

הנלוות ההפוספורילציהcAMP ע"י מתחיל גליקוגן של פירוק כאשר . ולכןPP1 ע"י

b בצורה סינטאז גליקוגן ועל הפעילהa בצורת פוספורילאז על שומרת1 מעכב של

פעילה. הלא בצורה

"הצתת" גליקוגןע"י של הסינטזה את מעורר אינסולין גבוהה בדם הגלוקוז כשרמת.2

שלו, מה לרצפטור אנסולין קשירת הוא הראשון . השלבPP1 שמאקטבת דרך

קבוצת שמוסיפים לאינסולין שרגישים מסויימים קינאז פרוטאין להפעלת שמוביל

לקישור שמוביל . מה1 ב פוספט קבוצת לו שהוספה ממה שונה באתר ל פוספט

גליקוגן של פוספורילציה דה יש מכך הגליקוגן. כתוצאה ולמולקולתPP1 אל של

וחעצירת גליקוגן של סינטזה שמבטיח מה ופוספורילאז קינאז סינטאז, פוספורילאז

פירוקו.

סיכום – ממברנות דרך חומרים מעבר

הסיכומים:בתא. ונמוך בחוץ גבוהבחוץ, ונמוך בתא גבוה ריכוז אנימלי בתא

הריכוזים. הפרשי על שומרות – טרנספורט מערכות

בחוץ. מסקנה: החלבון לריכוז התא בתוך הריכוז בין שוויון – בקרח אדום דם תא – ניסוי

טמפרטורה(. תלויי הם )אנזימים פעיל אינו ההפרש על לשמור שאמור

טעונה(, ולא )גדולה גלוקוז כמו למולקולות נמוכה לגזים, הכי גבוהה הכיחדירות:

טעונה(. אך )קטנה

המים: לחדירות תאוריות

בין שנוצרים בשקעים נכנסות מים )פולאידית( ומולקולות דינמית הממברנה.1

נפחית(. )זרימה הפוספוליפידים

אחורה. יחזור לא להיכנס שמתחיל "גרזן" מה מעיין הוא הפוספוליפיד ראש.2

הריכוזים. למפל פרופרציוני המעבר בממברנה חלבונים אין כאשר

וסובסטרט אנזים בין לאנטרקציה דומה התנהגות מראה המעבר חלבונים יש כאשר

מנטן. במיכאליס

שאין משום מדוייקים אינםו- המונחים

קונפורמציה. ושינוי קישור אלא ודיסוציאציה קטליטי שינוי

צדי בשני סובסטרט ריכוז על משפיע – קטליזה עושה לא ונשא: הנשא אנזים בין הבדל

בכיווניותם. הפוכים גם הנשאים – הממברנה

לסובסטרט. אפיניות ובעל ספציפי הנו הנשא

נשא: בעזרת ממברנה דרך חומר למעבר מודל

סובסטרט. אליו חוץ, נקשר כלפי ( פונהC) הנשא

מכניס שהוא כך הקונפורמציה את משנה הסובסטרט של הקשירה ע"י

פנימה. הסובסטרט את

ישתחרר שהסובסטרט יותרכך נמוך הסובסטרט ריכוז בפנים

החוצה. יהיה הקישור שאתר כך קונפורמציה ישנה שוב והנשא

הסובסטרט שריכוז ברגע – הפיך בתהליך מדובר

עמיד. למצב מגיעים משתווה

קצב של הגברה מזורז באופן הריכוזים מפל ע"פ מזורזת, מעבר לדיפוזיה – טרנפורטר

מולק' לשניה(.) המעבר

מולק' לשניה(.) ריכוזים מפל ע"פ העברה על מדובר כאן גם – תעלות

. )ATP של פירוק הריכוזים, יש למפל בניגוד אנרגיה, מעבר דורש תהליך – משאבות

מולק' לשניה(.

טרנספורטרים: סוגי

ע"פ אותה ומעביר מולקולה קושר – הכיוונים לשני לעבוד כיווני, יכול חד – יוניפורטר.1

הריכוזים. מפל

מאפשר הצימוד – נגד והשני הריכוזים מפל עם אחד כיוון לאותו מעבר – סימפורטר.2

את יצרה המשאבה – משני . אקטיביATP פירוק ללא המפל נגד המעבר את

המפל. עם שעובר היון עבור הגרדיאנט

דיפוזיה פסיבית

דיפוזיה מזורזת

outC inC

oSooSC iiSC

iS

2SCi

oC1S

1SCo

21SSCo

2S

21SSCi

1S

2S

סימפורט: למערכת מודל

שהאפניות כך בקונפורמציה שינוי חלS1 נקשר

שני של נקשר, הקומפלקסS2 עולה. S2 ל

קונפורמציה שינוי עובר הנשא עם הסובסטרטים

S1הריכוזים. מפל עם ראשון משתחרר

משתחרר. והוא ירדהS2 ל האפיניות כך בעקבות

.C0 ל חזרה בקונפורמציה שינוי חל

S1 -ו S2לעבור כדי לשני אחד זקוקים

משני. אקטיבי הפוכים, גם בכיוונים מעבר – פורטר אנטי.3

אנטיפורטר: למערכת מודל

הריכוזים מפל עם – נתרן

הריכוזים. מפל נגד – פרוטון

עולה לנתרן אפיניות הראשון בשלב

לפרוטון אפניות עולה כך בעקבות

שניהם של הקשירה בעקבות

קונפורמציה שינוי יש

הקונפורמציה שינוי בגלל

משתחרר נתרן

משתחרר פרוטון מכן לאחר

)שלב קונפורמציה שינוי ושוב

מהירות(. קובע

תעלות:

דרכים: במספר מבוקרות

קונפורמציה. שינוי שמשרה ליגנד קשירת ע"י.1

החשמלי. במתח שיוני ע"י.2

צר )איזור ובפילטרpore ב מעבירות. שימוש הן אותו ליום ספציפיות – מתח תלויות תעלות

בתעלה(.

Pore –גודל לפי ראשונה סלקציה

שניה סלקציה – פילטר

i

o

C

C

i

o

C

NaC

Na

H

HC

NaC

i

o

HC

NaC

o

i

HC

C

o

i

Na

Ho

i

C

C

התעלה. עם אנטרקציה מאפשרת שלהם המיום ששכבת חומרים עוברים בפילטר

שלה. אחר חלק ספונטניתע"י סגירה מתרחשת התעלה את שפתח מתח באותו כשנשארים

זרמים. בדיקת ע"י – משוחזרת תעלה בדיקת

ספציפיות בינהן, איןpore יחידות, ה תת ממספר בנויה – רצפטור כולין אצטיל תעלת

)אספרטט שלילית טעון אלפא. הפילטר יחידות לשתי כולין אצטיל בקישור גדולה. נפתחת

יעבור. נתרן בעקר–וגלוטאמט(

בדג מניוצר האנזים כולין אצטיל של האסטרי הקשר של ביקוע – אסתראז כולין אצטיל

הטורפדו.

מטענים. של זהה לא יחס העברת – אלקטרוגני טרנספורטר

מכך וכתוצאה פעולה פוטנציאל מתקבל – נתרן תעלת פתיחת – אשלגן נתרן תעלות

חזרה. הפוטנציאל והורדת אשלגן תעלת נפתחת

נתרן: לתעלת טוקסינים

ולמנוע לנתרן ספציפיות לתעלות להקשר שיודע דנטוקסין טטרה רעלן מייצר נפחא אבו דג

(.TTX) פעולה פוטנציאל ויצירת דרכה חומרים מעבר

סאקסיטוקסין. כנ"ל

וחקירתן. התעלות לבידוד עוזרים טוקסינים

אשלגן: לתעלת טוקסינים

דהניטרוטוקסין

רצפטור: כולין לאצטיל טוקסינים

1 .DM )התעלה. של תמידית פתיחה ומאשפר ברצפטור המקומות לשני נקשר– )דקנטין

גבוהה והאפניות אסטרי קשר אין – אותו לפרק יודע לא אסתראז כולין אצטיל האנזים

הפיך. לא באופן נקשר והוא לרצפטור ביותר

הפיך. עיכוב ולכן אסטרי קשר כולין, עם לאצטיל דומה גם – כולין . סוקסיניל2

מתח: תלויית לנתרן תעלה

וליתיום נתרן )מבניים(, יוני סטרים בפקטורים תלויה הנתרן תעלת של היונית הסלקטיביות

מידי... גדול מים מולקולת עם אשלגן יון אך בתעלה לעבור מתאימים מים מולקולת עם יחד

אשלגן: תעלת

אלפא2 מכילה היחידות מתת אחת זהות, כל יחידות תת בעל טטרמר הן האשלגן תעלות

גביע. של במבנה חור ליצירת מתחברות יחידות תת וארבע ממברנה חוצי הליקסים

ולכן במים מלא החוצה הפתח כאשר מתכווץ החור חוץ כלפי התא של הפנימי מהצד

"מוותר" על האשלגן ולכן מתכווצת התעלה הדרך מסולבט. באמצע להכנס יכול האשלגן

החלבון: קב' על עם ישירות אינטרקציות לעבור. ויוצר להמשיך כדי שלו המים מולקולות

גליצין שיירי של הקרבוניל קבוצות עם שמתקיימות פולריות אינטרקציות הינן האינטרקציות

מתוחה. בקונפורמציה נמצא הזה (. הפילטרTVGVG) וטריפטופאן ואלין טריונין

לפי המים מולקולות הורדת "שמבוזבז" על האנרגיה שמחיר בכך מושגת הסלקטיביות

הסלקטיבי הפילטר עם מועדפות אינטרקציות ע"י מפוצה התעלה של הצר לחלק הכניסה

שלו הקטן הגודל לפילטר אומנם ונכנס יותר קטן שהוא נתרן בלבד. עבור האשלגן עבור

"משולם" במלואו. לא האנרגיה של הפיצוי ולכן אינטרקציות ליצירת מפריע

וזאת היונים העברת בקצב מאוד מהירה היא כי עולה אשלגן תעלת של המבנה מחקירת

מביאה שני יון של ה"סלקטיבי". הקשירה בפילטר קשירה אתרי שני של נוכחותם בגלל

החוצה. הראשון את ודוחפת היונים שני בין אלקטרוסטטית לדחייה

רשה ולכן מלא פלופ פילפ יש בנשאים – עולה הממברנה צמיגות נמוכות בטמפרטורות

בהן. גם תהיה הפגיעה שהטמפ' תעלה שככל למרות פחות יפגעו תעלות להתהפך להם

משאבות:

סוגים: 3

p-type –פוספורילציה יש פעולתן במהלך

F-type –יחידות תתי של רב מספר פרוטוניםבעלות רק מעבירות

V-type –פרוטונים. העברת ע"י הוואקואלה החמצת תפקידה

P-type:

שמועבר. היון בנוכחות האנזים של אנרגיה, פוספורילציה השקעת יש

האספרטית. החומצה של היא הפוספורילציה

אשלגן: נתרן משאבת

הריכוזים. למפל בניגוד שניהן אשלגן של והכנסה נתרן של הוצאה

מנוחה. בזמן מהאנרגיה30% של ניצול אלקטרוגנית משאבה

ביתא. מחייב אך אלפא ע"י נעשה התהליך ביתא יחידות תת ושתי אלפא יחידות תת2

התא תוך אל פונהATP קשירת איזור

לנתרן אתר – פנים כלפי

אשלגן. – חוץ כלפי

למשאבה: מודלים2

ראשון: מודל

נתרן. לקישור גורםATP – צימוד כאן יש

אשלגן לקישור פוספוריה דה בין קישור יש

E1 –.בפנים

E2 –.בחוץ

שני: מודל

של קשירה יש מכן מאוד( לאחר )גבוהה לנתרן גבוהה אפיניות בעל אנזים הראשון בשלב

ATPל קונפורמציה שינוי ואז פוספורילציה E2באפיניות(, אשלגן )ירידה משתחרר . נתרן

1E2, MgNa

ATP ADPPE 1

PE 2

Pi OH 2

K2E

NaE 31

ATP2Mg NaATPE 31

ADP2Mg NaPE 31

)(3 outNa

PE 2

)(2 outK

KPE 22 KE 22

)(2 inK

)(3 inNa

E1 ל חזרה לחזורE2 ל גורמת פוספורילציה. הידרוליזה דה יש גבוהה( ואז )אפיניות נקשר

יורדת(. )אפיניות משתחרר האשלגן גם ואז

המשאבה: תפקידי

אוסמוטית. יציבות על שמירה.1

אזימים(. לפעילות )נחוץ בתא גבוה אשלגן ריכוז על שומרת.2

נמוך. נתרן ריכוז על שומרת.3

פעולה פוטנציאל לאחר ושחזורו הממברנה פוטנציאל על שמירה.4

משני. אקטיבי כוח משמש שנוצר הריכוזים גרדיאנט.5

טמפ' הגוף. על לשמירה תורם – חום יצירת.6

המשאבה: מעכבי

דיטוקסיג'נין, אאוביין, ואנאדאט.

יותר גבוה הסידן ששחרור משתחרר. ככל התכווצות ובעת סידן שאוגר שריר תא הינו לב תא

חזקה. יותר ההתכווצות

אם החוצה סידן ומוציא פנימה נתרן שמכניס אנטיפורטר יש שריר תא של הממברנה על

סיגנל שיגיע ברגע ולכן פנימה נשאב סידן ויותר פנימה נכנס נתרן פחות מעוכבת המשאבה

גדולה. יותר במסה יתכווץ השריר עצבי

סידן: מגנזיום משאבת

עצבי. מגרוי כתוצאה ושחרור קלציום צבירת – מאגרים ויוצרתSR ה לתוך סידן שואבת

הסידן. את חזרה ושואבת מופעלת המשאבה השריר שחרור אחרי

קופקטור. מהווה המגנזיום

מנגנון:

1E )2( 21

CaE

22 Ca ATP)2( 2

1 CaATPE

ADP

)2( 21

CaPE

)2( 22

CaPE

22 Ca

PE 2PiE2הדרוליזה

Pi2E

שמשרה בפוספורילציה מלווהATP ל הקישור את שמתנה לסידן אפיניות יש הראשון בשלב

ושינוי פוספורילציה דה סידן באפיניות, שחרור לירידה שגורמת קונפורמציה שינוי

חזרה. קונפורמציה

.B ציטוכלזין – גלוקוז של ליוניפורטר מעכב

סוכרים: בהעברת משאבה מעורבות

של לסימפורטר מניע ככוח משמש ואשלגן נתרן של המשאבה ע"י שנוצר היונים גרדיאנט

וגלוקוז. נתרן

גלוקוז(: כל עבור נתרן יוני2) הריכוזים למפל בניגוד המעי אפיטל בתאי נספג גלוקוז

הריכוזים. מפל עם סימפורטר ע"י מועבר גלוקוז

כולו. הטרנספורט בתהליך יפגע יוניפורטר שהוא בוולנומיצין שימוש או אאוביין ע"י פגיעה

החופשית: "מדידת" האנרגיה

באנרגיה. עשיר מצב הוא מולקולות של אחיד לא ריכוז

אקטיבי. טרנספורט של תוצאה הוא ריכוזים גרדיאנט של יצירה

עם לצד ריכוז בעל מצד טעון לא חלקיק בהעברת שנוצר החופשית באנרגיה השינוי

הוא: ריכוז

טעון: חלקיק עבור

z –בוולט(, הממברנה לאורך - פוטנציאלהמועבר, החלקיק של המטען(F –קבוע

( ) פרדיי

טרנספורט להיות יכול התהליך אקטיבי. אם טרנספורט יהיה התהליך אם

פסיבי.

אלקטרונים מעבר : שרשרת 4 יחידה הנן שומן חומצות מחמצון וכתוצאהTCA ה במעגל שנוצרו ו- ה מולקולות

אלקטרונים. זוג מכילה אחת כל – אנרגיה עתירות מולקולות

מ אלקטרונים של מהעברה כתוצאהATP נוצר בו התהליך היא – מחמצנת פוספורילציה

אלקטרונים. נשאי של סריה ע"י ל או

אירובי. בתהליךATP ל העיקרי המקור הינו זה תהליך

הפרוטונים גרדיאנט ע"י מצומדיםADP של ופוספורילציה האלקטרונים מעבר שרשרת

הפנימית. המיטוכונדיאלית הממברנה לאורך

פחממנים אנרגיה: בתחילה מעברי של שלסדרה סיום מהווה מחמצנת פוספורילציה

גבוה. מעבר פוטנציאל בעלי אלקטרונים ליצירת הציטרית החומצה במעגל מתחמצנים

) פרוטונים של מניע לכוח האלקטרונים מעבר שרשרת ע"י מומרים אלה אלקטרונים אח"כ

proton-motive forceליצירת משמש הפרוטונים של המניע הכוח ( ואח"כ ATP.

במיטוכונדריה: מתרחשת באאוקריוטים המחמצנת הפוספורילציה

הממברנות2 שבין חיצונית. החלל וממברנה פנימית ממברנות: ממברנה2 למיטוכונדריה

מטריקס. נקרא הפנימית הממברנה שבתוך והחלל ממברנלי הבין החלל נקרא

של הריאקציות ממרבית להבדיל הפנימית הממברנה על מתרחשת מחמצנת פוספורילציה

במטריקס. שמתרחשות השומנים וחמצון הציטרית החומצה מעגל

אלקטרונים: של במעבר תלויה מחמצנת פוספורילציה

חמצון ע"יו- לייצר הייתה הציטרית החומצה מעגל של העקרית הפונקציה

.CoA אצטיל של

למים. מולקולרי חמצן להפוךו- משמשים מחמצנת בפוספורילציה

נשאים מספר דרך שמתרחשת אלקטרונים מעבר שרשרת של סדרה ע"י מתרחש התהליך

האלקטרונים. מעבר שרשרת ומכונה

חיזור: חמצון פוטנציאל

חמצון פוטנציאל בעלת לאלקטרונים. מולקולה מסויימת מולקולה של באפניות מדובר

זה לכך )דוגמא אלקטרונים לתת רוצה שלה המחוזר שהמצב משמעו שלילי חיזור

(.0.32- של חיזור חמצון פוטנציאל עם

עם חמצן )לדוגמא אלקטרונים לקבל רוצה חיובי חיזור חמצון פוטנציאל עם מולקולה

(.0.82 של חיזור חמצון פוטנציאל

? עם חיזור ע"י משתחררת חופשית אנרגיה כמה

נחשב:

נקבל: מהראשונה השניה הריאקציה את נפחית אם

ע"י: לחשוב ניתנת הריאקציה עבור הסטנדרטית החופשית האנרגיה

.ATP לסינטזת שמשמש פרוטונים גרדיאנט ליצירת משמשת החופשית האנרגיה

משאבות3חלבוניים: קומפלקסים ארבעה מכילה האלקטרונים מעבר שרשרת

הציטרית: החומצה למעגל פיזי וקשר פרוטונים

) חלבוניים קומפלקסים שלושה של שרשרת דרך ל מ מועברים האלקטרונים

דרך פרוטונים של לטרנספורט מוביל אלה קומפלקסים דרך האלקטרונים (. מעבר1,3,4

הפנימית. הממברנה

הקומפלקסים: ארבעת של סיכום טבלת להלן

שם

הקומפלקס

חיזור או חמצוןפרוסטטיות קבוצות(kd) מסה

של בצד

המטריקס

על

הממברנה

הציטוזולי בצד

NADH-Q 880FMNQ

oxidoreductaseFe-S

Succinate-Q

reductase

140FAD

Fe-S

SuccinateQ

Q-cytochrome

c

oxidoreductase

250

Fe-S

QCytochrome c

Cytochrome c

oxidase

160Cytochrome c

האלקטרונים: מעבר שרשרת פירוט

:1 קומפלקס

ביותר(. הגדול )הקומפלקס1מס' בקומפלקס לשרשרת נכנסים של האלקטרונים

היא: זה אינזים ע"י שמקוטלזת הריאקציה

flavin ל מועברים שלו האלקטרונים ושני נקשר הראשון בשלב.1

mononucleotide (FMN)גם קשרה הפרוסטטית הקבוצה )כלומר לקבלת

פרוטונים(. וגם אלקטרונים

של שני סוגiron-sulfur של לקבוצה מ מועברים האלקטרונים השני בשלב.2

iron-sulfur של סוגים ממספר הראשון. ישנם בקומפלקס פרוסטטית קבוצה

clustersברזלים2 עם ציסטאין, שני שיירי4 סביבו באמצע אחד ברזל עם : אחד

הראשון גופרית. הקומפלקס וארבע ברזלים4 עם גופרית, שלישי ושני באמצע

אלקטרונים רק שקושרת פרוסטטית קבוצה שזו כך האחרונים סוגים השני את מכיל

פרוטונים(. )לא

שני של . המעברQ קואנזים אל נעיםiron-sulfur clustersמה- האלקטרונים.3

ארבעה של לשאיבה מוביל1 קומפלקס דרךQ לקואנזים מ אלקטרונים

מהמטריקס. פרוטונים

את לעזוב יכול שלא נייח ליוביקוינון עוברים שהאלקטרונים הוא שקורה מה למעשה.4

מהמטריקס. ואז פרוטונים2 תפיסת ( ע"י) ליוביקוינול והופך1 קומפלקס

משתחררים הפרוטונים מכך וכתוצאה נוסףiron-sulfur ל מועברים האלקטרונים

נייד ליוביקוינון מועברים האלקטרונים דבר של ממברנלי. בסופו הבין למרווח

.3 לקומפלקס נודד הנייד והיוביקוינון מהמטריקס נוספים פרוטונים שני ונשאבים

:2 קומפלקס

של החמצון ע"יTCA ה במעגל יוצר אשר הידרוגנאז דה סוקסינאט האנזים

אלא הקומפלקס את עוזב אינו. 2 מקומפלקס חלק מהווה לפומראט סוסינאט

גם שנודד ליוביקוינול שהופך נייד ליוביקוינון ומשםFe-S ל מועברים שלו האלקטרונים

מחמצון נוצרATP פחות מכך פרוטוניםוכתוצאה מעביר אינ זה . קומפלקס3 לקומפלקס

. של מאשר של

:3 קומפלקס

.3 קומפלקס הוא האלקטרונים מעבר בשרשרת הפרוטונים משאבות שלוש מבין השני

להיות שיכול ברזל אטום )במרכזה פרוסטטית כקבוצהHeme קבוצת מכיל זה קומפקס

(.ל- מ מחוזר

לציטוכרום מיוביקוינול אלקטרונים של המעבר את לקטלז הוא זה קומפלקס של התפקיד

c (cyt c)למטריקס. מחוץ אל פרוטונים בשאיבת שמלווה במים מסיס חלבון

ציטוכרומים: סוגי בשני שנמצאותheme קבוצות3 מכיל הקומפלקס

פוטנציאל ולכן היסטידינים ע"י גם שמיוצבתriske center שנקראת2Fe-2S קבוצת יש כאן גם

יחסית. גבוה שלה חיזור החמצון

יותר קרוב נמצא כאשר ו- המסומנים: ליוביקוינון קישור אתרי שני ישנם כן כמו

למטריקס.

:Qה- מעגל

ידוע פרוטון שאיבת אלc לציטוכרום מיוביקוינול אלקטרון העברת של הצימוד עבור המנגנון

.Q מעגל בשם

של נשא יוביקוינול, אל – אלקטרונים שני של מנשא המעבר את גם מבצעQ ה מעגל

. c ציטוכרום – אחד אלקטרון

השלבים:

את מעבחר . יוביקוינול לאתר ( נקשר) יוביקוינול כאשר מתחיל המעגל.1

אחד. אחד שלו האלקטרונים

לציטוכרום ומשם לציטוכרום ממנוrieske center ה אל עובר אחד אלקטרון.2

cשלו. הציטוכרום המחוזרת לצורה אותו והופך מחומצן cהחוצה לצאת חופשי

המחוזרת(. בצורתו )מסיס מהקומפלקס

לציטוכרום אז לציטוכרום כל ראשית מועבר היוביקוינול על השני האלקטרון.3

קבלת ע"י מחוזר . ביוביקוינון לאתר שקשור מחומצן ליוביקוינון מכן ולאחר

() לסמיקוינון באלקטרון

הפרוטוניםQ ל מחומצן לאתר ( שנקשר) שהיוביקוינול לציין: ברגע חשוב.4

אתר את כעת עוזב הזה הממברנה. היוביקוינון של הציטוזולי לצד משוחררים שלו

הקישור.

נקשרת יוביקוינול של נוספת . מולקולה באתר נמצא עדיין הסמיקוינון זה בשלב.5

נקשר השני האלקטרון כאשר1-3 בשלבים שתואר כפי בדיוק ומתנהגת לאתר

. ליצירת מהמטריקס פרוטונים שני שלוקח לסמיקוינון דבר של בסופו

הפרוטונים. גרדיאנט ליצירת תורמת מהמטריקס האלה הפרוטונים של הלקיחה.6

:Q מעגל סיכום

מחומצנתQ של אחת , מולקולהQ מולקולות שני ליצור מחומצנות של מולקולת שני

בצד משוחררים פרוטונים מחוזרות, ארבעהc ציטוכרום של מולקולות , ששני ל

מהמטריקס. נשאבים פרוטונים ושני הממברנה של הציטופלזמטי

:4 קומפלקס

c ציטוכרום של החמצון מתרחש זה האלקטרונים. בשלב מעבר בשרשרת האחרון השלב

של מולקולות לשני של לחיזור מצומד ( אשר3 קומפלקס ע"י )שנוצר המחוזר

.4 בקומפלקס מתרחש כאמור זה שלב

מרכזים בשני שמסודרים נחושת יוני ושלושהheme A קבוצות שתי מכיל4 קומפלקס

.B ו- A המסומנים

ציסטאינים. המרכז של מלח גשר ע"י שמקושרים נחושת יוני שני מכיל אחד מרכז

. 3 מקומפלקס שמגיעc מציטוכרום אלקטרונים מקבל הזה

היסטדין. שיירי לשלושה מחובר השלישי הנחושת יון

ממוקמות שהן מכיוון שונות תכונות בעלותו- הנקראותheme ה קבוצות2

שונה. בסביבה

אליו ל אלקטרונים מעביר בעוד מ אלקטרונים כנושא מתפקד

קרוב. הוא

. ל הופך בו הפעיל האתר את יוצרותו- ביחד

השלבים:

של אחת לגמרי. מולקולה המחומצנת בצורתו האנזים כאשר מתחיל המעגל.1

ל עובר האלקטרון משם ל בתחילה אלקטרון מעבירה מחוזרc ציטוכרום

.ל- מ מחוזר אשר ל דבר של ובסופו ל ואז

ונעצר מסלול אותו את שעובר שני אלקטרון מביאהc ציטוכרום של שניה מולקולה.2

בהמוגלובין שהברזל . )נזכיר של במצב להיות הברזל את ויהפוך ב

חמצן לקשור מוכן4 קומפלקס זה חמצן. בשלב קושר הוא כאשר במצב נמצא

זאת. ועושה

לחמצן מאפשר - חמצן ה קומפלקס אל המחוזרת בצורתו של הקרבה.3

. לבין בה- בין גשר יוצר ( אשר) לפרוקסיד מחוזר להיות

הגשר של פירוק יוצרת פרוטון גם כמוc מציטוכרום שלישי אלקטרון של ההוספה.4

.ו- ( ב) פריל קבוצת נשבר( ויוצרתO-O )קשר

ל הפריל קבוצת את מחזרת שני ופרוטוןc מציטוכרום רביעי אלקטרון של הוספה.5

.

מים של מולקולות שתי של השחרור את מאפשרת נוספים פרוטונים שני עם תגובה.6

מגיעים הפרוטונים כל לציין חשוב המחומצן הראשוני למצבו האנזים את ומחזירה

מהמטריקס.

כ: מסוכמת להיות יכולה4 בקומפלקס הריאקציה

הציטוזול. אל מהמטריקס שנשאבים נוספים פרוטונים ארבעה ישנם

:ATP לסינטזת אלקטרונים מעבר בין הצימוד

. ATPase ( נקרא5 קומפלקס גם )נקראATP המסנטז הקומפלקס

הפרוטונים גרדיאנט ע"י מצומדתATP של שהסינטזה הוצע רבים מחקרים לאחר1961 ב

האלקטרונים. מעבר שרשרת ע"י שנוצר

הוא הציטוזולי בצד pH ה כאשר פרוטונים גרדיאנט יוצרת האלקטרונים מעבר שרשרת אכן

.0.14V הוא הממברנה ופוטנציאל בפנים מאשר יחידות1.4 ב נמוך

ממברנה חלבון – בקטריורודופסין שהכילה סינטטית וזיקולה הכינו הצימוד את להוכיח כדי

נחשפו הוזיקולות . כאשרATPase הוסיפו מואר, וכן הוא כאשר פרוטונים ששואב מבקטריה

מערכות הןATP וסינטזת האלקטרונים מעבר ששרשרת הראה . הניסויATP נוצר לאור

הפרוטונים. גרדיאנט בעזרת ורק אך שמקושרות נפרדות

:ATPase ופעולת מבנה

יחידות: תת משתי בנוי

של סוגים5 מכילה המיטוכונדריה תוך אל הרגיל במצב פונהATP סינטזת - אתר

בטבעת מסודרותו- היחידות תת ( כאשר) פוליפפטידיות שרשראות

ישירה בצורה משתתפת רק אבל נוקלאוטידים קושרות אלה יחידות תת סימטרית. שתי

בקטליזה.

על משפיעה היחידות תתי עם שלה והאינטרקציה הטבעת במרכז ממוקמת היחידה תת

שלהן. הקונפורמציה

10-14 מ מורכבת הפנימית. התעלה הממברנה גבי על שממוקמת לפרוטונים - תעלה

.a יחידות תת2 ו- c יחידות תתי

היחידות תת אופנים: ע"י בשתי קשורותו- היחידות תתי2

ותתb יחידות תתa , 2 יחידה מתת שמורכבת "שדרה" חיצונית וע"י

. יחידה

?ATP של הסינטזה את מניעה פרוטונים של המעבר איך

הפרוטונים גרדיאנט ללא גם סינטזATP ע"י מסונטז להיות יכולATP ש הראה שנערך ניסוי

להשתחרר. יכול אינו אבל

: היחידה תת של הקונפורמציות3

T – tight –קושרת זו קונפורמציה ATPלסנטז לה שמאפשר מה גבוהה מאוד באפיניות

ATPמ ADP -ו Piמשחררת שלא . קטנפורמציה1ל- קרוב שו"מ קבוע עם ATP.

L – loose –קושרת ADP -ו Piמסנטזת לא אבל ATP.

O – open –לשחרר יודעת ATPקושרת גם אבל ATPאותם כולאת לא אבל ופוספט

שו"מ(. – ולהיקשר להשתחרר יכול )כלומר

כל השעון כיוון נגד היחידה תת של הסיבוב בעקבות נעשה הקונפורמציות3 בין השינוי

לשחרר שיאפר מהO לקונפורמצייתT קונפורמציית את ישנה הזה . הסיבוב ב פעם

.ATP סינטזת שיאפשר מהT להיות תהפוךL של שנוצר. הקונפורמציהATP ה את

לצאת. יוכלו שלא כךPi ן- ADP את ותכלאL להיות תהפוךO של הקונפורמציה

המעגל. את תשליםO בקונפורמציית שעכשיו יחידה לתתPi ו- ADP של ההקשרות

? יחידה תת של לתנועה גורמת ה דרך פרוטונים של מעבר איך השאלה נשאלת

מכילהc יחידה . תתa מסוג יחידות תתי ושתיc מסוג יחידות תתי10-14מ- מורכב ה

פרוטון קושרת לאc פרוטון. כאשר ולשחרר לקשור שיכולה61 בעמדה אספרטט חומצת

a היחידות תת הממברנה. איזור של ההידרופובי לטווח לפנות יכולה ואינה שלילית היא אז

ים.cה- טבעת לבין ההדרופובי השטח בין חוצץ מהווה

לכיוון פונה אחת אחת. תעלה כל ממברנלית חצי תעלה למעשה הןa היחידות תתי

ומאפשר גבוה ממברנלי הבין במרווח הפרוטונים הציטוזולי. ריכוז לחלק ושנייה המטריקס

המרווח. מתקבלת כלפי שפונהa מאחורי שנמצאת יחידה לתת פרוטון של הקשירה את

כיוון עם תסתובב היא אם הממברנה כלפי לפנות שיכולה שלילית לאc יחידה תת כעת

השעון.

הפרוטון את ותשחרר המטריקס אל שפונהa ל מגיעה פרוטון עם יחידה ותת סיבוב מתבצע

ממברנלי הבין מהמרווח פרוטון תקשור השניה יחידה התת ושוב הריכוזים הפרש בגלל שלה

הלאה. וכך

. היחידה תת של הסיבוב את מניע הזה הסיבוב

,ATP מולקולות שלוש של ולשחרור לסינטזה מובילה היחידה תת של של סיבוב כל

פרוטונים.10/3 של המעבר את דורש שנוצרATP כל בטבעתc יחידות תת10 יש אם לכן

ATP כל עבור המטריקס לתוך לעבור חייבים פרוטונים ששלושה נניח אנו הפשטה לצורך

שנוצר.

המיטוכונדריה: של הפנימית הממברנה דרך מולקולות של תנועה

אך המולקולות לרוב חדירה בלתי להיות חייבת המטוכונדריה של הפנימית הממברנה

מולקולות. של למספר העברה חלבוני קיימים

בקליקוליזה שנוצרNADH איך אז אול- חדירה אינה הפנימית הממברנה

אלקטרונים? מעבר בשרשרת להתחיל הממברנה לתוך עובר

היא זאת לעשות אחת ודרך הממברנה דרך עובר מ האלקטרון שרק היא התשובה

לשרשרת ונכנסים ל מומרים האלקטרונים שםglycerol 3-phosphate shuttle דרך

- 2.5 במקוםATP של מולקולות1.5 יווצרו דבר של בסופו וכןQ דרך האלקטרונים מעבר

בשרירים. בעיקר מתרחשת הזו הדרך

שבאיור: התיאור ע"פ

. malate-aspartate shuttle ע"י מועברים מ אלקטרונים ובלב בכבד

נכנס מאלאטאשר ליצירת לאוקסלואצטט בציטוזול מ מועברים אלקטרונים

החומצה אנזים ע"י שמזורזת בריאקציה ליצירת ע"י חמצון ועובר למטריקס

לאספרטט הופך אוקסלואצטט. האוקסלואצטט ליצירת דההידרוגנאז מאלאט הציטרית

אם רק קורה בשריר(.וזה )לעומת הפיכה בשרשרת מדובר הציטוזולי לצד לחזור שיכול

בציטוזול. יותר גבוה/ היחס

:ATP של ליציאה מצומדת למיטוכונדריהADP של הכניסה

יכנסADP - אנטיפורטר. ATP/ADP translocase הוא הזה השחלוף על שאחראי החלבון

ולהיפך. יצאATP אם רק המטריקס לתוך

ממברנה פוטנציאל של . במצבADP ל ןגםATP ל גם יחיד קשירה אתר מכיל הטרנסלוקאז

) יותר שלילי מטען ישATP של בגללADP עבור מאשר יותר מהירATP העברת קצב חיובי

4.)-

אליו. נקשרת לאADP שמולקולת עד פנים כלפי מהחוץ מתהפך אינו הטרנסלוקאז

ADP ן- ATP של ההחלפה בעת קטניםpmvו- הממברנה שפוטנציאל לציין חשוב

מהמטריקס. החוצה נטו שלילי מטען העברת שתוצאתה

מעבר משרשרת שנוצרה מהאנרגיה רבע כמעט כאשר אנרגתית יקר בתהליך מדובר

שנהרס. הממבנה פוטנציאל לשחזור מוסבת האלקטרונים

או הציטוזול אל פתוח כשהאתר נקשר– atractyloside של מאוד נמוך ריכוז ע"י מועכב

bongkrekic acid –תפסיק יקשר מהם כשאחד – המטריקס אל פתוח כשהאתר נקשר

המחמצנת. הפוספורילציה

במיטוכונדריה: טרנספורטרים

חלקםcarriers שנקראים רבים טרנספורטרים יש המטוכונדריה של הפנימית בממברנה

ו פנימה פוספט )שמשחלףcarrier פוספט כמו אנטיפורטרים וחלקם סימפורטרים

אזורים6 בערך ומכילים יחידות תת3 – זהה מבנה האלה הטרנפורטרים החוצה( וכו' לכל

ממברנה. חוצי

בקרה:

הקביעה את מהווה ריכוזו התאית הנשימה תהליך של הסופי התוצר הינוATP ש בגלל

הנשימה. תהליך שלבי כל של הקצב עבור האולטימטיבית

גלוקוז: של מלא מחמצון שנוצרATP כמות חישוב

.2ATP)בציטוזול(: לפירובט גלוקוז של הפיכה – גליקוליזה.1

.NADH מולקולות2 נוצרות– CoA לאצטיל פירובט של הפיכה.2

+2ATP + 6NADHהמיטוכונדריה(: )תוך הציטרית החומצה מעגל.3

המיטוכונדריה(: )תוך מחמצנת פוספורילציה.4

a. 2 'מולק NADHמולק' 1.5 אחת כל יוצרות מהגליקוליזה ATP – :3 סה"כ

ATP.

b.2מולקולות NADH2.5 אחת כל פירובט של המחמצנת מהדקרבוקסילציה

.ATP 5 סה"כ– ATPמולק'

c.2מולק' 1.5 אחת כל יוצרות מולקולות ATP3 - סה"כ ATP.

d.6מולקולות NADHמולק'2.5 אחת כל הציטרית החומצה במעגל שנוצרו

ATP –15 סה"כ ATP.

.ATP של מולקולות30 קיבלנו גלוקוז של אחת מולקולה עבור סה"כ

:ATP ב הצורך ע"י נקבע המחמצנת הפוספורילציה קצב

הופךADP אם אלא האלקטרונים מעבר בשרשרת יעברו לא אלקטרונים הצימוד . בגלל1

.ATP ל

אחר מקור )אוNADH של קבועה אספקה דורשת מחמצנת . פוספורילציה2

הפוספורילציה קצב בקביעת חשוב הכי . הפקטורPi ו- ADP, לאלקטרונים(,

.ADP של הכמות הוא המחמצנת

3 .ADPהמחמצצנת. הפוספורילציה עבור בקרה מהווה

מעכבים:

1 .rotenone -ו amytalניצול מונעים ובכך1 בקומפלקס האלקטרונים מעבר את חוסמים

כסובסטרט.NADH של

2 .antimycin A –3 בקומפלקס מציטוכרום האלקטרונים מעבר את מעכב.

. ו- , ע"י: מעוכבת להיות יכולה4 בקומפלקס אלקטרונים של . מעבר3

מצב את מעכב האחרון בעוד שלferric ה מצב עם מגיבים הראשונים השניים כאשר

.ferrous ה

של זרימה ה את מונעיםDCCD (dicyclohexylcarbodiimide) ( וoligomycin) . אוליגומיצין4

סינטאזATP ה דרך הפרוטונים

5 .DNP – (2,4-dinitrophenol)דרך פרוטונים שמעבירות אחרות ארומטיות ותרכובות

אך לעבוד להמשיך האלקטרונים מעבר לשרשרת גורמים צימוד הפנימית. מפרי הממברנה

חמצן של מוגברת צריכה . קיימתנפגע הפרוטונים שגרדיאנט בגללATP של סינטזה אין

כחום. משתחררת רבה ואנרגיהNADH ושל

ב גם פגיעה – הריכוזים למפל בהתאם פרוטונים מעבירים – לסיכום: פרוטונופורים

. ב וגם

ב רק וולינומצין( פוגעים )כמו הריכוזים מפל עם יונים להעביר יודעים – יונופורים

.

שמעבירUCP-1 טבעי צימוד ומפר מיטוכונדריות של גבוה מאוד ריכוז – חום שומן רקמות

ATP ה דרך ולא דרכו אלקטרונים מעבר שרשרת של בגרדיאנט שנוצרים הפרוטונים את

טמפ' על לשמירה שמשמש כחום מתבזבזת בגרדיאנט אגורה שהייתה האנרגיה וכל סינטאז

שונים. בע"ח של

שונים: לתהליכים אנרגיה כמקור משמש הפרוטונים גרדיאנט

המטוכונדריה. ע"י סידן של אקטיבי טרנספורטא.

לבקטריה. וסוכרים אמינו חומצות כניסתב.

פוטופוספורילציה

– פחמימנים ( מייצג) . כאשר הפוטוסינתזה: משוואת

וכו'. סוכרים

מולקולות ע"י נקלטת האור בכלורופלסט: אנרגיית מתרחשת ירוקים בצמחים פוטוסינתזה

אלקטרונים ליצירת ומשמשת בכלורופלסט (ונמצאות כלורופילים )שנקראות פיגמנט

גבוה. חיזור פוטנציאל עם באנרגיה גבוהים

שמכונות ריאקציות של בסדרהATP גם כמוNADPH ליצירת משמשים אלה אלקטרונים

-3 ל אותו והופכות חמצני דו פחמן אח"כ מחזרות שנוצרוATP ן- NADPHהאור. ריאקציות

phosphoglycerateהחושך. ראקציות או קלווין מעגל שנקראות ריאקציות של סדרה ע"י

כללי: מבט – פוטוסינתזה

גבוהי אלקטרונים ליצירת חמצני דו לפחמן דלק מולקולות מחמצן הציטרית החומצה מעגל

מעבר שרשרת דרךPMF יוצר אלה אלקטרונים של . המעברNADHכ- לרוב אנרגיה

בין עקרוני . הבדלATP ליצירת סינטזATP ע"י מנוצל הזהPMF אלקטרונים. ה

של האור האלקטרונים. ריאקציות מקור הוא לפוטוסינתזה מחמצנת פוספורילציה

שמשמשים מעורערים אלקטרונים ליצירת מפוטונים באנרגיה משתמשות פוטוסינתזה

הוא צדדי הממברנה. תוצר לאורךPMF ליצירת עקיף ובאופן לחיזור ישיר באופן

. חמצן

בכלורופלסט: מתרחשת פוטוסינתזה

המיטוכונדריה כלורופלסטים. כמו שנקראות באורגנלות מתרחשת פוטוסינתזה

תילקואידים יש בתוכה סטרומה שמקיפה ופנימית חיצונית ממברנה יש לכלורופלסט

שמספר גראנום ליצירת יחד מתחברים תילקואידים שטוחים. מספר דיסקים כמו שנראים

למלה. סטרומה בעזרת מקושרות גרנולות

התילקואיד. ושל שונות: חיצונית, פנימית ממברנות3 יש נסכם: לכלורופלסט

התילקואיד: ממברנת

אלקטרונים: למעבר גורמת כלורופילים ע"י אור של לכידה

העקרי )שהסוג פוטורצפטור מולקולות ע"י אור של הלכידה הוא הראשון השלב

במרכזו(. נקשר מגנזיום שיוןa כלורופיל הוא בכלורופלסט

היסוד ממצב אלקטרון מערערת מהאור כלורופיל? האנרגיה ע"י אור כשנבלע קורה מה

מס' גורלות: להיות יכולים זה מעורר ( ולאלקטרוןground energy level) שלו

חום. בפליטת תומר שנבלעה והאנרגיה היסוד למצב יחזור פשוט האלקטרון.1

במולקולה חיובי מטען שיוצר מה– acceptor למולקולת האלקטרון של מעבר.2

. האתרphotoinduced charge separation ומכונהacceptor ב שלילי ומטען המקורית

הריאקציה. מרכז מכונה המטענים הפרדת קורים בו

כימית. בצורה האור אנרגיית את לאחסן אחרת מולקולה לחזר יכול האלקטרון.3

PS1 , PS2 :

. PS1, PS2לאור: הרגישים קומפלקסים–"מתחמים" סוגי שני ע"י מתווכת פוטסינטזה

PS1 –ויטמין מולק' כלורופיל, קווינון60 מ פוליפפטידיות, יותר שרשראות13 כוללת( K)

. 4Fe-4S של קבוצות3ו-

PS2 – 10מגנזיום. יוני4ו- מולק' כלורופיל30מ- פוליפפטידיות, יותר שרשראות

PS1700 מ יותר קצר גל אורך עם לאור מגיבהnmכאשר PS2מ קצר גל לאורך מגיבה

680nmדרך קודם זורמים אלקטרונים נורמלים תנאים . תחת PS2ציטוכרום דרך אח"כ bf-

דרך מכן מחמצנת, ולאחר בפוספורילציה3 לקומפלקס שמקביל ממברנלי קומפלקס

PS1.

חמצן מולקולת ליצירת מתחמצנות מים מולקולות2ממים: הוא האלקטרונים מקור

ל- האלקטרונים מחזרים השרשרת של אלקטרונים. בסופה ארבעה ולהעברת

NADPHגרדיאנט מייצר הזה בוסינטטים. התהליך תהליכים בהנעת שעוזר ורסטילי - ריאגנט

.ATP של היצירה את שמניע התילקואיד ממברנת לאורך פרוטונים

PS2:

מייצגQ כאשר היא: PS2 ע"י שמקוטלזת הכללית הריאקציה

שמייצרים ממים האלקטרונים את מקבלתPS2פלסטוקווינול. מייצגו- פלסטוקוינון

PS2 מגנזיום. ב יוני ארבעה שמכיל מיוחד במרכז שמתרחשת ריאקציה ע"י חמצן מולקולת

.P680 נקראים ולכן680nm של מקסימלי גל באורך אור שבולעיםa כלורופילי של זוג קיימים

P680מועבר האלקטרון ( משם שני עם )כלורופיל צמוד לפאופיטין אלקטרון מעביר

שני אלקטרון של הגעה עם ב- לפלסטוקוינון ואח"כ באתר לפלסטוקוינון ראשית

הפרדת יצירת . לאחרל- מתחזר שב הפלסטוקוינון פוטונים שני של והתפיסה

של המנגן. המבנה במרכז ממים אלקטרונים מושך מאוד חזק מחמצן המטענים

מצבי במספר להיות יכול וטירוזין. מנגן כלור סידן, יון מנגן, יון יוני4 שמכיל הזה המרכז

שתי מחמצן המחוזרת בצורתו המנגן . מרכזשונים: חמצון

מוציאה פוטון של שהבליעה פעם בודדת. בכל חמצן מולקולת ליצירת מים מולקולות

המנגן. ארבעת ממרכז אלקטרון מושך חיובית הטעון החלקP680 מ החוצה אלקטרון

. לQ שני לחיזור משמשים המים מפירוק שמגיעים האלקטרונים

PS2של בצד נמצא קוינון לחיזור שהאתר כך התילקואיד ממברנת לאורך משתרעת

) הלומן של בצד נמצא אלקטרונים מוסרים המים בו המנגן מרכז עם והאתר הסטרומה

lumenבאים פלסטוקוינון של מולקולה כל של לחיזור שנלקחים הפרוטונים שני (. ולכן

שעוזר מה ללומן משוחררים המים בביקוע שמשתחררים הפוטונים וארבעת מהסטרומה

לסטרומה. מפל "עודף" פרוטונים( בהשוואה יש )בה הלומן בין הפרוטונים גרדיאנט ביצירת

קונסיסטנטי גם הוא הזה וההיפוך שבמיטוכונדריה לזה הפוך בדיוק הוא כאן הפרוטונים

סינטאז.ATP כולל ממברנה חלבוני לשאר בהקשר

: bf ציטוכרום

מעבר בשרשרת שימשיכו שלו האלקטרונים את תורםPS2ב- שנוצר הפלסטוקוינול

(Pc) לפלאסטוציאנין אחד אחד מועברים . האלקטרוניםPS1 ב שמסתיימת האלקטרונים

.התילקואיד: של בלומן שנמצא חלבון

מהפלסטוקוינול הלומן. האלקטרונים אל משוחררים מהפלסטוקוינול הפרוטונים שני

המחוזרת. לצורתו מחומצן פלסטוציאנין להפוךFe-Sה- חלבון דרך עוברים

מחזרbf ציטוכרום השני בודד. בחלק נחושת יון עם ומסיס קטן חלבון הוא פלסטוציאנין

של אחד מצד פרוטונים שני לקיחת ע"י לפלסטוקוינול פלסטוקוינון של נוספת מולקולה

ללומן. הפרוטונים לשחרור הפלסטוקוינול את שוב מחמצן ואז הממברנה

PS1:

במרכז נמצאותa כלורופילי שניPS1 ע"י מקוטלז האור ריאקציות של האחרון השלב

מטענים. הפרדת , יוצרP700הזה, . המרכז700nm של מקסימלי גל באורך ובולעות החלבון

. משם4Fe-4s של לסטA1 באתר וקוינוןA0 באתר כלורופיל דרך מועברים האלקטרונים

לארבעה שקשורים2Fe-2S שמכיל מסיס חלבון–( Fd) לפרודוקסין מועברים האלקטרונים

ציסטאין. שיירי

מחוזר. ולכן מפלאסטוציאנין אלקטרון של העברה ע"י מנוטרל של החיובי המטען

אלקטרון עם חיזור חמצון תגובת פשוט היאPS1 ע"י שמקוטלזת הכוללת התגובה סה"כ

אחד:

: ל ממים האלקטרונים זרימת סיכום

Ferredoxin – NADP + Reductase :

הרבה להנעת טוב מספיק אינו הוא חזק מחזר הינו ( מחוזרFd) שפרודוקסין למרות

שני של מחזרNADPH אחד, לעומתו אלקטרון של נשא שהוא בגלל גם ריאקציות

חיזור של קלווין(. הריאקציה במעגל )כולל תהליכים בהרבה יעיל אלקטרונים, מאוד

מקבל לאינזים הקשורFADרדוקטז. פרודוקסין ע"י מקוטלזתNADPHל-

למחומצן. שהופך מחוזר פרדוקסין של מולקולות אחד( משתי פעם )כל אלקטרונים

הזו שהריאקציה לב לשים יש– NADPH ליצירת ל הידריד יון מעביר אח"כ האנזים

לגרדיאנט תורמת ה בחיזור פרטון של הלקיחה אבל הסטרומה של בצד קוראת

התילקואיד. לאורך הפרוטונים

: ATP סינטזת שיוצר זה הוא הפרוטונים גרדיאנט

מושם מלאכותיpH גרדיאנט כאשר בחושךATP לסנטז יכול שכלורופלסט שהוכיח ניסוי היה

מלווה הממברנה לאורך סינטאזATP ה של תילקואיד. פעילותו של ממברנה סביב

.pH ה גרדיאנט בהעלמות

כל שבמיטוכונדריה. לאורך לאלה זהים כמעט בכלורופלסט סינטאזATP של העקרונות

מקומות בשלוש פרוטונים גרדיאנט נוצר שבכלורופלסט האלקטרונים מעבר שרשרת

עקריים:

1.PS2 –הלומן. אל המים של מהביקוע כתוצאה פרוטונים ארבעה של שחרור

הלומן. אל מהסטרומה וקטוריאלית בצורה עוברים פרוטונים– bf ציטוכרום.2

הגרדיאנט. את שמגדיל מה מהסטרומה פרוטונים שני לוקח רדוקטאז פרודוקסין.3

נעשה לפרוטונים. הלומן ביסודה חדירה בלתי התילקואיד ממברנת כי נשמר הגרדיאנט

העקרי המקור שהוא של פרוטונים גרדיאנט יוצר האור ( כלומרpH=4) חומצי

מכך נובע . ההבדל- במיטוכונדריה העקרי המקור לעומתPMF ל בכלורופלסטים

יצירת על האור של ומגנזיום. ההשפעה כלור כמו ליונים חדירה הינה התילקואיד שממברנת

של )ביחס מגנזיום יוני או כיוון באותו כלור יוני של בהעברה מלווה הפרוטונים של הגרדיאנט

גדול. חשמלי פוטנציאל נוצר לא מכך ההפוך. וכתוצאה ( בכיוון1:2

סינטאז: ATP ה- מערכת

שרשראות מארבע מורכב בממברנה - ממוקםשבמיטוכונדריה: לזו זהה כמעט מערכת

של היצירה את - מקטלזהתילקואיד. ממברנת לאורך פרוטונים פוליפפטידיות, מעביר

ATPה- של בממברנה שהמיקום . כמובןATPלעומת בכלורופלסטים הפוך סינטאז

אל סינטאזATP דרך התילקואיד של מהלומן החוצה יוצאים פרוטונים ולכן המיטוכונדריה

משוחררים האור ריאקציות שרשרת של התוצריםNADPH והןATP הן הסטרומה. כלומר

קלווין. למעגל להיקלט מוכנים הסטרומה אל

: NADPH במקום ATP של יצירה

הפוטוסינתזה. של לורסטיליות תורמתP700מ- שמגיעים לאלקטרונים אלטרנטיבית דרך

. ל במקוםbf לציטוכרום מועבר להיות יכול המחוזר בפרודוקסין האלקטרון

ע"י מחדש מחומצן להיות שיכול פלסטוציאנין לחזרbf ציטוכרום דרך יעבור הזה האלקטרון

P700+ של השאיבה היא האלקטרון של זו מעגלית זרימה של נטו מעגל. התוצאה להשלים

הפעם שנוצרATP של הסינטזה את יניע הפרוטונים . גרדיאנטbf ציטוכרום ע"י פרוטונים

חמצן גם וכך הזה הציקלי במעגל משתתף אינוNADPH. PS2 של המתלווה היצירה ללא

ממים. נוצר אינו מולקולרי

מחוזר מפרודוקסין אלקטרונים לקבל מסוגל אינו כאשר מתרחש הזה התהליך

. ל- NADPH של גבוהה מאוד יחס בגלל

האור: תגובות עבור סטריוכימיה סה"כ

אל פרוטונים4 חמצן, ומשחררת של אחת מולקולה יוצרתPS2 ע"י פוטונים4 של הבליעה

8 ומשתחרריםbf ציטוכרום שלQ במעגל מחומצנות פלסטוקוינול של מולקולות2הלומן.

פלסטוציאנין של מולקולות מארבע האלקטרונים דבר של הלומן. בסופו אל פרוטונים

של מולקולות הארבע נוספים פרוטונים ארבעה של העברה ע"י לפרודוקסין מועברים

.NADPH של מולקולות2 יוצרות מחוזר פרדוקסין

כוללת: תגובה

. ATP של מולקולות של ומשחחררות סינטאזATP דרך עוברים מהלומן הפרוטונים12

לסיכום:

של . בליעהATP לסינטזת בהתייחס פרודוקטיבי יותרNADPH נוצר לא בו הציקלי התהליך

.ATP מולקולות שתי ותצור ללומן פרוטונים8 תשחררPS1 ע"י פוטונים ארבעה

מסייעים: פיגמנטים

סיבות: משתי יעילה לא תהיה בלבדa כלורופילי שני על שתתבסס אור/פוטוסינתזה מערכת

ספציפי. גל באורך רק אור בולעa כלורופיל.1

בגלל להיבלע מבלי דרכו יעברו פוטונים הרבה אור בולעa שכלורופיל בתחום אפילו.2

הריאקציה. במרכז הנמוכה כמותו

מספר דרך הריאקציה מרכז אל האנרגיה את ומעבירים אור בולעים מסייעים פיגמנטים

רזוננס. – אלקטרומגנטיות אינטראקציות בעזרת מסייעים פיגמנטים

חשובים. מסייעים פיגמנטים הם וקרטנואידיםb כלורופיל

מעכבים:

PS2 של . מעכביםPS1 אוPS2 של לפעולה הפרעה על מבוססים עשבים קוטלי הרבה

של הטרמינלי מהחלק אלקטרונים מטיםPS1 של מעכבים בעוד אלקטרונים מעבר חוסמים

וחוסמיםPS2 של לאתר שנקשרים ואטרזין כוללים: אוריאה, דיורוןPS2 . מעכביPS1 ה

פלאסטוקוינול. יצירת את

Paraquat –של מעכב PS1מ אלקטרונים . מקבל PS1ליצירת עם שמגיב לרדיקל והופך

חיוניות. ממברנות להרס שגורמים רדיקל הידרוקסיד או סופרוקסיד

לכלורופלסט: במיטוכונדריה האלקטרונים מעבר שרשרת בין חשובה השוואה

1.ATPאל הסטרומה, במיטוכונדריה, נכנס אל נכנס הפוך: בכלורופלסט סינטאז

המטריקס

מים. יוצרים – מים, במיטוכונדריה מבקעים – כלורופלסט.2

2 פעם – אתרים, במיטוכונדריה3 – פרוטונים: כלורופלסט גרדיאנט יצירת אתרי.3

האלקטרונים. מקור מה תלוי3 ופעם

ביקוע – . פוטוסינתזה, NADH- האלקטרונים: במיטוכונדריה מקור.4

מים.

2 של תוצר הוא למים, בכלורופלסט והופך נצרך הוא חמצן: במיטוכונדריה.5

אלקטרונים. שמוסרות מולק' מים

ביחס ממברנלי הבין בחלל גבוה- הפרוטונים: במיטוכונדריה גרדיאנט.6

לסטרומה. ביחס בלומן גבוה- למטריקס, בכלורופלסט

7.PMFיותר. משמעותי- יותר, בכלורופלסט משמעותי – : במיטוכונדריה

שתי בכלורופלסט אחת אלקטרונים: במיטוכונדריה להעברת שרשראות מספר.8

.bf ציטוכרום ע"י שמקושרות שרשראות

הראייה מערכת הרטינה: מבנה

דקה בשכבה מהמוח. מדובר חלק שמהווה העין בגלגל האחורית הריקמה היא הרטינה

האינפורמציה את ולהעביר הפוטון את לקלוט הוא תפקידה וכל בפוטורצפטורים שמלאה

חשמלי. סיגנל של בצורה

ברטינה: עקריים איזורים 3

1 .conesו rodsכאשר conesו- הצבע לקליטת אחראיrodsהאור. לעוצמת רגיש

מהרצפטורים החשמלי הסיגנל את קולטים – כמתווכים שמשמשים פולרים בי עצב . תאי2

הלאה. ומעבירים

האקסונים כאשר פולרים הבי מהתאים החשמלי הסיגנל את שמקבלים גנגליונים . תאי3

למוח. שמעביר האופטי העצב את יוצרים הגנגליונים של

: rod תא מבנה

שקולטים הפוטורצפטורים מרוכזים דיסק כשבכל דיסקים1000כ- שמכיל – עליון סיגמנט

11פרוסטטית: לקבוצה שקשור אופסין מחלבון )מורכב רדופסין זה במקרה – האור את

רטינל. ציס

את להכיל שיכול האיזור את יש שלו בקצה כאשר ומטוכונדריה גרעין מכיל – תחתון סיגמנט

פולרים(. הבי העצב לתאי המגע )איזור הסינפסה

וממוקמת חופשיה ואינה החלבון עם קוולנטי בקשר נמצאת רטינל ציס11שה- לציין חשוב

הפוטון. מגיע לשם החלבון של ממברנלי הטרנס האיזור בתוך

האור: בהשפעת קורה מה

מקסימלית הבליעה בו הגל אורך כאשר הנראה באור בליעה ספקטרום מראה הרודופסין

שמלווה לטרנס משתנה12 ו-11 פחמן בין ציס הקונפיגורציית הארה . בעת500nm הוא

מסויים לליזין קוולנטית שקשורה המולקולה. המולקולה המשך של בערך של בשינוי

כולו. בחלבון קונפורמציה שינוי משרה

משנה הוא קצר מאוד זמן תוך כאשר שפעול של תהליך עובר הרדופסין פוטון שנקלט ברגע

החדשה והקונפורמציה380nm ב מקסימלית לבליעה שלו הבליעה ספקטרומי את

-all ול לאופסין מתפרקת מחזורים מספר . שלאחרmetarhodopsin2 נקראת והמשעופלת

trans-retinal.

והאופסין. רטינל ציס11 מה נעשית החלבון של סינטזה כאשר

חשמלי: סיגנל עצבי לסיגנל מביא קונפורמציה השינוי איך

שלילי, דה . )היפרפולריזציה= יותר1Mv של היפרפולריזציה יש שנקלט פוטון לכל

עד של היפרפולריזציה לעבור יכולהrod אוcon של חיובי(. ממברנה פולריזציה=יותר

30mVהלאה. חשמלי סיגנל להעברת מספיק שזה

היפרפולריזציה: משיגים איך

ע"פ נעשית העברתו כי נתרן דווקא בהמשך נראה – סידן גם )שמעבירות לנתרן תעלות ע"י

אור. קליטת בעת נסגרות פנימה(. התעלות מבחוץ הריכוזים מפל

אותן. ופותח לתעלות שנקשרcGMP הינו הליגנד כאשר ליגנד תלויות בתעלות מדובר

התעלות יורדcGMP ה וכשריכוז פתוחות והתעלותcGMP של גבוהה רמה יש בחושך

נסגרות

: cGMP רמת על משפיע האור איך

ימשך(. לא שהסיגנל )כדי מאסיבי הוא נעשה הפירוק כאשרcGMP של ופירוק סינטזה ישנה

והסינתזה: הפירוק תהליך של סכימה להלן

ויוצא מים מולקולת נכנסת ובפירוק מים ומולקולתGTP PPi מה יוצא בסינטזה כאשר

פרוטון.

הרדופסין ע"י הפוטון של והקליטה פעיל לא במצב הזמן כל נמצא הפוספודיאסטראז

אותו. משפעלת

פוספודיאסטראז: שפעול

מכירה המטארדופסין – למטארדופסין שהופך ברדופסין קונפורמציה שינוי יש – פוטון נקלט

בטרנסדיוסין יחידה התת מטארודופסין של קשירה ( ובעתG )חלבון הטרנסדיוסין את

יחידות לתת שנקשרת פעילה ומקבילםGDP GTP במקום קושרת

GTP כאשר יסתיימו אותו. המחזורים משפעלת כך וע"י אותן ומסלקת בפוספודיאסטראז

.GDP להיות יחזור

לעבוד: מפסיק המטארודופסין מתי

ע"י זרחון עובר בלבד. המטארודופסין המזורחן המטארודופסין את עוצר ארסטין חלבון

שיהיה יותר. ככל גבוהה לארסטין ( האפניות7-8 )עד זרחנים יותר שיש וככל קינאז רודופסין

המטארודופסין את יתפוס הזמן כל הארסטין כי רגישה פחות תהיה המערכת פוספט יותר

לפני המערכת את עוצרת הארסטין פוטונים. כלומר של טובה קליטה תהיה ולא

מתפרק. שהמטארודופסין

להפעיל שיכול רודופסין מפעיל חזקה: הוא מאוד אמפליפיקציה עובר שקלטנו אחד פוטון

מפרק ממנו אחד שכל פוספודיאסטראז מפעיל ממנו אחד שכל טרנסדיוסין פעמים500

מפורקות.cGMP מולק' של500,000 אחד מפרוטון סה"כ כלומרcGMP מולק' של100

מאתר יותר יש כלומר3 היל מקדם עם טטרמר היא הליגנד תלויית התעלה של המבנה

שיקשרו.cGMP מולק' 4 צריך לגמרי תפתח שהתעלה ע"מ דהיינו קופראטיביות ויש אחד

את מעכב הסידן כאשר ציקלאז גאנילאט– cGMP שמסנטז האנזים על בקרה מהווה סידן

וסידן נפתחות התעלות בחושך ולכן סידן גם מעבירה נתרן שמעבירה התעלה פעילותו. כי

– משחלף דרך שלו המעבר ע"י מאוזנת סידן של . הזרימהrod ל נכנסים נתרן גם כמו

אל נתרן יוני ארבעה של זרימה של התרמודינמית בהעדפה שמשתמשת טרנספורט מערכת

סידן יוני של הכניסה הארה אחד. אחרי סידן יון להוציא החוצה אחד אשלגן ויון התא תוך

הציטוזולית הרמה ולכן נמשכת המשחלף דרך יציאתו אבל נפסקת cGMP ה תעלת דרך

ומחדש ציקלאז גאנילאט את שמעורר מה הארה אחרי50Nm ל500nM מ נופלת סידן של

.cGMP תלויות תעלות את מחדש לפתוחcGMP ה ריכוז את

Cons:

11) אמינו חומצות במספר שונה האופסין חלק כאשר הצבע ראיית על שאחראית מערכת

פוטורצפטורים3 הנראה.יש בתחום רק בולעcons ב שנמצא זהה( והרודופסין רטינל ציס

פיגמנט של אחד סוג רק מכיל תא כל כאשר והאדום הירוק הכחול באיזור שבולעים שונים

לבלוע היכולת אחד(, כאשר גל באורך רק בולע שהוא ורואים התא את )בדיקה: מאירים

3 ורק שונות אמינו חומצות15 יש לירוק אדום )בין באופסין – בחלבון תלויה הפוטון את

לכחול(. שונות

שנבלע. האור את לסנן השאר בין תפקידו אחד כל אצל רואים שאנו העין צבע – הפיגמנט

התכונה כי צבעים עיוורי מהגברים8%הכחול. הצבע את רואים שלא אנשים – דלתוניזם

.X בגן נמצאת צבע לראית

+ השריר מולקולרים מנועים

שומן חומצות של מטבוליזם

עקריים: תפקידים ראבעה יש שומן לחומצת

הממברנה. של העקריים המרכיבים – וגליקוליפידים פוספוליפידים לבניית בניין אבני.1

לממברנה. קוולנטי באופן חלבונים קשירת.2

הבניין אבן הינו גליצרול עם טעון לא אסטר שהינו טיאצילגליצרול – דלק מולקולות.3

רבה. אנרגיה מפיקים וממנו שומן חומצות ליצירת

בגוף. השונים לתאים מסרים בהעברת שמשמשים הורמונים.4

כללי: מבט

אציליות יחידות למספר אליפטית תרכובת ממיר/משנה הפירוק תהליך – הפירוק תהליך

.TCA ה במעגל להמשיך ( שיכולCoA )אצטיל מאוקטבות

הכפול הקשר אל מכן כפול, לאחר קשר ליצירת מחומצנת מאוקטבת שומן חומצת

הקודם בשלב שנוצר האלכוהול חמצון של תהליך )הידרטציה( שוב מים מולקולת מסתפחת

אצטיל ליצירתCoA )טיוליזה( ע"י פחממני הארבע הקטון של ביקוע האחרון ובשלב לקטון

CoAלאצטיל מוחלטת המרה עד חלילה וחוזר פחמנים בשני יותר קצר שומן וחומצת CoA

פחממני. דו

פרגמנט יוצרות מאוקטבת מלוניל וקבוצת מאוקטבת אצטיל קבוצת – הסינטזה תהליך

חיבור . ושובCoA בוטריל ליצירת חיזור ושוב דהידרטציה חיזור תהליך שעובר פחממני ארבע

פחמנית.16 חומצה של לסינטזה עד מלוניל עם הבוטריל של

טריאצילגליצרול:

אנרגיה: של מרוכז מאוד מקור הינו גליצרול שטריאציל לכך סיבות2

מחוזר . מאוד1

מים. מכילה לא – פולרית לא . מולקולה2

אדיפוס. תאי של בציטופלזמה היא גליצרול טריאציל של ההצטברות ביונקים

עיבוד: של שלבים 3 דורשות כדלק שומן חומצות של הניצול

שלבים:3 דרך אדיפוס בתאי המאופסנת לאנרגיה גיישה מוצאות פרפריאליות רקמות

שומן לחומצות מפורק טריגליצרול זה משונעים, בתהליך להיות חייבים הליפידים.1

המטרה. לתא ומועברים האדיפוס מתא משוחררים אשר וגליצרול

למיטוכונדריה ומועברות מאוקטבות להיות חייבות השומן חומצות המטרה בתאי.2

לפירוק.

.TCAה- למעגל נכנס אשרCoA לאצטיל מפורקת השומן חומצות.3

: AMP Regulated Lipases ע"י גליצרול טריאציל של פירוק

וגלוקגון. אפניפרין ע"י מאוקטבים אדיפוס תאי של ליפוליזיס. הליפזות מכונה התהליך

7TMלרצפטורי קשירה ע"י סיגנלים מעבר שרשרת מתחילים אלה הורמונים אדיפוס בתאי

את שמאקטבPKA שמשפעלcAMP ה רמת את שמעלה ציקלאז אדנילט שמאקטבים

פוספט. קבוצת הוספת י"י הליפאז

הליפזיס. תהליך את מעכב אינסולין לכך בניגוד

BSAהמטרה. לתאי עבורן כנשא ומשמש השומן חומצות את קושר

dihydroxyacetone ל וחמצון פוספורילציה עובר הכבד ע"י נספג שמשתחרר הגליצרול

phosphateל- איזומריזציה ואזGlyceraldehyde 3-phosphateתוצר היא הזו . המולקולה

גליצרול(. לקבלת גם הפיך הוא )התהליך הגליקוליזה/גלוקוניאוגינזה בתהליך ביניים

החמצון: תהליך לפני CoA ל שומן חומצות של קשירה

שומן חומצות של האקטיבציה למטריקס. הכניסה לפני אקטיבציה עוברות השומן חומצות

אדנילאט אציל ליצירתATP עם מגיבה השומן חומצת הראשון שלבים: בשלב בשני נעשית

השני ( בשלבPPi ושחרורAMPל שומן חומצת של הקרבוקסילית הקבוצה של )קשירה

.AMP ו- CoA אציל ליצירת אדנילט האציל את תוקפתCoA של הסולפורית הקבוצה

.PPiה- פירוק הוא התוצרים של לכיוון שו"מ את שמטה מה אבל הפיכות האלה הריאקציות

המיטוכונדריה: של המטריקס אל המאוקטבות השומן חומצות את נושאת קרנטין

CoA שחרור תוך קרנטין אציל ליצירת לקרנטין נקשר לכן קודם שנוצרCoA האציל

החיצונית. האציל לממברנה שקשור1 טרנספראז אציל קרנטין ע"י שמזורזת ריאקציה

האצילקרנטין המטריקס טרנסלוקאז. בתוך ע"י הפנימית הממברנה דרך מועבר קרנטין

אציל קרנטין ע"י שמקוטלזת ריאקציהCoA ואציל קרנטין לשחרורCoA עם מגיב

קרנטין אציל עם בחילוף הציטוזולי לצד הקרנטין את מחזיר . והטרנסלוקאז2 טרנספראז

שנכנס.

: חמצון מעגל

ע"י , הידרציה, חמצוןFAD ע"י שלבים: חמצון בארבעה קורהCoA אציל של הפירוק

פחמנים, ו- בשני מתקצרת השומנית החומצה שרשרת . כתוצאהCoA ע"י ו- טיוליזה

,NADHואצטיל CoA .נוצרים

מלאה. התפרקות עד האלה הריאקציות4 את ויעבור יחזור יותר הקצרCoA האציל ושוב

: ATP של מולקולות 106 יוצר פאלמיטאט של המלא החמצון

: חמצון במעגל מעבר פעמים7 דורשCoA פלמיטואיל של הפירוק

כאשר:

2.5 ATPכל עבור NADH, 1.5 ATP10, כל עבור ATPאצטיל של החמצון עבור

CoAה במעגל TCA –מולקולות106 סה"כ ATPאחרי( פירוק על2 שהורדנו PPi+ )

וכו'(. גמל כמו לשתייה מסויימות חיות )שמשמשות מים מולקולות146

עם enoyl CoA דהידרוגנאז לתת CoA ע"י אציל CoAחמצון של אציל קשר כפול טרנס.

. ריאקציה enoyl CoA hydrataseהידרציה של הקשר הכפול ע"י בלבד Lסטריוספציפית לתת איזומר

לקטון ומשחרר 3חמצון נוסף שהופך את קבוצת ההידרוקסיל בפחמן NADH ריאקציה שמקוטלזת ע"י אינזים שספציפי לאיזומר .L

מהראקציה הקודמת.

קצר CoA ליצירת אציל CoAהשלב האחרון הוא טיוליזה ע"י מולקולת CoAיותר בשני פחמנים ואצטיל

פרופרניל נקבל האחרון במעגל זוגי אינו השומן חומצות בשרשרת הפחמנים ומספר במידה

CoA( 3שנכנס )ה למעגל פחמני TCAכ- סוקסיניל CoAויטמים שדורש מחדש ארגון ע"י

B12 .

Ketone Bodies:

פירוק אם רקTCAה- למעגל יכנס שומן החומצות חמצון בתהליך שנוצרCoA האצטיל

תלויTCA ה למעגלCoA אצטיל של שהכניסה היא מאוזנים. הסיבה ופחמימות שומנים

אינן פחמימות אם נמוך האוקסלואצטט ציטראט. ריכוז ליצירת אוקסלואצטט של בזמינות

גלוקוז ליצירת מומר אוקסלואצטט אוקסלואצטט הרעבה/סכרת של זמינות. במצב

.TCAה- למעגלCoA אצטיל את להכניס זמין אינו ולכן הגליקוליזה במסלול

שלבים: בשלושה קטון גופי ליצירת זמיןCoA אצטיל זה בשלב

.acetoacetyl CoA ליצור נפגשיםCoA אצטיל1.2

2.acetoacetyl CoAאצטיל עם מגיב CoAליצירת ומים HMG-CoAושחרור CoA.

אצטואצטט. נקבל השלישי בשלב.3

השלבים: 3 סיכום

בדקרבוקסילציה אוD-3-Hydroxybutyrate ליצירת ע"י להתחזר יכול אצטואצטון

לאצטון. להפוך

מסויימות: ברקמות עקרי דלק כמקור משמשים קטון גופי

כמקור משמשים וכן לגלוקוז בהעדפה אנרגיה כמקור קטון בגופי משתמש הלב שריר

הרעבה. של במצב למוח אנרגיה

השני: של אחד הפיכים שלבים אינן שומן חומצות של ופירוק סינטזה

שומן: חומצות של לפירוק סינטזה בין עקריים הבדלים

במטריקס. שקורה פירוק לעומת בציטוזול קוראת סינטזה.1

תוצרי בעודACP של הסולפורית לקבוצה קוולנטית נקשרים בסינטזה ביניים תוצרי.2

.CoA של הסולפורית לקבוצה קוולנטית נקשרים פירוק של ביניים

האנזימים שם הפירוק לעומת אחד בפוליפפטיד מחוברים הסינטזה של האנזימים.3

נפרדים.

שם פירוק לעומתACP מלוניל היא נבנה ממנה העקרית היחידה סינטזה בעת.4

.CoA אצטיל היא המתקבלת העיקרית היחידה

בפירוק האלקטרונים ומקבליNADPH הוא בסינטזה האלקטרונים המחזר/תורם.5

.FADו- הם

ריאקציה ובסנטזהL איזומר שיצרה בפירוק סטריוספציפית ריאקציה.6

.D לאיזומר סטריוספציפית

שומן: חומצות של בסינטזה CoA מלוניל יצירת

בריאקציה . מדוברCoA למלונילCoA אצטיל של בדהקרבוקסילציה מתחילה הסינטזה

הפיכה. ואינה לבקרה שנתונה חשובה

ביוטין חלבונית( שנקראת )לא פרוסטטית קבוצה מכיל קרבוקסילאזCoA אצטיל האנזים

שהפחמן לציין קרבוקסילאז(. חשוב בפירובט )כמו פעיל חמצני דו פחמן קשור שאליה

בשלב משתחרר אלא השומן חומצת – הסופי בתוצר מופיע אינו חמצני הדו מהפחמן שנוסף

הסינטזה. של הראשון

ACP – Acyl carrier protein :

SH קשר בעלת שהיאACP ל קוולנטית קשורים שומן חומצות בסינטזת הביניים תוצרי

. CoA ב כמו בדיוק

שומן: חומצות סינטזת מעגל

.fatty acid synyhaseנקראת: השומן חומצות סינטת על שאחראית האנזימים קבוצת

טרנסאצילאז אצטיל בעזרתACP ומלונילACP אצטיל של ביצירה מתחילה הסינטזה

טרנסאצילאז: ומלוניל

ACP פרופיוניל עם הסינטזה את מתחילות פחמנים של זוגי אי מספר בעלות שומן חומצות

. CoA מפרופיוניל שנוצר

קונדנסציה בריאקצייתACP מלוניל עם מגיבACP בוטריל הסינטזה של השני בסיבוב

ו פלמיטאט ליצירת ל הגעה עד ימשיך פחמנית. המעגל6 חומצה ליצירת

ACPתיואסטראז. ע"י

: fatty acid synyhase נקראת: השומן חומצות סינטת על שאחראית האנזימים קבוצת

זה הוא לכך יתרון כאשר בודד בפוליפפטיד שנמצאים שונים פעילים אתרים בשבעה מדובר

כאשר בודד אנזים מאשר יותר יציב במבנה ומדובר מתואמת שונים איזימים של שהפעילות

יותר. יעיל – הפעיל האתר את לעזוב מבלי לשני אחד מאנזים לעבור יכולים ביניים תוצרי

שומנים: חומצות של סינטזה של הסטריוכימיה

פלמיטאט: סינטזת של הסטריוכימיה

הראשון( המעגל )אחרי השומן חומצות של הסינטזה להמשךCoA מלוניל של הסנטזה

בתגובה: נתונה

מגיבים תוך שחרור פחמן דו ACP ומלוניל ACPבשלב הראשון אצטיל בריאקציית קונדנסציה )לא ACP ליצירת אצטואצטיל ACPחמצני ו-

משתמשים בשני אצטיל בגלל תגובה לא מועדפת תרמודינמית.

)סטריוספציפית( ע"י Dחיזור של קבוצת הקטון ליצירת איזומר NADPH . בו נהוג יותר להשתמש בראקציות של ביוסינתזה

דהידרציה – יציאה של מולקולת מים

NADPHחיזור נוסף ע"י

היא: הכוללת הסטריוכימיה כלומר

למיטוכונדריה: מחוץ אל CoA אצטיל של מעבר

ולכן בציטוזול מסונתזות שומן חומצות בעוד במיטוכונדריה מפירובט נוצרCoA אצטיל

בעזרת לא )גםCoA לאצטיל חדירה אינה לציטוזול. המיטוכונדריה לעבור חייבCoA אצטיל

הממברנה לאורךCoA אצטיל של ארוכות(. המעבר שומן חומצות רק שנושא קיאטין

עםCoA אצטיל בין תגובה ע"י שנוצר ציטראט ע"י נעשה המיטוכונדריה של הפנימית

שוב מפורק הוא שם לציטוזול מועבר גבוה(. ציטארט בריכוז שנמצא )בתנאי אוקסלואצטט

.ATP-citrat lyase ע"יCoA ולאצטיל לאוקסלואצטט

הציטראט. בפירוקATP מולקולת של השקעה יש כלומר

ריאקציות בסדרת ולכן אליו חדירה אינה והיא למיטוכונדריה לחזור חייב האוקסלואצטט

שחרור )תוך לפירובט הופך ( ומלאטNADH השקעת )תוך למלאט מחוזר אוקסלואצטט

NADPHחזרה קרבוקסילציה בריאקציית והופך למיטוכונדריה חזרה ( שחודר

קרבוקסילאז(. פירובט )ע"י לאוקסלואצטט

כלומר שנועברתCoA אצטיל מולקולת כל עלNADPH של אחת מולקולה נוצרת כלומר

נוספותNADPH שש ולכן שעוברCoA אצטיל מולקולות8 עלNADPH מולקולות8 סה"כ

דרושות.

קרבוקסילאז: CoA אצטיל על בקרה

לצרכים מאוד רגישים ופירוק שסינטזה כזו בצורה נשלטת שומן חומצות של מטבוליזם

שומן חומצות של ובמחסור טוב אנרגתי במצב מקסימלית תהיה פיזיולוגים. הסינטזה

קיימות.

.CoA מלוניל של היצירה את מקטלז קרבוקסילאזCoA אצטיל שהאינזים נזכיר

ואינסולין. גלובלים: גלוקגון, אפניפרין סיגנלים3 ע"י מבוקר הקרבוקסילאז

גלוקגון בעוד לקרבוקסילאז אקטיבציה ע"י שומן חומצות של הסינטזה את מדרבן אינסולין

הפוכה. השפעה בעלי ואפניפרין

בקרה. מהווה גםAMP ו- CoA ציטראט, פלמיטואיל של הרמה

הקרבוקסילאז את מאקטב בשפע מצוייה ואנרגיה בניין שאבני שמראה סיגנל – ציטראט

אותו. מעכביםAMP ו- CoA פלמטואיל בעוד

מישורים: בשני בקרה

פוספורילציה ע"י מעוכב הפיכה. הקרבוקסילאז פוספורילציה ע"י – גלובלית בקרה

שמזרחןAMP-dependent protein kinase ע"י נעשה פוספורילציה. הזרחון דה ע"י ומאוקטב

. protein phosphatase 2A ע"י מוסרת הזרחן וקבוצת הקרבוקסילאז את

AMP-dependent protein kinaseע" מאוקטבAMPע"י ומעוכב ATP –כלומר

ירוד. האנרגיה כשמצב מעוכב דהקרבוקסילאז

המפוספט. אפנפרין במצבו הקרבוקסילאז על לשמירה נחוץ2A פוספטאז של העיכוב

אליו. ולכן פוספט קבוצת הוספת ע"י הפוספטאז את מעכב אשרPKA מאקטבים וגלוקגון

במצבו קרבוקסילאז על שמירה ע"י שומן חומצות סינטזת מעכבים האלה ההורמונים

המפוספט.

לדהפוספורילציה. גורם אינסולין

העיכוב את חלקית ציטראטשמסיר עי אלוסטרית מופעל הקרבוקסילאז – לוקאלית בקרה

)קרבוקסילאז( לפילמנט פעיל הלא האוקטמר של הפולריזציה על מקל שציטראט כך ע"י

גבוהות.ATP ה ורמתCoA האצטיל רמת כאשר גבוהה הציטראט פעיל. רמת

חומצות הרבה של במצב היקשרות ע"י ציטראט של ההשפעה את מעכבCoA פלמיטואיל

מהמיטוכונדריה ציטראט שמעביר הטרנסלוקאז את מעכבCoA הפלמיטואיל כן שומן. כמו

. לציטוזול

בגלל גבוהה החופשיות השומן חומצות רמת בהרעבה – בדיאטה לשינויים תגובה

אינסולין לעומת אדיפוס בתאי ליפאזות שמשפעלים וגלוקגון אפניפרין כמו הורמונים

ליפאזיס. שמעכב

כולסטרול:

,CoA מאצטילisopentyl pyrophosphate של שלבים: יצירה3 יש כולסטרול ליצר מנת על

הכולסטרול. של ויצירהsqualene של סינטזה

נוצרת הנ"ל . המולקולה3HMG-CoA המולקולה בייצור מתחילה כולסטרול של סינטזה

חזרה אופציות: או2 יש המולקולה של הסינטזה קטון. לאחר וגוףCoA מאצטיל

בסינטזת ראשון )שלב בציטוזולMevalonate ל הפיכה חזרה, או והתפרקות למיטוכונדריה

הזה(. השלב את תוקפות תרופות הרבה ולכן כולסטרול

כך ע"י בממברנה סדר יתר למנוע ותפקידו הידרופובי וצד הידרוקסילי מצד בנוי כולסטרול

"ישכב" על הוא כולסטרול עודף יש מידי. אם מידי/נוזלית קשיחה תהיה שלא דואג שהוא

עורקים. סתימת תתחיל ואז הממברנה

בצפיפותם(. שנבדלים סוגים10 )יש פרוטאינים ליפו הוא כולסטרול מועבר ה"רכב" בו

LDL, HDLב להשתמש שמעוניינים תאים של התא פני . על LDLוברגע פוטורצפטורים יש

התא. לתוך להיכנס שמתחילה בועה מעיין נוצרת נקלטLDL ש

אותו. שמפרקת לאורגנלה מגיעLDLוה- התא פני אל חזרה חוזרים הרצפטורים כדי תוך

רצפטורים לסנטז להפסיק התא לגרעין מסר נשלח כולסטרול מספיק להיות כשמתחיל

מתחיל כולסטרול שאוגר והאנזיםER ב כולסטרול סינטזת מפסיקה וכןLDL שיבלעו

לעבוד.

מטבוליזם של אינטגרציה למטבוליזם: משותפים עקרונות

1.ATP –בהידרוליזת שאגורה האנרגיה את לנצל אפשר – האנרגתי הנפוץ המטבע

ATPאנרגתית. מועדפות לראקציות ספונטניות לא ראקציות ולהפוך

2.ATPוחומצות שומן גלוקוז, חומצות כמו דלק מולקולות של החמצון ע"י נוצר

אמינו.

3.NADPHבביוסינטזות. העקרי האלקטרונים תורם הינו

רוב של ביניים/התחלתי תוצר הינוCoA אצטיל לדוגמא – מקטן בא גדול.4

הדלק. מולקולות

יעילה ובקרה לשליטה שגורם מה – שונים מסלולים לרוב הן ופירוק ביוסינטזה.5

בנפרד. מסלול כל על יותר

בקרה:

דרכים: במספר מבוקר מטבוליזם

המטבוליות הריאקציות המולק' ברוב של הזרימה – אלוסטריות אינטראקציות.1

הפיכות לא הן לבקרה המועדפות איזים. התגובות של הפעלתו בגלל בעיקר קוראת

להבחין אלה לאינזימים שמאפשרת אלוסטרית היא במסלול. הבקרה והראשונת

לפעול. ולהתחיל בסיגנל במהירות

לכך. שאחראים אינזימים ע"י פוספורילציה – קוולנטים שינויים.2

הורמונים. ע"י בעיקר נשלטת האינזים רמת – האינזים רמת.3

התא. בתוך שונים במקומות שונים אנזימים.4

יעילה. בקרה מאפשר בגוף איבר לכל שונה מטבולי אופי.5

תהליך: בכל העקריים הבקרה ואתרי העקריים המטבולים התהליכים

מולקולות לשתי גלוקוז של אחת מולקולה בציטוזול, הופכת קוראת – גליקוליזה.1

ע"י שמקוטלזת בריאקציה שנצרך +NADH. NAD ו- ATP של תוצר עם פירובט

glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenaseמחדש. בתנאים להיווצר חייב

ללקטאט. פירובט ע" חיזור מושג זה מוגברת שרירים פעילות כמו אנאירובים

מעבר בשרשרת לחמצןNADH מ אלקטרונים של מעבר יש אירובים בתנאים

F-1,6-BisP ל- F-6-P מ התגובה את מקטלז אשרPhosphofructokinaseאלקטרונים.

נמוכה. אנרגיה רמת ע"י גבוהה/מאוקטב אנרגיה רמת ע"י ומעוכב לבקרה נתון

דלק, מתרחש מולקולות של חמצון – מחמצנת ופוספורילציה ציטרית חומצה מעגל.2

ב שנוצרים . האלקטרוניםCoA כאצטיל נכנסות המולקולות במיטוכונדריה, רוב

TCAכ NADHאו FADH2 מעבר שרשרת דרך מולקולרי לחמצן מועברים

מחומצנים האלקטרונים . תורמיATP יצירת שמניעPMF הוא שתוצרתה אלקטרונים

ל פוספורילציה במקביל עוברADP אם רק הציטרית החומצה למעגל ומוחזרים

ATPה מעגל שקצב שמבטיח מה TCAשל לצריכה יתאים ATPב עודף כן . כמו

ATPב אינזימים שני מעכב TCA .

לאוקסלואצטט. קרבוקסילציה שעובר פירובט ע"י במיטוכונדריה – גלוקוניאוגינזה.3

כזה באופן נעשית פירובט. הבקרה לפוספואנול בציטוזול הופך אוקסלואצטט ואז

גליקוליזה. עם במקביל יעבוד שלא

קסקדה שמפעילים הורמונים ע"י מבוקרים – גליקוגן של ופירוק סינטזה.4

ולהפך. פעיל לא כשסינטאז פעיל שפוספורילאז

שומן. חומצות של ופירוק סינטזה.5

מטבוליזם: של בשרשרת עיקריות צמתים

פוספט6 לגלוקוז פוספורילציה עובר לתא שנכנס גלוקוז – פוספאט6 גלוקוז.1

הופך פוספט(, או6 וגלוקוזATP הרבה )כשיש כגליקוגן מאוחסן או זאת ובעקבות

של )בסיס פוספט5 לריבוז שהופך אנרגיה( או )כשנדרשת לפירובט בגליקוליזה

DNAמגלקוניאגינזה. או גליקוגן מפירוק מיוצר להיות יכול פוספט6 (. גלוקוז

ולאקטאט. פוספט, אלאנין6 מגלוקוז בעיקר מיוצר – פירובאט.2

a.מאפשרת זו ריאקציה – קורי מעגל ע"י ללקטאט מחומצן להיות יכול פירובט

כמו פעילות ברקמות אנאירובים בתנאים זמני באופן להמשיך לגליקוליזה

אחרות. ברקמות לפירובט שוב מחומצן מכווצים. הלקטאט שרירים

b. לייצור לאלאנין פירובאט של ההפיכה היא בציטוזול אחרת הפיכה ראקציה

אמינו. חומצות

c.להפוך במיטוכונדריה קרבוקסילציה בתהליך היא אחרת אופציה

מסונתז גלוקוניאוגינזה( שבסופה של הראשון )השלב לאוקסלואצטט

מחדש למילויTCA ה למעגל חשובה פירובט של גלוקוז. הקרבוקסילציה

את מגדיל קרבוקסילאז פירובט מאקטבCoA ביניים. אצטיל חומרי של

ביניים בתוצרי מחסור בגלל מועט כשהמעגל אוקסלואצטט של הסינטזה

אלה.

d.לאצטיל מחמצנת דהקרבוקסילציה היא נוספת אופציה CoAלא ראקציה

ליפידים. של לסינטזה או או נצרךATP אם רק במיטוכונדריה הפיכה

של חמצון וממעגל פירובט של מחמצנת קרבוקסילציה מדה נוצר– CoA אצטיל.3

שומן. חומצות

a.במעגל חמצני דו לפחמן לגמרי מחומצן להיות יכול TCA .

b.כולסטרול. או קטון גופי ליצור יכול

c.שומן. חומצות סינטזת לצורך ציטראט של בצורה לציטוזול עובר

ייחודי: מטבולי פרופיל יש איבר לכל

המוח:

דלק מחסני אין ממושכת. במוח בהרעבה מלבד למוח היחידי הדלק כמעט הוא גלוקוז

זה למוח, מתוך מגיע מנוחה בזמן מהגלוקוז60%גלוקוז. של מתמדת אספקה לו ונדרשת

ואשלגן החוצה נתרן שמוציאה אשלגן נתרן משאבת להפעלת מנוצלים70%-60% בין

פעילות וכו'. בזמן ניורוטרנסמיטורים של לסינטזה משמשים עצבי. השאר אות אחרי פנימה

המקומית. רק אלא הכללית הגלוקוז בצריכת שינוי אין מוחית

לגלוקוז נמוךKm בעל3 טרנספורטר גלוקוז בעזרת המוח תאי אל מועבר הגלוקוז

לאלבומין קשורות שהן מכיוון למוח כדלק משמשות אינן שומן יעילה(.חומצות )=העברה

קטון גופי גם הרעבה . במצבBBB (blood-brain barrier) ה את עוברות ואינן בפלסמה

אנרגיה. מקור משמשים

השריר:

רב גליקוגן אגור קטון. בשריר וגופי שומן בגלוקוז, חומצות מקורו לשריר העקרי הדלק

פוספטאז6 גלוקוז אין השריר. בשריר תאי של האנרגתי לצורך פוספט6 לגלוקוז שמומר

גלוקוז. ממנו יוצא לא ולכן

TCA ה מעגל של מזה יותר הרבה מהיר הגליקוליזה של הקצב השרירים וכיווץ מאמץ בעת

בתהליך מומר שם לכבד זורם שחלקו ללקטאט מחוזר שנוצר מהפירובט והרבה

גם שיכול לאלאנין הופך גם מהפירובט קורי(. חלק )מעגל לגלוקוז שוב הגלוקוניאוגינזה

בכבד. לגלוקוז להפוך הוא

מהאנרגיה.85% שמספקות העקרי הדלק הן שומן חומצות מנוחה במצב בשריר

הלב:

שומן מיטוכונדריות. חומצות הרבה הלב בשריר יש כראייה אירובי באופן מתפקד הלב שריר

ללב. דלק מספקות לקטאט גם כמו קטון וגופי

אדיפוס: רקמות

מתמחות אדיפוס חשוב. רקמות דלק מקור הינו אדיפוס בתאי שמאוחסן גליצרול הטריאציל

העקרי המקום אדם מטריאצילגליצרול. בבני ושחרורם שומן חומצות של באסטרפיקציה

בליפופרוטאינים. השומן חומצות את שמעביר הכבד הוא שומן חומצות לסינטזת

אינסולין. אחרי עי שמשופעל תאי חוץ ליפאז ע"י הידרוליזה עוברות גליצרול טריאציל

נדרש כך אותם, לשם מסנתזים האדיפוס תאי המטרה לתא נכנסות השומן שחומצות

גלוקוז.

מועבר הורמונים( הגליצרול ע"י שמופעלות ליפאזות ע"י )שהינו אדיפוס ברקמות בפירוק

משוחררות או זמין פוספט3 גליצרול אם רהאסטרפיקציה עוברות השומת וחומצות לכבד

בגלוקוז. מיעוט בגלל פוספט3 גילצרול אין אם לפלסמה

שומן חומצות האם בקביעה משמעותי פקטור הינה אדיפוס בתאי הגלוקוז רמת כלומר

לדם. ישוחררו

הכבד:

אחרות. ולרקמות למוח, לשרירים אנרגיה בלספק חיונית הכבד של המטבולית הפעילות

בדם סוכרים והחד מהפחמימות2/3 מוציא המטבולים. הכבד התהליכים לב הינו הכבד

CoA לאצטיל הופך בעודף פוספט6 ולגליקוגן. גלוקוז פוספט6 לגלוקוז אותם והופך אליו

מרה. ומיץ שומן, כולסטרול חומצות וליצירת

המוצא שחומרי גלוקוניאוגינזה גליקוגן, או של שבירה ע"י לדם גלוקוז לספק יכול הכבד

מהמזון. אמינו וחומצות אדיפוס מתאי מהשריר, גליצרול ואלנין לקטאט הם אליה

של . במצבVLDL של בצורה בדם אותן ומסיע שומן חומצות מסנטז הכבד שובע של במצב

קטון. לגופי שומן חומצות הופך הכבד רעב

יכנסו לא שומן חומצות של ארוכות טוב( שרשראות )מצבCoA מלוניל של עודף יש כאשר

של גליצרול. במצב טריאציל ליצירת האדיפוס תאי אל יועברו שומן וחומצות המטריקס אל

קטון. לגופי והופכות למיטוכונדריה נכנסות שומן בדלק( חומצות )חוסרCoA במלוניל חוסר

משלו וחלבונים אמינו חומצות מעט של פירוק ע"י האנרגתיים צרכיו את מספק הכבד

שונים: אנרגתיים מצבים 3

מועברות אמינו וחומצות גלוקוז ערב ארוחת אכילת אחרי – לשובע לרעב שובע בין מצב

גלוקגון(. אינסולין הוא השני )הווסת אינסולין של להפרשה מוביל זה הדם. מצב אל מהמעי

דרכים. הכבד בהרבה חלבונים של הסינטזה ואת דלק מולקולות של האחסנה את מאקטב

כגליקוגן. אינסולין אחסונו ע"י שובע של מצב בעת בדם הגלוקוז רמת את להגביל עוזר

אינסולין של הגבוה . הריכוזGLUT2 ע"י הכבד אל שבדם הגלוקוז של הלקיחה את מאיץ

אדיפוס. תאי ואל השרירים אל גלוקוז של הכניסה את גם מבטיחה ארוחה אחרי בדם

גלוקוז של בכבד. הכניסה גם כמו שרירים ע"י גלוקגון של אתהסינטזה מאיצה גם אינסולין

גליצרול. טריאציל של לסינטזה פוספט3 גליצרול של יצירה מבטיחה האדיפוס רקמות אל

לירידה כתגובה עולה הגלוקגון יורדת, רמת האינסולין רמת – האוכל אחרי שעות מספר

הגליקוגן פירוק את שמאיץ הכבד הוא גלוקגון של העקרי שבדם. היעד הגלוקוז ברמת

וע"י פירובאט של ביצור הפחתה ע"י שומן חומצן יצירת מעכב הוא כן יצירתו. כמו את ומעכב

בכבד מואצת גלוקוניאגינזה כן קרבוקסילאז. כמוCoA אצטיל של פעילותו הורדת

נחסמת. וגליקוליזה

צריכת אינסולין נוכחות הדם. ללא אל בכבד הגליקוגן מפירוק להשתחרר מתחיל גלוקוז

שומן חומצות הוא לאנרגיה העקרי והמקור יורדת האדיפוס ורקמות השרירים עבור הגלוקוז

נשמרת. בדם הגלוקוז רמת ולכן

יש גלוקוז. כלומר ליצירת מהפחמימימות חלק מספק האדיפוס מתאי שמשתחרר הגליצרול

= הומיאוסטאזיס. בדם הגלוקוז רמת על שמירה

ישר נלקח לא הגלוקוז אבל הכבד ע"י כרגיל מטופל שומן – בוקר ארוחת אכילת בעת

מתחיל הכבד הרקמות. ואז לשאר הגלוקוז את משאיר הכבד אלא הכבד ע"י לאחסון

מתחילה לעלות ממשיכה הגלוקוז ורמת מולאו המאגרים שכל ואחרי גליקוגן לאחסן

שומן. חומצות של סינטזה

ביום נשרפות הפחממניות המקורות הרעבה של במצב - מתמשכת הרעבה של מצב

למוח גלוקוז לספר היא הרעבה של במצב המטבוליזם של העקרית הראשון.המטרה

שומן שחומצות אנרגתי. נזכיר כמקור עליו רק אדומים( שנשענים דם )תאי אחרות ולרקמות

הגליצרול לפירובאט. רק להפוך יכול אינוCoA שאצטיל בגלל לגלוקוז להפוך יכולות לא

אמינו חומצות הן גלוקוז של הנוסף המקור קטנה. ולכן בכמות לגלוקוז להפוך יכול

מחלבונים. שמפורקות