: מבנה חלבונים 1 יחידה , Da110. Tyr-tyrisine, Thr-Threonine, Asn-aspargin, Gln-glutamine =מול/גרם110משקל ממוצע של ח.א.= חלבונים -

Glu- gltamat coo-, Asp- aspartat coo- .– דמויות המראה המתקבלות הן איזומר כשתי יכולות להופיע אח.חומצות אמינוD ואיזומר Lכאשר (.C-term )הסוף הוא N-term תחילת הפפטיד הוא .Lכל החומצות האמיניות בטבע הן

תכונות היוניזציה של חומצה אמינית חופשית:

הוא קבוע הפירוק של החומצה.כאשר ה המקובלת לכתיבת יוניזציה של חומצה אמינית:צורה

: משוואת אסלבלךתוח של הביטוי עבור קבוע הפירוק של החומצה נקבלימפ

- ל-COO לפי החישוב שיצא היחס בין ./in pH 2.5 total = +1 + 0 – 2/3 = +1 גלוטמית חומצה שלpH=2.5 חישוב מטען של ח.א. בCOOH  מולק' 2 ז"א על כל 2הוא -COO יש מולק' אחת של COOH 2/3וקסילית הנו במכאן כי המטען החלקי של קבוצה קר.-

2.5 – 2.2 = log [COO-/COOH] → 0.3 = log [COO-/COOH] → invers log 0.3 = 1.99m = 2 → charge = -2/3

נגיע לש"מ בין הפירוק של החומצה לבין היצירה – אומר שב לדוגמא עבור :המשמעות של

שו"מ נוטה לכיוון המגיבים.מתחת לערך של ש"מ נוטה לכיוון התוצרים.מעל הערך של pH אם נקבל אחוזים שווים.

הקרבוקסילית היא הקבוצה כשעולה ה יש לחשב לפי יחס מתוך הנוסחא! 1 קטן מ pKa ל pHאם מחשבים מטען ווהפרש בין

המבנה התלת מימדי של חלבונים המותאמים למים מיוצב ע"י הנטייה של קבוצות הידרופוביות להתחבר יחד – שמאבדת פרוטון.הראשונה בתוך הגרעין המקדם הדיאלקטרי נמוך יותר ולכן אינטרקציות אלקטרוסטטיות בין חומצות אמניות חזקותהאפקט ההידרופובי.ונקרא במבנה השלישוני. ראקציה ליצירתם( הן ראקטיביות ויוצרות יחד קשרים דיסולפידים שמאוד חשובים בייצוב חלבוניםSHקבוצות תיול ) יותר.

השרשרת המרכזית עשירה בפוטנציאל לקשרי מימן, כל שארית מכילה קבוצה קרבונילית שהיא מקבלתמבנה ראשוני – .היא ריאקציית חמצון. והיא יוצאת דופן כי היא מכילה קבוצת אלפא אמינו שיניוניתפרולין היא תורמת קשר מימן טובה טובה של קשרי מימן.

הקשר הפפטידי אינו. 3.לקשר הפפטידי תכונות של קשר כפול שמונעות רוטציה סביב הקשר. 2הקשר הפפטידי הוא פלאנרי.. 1קשר הפפטידי: כמעט כל הקשרים הפפטידים בחלבונים. 4טעון – מה שמאפשר לפולימרים של ח. אמינו הקשורים בהם בקשר פפטידי ליצור מבנים ארוזים.

קובעות את הדרך לשרשרת הצדדית.הרבה( ) אלפאפחמןהובין הקרבוניל ו( ( אלפאהזווית של הרוטציה בין הנתרן לפחמן הם טרנס.

מבנה . הן עבור הליקסים והן עבור משטחי ביתא בדיאגרמת רמאצ'נדראןקומבינציות אסורות בגלל הפרעות סטריות והמותרות מופיעות

ופניות ולופים.sheet הליקס, שרשראות פוליפפטידיות יכולות להתקפל למבנה רגולרי כמו שניוני –

הליקס הוא מבנה מפותל המיוצב ע"י קשרי מימן תוך שרשרתיים כאשר נוצר קשר מימן מהחמצן הקרבונילי של שייר למימן אמידי של

מעלות100 כאשר הסיבוב הוא של הוא פחמני 2 הליקס השיירים הצדדיים פונים החוצה. המרחק בין ב .i+4שייר

ית בגלל פחותטהסיבוב של ההליקס לצד ימין עדיף אנרג ואורכו של סיבוב ממוצע הוא ח.א 3.6לערך. בסיבוב ממוצע יש

הוא כמעט ישר ואינו מפותל המרחק בין חומצות מיוצבים ע"י קשרי מימן בין שרשראות פוליפפטידיות. גדיל sheet הפרעות סטריות.

–anti-parallel*מצב של מגיע מאינטרקציה עם גדילים אחרים:הייצוב של גדיל . הוא אמינו לאורך גדילי ה

– הגדילים הם לאותו כיוון ברצף כאשר מבחינת קשרי המימן בין הגדילים מדובר במצב פחותparallelהשרשראות בכיוונים נגדיים.*מצב אינם מבנים מחזוריים ורגולטורים. מבנים לופיים הם לעיתים קשוחים ומוגדרים היטב. לופים אידיאלי מהקודם.

pH– הוא ה איזואלקטרי pH עבור חומצות אמיניות עם שייר חיובי נעשה ממוצע של השייר והאמין,. 0 בו סך כל המטענים על החומצה הוא המידע לסידור המבנה המרחבי נמצא ברצף הראשוני. הפרואינסולין בנויאינסולין – עבור שייר שלילי נעשה ממוצע בין קרבוקסיל לשייר

חלבון בצורה–. זימוגן משלושה מקטעם, כאשר השרשרת האמצעית נחתכת ממקומה זה המבנה הניטיבי ורוב הסיכויים שהוא לא יחזור אחורהלא פעילה )רק אחרי שפעול פרוטאולטי(.

: חקר חלבונים: 2 יחידה ( ניתן לבנות משוואת ישר לפי עקומת כיול ואז לדעת משקל מולקולרי לפי y משקל מולקולרי )ציר L og לפי גרף של נפח אילוציה כנגד

)y=-ax+b a=)y 2-y1(/)x2-x1 נפח תמ' הנדרש לאילוציה. ניתן לשחרר חלבון ע"י הוספת מלח או יצירת גרדיינט של חומר אליו יש זיקה לחלבון. יעלות השיטה עולה עם עליה כרומטוגרפיית זיקה –

".Niבספיציפיות של החלבון. קולונה נפוצה ביותר היא "קולונת טובה להפרדת תערובות של מרכיבים גסים בטכניקה זו ניתן לקבוע משתנים כמו מסה וצפיפות, ללמוד על הצורה שלאולטרא צנטריפוגה –

של חלקיק ע"י שימושSהמולקולה ולחקור אינטרקציות בין המולקולות. דרך נוחה לחשב את שיעור התנודות היא לחשב את מקדם השקיעה -–

היחידות של(- מקדם החיכוךf, – צפיפות המדיוםP, – נפחV, – מסת החלקיקm כאשר:)במשוואה:

.S=10^-13s קטן יותר המולקולה נעה יותר באיטיות בשטח הצנטריפוגה.Sמקדם השקיעה הן בדר"כ סבדרברג כאשר ככל ש

.2שקיעת חלקיק תלויה במסה שלו: חלקיק כבד ישקע מהר יותר.. 1 המסקנות הנגזרות מהמשוואה: כוח ציפה )צף(.

מקדם השקיעה תלוי גם בצפיפות. 4 חלקיק צפוף ינוע מהר יותר. 3 חלקיקים בעלי שטח פנים גדול יותר ישקעו לאט יותר בגלל מקדם החיכוך.

יש אופציה .( הם לא ינועוכאשר , חלקיקים יצופוכאשר , חלקיקים ישקעוכאשר )התמיסה:

מצפייפות גבוהה בתחתית עד צפיפות נמוכה בקצה. נפח קטן של תמיסה המכילה תערובתגרדיאנט צפיפות בצינור הצנטריפוגהליצירת של חלבונים מונחת בקצה גרדיאנט הצפיפות.כאשר הרוטור מסתובב – החלבונים נעים דרך הגרדיאנט ונפרדים בהתאם למקדמי השקיעה

עפ"י גודל בשילוב עם הפרדה אנאליטית של מאקרומולקולות אלקטרופוריזה בג'ל – שלהם. השימוש בשיטה זו נעשה ללא דנטורציה לחלבון. – המטעןZ – עוצמת השדה, E, V-velocityכאשר: )V=EZ/Fהמהירות של החלבון בשדה חשמלי מתוארת במשוואה:מטענים ושדה חשמלי.

כיוון התזוזה הוא מלמעלה למטה. אלקטרופורזה היא ההפך מסינון בג'ל בכך שכל המולקולות ללא תלות בגודל .( –מקדם החיכוךfעל החלבון, . חלבונים קטנים נעים במהירות וגדולים נתקעים למעלה. כושר התנועהSDS-PAGE האלקטרופוריזה מתבצעת חייבות לעבור דרך אותו מצע.

מיקוד פרופרציונית ללוגריתם של המסה שלהם.אלו של שרשראות פולפפטידיות תחת תנאים

(SDS איזואלקטרי(.)ללא pH ) pI בו חלבונים ינועו עד ל pH ניתן ליצור ג'ל עם גרדיאנט –איזואלקטרי (NH4) אמונים סולפט לחלבונים יש מסיסות שונה בהתאם לריכוז המלחים בתמיסה. מוסיפים לתמיסה מלח )בדר"כ הפרדה לפי מסיסות –

2SO4.)( וכתוצאה מכך חלק מהחלבונים כבר אינם מסיסים והם שוקעים )השקעה באמוניום סולפט היא הפיכה ע"י הורדת הריכוז.שהוא "קיצוני" גדול/קטןמשקל מולקולרי מסויים עם מולקולות לרק מתאים .הפרדה לפי משקל מולקולרי-דיאליזה

-Gel Filtration/Size Exclusion chromatograghy ניתן להכין שרפים שבנויים מחרוזים עם מנהרות, החלבונים–הגודלהפרדה לפי ( מקבלים משוואת קו ישרX כפונקציה של נפח האילוציה )ציר )log)Mwהקטנים מסתבכים בחרוזים ולכן יצאו אחרונים. אם עושים גרף של

.לכל חומצה אמינית נפח אילוציה אופייניכדוריים( – גלובולריים-ממנה ניתן לחלץ את המידע על החומצות האמיניות )מתאים רק לחלבונים .הפרדה לפי מטען וגודלג'ל דו מימדי – . דקסטרן העשוי מהפולסיכריד פוליסכרידי ג'ל-ספדקס.agarose/dextran/polyacrylamideפולימרים:

90 ואז הופכים את הג'ל ב pH=pI. המולקולות מתקדמות עד ש pHבשלב הראשון ההפרדה היא לפי מטען כאשר בתוך הג'ל יש גרדיאנט של דוגמית חלבון מיוננת ע"י קרן לייזר בשדה אלקטומגנטי–ספקטרוסקופיית מסות ומפרידים לפי משקל מולקולרי.SDSמעלות מוסיפים

לקבל את המשקל המולקולרי ולפעמים ככה אפשר גם לפענח את היונים הקלים ביותר יגיעו ראשונים.ניתן–שמאיצה יונים לעבר הגלאי טכניקה לקביעת מיקום קשרי הדי סולפיד. תחילה החלבון מפוצל לפפטידים בתנאים ששומרים על –Diagonal electrophoresis .הרצף

קשיו הדיסולפידים. לאחר מכן הפפטידים מגיבים עם חומצה שמפצלת את קשרי הדי סולפיד כך שהפפטידים הקשורים בקשרי די סולפיד הם

cysteic acids. S-S–SO3- בעזרת אדים של חומצה זו מבקעים קשר די-סולפידי ומקבלים שיירים שליליים: performic acidעצמאיים.-

;–HCl 6N שעות.24 מעלות צלזיוס מתבצעת הידרוליזה של הפפטיד לחומצות אמינו שבונות אותו ע"י חימום למשך כ- 110 – ב

Ninhydrinח. אמינו שמטופלות בריאגנט זה נותנות צבע כחול )מלבד פרולין שנותנת צבע צהוב כי השייר של פרולין נסגר על עצמו ואנו – בתמיסה לאחר חימום עם נינהידרין פרופרציונלי לבליעה של התמיסה. משמש לגילוי.א מקבלים קבוצה אמינית שניונית(. הריכוז של הח

ע"י כך שהיא מסומנת ע"י ריאגנט הסנגר שיוצרN-termמשמש בזיהוי חומצה אמינית ה –FDNBריאגנט סנגר – ח.א.איכותי וכמותי של שימוש בהידרוליזה מלאה שוברת כל קשרים פפטידיים לכן לא ניתן לחזור יותר מפעם אחת כי הפפטיד נהרס לחלוטין. אתקשר קוולנטי יציב.

מזהה קצה אמיני חופשי. מספיקה–ראגנט אדמן הקומפלקס קובעים עפ"י כרומטוגרפיה + ספקטרופוטומטריה )התוצר פלואורוסצנטי( אוראה/גונידיניום כלוריד –: דנטוריציה של חלבון . לפפטידים קצריםהידרוליזה חלשה, ניתן להוסיף אותו כל פעם מחדש לתמיסה. טובה

אם נוציא את החומרים קשרי המימן יחזרומתחרים על קשרי מימן עם מים, נוצר מיסוך של מים, אפקט הידרופובי קטן, מתרחשת דנטורציה. כניסנ S-S קשרירת להחז.חיזור קשרי דיסולפיד -מרקפתואתנול-β למקומם כי הרצף בחלבון נשמר ומה שמכתיב את הקיפול הוא הרצף.

חומר מחמצן ולפעמים פשוט מספיק להוציא את המחזר.יש לשים לב שקודם יש להחזיר את קשרי המימן למקומם ואח"כ את קשרי הגופרית נקשר לגופרית של ציסטאין וע"י כך מפריד קשר די-סולפידי תוך שחרור מים. מטעין - )β-hydroxymercuribenzoate- )β-HMB .ע"י חמצון

אמינו תוך כדי יצירת תוצר מאוד פלורוצנטי.αמגיב עם קב' - HO-Hg-benzen ring-COO-. fluorescamineאת שייר של ציסטין במטען שלילי ביקוע שרשראות באמצעות זיהוי ח.א:

(CNBR– )מפצל שרשראות פולפפטידיות רק בצד הקרבוקסילי של שיירי מתיונין. הציאנוגן ברומיד עושה למתיונין שינוי מרחבי ואנו מקבלים סרין ואלאנין. -ביקוע קשר פפטידי לאחר ח.א. קטנותElastase- [H.S.Lבמקום הומו-סרין-לקטון ]

חותכת אחרי ליזין או ארגנין )בצד הקרבוק'(. הן הידרופיליות, נמצאות על פני השטח של החלבון. טיריפסין יכול לחתוך את עצמו. –טריפסין לא – Carboxypeptidase A אחרי ארגנין. – אחרי טירוזין, טריפטופאן, פנילאלאנין, לאוצין ומתיונין. טרומבין –כימוטריפסין

ארגנין/ליזין/פרולין ,Tyr-tirosine( 275 nm ננומטר280 ח.א ארומטיות בולעות ב –פעילות אופטית ם גם במבנה של החלבון.ילפעמו דמיון ברצף –הומולוגיה

Trp-tryptiphan 280 nm, Phe 257 nm) של חלבוןהמבנה קביעת: NMR – שיטה מבוססת על שינוי התנהגות ספין של אלקטרון בשדה קריסטלוגרפיה – ח.א100. גודל החלבון מקס' שניתן לחקור- עד 2.מוגבל רק לחלבונים הידרופיליים )מסיסים( 1אלקטרומגנטי. חסרונות:

- אינו ניתןloop ) שלהןהאטומי ובמבנההמולקולות בגביש בסידורמהגביש תלוי ( X λ=1-2Å)קרני אופן פיזור הגלים .מגבשים את החלבונים מפת צפיפות של המבנה האטומי בצורת ניתן לחברם ולקבל תאור המפוזרים, של הגליםהפאזותלאחר שיחזור לזיהוי בשיטה זו(.

דוגמה לתהליך . לחלבוןm-RNAמ תרגום-העתקת דנ"א.טרנסקריפציה- .ברזולוציה איכות המפה תלויה. אלקטרוניתתאים, שיקוע ע"י מלח, מחליף יונים, ג'ל פילטרציה )סינון מולקולרי(, כרומוטוגרפיית זיקה. שבירת: טיהור חלבון

: אנזימים מבוא וקינטיקה: 3 יחידה מזרזים ריאקציות ע"י ייצוב מצב המעבר הגבוה ביותר באנרגיה. ע"י ייצוב סלקטיבי של מצב המעבר האינזים קובע איזו ראקציהאנזימים –

אינזים בדר"כ מזרז ריאקציה כימית אחת או סט של ריאקציות קרובות. תתרחש. .אינזים ללא הקופקטור שלו-apoenzyme . קופקטוריםהפעילות של הרבה אינזימים תלויה בנוכחות של מולקולות קטנות הנקראות

holoenzym- .האינזים הפעיל השלם והקטליטי coenzymes -קופקטורים שהם מולקולות אורגניות קטנות. פונקציה תרמודינמית המשמשת להבנת- אנרגיה חופשיתאינזימים יכולים לשנות אנרגיה מצורה אחת לאחרת )לדוגמא: פוטוסינתזה(.

( קובע האם הריאקציה תהיה ספונטנית בעוד שהאנרגיה הנדרשת להפיכת המגיבים לתוצריםאינזימים – השוני באנרגיה החופשית )

של ריאקציה לא תלוי במכניזם המולקולרי של השינוי. השינוי באנרגיהה (.על זה משפיעים האינזימיםקובעת את שיעור הריאקציה )

אינזימים לא. אינזימים משנים רק את שיעור הריאקציה ולא את קבוע הריאקציה. מצויין ב pH=7החופשית הסטנדרטית ב

משמעות הדבר שאינזים מזרז את - יכולים לשנות את חוקי התרמודינמיקה ולכן לא יכולים לשנות את שו"מ של ריאקציה כימית מצב מעבר הינו המצב - ( t.sאינזימים מזרזים ריאקציות ע"י הקלת היצירה של מצב המעבר ) הריאקציה קדימה ואחורה ע"י אותו פקטור בדיוק.

. )אין שינוי ביחס של האנרגיה החופשית בין המגיבים לתוצרים(ע"י הורדת אנרגיית האקטיבציה עם האנרגיה החופשית הגבוהה ביותר היצירה של קומפלקס אינזים-סובסטרט הירידה באנרגיית האקטיבציה משמעותה שיותר מולקולות הן בעלות אנרגיה להגיע למצב המעבר.

סטרט?במהי ההוכחה לקיום קשר אינזים-סו - [ESהיא השלב הראשון בקטליזה אינזמתית ] בריכוז קבוע של אינזים שיעור הריאקציה עולה עם העלייה בריכוז הסטובסטרט עד הגעה למהירות מקסימלית. בריכוזי סובסטרט גבוהים כל. 1

התכונות הספקטרוסקופיות של הרבה אינזימים.X. 3קריסטלוגרפיה בקרני . 2האתרים הפעילים מלאים ולכן שיעור הריאקציה לא יכול לעלות. האתר הפעיל הוא איזור לאתרים הפעילים של אינזימים יש כמה מאפיינים משותפים: . ESוסובסטרטים משתנות ביצירת הקומפלקס

סובסטרטים קשורים לאינזימים ע"י הרבה אינטרקציות חלשות – קשרי ואן דר *:באינזים שמפחית את אנרגיית האקטיבציה של הריאקציה ללא שינו באתר מפתח ומנעולרה תלויה בארגון המדוייק והמוגדר של אטומים באתר הפעיל )אנלוגיה של יהספציפיות בקש*ואלס, מימן וכו'.

המודל של מיכאליס מנטן מתאים גר' תמ'/גרם מומס. %100 משקלי= (.!התאמה מושרית –הפעיל, כאשר יש הרבה חופש תנועה לאינזים ע"יP לתוצר Sנסתכל על אינזים שמזרז את הסובסטרט :לתכונות הקינטיות של הרבה אינזימים )אינזים בעל אתר פעיל אחד בלבד!(

יצירת התוצר נקבעת כפונקציה של הזמן לסדרת התבנית הבאה:

ריכוזי סובסטרטים.

הוא כמעט פרופרציוניבריכוז קבוע של האינזים .0[ נמוך, כלומר בזמן הקרוב ל- P - שיעור העלאה בתוצר עם הזמן כאשר ]נגדיר

לינארי לפי מודל מיכאליס מנטן אינזים נקשר [ כאשר ריכוז הסובסטרט נמוך, אך הוא כמעט ולא תלוי בו כאשר ריכוז הסובסטרט גבוה.Sל ]

או שהוא יכולK-1 עם קבוע של S ו- E לקומפלקס יש שתי אפשריות: הוא יכול להיפרד ל K1לסובסטרט ליצירת הקומפלקס עם הקבוע ולכן הוא מדד לזיקת האנזים לסובסטרט.ככל שערכוE+S לES קבוע ש"מ של פירוק תצמיד -K2. Km עם קבוע של Pלהמשיך ליצירת תוצר

גבוה יותר, כך הזיקה קטנה יותר.

. )סובסטרט(קבוע מיכאליס מנטן הוא בעל יחידות של ריכוז - נגדיר קבוע חדש

מתרחשהשיעור המקסימלי משוואת מיכאליס מנטן:

ההגדרה של מהירות .כאשר כל האתרים הקטליטים באינזים מלאים בסובסטרט כלומר כאשר

מקסימלית:

הוא ישירות פרופרציוני כלומר השיעור אז: כאשר נמוך*בריכוז סובסטרט

לריכוז הסובסטרט.

ללא תלות בריכוזהשיעור הוא מקסימלי. כלומר אז: גבוה*בריכוז סובסטרט

הסובסטרט

שיעור הריאקציה הוא מחצית מהערך המקסימליא הו. אז *כאשר

ריםתהוא הריכוז של הסובסטרט שבו חצי מהא. 1 (: האינזיםלא תלוי בריכוזלקבוע מיכאליס מספר משמעויות חשובות )

הפעילים מלאים. אשר הוא ידוע הפרקציות של אתרים מלאים בכל ריכוז סובסטרט יכול להיחשב לפי:. כ2

רוויה .

גבוהה זה מרמז על קשרים. כאשר ריכוז אם ES שווה לקבוע הפירוק של הקומפלקס . 3

הוא ביטוי לאפיניות – זיקה עד כמה מהר האינזים יודע נמוך זה מרמז על קשרים חזקים. למעשה חלשים וכאשר

. נמוך יותר האפיניות גבוהה יותרככל ש "לתפוס" את הסובסטרט.

מספר המולקולות של הסובסטרט ההופכות לתוצר( -turn over numberהשיעור המקסימלי מגלה את מספר התפנית של האינזים )

שגם נקרא מספר התפנית שווה לקבוע הקינטיקה האינזים מלא בסובסטרט – רווי.ע"י מולקולות אינזים ביחידת זמן כאשר

.”- turnover number” ככל שהוא גבוהה יותר האינזים מהיר יותר– - היחידות שלו הן מחזורים לשניה

שהרי:, ידועמגלה את מס' התפנית של האינזים בתנאי שריכוז האתרים הפעילים

כךככל שהוא גבוה יותר נסתכל על הערך הנ"ל כאשר )תנאים תוך תאיים( - כאשר יעילות קטליטית

.האינזים יעיל יותר

כלומר ככל שאלא רק ל משמעות יותר ל ן ולכן איאנו כבר נמצאים ב כאשר עוברים את הערך של

.גבוה יותר האינזים יעיל יותר

המעכב נקשר לאתר הפעיל ואז הסובסטרט מנוע מלהיקשר לאותו אתר פעיל. מעכב תחרותי זהה. Y- נק' החיתוך בציר מעכב תחרותי מקטין את שיעור הקטליזה ע"י הפחתת מולקולות האינזים הנקשרות לסובסטרט. מעכב תחרותי יכול להיות מדוכא ע"י הגדלת ריכוז

מעכב לא ונים.ש המעכב והסובסטרט יכולים להיקשר בו זמנית למולקולות האינזים באתרים פעילים -מעכב לא תחרותי הסובסטרט. אז המהירות = לחציS=KMאם . ולא יכול להיות מדוכא ע"י הגדלת ריכוז הסובסטרט.turn overתחרותי פועל ע"י הקטנת מספר ה

מהמהירות המקסימלית.competitive inhibitor noncompetitive

inhibitor

.

Ki- .קבוע הפירוק של המעכב ניתן ע"י: - במעכב תחרותי קבוע דיסאסוציאציה של המעכב. נמדד ללא תלות בסובסטרט

יכול להיות מושג בנוכחותו של מעכב. בגלל שהגדלת כמות הסובסטרט יכולה לדכא את המעכב

ומחושב ע"י: נקרא משתנה כאשר הערך החדש של תחרותי אך ערכו של

יכול עדיין להקשרS: במעכב לא תחרותי .

כאשר ערכו של יורד לערך הנקרא לא ממשיך ליצירת תוצר. הערך של EIS, אך הקומפלקס EIלקומפלקס

לא משתנה.

- גם מהירות - לא תלוי בריכוז האינזים ולכן לא משתנה.שינויים בפרמטרים בעקבות שינוי בריכוז האינזים:

ולכן הקטנת ריכוז האינזים תקטין את המהירות. מקסימלית וגם מהירות הראקציה תלויים בריכוז האינזיםמעכבים לא הפיכים יכולים להתחלק לשלוש קטגוריות:

מעכבים "מתאבדים" – סובסטרטים שונים בצורתם * תוויות זיקה – מולקולות שדומות מבנית לסובסטרט., *ריאגנטים ספציפיים לקבוצה* במעכבים לא הפיכים ניתן לראות שככל שמעלים את כמותשמספקים תנאים ספציפיים ביותר לשנות את האתרים הפעילים של האינזים.

(. אם מעכב הפיך הייתה ירידה לא לינארית )יש כל הזמן פירוק ויצירה של הקומפלקס מעכב אינזים(.Kiהמעכב הפעילות יורדת לינארית )אין מעכב בצורה בלתי הפיכה את יצירת דופן התא של חיידק. פנצילין – אנלוגים למצב המעבר הם מעכבים רבי עוצמה של אינזימים.

(: עקומה הופכית הופכיתיישור של משוואת מיכאליס מנטן תתן את המשוואה )

( y, חיתוך עם ציר :X)חיתוך עם ציר

יש קשירה, אין דיסאסוציאציה. בד"כ מעכב מסוג זה יוצר קשר קו-וולנטי עם האנזים.)לדוגמה פניצילין נקשר ל- מעכב בלתי הפיך )מב"ה(-OH.)1: קבוצות3ניתן לחלק את המעכב ל-מב"ה יכול לשמש למיפוי אתרים פעילים. של סרין בקשר קו-וולנטי באתר הפעיל. Group

specific reagent -( מגיב עם שייר R :( של ח.א. מסוימת. )לדוגמהDIPF, iodoacetamide )2- נקשרים לסרין ראקטיבית בכימוטריפסין. substrate analog - דוגמה( .בעלות ספציפיות גבוהה עבור אתר פעיל מסויםTPCK,של כמוטריפסין )הוא סובסטרט אנלוג )ראגנט זיקה

באתר הפעיל( 57נקשר באופן בלתי הפיך להיסטדין 3 .suicide inhibitor/ mechanism based –אמצעי ספציפי ביותר לשינוי תכונות של אתר פעיל. מעכב נקשר כסובסטרט, יש התקדמות

פניצילין המכיל טבעת בטא-לקטאם מאוד–בתגובה עד לשלב מסוים שבו התגובה "נתקעת" וכתוצאה יש ביטול פעילות אנזימטית. )דוגמה פעילה(. רק בנוכחות מעכב זה יש ירידה לינארית ביעילות אנזימטית בגרף של ריכוז מעכב כנגד מהירות התגובה. אין השפעה של ריכוז

סובסטרט כי המעכב "הורג" את האנזים. מב"ה יכול לתפקד כראגנט זיקה. )ראגנט זיקה- דומה מאוד לסובסטרט, יש יצירת קשר אתר פעיל.( מנגנונים קטליטים: – : אינזימים 4 יחידה

אנרגיית הקישור הינה האנרגייה החופשית המשוחררת בעת היווצרות מס' רב של אינטרקציות חלשות בין האינזים והסובסטרט. אנרגיית הקישור המקסימלית מצביעה על *.יצירת הספציפיות של הסובסטרט והעלאת יעילות הקטליזה* מטרות:2לאנרגיית הקישור

הסובסטרט הספציפי לאנזים.אנזימים מקיימים בדר"כ אחת או יותר מן האסטרטגיות הבאות ע"מ לקטלז ריאקציה ספציפית:

קטליזה ע"י יון. 3 טליזה חומצית בסיסית.. ק2 קטליזה קוולנטית – האתר הפעיל מכיל קבוצה פעילה – אשר הופך קוולנטי בנוכחות אנזים.. 1מתכת.

סובסטרטים שונים. ריאקציות אלה ניתן לזרז באופן ניכר ע"י קירוב הסובסטרטים זה לזה ע"י2קטליזה ע"י קירוב – ריאקציות רבות מכילות . 4קישור יחיד לאינזים.

בפעילות הכימוטרפסין? בודקים על סובסטרט שיוצר תוצר ביניים צהוב.195 כיצד ניתן להבהיר את תפקוד הסרין מנגנון כימוטריפסין:.Asp102-His57-Ser195 חומצות אמינו: 3באתר הפעיל יש שלשה קטלטית – שלב ראשון מהיר יותר מהשני., מדובר בתהליך דו שלבי

. הסובסטרט נקשר. השיירים של השלשה קטליטית מתקרבים זה לזה בעקבות התאמה מושרת והופכות לראקטיביות.1

2.Asp מאקטבת את Hisעובר ל וגורמת לו להיות בסיס חזק יותר. כתוצאה, פרוטון His המתנהג כנוקלאופיל. ומתקבל יון אלקוקסיד

. תוקף את פחמן הקרבונילי של סובסטרט. נוצר מבנה טטראהדראלי שבו חמצן קרבונילי נהפך ל. 3

4.Gly הנוצר בחומר ביניים הטטראהדראלי. גם החנקנים שמסביבים מכסה את ה"חור האוקסיאניוני" ובכך קשרי מימן מייצבים את

מייצבים.

תוקפת את פחמן )שהיה קרבונילי(, בגלל משיכה להיסטדין משתחרר אמין )במקרה של פפטיד( המכיל חלק אחד של פפטיד.. 5

משחררת את התוצרAcyl-enzyme שבו סרין קשורה לקבוצה קרבונילית עם החלק השני של הפפטיד. הידרוליזה של Acyl-enzymeנשאר השני.

של המים והחמצן של המים תוקףמגיעה מולקולת מים כאשר המימן של המים נקשר לחנקן של היסטידין ובכך מוריד את ה .6

מצב לא יציב.את הפחמן הקרבונילי ששוב יוצר

האינזים חוזר לצורתו המקורית.. 8 הקשר הקוולנטי נשבר והקשר הכפול חוזר והחלק השני משתחרר.. 7סיכום המנגנון של כימוטריפסין:

קטליזה קוולנטית – השלב של יצירת קשר קוולנטי בין הסרין לסובסטרט.. 1קטליזה חומצית/בסיסית – ע"י המשחק של ההיסטידין שמושך פרוטון מצד אחד ומשתף מצד שני.. 2 ספציפיות של כימוטריפסין נובעת מ"כיס" באתר הפעיל המתאים לשייר צדדי גדול והידרופובי )טבעת פניל. קטליזה ע"י הצמדה. 3

של סובסטרט(. באתר פעיל מאפשרות כניסה שלElastase( Val216, Val190 באתר פעיל(, Asp 189 כימוטריפסין, טריפסין )משפחת של סרין פרוטאזות:

מולקולות קטנות בלבד(. ידרז המקטלז את היצירה של פחמן דו חמצניהכמעט כל האורגניזמים מכילים קרבוניק אנmettalloenzyme )) קרבוניק אנידראז –

4+ במערכות ביולוגיות. אטום האבץ נקשר ל 2)הידרציה(. קרבוניק אנידראז היה האינזים הראשון שנתגלה בו יון האבץ. אבץ נמצא רק במצב הקשירה של מים. ואתר קישור נוסף הוא למולקולת His שיירי 3 אתרי קישור הם עם טבעת האימודוזיל של 3אנידראז. ליגנדים בקרבוניק

ריכוז משמעותי של יון הידרוכסיד )קשורעם הורדת ה של המים.מולקולת המים לאבץ מפחיתה משמעותיתת את ה

קצב המסת פחמןנוקלאופילי ע"מ לתקוף פחמן דו חמצני בצורה מהירה. אבץ שקשור להידרוקסיד הינו מספיק נטרלי.pHלאבץ( נוצר ב דו-חמצני מחייב בופר. יש סבירות גבוהה כי מרכיבי בופר משתתפים בתגובה.) יש שיחרור פרוטון בתגובה וקשירתו חזרה המגבילה את

פיתח שיטה שבהC.A.IIהראקציה. נוכחות בופר פותרת בעיה זו(. מרכיבים מולקולריים של בופר גדולים מדי בכדי להיכנס לאתר פעיל. לכן His 64.משמש כנשא, הוא מעביר פרוטון ממולקולת מים הקשוה לאבץ לפני השטח החלבון ואז פרוטון מועבר לבופר

NMP מ פוספט מקטלזים העברת קינאזותATP-ל NMPבמקרה זה המתכת נוכחות יון מתכת דו ערכי כמו מגנזיוםמחייביםם מי. האינזי . )דוגמה נקשרים ליונים והסובסטרט האמיתי הינו קומפלקס יון המתכת +הנוקלאוטיד.ATPאינה מרכיב של האתר הפעיל. נוקלאוטידים כמו

שהוא נפוץ בקינאזות,loop מכיל ספציפית: אדנילאט קינאז המקטלז תגובה ,

ordered/sequential, לפי מנגנון רציף העברה ישירה קינאזות מבצעות NMP למניעת הידרוליזה ע"י מים(. ATPתפקידו באתר פעיל לכסות פועלות לפי מנגנון זה, כלומר אין שיחרור תוצר עד שכל המגיבים נקשרים ואז יש שחרור רקAdenylate kinase’Lactat dehydrogenase)גם

של תוצרים(Random sequential displacement - .קשירת סובסטרטים מתבצעת באופן אקראיTernary complex-קומפלקס הכולל בהתחלה את

אנזים עם כל הסובסטרטים הנחוצים ובסוף קטליזה, אנזים עם התוצרים )שעדיין לא השתחררו מהאנזים(. מנגנון פינג פונג – בריאקצית פינג פונג תוצר אחד או יותר משתחררים לפני שכל הסובסטרט נקשר לאינזים.

התקרבות ). מנגון: אדנילאט קינאז מנגנון של

approximation) ,קטליזה ע"י יון מתכת," oxy-anion holes “ , מקרה שלInduced Fit, -עוטף את ה ATP

ordered sequential reaction יתכן ומסביר

מודל פינגפונג:

יצירה של תכונות פיזיות או התנהגותיות משותפות אצל יצורים ממוצא שונה ובאופן בלתי תלוי זה בזה.אבולוציה מתכנסת )קונברגנציה(-

התופעה מתרחשת כאשר על יצורים רחוקים מבחינה סיסטמטית פועלים לחצי בררה )לחצים אבולוציוניים( חזקים ודומים. : בקרה של אינזימים: 5 יחידה

(hemeחלבון מונומרי עם אתר קישור אחד לחמצן )קבוצת מיוגלובין – לדוגמא בריאות )בלחצים גבוהים של חמצן(. נמצא בדם ובסביבות שונות האפניות לחמצן משתנה כפונקציה ללחץ החמצןהמוגלובין –

האפניות היא כמעט כמו של מיוגלובין. זוהי דוגמא לבקרה: לחץ חמצן גבוה – אפיניות גבוהה. לחץ חמצן נמוך – אפיניות נמוכה. המוגלובין הוא ביתא(2 אלפא ו- 2 סוגי שרשראות )2הטרוטטרמר הבנוי מ

:הרוויה עבור מיוגלוביןהגדרת מידת

(Y=0.5 מהמולקולות רוויות )50%: לחץ החמצן בו P50 )קשירת החמצן להמוגלובין:

:עקומת היל )קו ישר(

רק אם חלבון הוא אנזים ניתן לבדוק לו את המהירות.

לאקיימת קואפרטיביות והקישור לכל אחת מהיחידות הוא =< 1 גדול מnככל ש, )מדד לקואופרטיביות( מבטא את האפיניות(nמקדם היל )פיתול גדול יותר בעקומה הסיגמואידלית.=< הקופראטיביות גבוהה יותר ,. ככל שמקדם היל גבוה יותרבלתי תלוי

: התנהגות מיכאליסn=1 מאשר ללא קופראטיביות.1.7הקישור הקופראטיבי של חמצן להמוגלובין מאפשר להסיע לרקמות כמות גדולה פי מנטן.n<1:.)קואופרטיביות שלילית )מוריד אפיניות

heme-וממנה הואמולקולרי חמצן נקשר השישית ורה היסטדין של חלבון בעמדה קורדנטיבית החמישית )בעמדה קורדנטיביתברזל קשל .(יפרד

. hemeהברזל נע לתוך מישור ה , הפנויה השישית של אטום הברזל )לא מחמצנת אותה!(כאשר מולקולת חמצן נקשרת אל העמדה התנועה הזו של הברזל ובעיקבותיו של ההיסטידין מועברת לאיזור המגע בין התת יחידות והשינוי עובר לתת יחידה נוספת ולמעשה "מוסר לה"

שנקשר חמצן וזה משפיע על האפיניות של אותה תת יחידה..יחידה לאף חמצןלא קשור – בו deoxyhemoglobin מתוח, מאופיין ע"י המבנה הרבעוני של –Tמצב מצבים:2נגדיר ליחידות.קשור – בו חמצן oxyhemoglobin רפוי, מאופיין ע"י המבנה הרבעוני של –Rמצב

מודלים עיקריים להסבר הקופראטיביות: 2 ישנם אפילו כשאין חמצן בכלל. ככלR למצב T המוגלובין נמצא בשו"מ בין מצב , – ע"פ מודל זה בכל לחץ חמצן שהוא(MWC המצבים )2מודל

R או Tבמודל זה כולם . Rרובו לכיוון מצב בשנקשרות יותר מולקולות חמצן שו"מ נוטה

. – היחס בין קבועי שו"מ בין מצב של קישור אחד למצב של בליC . חמצן0מבטא את קבוע שו"מ במצב של :

גדלה לפי:C על (j )ככל שעולים בריכוז החמצן החזקה

. הולך ונהיה יותר קטן ככל שמתקרבים למצב הרוויהR ל Tהיחס בין - חלבון המסוגל לשנות זיקה של ליגנדחלבון קואופרטיבי- קישור במקום אחד משפיע על קישוריות במקום אחר )באותו חלבון(. אלוסטריות

)לרוב סובסטרט( עקב קישור מוקדם של ליגנד. כלומר, אפיניות של ליגנד שני לחלבון תיהיה שונה מאפיניות שבה נקשר ליגנד הראשון. אחת עם אפיניות גבוהה– קונפורמציות שונות לחלבון 2( 2( חלבון חייב להיות בנוי לפחות משתי תתי-יחידות. 1 תנאים לקופראטיביות:

מעבר אינפורמציה על קישור לליגנד מאתר אחד לאחרים )תקשורת(. ( חייב להיות3והשנייה נמוכה. – ע"פ המודל הנ"ל מתחילים ממצב של המוגלובין ללא חמצן, נקשר חמצן ליחידה אחת מה שמקל על קשירת חמצן ליחידה הבאהKNFמודל

מודל זה עוקב.שינויתת יחידות הבאות. מודל זה מניח לש הקישור מעלה אפיניותולכן קבוע שו"מ ישתנה, כלומר כל תת יחדה שקושרת חמצן , אם לא, אז תמיד יהיהRאם נקשר ריאגנט, תת היח' משנה את צורתה ל . אין ש"מ:דורש קבוע שו"מ שונה לכל שלב קשירה

T. גוד לכך ההשפעה של מולקולות לא סובסטרטיות עלי בנכהשפעה הומוטרופיתההשפעה של סובסטרטים על אינזימים אלוסטרים מיוחסת

.כהשפעה הטרוטרופית( מיוחסת ATCase על ATP, CTPאינזימים אלוסטרים )כמו .חיוביהחמצן מוגדר כאפקטור – מכיוון שהוא מאותו סוג של המולקולה שנקשרת וגם מעלה את האפיניות הוא מוגדר כאפקטור הומוטרופי

)חמצן שמעלה אפיניותשל עצמו: מעלה אפיניות הומוטרופי. מאתר קישור לליגנד )סובסטרט( נקשר במקום שונה אפקטור הטרוטרופי –לחמצנים(.

. שליליאלוסטרי מייצבת אותו ובכך מורידה את האפיניות לחמצן – אפקטור T נקשרת למצב 2,3BPGלדוגמא מולקולת של יוני מימן ופחמןלרקמות מטבוליות כמו שרירים מתכווצים יש צורך גבוה בחמצן והם מייצרים כמות גדולה סוג של בקרה. :אפקט בוהר

.של המוגלובין שמקדמים שחרור חמצןשליליים דו חמצני המהווים אפקטורים הטרוטרופים . הבקרה היא באינזימים המוקדמים של משום שלא רצוי שיהיה עודף או חוסר במרכיבי הסינתזהRNAיש צורך בבקרה על סינתזת

אנזים קואופרטיביזהו . CTP ו- UTP של יצירת פרימידינים הוא האינזים הראשון במסלול התגובה()א ATCaseהסינתזה – הפסקתהמורה נשלח סיגנל לאנזים CTP בהמשך השרשרת כי כאשר המערכת יצרה מספיק CTPמדובר באינזים אלוסטרי שמעוכב ע"י

על האינזים מדגים פידבק או מעכב שהוא תוצר סופי.CTP האפקט של .הפעילות אתרים אלו נקראים אתרים. מהאתרים הפעילים שם נקשר הסובסטרט חייב להיקשר לאתר המרוחקCTP ,בגלל חוסר הדימיון לסובסטרט

משמשר, הוא נקשר במקום אחבגלל שהוא(. שניהם גם יוצרים אינטרקציות לא קוולנטיות. ATP)כנ"ל גם אלוסטרים או אתרי בקרהכאפקטור הטרוטרופי שלילי.

אינו מתנהג לפי משוואת מיכאליס מנטן אז לא נוכל לדבר במושגים של מעכב תחרותי/לא תחרותי. ATCaseמכיוון ש ATCase( לכל תת יחידה קטליטית קשורה תת12 הוא אוליגומר – מורכב מיותר מסוג אחד של תת יחידה .)תת יחידות סה"כ משני סוגים

בחימום נוצרים גושים של החלק הרגולטורי.יחידה רגולטורית. תת יחידות. 2להתפרק החלבון , כאשר הגיבו אותו עם ריאגנט עשו עליו פעילות של איפיון חלבוןATCaseלפני שידעו את המבנה של

אך אין קופראטיביות כלומר התלות היא ע"פ מיכאליס מנטן ופעילותן אינן,גילו שהתת יחידות הקטליטיות מסוגלות לבצע את הריאקציה מתחרה עםCTPלעומת זאת ראו שהתת יחידות הבקרתיות – רגולטוריות אינן מבצעות פעילות קטליטית כאשר קשירת .CTPמושפעת ע"י

.ATPקשירת . בנוכחות כל ריכוז של סובסטרט )אספרטאט וקראמבומיל פוספט( האינזיםATCase מסביר היטב את התנהגותו של MWCהמודל של

. )מכניזם מותאם(R. וככל שנקשר סובסטור שו"מ נוטה ל Tההעדפה היא לקונפורמצית , . כשאין סובסטרטR ו Tנמצא בשו"מ בין צורות מעדיף להקשרCTP כי הוא מודולטור חיובי ו- R מעדיף להיקשר ל ATP הקונפורמציות נצפה מוסט ע"י קשירת מודולטורים כאשר 2שו"מ בין

כי הוא מודולטור שלילי. Tל יש שני הסברים:ATP כתגובה לעליית ריכוז ATCaseלגידול בפעילות של

תשווה את הפוריניםATCaseפורין בתוך התא ולכן עלייה בפעילות של גבוה מאותת ליצור ריכוז גבוה של נוקלאוטידיATPריכוז . 1והפרמידינים.

.DNA מציין שיש אנרגיה משמעותית בתא לשכפול ATPריכוז גבוה של . 2 ואפרטיבים המוגברים ע"י קשירת סובסטרט ולכן דרוש יותר סובסטרט להשגת שיעורק האינזים מגיב פחות לאפקטורים הCTPבנוכחות

ראקציה נתון..איזואינזימיםחלבונים שונים בעלי אותה פעילות אינזימתית המופיעים באותו חלבון נקראים

מתבצעות בריאקציות שונות. כל אחת משתי הריאקציות היא כמעט בלתי הפיכה. בדר"כ הפוספורילציה גורמת –פסופורלציה/דהפוספורילציה. ATPגם פוספורילציה וגם דהפוספורילציה דורשות הידרוליזה של לשפעול החלבון – הצורה הפעילה עם זרחן.

. אינזים זה לוקח את חומר התשמורת בכבד – גליקוגן ומפרק ליחידותglycogen phosphorylaseדוגמא לאינזים המבוקר ע"י פוספורילציה הוא המעברים מקוטלזים ע"י אינזימים ספציפיים שהם בעצמם מבוקרים. פוספאט עליהן.םגלוקוז ע

שינוי קוולנטי הוא אמצעי לבקר פעילות אינזמתית – פוספורלציה ודהפוספורילציה הם האמצעים העיקריים לכך. 4 )רב החומר האורגני נמצא בצורת פחמימות(. לפחמימות OHפחמימות= אלדהידים או קטונים עם הרבה קבוצות : פחמימות: 6 יחידה

.אלמנטים מבניים בדפנות תאי צמח3 )דה-אוקסיריבוז/ריבוז(, DNA/RNA.מרכיבים ב-2. מחסני אנרגיה ותוצרי ביניים מטבוליים, 1תפקידים: . קישור לחלבונים ולליפידים לצרכי קשרים בין תא לתא ובין תא לסביבה. 4(, NAM-NAGוחיידקים )צלולוז,

אוליגוסוכר יכול ליצור מגוון רחב מאוד של מבנים. פחמנים )שונים בגודל ובסטריאואיזומריה(. 3-9פחמימה מורכבת מ-

, יש שלושה טריאוזים:3 המינימלי הוא n ה- מיחידות של תורכבמכל פחמימה

D/L פחמן( 1יראלי ק-גליצראלדהיד שני אננטיומריםD/L .דיהידרוקסיאצטון , )

(n=4 הקסוז וכו' - יש יותר מפחמן כיראלי אחד6-פנטוז, 5-טטראוז-,)לכן יש דיאסטריומרים הקבוצה התוקפת היא בדר"כ הקבוצה המסומנת באדום שתוקפת את הקרבוניל ליצירת הטבעת )ההתקפה יכולה להיות משני הכיוונים( כאשר

מונוסכרוז יוצר טבעת משושה זה נקרא פירנוז, פרוקטוז יוצר מבנה :

אפשרויות:2 אפשרויות להתקפה )מתחת ומעל הפחמן הקרבונילי( יש 2מכייון שיש

CH2O (35%) למישור הטבעת - הפוך מ-מתחת שחוברה מצויה OH- קבוצת ה-αאנומר

המיאצטל כהל + אלדהיד

הפחמימות "מתארכות" ע"י הוספת כהל כל פעםלשרשרת

המיקטל כהל + קטון

מספור בטבעת מתחיל מהפחמן

בקצה השרשרת. קטוז: קב'Hאלדוז: קב' קרבוניל המחוברת ל . אלדוזות: גלוקוז,2הקרבוניל באמצע השרשרת. בד"כ על פחמן

גליצר אלדהיד, ריבוז, מנוז, גלקטאז. קטוזות: פרוקטוז, דה הידרוקסי

: פעילות אנזימטית/כמותפעילות ספציפיתחלבון כוללת . מדד לניקוי חלבון

גבוה יותר =<P50ככל שאפיניות נמוכה יותר!

CH2O (64%) למישור הטבעת - מצד של מעל שחוברה מצויה OH- קבוצת ה-βאנומר במצב פתוח(1%- הפחמן האלדהידי/קטוני שהותקף ביצירת הטבעת. )רק פחמן אנומרי

, כאשר הממירים הגדולים בעמדות אקיסאליות )פחות הפרעה סטרית( .קונפורמציית כיסא( הקונפורמציה העדיפה היא 6*בפירנוזות ) פחמנים על אותו המישור והחמישי מעליו(.4( מועדפת קונפורמציית מעטפה )5*בפורנוזות )

, פחות מ-β במצב 2/3 ו-α במצב 1/3 ולהיפך. בתמיסה יש משתי הצורות. *בגלוקוז βפתוח α - שינוי קונפור' של הסוכר ממצב מוטורציה במצב פתוח- אין מוטורציה! *בפרוקטוז- נוצרים גם ּפירנוזות וגם פורנזות )רב התמיסה ּפירזונות= טבעת משושה(.1%

, שמשמנה את צבעוCu- סוכר בעל קבוצת אלדהיד חופשיה שיכולה לעבור חמצון לח.קרבוקסילית. )החיזור מתבצע ע"י נחושת ,סוכר מחזרכשעובר חיזור- קורה רק לסוכר פתוח( .

- מחבר בין שני מונוסכרידים.O-glycosidic bond: בין סוכר לכהל= קשרים גליקוזידים בשני המקרים אין מצב פתוח לתוצאה ולכן לא–( T,G,A,C )מחבר בין סוכר לחומצה אמינית/בסיסים )N-glycosidic bondבין סוכר לחנקן:

יגיב כמחזר אלא אם הוא רב סוכר ויש לו קבוצה אנומרית חופשית.Adduct.סוכר שקשור לכהל או אמין =

α-D-glycopyrunosyl-(12)-β-D-fuructofuranose- גליקוזיד בין מונוסכרידים: Oפחמימות מורכבות- נוצרות מקשרי

( – לא אפימרים!!!!D-glucose, D-fructose. )1- סוכרים השונים בקונפיגורציה בפחמן כיראלי אפימריםדיסכרידים נפוצים:

- מפרק סוכרוזsucrase-פרוקטוז מחוברות בקשר גליקוזידי. )β-גלוקוז ויח' α- הסוכר של הקפה, מופק מקנה סוכר או סלק סוכר. יח' סוכרוזליחידותיו(.

מפרק לקטוז בבקטריות.β-galctosidase, לקטאז מפרק לקטוז בבני אדם, β-1,4 - בסוכר של החלב - גלקטוז מחובר לגלוקוז קשר לקטוז )מלטאז מפרק לתתי יחידות(α-1,4-גליקוזידי O גלוקוז מחוברים בקשר 2 - מלטוז

*שלושת האנזימים המפרקים נמצאים בתאי האפיתל. -גליקוזידי? הדיסכריד נקשר ל"חריץ" ארוך באנזים )האתר הפעיל( הקישור גורם לייצוב הקשר הגליקוזידי וחשיפתוOאיך אנזים מפרק קשר

פירוק.לקטליזה חומציתיסכריד/אוליגוסכריד הבנוי מתת יחדיה אחת שחוזרת על עצמה.ל- פוהומופולימר

( עם שרשרת סמוכה.brunch )מסועף - α-1,6 פחמנים בקשר 10 וכל α-1,4- ההומופולימר הנפוץ בבע"ח, גלוקוז מחובר לאחר בקשר גליקוגן ,עמילופקטין בלבד, או α-1,4- הומופולימר של גלוקוז, לרב עם קשרי עמילוזתי צורות: ש- מאגר האנרגיה של צמחים, יכול הופיע בעמילן

בין שרשראות )כלומר, פחות מסועף מגליקוגן(. יותר ממחציתα-1,6 קשרי 30, ואחד ל-α-1,4הומופולימר מסועף של גלוקוז לרב בקשרי -עמילאז, המופרש מתאי הלבלב ומבלוטות הרוק.αמתצרוכת הפחמימות באדם היא מעמילן. העמילן מפורק ע"י

של הפחמן האנומריβ, קונפיגורצית ה-β-1,4 פולימר אינו מסועף של גליקוזידים הקשורים ב- ., בצמחיםפוליסכריד של גלוקוז - תאית סיבים חזקים. נוצרים קשרי מימן בין שרשראות הצלולוז יצירת משטחים ישרים וארוכיםתמאפשר

, מסודריםשים בין הצלולוז לבין העמילן והגליקוגן נובע מהשוני בקונפורמציה של הפחמן האנומרי.גליקוגן ועמילן יוצרים סלילים חלהבדלהמהתאית.פחות

- פוליסכרידים המורכבים מדיסכרידים פולריים )נגזרות של סוכר אמיני(, בכל דיסכריד לפחות קבוצה אחת בעל מטעןגליקוסמינוגליקנים גליקואמינוגליקן המהווה חומר סיכה במפרקים(.95%שלילי או קב' גופרית. )דוגמא-פרוטאוגליקן, מולקולה המכילה מעל

, המקטלזים היווצרות קשרים גליקוזידים, לסוכר אותו הוא עומדglycosyltransferases :יצירת אוליגוסכרידים מתבצעת ע"י אנזימים ספציפייםלחבר.

)ההבדל בינם לבין פרוטאוגליקן הוא באחוז המשקלי בין החלבון לסוכר(.קוולנטית לחלבונים הקשורות- פחמימות גליקופרוטאינים הפחמימות נקשרו לחלבון ע"י רצפטורים לסיגנלים, או סימן לזרע להקשר במקום ספציפי לביצית.ים הממברנות ומהווגמצויים, למשל, ע" רב החלבונים המופרשים מתאים הם גליקופרוטאימינים )משפיע על יכולת (.O-linked( או קישור לתריאונין )N-linkedקישור לאספרגין )

ובמנגנון גולג'יERקישור הפחמימות לחלבונים מתבצע ב- וג הדם.סהמסיסות במים של החלבון(, בנוסף רצף הסוכר הוא זה שקובע את ח.א(29 לצורך בקרה על גדילתו המבוצעת ע"י ER)למשל אלסטאז, מסונתז כזימוגן, מוכנס ל-

_______________________________________________________________________________________________________ הגבולות של תאים נוצרים ע"י ממברנות ביולוגיות שמונעות ממולקולות שמצויות בתוך התא מלדלוף החוצה : ליפידים וממברנות: 7 יחידה

מאפייניםולהיפך. עם זאת, הן מכילות מערכת הובלה שמאפשרת למולקולות ספציפיות להיכנס ולחומרים בלתי נחוצים לצאת. הרבה

( התוחמות בין מדורים.60-100 ) יריעות דקות –. ממברנות 1: משותפים מכתיבים את המגוון הרב בתפקוד של ממברנות ביולוגיות

אמפיפטים, יוצרים שכבה . הליפידים3. מורכבות בעיקר מליפידים וחלבונים )לפעמים גם מכילות פחמימות שקשורות לליפידים ולחלבונים(. 2 . חלבונים ספציפיים משמשים במגוון תפקודים של5. הכוחות המייצבים את הממברנה הם לא קוולנטים אלא קואופרטיבים. 4כפולה מבודדת.

. הממברנות הן7. ממברנות הן אסימטריות כאשר מה שפונה לצד אחד הוא אינו מה שפונה לצד השני. 6הממברנה )חלבונים ממברנלים(. . פוטנציאל ממברנלי משחק תפקיד חשוב בהעברת חומרים. הממברנות8 מבנה נוזלי כאשר החלבונים והליפידים "שטים בהן". –פולאידיות

בנויות משלושה רכיבים עיקריים: חלבונים, ליפידים )פוספוליפידים או גליקוליפידים( ותרכובות ממשפחת הסטרואידים )כולסטרול(. קשורות חומצות שומן ועל הפחמן1,2 בנוי מגליצרול )טרי כוהל( ועל השלד הזה בנויים הפוספוליפידים כאשר על פחמנים הפוספוליפיד

השלישי קשורה קבוצת פוספט אליה יכולה להיקשר קבוצה כהלית )כמו סוכר וכו'(. חומצות השומן הן שרשראות הידרופחמניות באורכים שונים.

מקדם דיפוזיה)יחידות: – d מרחק הנדידה, – S)את מרחק הנדידה של פוספוליפידים מחשבים ע"פ:

,)t –.זמן )שניות(. הקשרים הכפולים בחומצות שומן לא רוויות רבות מופרדים ע"י לפחות קבוצת מתילן אחת חומצות שומן בלתי רוויות הן בעלות טמפ' התכה נמוכות מאלה של חומצות , יותר סמיכה )פחות בריא(שרשרת רוויה: ללא קשרים כפולים

. ככל שהסביבה חמה יותר כך הממברנה תרצה להקשיח את עצמה וכך רוב חומצות השומן יהיו רוויות. שומן רוויות בין חומצות השומן לגליצרול הינו קשר אסתרי. עבור אורגניזמים החיים בתנאים קיצוניים הקשר בין הגליצרול לחומצותבפוספוליפידיםהקשר

השומן הוא אתרי )יציב יותר( כמו כן יש הסתעפויות של קבוצות מתיל בשרשרת הפחממנית של החומצות מה שמקנה יותר עמידות לתנאי הינו ליפיד )ולא כהל( עם ממברנה מעט שונה מזו של פוספוליפידים הוא מצוי כמעט בכל הממברנות האנימליותכולסטרול חמצון קיצוניים.

תפקידו לדאוג לנוזליות הממברנה, אם הטמפ' חמה )כמו חיידקים בתנאים קיצוניים( כמות הכולסטרול תרד כי הממברנה נוזלית גם כך. Micelle –התארגנות ליפידים בסביבה הידרופילית, ייצוב המבנה של המיצלות מבוסס על: *כוחות הידרופוביים בין שרשראות החומצות

השומניות )דחייה ע"י המים( *כוחות הידרופילים בין הראש הפולרי של הליפיד לבין מולקולות המים, *מבנה המיצלות יציב במקרה של התארגנות הנפוצה בטבע: מה שמחזיק את הראשים– Bilayer דטרגנט אך אינו יציב עבור פוספוליפידים טיפוסיים ורובם לא יוצרים מיצלות.

הליפידים יציבים: כוחות הידרופוביים בין שרשראות החומצות השומניות וכוחות הידרופילים בין הראש הפולרי של הלפיד לבין מולקולת המים שומנים רוויים גורמים למצב ופחות אידיאלית, bilayerבסביבתו. קשרים כפולים בשרשראות של הליפידים גורמים לאריזה פחות צפופה של ה

הםbilayer בממברנה )אריזה יותר אידיאלית( יותר מידי כולסטרול יקנה קשיחות בלתי רצוייה לממברנה. מימדי ה של צפיפות וחוסר גמישות

כשמכניסים ליפידים לתוך מים הוא נוצר )כדור שהתוך שלו מימי והדפנות הם ליפידים– ליפוזום(. 60-100 )מראש אחד לראש שני כ

למעגל חשמלי ובודקיםbilayer של המולקולות ניתן למדוד בעזרת סידור פשוט: מחברים מידת החידרות(. את bilayerשמאורגנים בצורת

ממברנה יותר (. חדירות היונים לממברנה מאוד נמוכה.Pמעבר של מולקולות שונות. התוצאה של הניסוי הנ"ל נותנת לנו מקדמי חדירות )

חדירה =< יותר חלבונים. צמיגות הממברנות היא תלויית טמפ' ולכן בקור הממברנה צמיגה יותר, לכן יש צורך בח.שומן המקטינות צמיגות =<ח. שומן בלתי רוויות.

אין להם שום רכיב שנכנס לתוך הממברנה. קשורים אליה בקשרים לא קוולנטים– חלבונים פריפריאלים – חלבונים בממברנות )אלקטרוסטטים( או בצד הפנימי או בצידה החיצוני. ריכוזי מלחים גבוהים מתחרים על הקישור בין חלבון פריפריאלי לממברנה ולכן עוזרים

רובם הגדול נמצא בתוך הממברנה, חלבון אינטגרלי ניתן למצות ע"י הוספה של דטרגנט )מולקולה– חלבונים אינטגרלים. 2בניתוקו. אמפיפטית כמו הליפידים שבונים את הממברנה( הדטרגנט מתחרה על הקישור לממברנה, החלבון יצא ע"י הדטרגנט שיקשר לחלק

7 עוזר בקליטת האור וחוצה – Bacteriorhodopsinההידרופובי ויעטוף אותו. אחד החלבונים הראשונים )ממברנלים( שמבנהו נפתר הוא הליקסים שנעוצים בממברנה(. כדי שחלבון יהיה בטווח הממברנלי צפוי שבאיזור שבו החלבון נמצא בממברנה7פעמים את הממברנה )מכיל

יהיו חומצות הידרופוביות. יש מקרים בודדים בהם חומצה טעונה )בודדת( תמצא בתוך הממברנה לצורך תפקוד ספציפי מאוד. דוגמא לחלבון חלבון זה נמצא בחיידקים ומאפשר חדירה של חומרי מזון לתא. לחלבון זה אין סדרה ארוכה של חומצות– Porinממברנלי נוסף הוא ה

הידרופוביות בגלל מבנהו )גדילי ביתא( מבנה הידרופובי כאשר כל גדילי הביתא נמצאים בממברנה והשרשראות הצדדיות הא-פולריות פונות החל מהקצה האמיני–לוקחים את רצף החלבון (: Hydropathy indexאיפיון חלבונים אינטגראלים )לתווך הממברנלי והפולריות למימי.

מספיק20+)מעל חומצות אמיניות( כאשר מגיעים לאיזור רצוף ח. הידרופוביות, האנרגיה הנדרשת להעברתן למים תהיה גבוהה 20)כל פעם Fluid ולא תשתנה במגמה לאורך טווח מסויים )הגרף הנ"ל נקרא הידרופובידיפלוט(.חזקים הידרופובית בשביל להיות טרנס ממברנלים(

mosaic .לאחר פירוק: מודל לממברנה. החלבונים יכולים לנדוד לאורכה ולרוחבה. כשהליפידים אחוזים בה הדוק, התנועה בה קשה יותר ממברנה היא תסגר לבד לליפוזומים.

אחד לאחר)איטי מאוד(.Layer היפוך של הליפיד תנועה מ – פליפ פלופ ללא היפוך, – דיפוזיה: תנועה של ליפידים וחלבונים בממברנהכתוצאה מהתנועות הנ"ל הממברנה היא אסימטרית ואחת ההוכחות לכך היא העברה וקליטה של יונים מתוכה ואליה.

רוב האנרגיה מקורה בחמצון פחממנים: חמצון של מולקולות אורגניות גורם לכך: : מטבוליזם-עקרונות ומושגים בחילוף החומרים 8 יחידה מסלולים שיוצרים– קטבולים. מסלולים 1 : מטבולים ישנם שני מסלולים שיש מפל ריכוזים לאורך הממברנה וזהו למעשה מקור אנרגיה.

קשורים לביוסינתזה של חומרים תוך שימוש– אנאבולים. מסלולים 2אנרגיה זמינה בעזרת תהליכי חמצון )פירוק של חומרים מורכבים(. באנרגיה שנוצרה במסלולים הקטבולים )שימוש בחומרי מוצא פשוטים לקבלת חומרים מורכבים(. חשוב להבין שהמסלולים המטבולים השונים

. המסלול צריך לנוע ספונטנית מבחינה1: מסלולים מטבולים איך בונים )כלומר אינזים אחד לכיוון אחד ושני לכיוון השני(. לא הפיכיםהם : האנזימים ספציפיים, ודואגים שרק מסלול אחד יקרה ושלא יהיוספציפיות של המסלול. 2תרמודינמית )יעשה ע"י צימוד של ריאקציות(.

C + D A + B תוצרים בלתי רצויים.

(: האנרגיה החופשית של ריאקציה )פונקציית מצב( מתארת ספונטניות של תהליך כאשר:אנרגיה חופשית )

( C,D – ,תוצרים A,B – בשו"מ משקל .)ולכן נקבל מגיבים

- משקף את ריכוזי . את הביטוי עבור

שלוקח בחשבון גם את האנרגיה החופשית הסטנדרטית אבל את הריכוזים של המגיבים והתוצריםהמגיבים והתוצרים בשו"מ לעומת

T = absolute temperature, 298 K, pH = 7.0( exp 3 )כופלים בkcal /mol 1.987- קבוע הגזים =Rבסביבה בה נערכת הריאקציה.

הצימוד התרמודינמי קשור בספציפיות שמשיגים מהאינזימים לאורכו של המסלול. תגובות מצומדות:ATP ) Adenosine triphosphate ( – לATP -קשרי פוספואנהידרידים שהם קשרים עתירי אנרגיה. 2 יש שלוש קבוצות פוספט ו ATPיכול

) Adenosine monophosphate ( AMP( יכול להתפרק ל ADP ע"י ויתור על פוספט אחד וזה ) ) ADP ) Adenosine diphosphateלהתפרק ל

– ATP. ()ע"י ויתור על עוד פוספט.

מולקולה בעלת פוטנציאל להעברת פוספוריל כאשר הפוטנציאל להעברת פוספוריל תוך כדי הידרוליזה יכול לספק אנרגיה למגוון תהליכים.

של הידרוליזה מוגדר כדרך להשוות את הפוטנציאל להעברת קבוצתריאקצית ההידרוליזה מאוד נוטה להתרחש באופן ספונטאני.

יש מצבי רזוננס שוניםPi. העובדה של 1 תתרחש ספונטנית:ATP סיבות שמסבירות למה ריאקצית הידרוליזה של 3ישנן פוספוריל. קבוצות פוספט שגורמות2 בין ATP. אינטרקציות אלקטרוסטטיות שקורות רק ב 2גורמת לו להיות יציב מאוד בתמיסה ומטה את שו"מ אליו.

ולכן הנטייה תהיה לכיוון התוצרים. עצם זהATP אנרגיית סולבטציה )מיום( המתקבלת של התוצרים גדולה יותר משל –. סולבטציה 3לדחייה. ADP אומר שיכול להיות מצב שאחד מהם יתרום קבוצת פוספט ל ATPשכן ישנם חומרים עם פוטנציאל להעברת פוספוריל גבוהה משל

כאנרגיה הוא חייב להיות בעל פוטנציאל בינוני להעברת קבוצת פוספוריל. ATPבגלל שאנו רוצים להשתמש ב . ATPויהפוך אותו ל הראשון שמנוצל הוא זה שקיים כברATP בזמן מאמץ בשריר אנו נזקקים מיידית לאנרגיה וה – מהם מקורות האנרגיה בזמן מאמץ בשרירים

ע"י צימודATP ממולקולה שיש לה פוטנציאל להעברת קבוצת פוספוריל גבוה משל ATPברקמות. לאחר מכן האנרגיה מגיעה מיצירת

התגובות:

.

מתחיל תהליך הנשימה האנארובי )גליקוליזה( ובסופו של דבר תהליך הנשימה האירובי)אוקסידציהcreatine-Pברגע שנגמר ה פוספורילטיבית(.

. ככל שהחומרATP תהליך חמצון פחממנים הוא המקור הראשון ליצירת אנרגיה תאית שיוצר גם – איך נוצרים בתא חומרים עתירי אנרגיה יותר מחוזר יש בו יותר אנרגיה )כמו שומן וסוכר( ולכן בגלל שפוטנציאל החמצון כל כך גדול הם יותר עתירי אנרגיה.

? *תהליכי חמצון יוצרים גרדיאנטים של חומרים משני צידי הממברנה. יש חלבון שמשתמשATPאיך "רותמים" את כוח החמצון ליצירת . חשוב לזכור שבכל מקום שבו יש שוני בריכוז היונים נוצר גם הפרש מתחים לפי:ADP מ ATPבגראדיאנטים של פרוטונים ע"מ לסנטז

*אנרגיה שמופקת מחומרי מזון מתקבלת בשלבים )לא ביחד(. דוגמא

-1,3( BPG-1,3( לקבלת החומר +NAD שעובר תהליך חמצון )באמצעות פוספט ו- )GAP )Glyceraldehyde 3-phosphateטובה היא מולקולת Bisphosphoglycerate( שהוא בעל פוטנציאל להעברת קבוצת פוספוריל גבוה מל ATP ולכן בשלב הבא החומר הנ"ל יפגוש ADPויצור איתו

ATP . )נשאים של אלקטרונים(. בתהליכיFADו- +NADנשאים מאוד רווחיים הם נשא משופעל של קבוצת פוספט,– ATP נשאים משופעלים:

חמצון חיזור בהם מועברים אלק' חייבים להיות קופקטורים שיקבלו אותם. לשני נשאים אלה יש קבוצה ריאקטיבית שהיא זו שמקבלת את אלק'(2 לאחר שקיבל +NAD )שזה NADH לבין NADPH - משמש כנשא תורם אלקטרונים. האינזים מסוגל להבחין בין NADPH האלק'.NADH.קואינזים לא יתרום אלקטרונים וזה דרך לסמן ולהבחין בין תהליכים קטבולים לאנאבוליםA –נשא של קבוצות אציליות, יש לו קבוצת

SH .היציבות הקינטית של הנשאים היא בקצה- מה שקושר את קבוצת האציל. תהליך ההידרוליזה של המולק' האלה מתרחש מאוד ספונטנית בתוכם )הדגמה של עקרון אבולוציוני(.ADPזו שמאפשרת לשלוט על שטף האנרגיה. כל הנשאים הם בעלי יחידה של

. חמצון חיזור.1כמובן שלכל ריאקציה יהיה אינזים אופייני: טיפוסי ריאקציות( 6סה"כ המוטיבים המשותפים בטיפוסי הריאקציות במטבוליזם ). הידרוליטיות.6. הוספה או הורדה של קבוצה. 5. העברת קבוצות. 4. איזומריזציות. DNA. 3. הרכבה או פירוק של 2

: כל המסלולים המטבולים מבוקרים ע"י כמות האינזימים )ברמה של שיעתוק, תרגום או פירוק(, פעילותבקרה על מסלולים מטבולים האינזימים )דרך בקרה אלוסטרית או קוולנטית(, כמו כן ישנה בקרה גם ע"י הורמונים, גם ע"י רמת האנרגיה בתא וגם ע"י ריכוזן של אבני בניין

חיוניות.

מוגדר ע"י: Energy chargeהפרמטר של

ATP( 2 כי יש לו רק קשר פוספורילי אחד לעומת ADP מהריכוז של 0.5)סה"כ הצורונים שתורמים אנרגיה/ סה"כ הנוקל' האדנינים(. לוקחים רק תהליכים קטבולים פעילים0 מצב עשיר באנרגיה(. במצב – 1 )מצב 1 ל- 0 יכול לקבל ערכים בין Energy chargeקשרים פוספורילים(. ערך ה

מאוד לעומת אנאבולים שמואטים ולהיפך. בתא תקין רוב הזמן ערך זה נשאר קבוע וכך הרשת המטבולית חשה את האנרגיה בתא. מעבר סיגנל בלי צורך בהעברה פיזית של הסיגנל הראשוני. שרשרת העברת הסיגנלים הינה שרשרת ששמורה : מעבר סיגנלים: 9 יחידה

אבולוציונית. סיגנל ראשוני: כמו הורמונים, גורמי גידול, פוטונים או אפילו גלי קול. נקלט ע"י רצפטורים ממברנלים )חלבונים אינטגרלים( הסיגנל עובר הגברה ע"מ לגרום לסינתזה של סיגנל שניוני. הסיגנל השיניוני משפעל חלבונים אחרים =<מקבלים תגובה של התא. ישנו היזון

חוזר של שלבים שונים בתהליך הנ"ל. . רצפטורים ממברנלים המרגישים את הסיגנל הראשוני ומעבירים2. סיגנל ראשוני. 1 המשתתפים העקריים במערכת של העברת אותות:

.5. אינזימים משופעלים שמייצרים סיגנל שניוני. 4 מולקולות תוך תאיות שמשפעלות אינזימים אחרים. –. מולקולות הצימוד 3אותו הלאה. הסיגנל השיניוני מאקטב אינזימים אחרים )בעלי פעילות כללית( שמשנים ומשפעלים חלבוני מטרה עד לתגובה הרצויה.

סיגנל חיצוני נקשר לרצפטור )יש בעקבות כך שינוי של קונפורמציה ברצפטור( בעקבות שינוי הקונפורמציהעקרונות הפעולה הכלליים: משופעלים חלבוני הצימוד. ברגע שחלבוני הצימוד משופעלים הם עוברים ונקשרים לאינזים ממברנלי שמייצר את הסיגנל השיניוני. נוצרים

הרבה סיגנלים שניוניים שמאקטבים חלבון מרכזי אחד שהוא בעצמו מתמיר חלבוני מטרה. Growth: הורמונים, חומרי ריח, חומרי טעם, חלבונים/מולקולות קטנות, הסיגנלים הראשונים : G פירוט של מסלול העברת אותות ע"י חלבוני

factors – לרצפטור חלבונים קטנים שנקשרים לרצפטור ובעקבות הקישור הם גורמים להתחלקות ועוד... הסיגנלים הראשוניים האלה נקשרים . התכונות שלו:)GPCRs )G-Protein-Coupled-Receptorsממברנלי:

.G. מהצד הפנימי )התוך תאי( הרצפטור קושר חלבוני 2. הרצפטורים הממברנלים קושרים את הסיגנל הראשוני במתחם החוץ תאי שלהם. 1 ( נעשה באמצעות שינוי קונפורמציה של הרצפטור שזו הדרךG. הצימוד בין הסיגנל הראשוני למולקולות הצימוד הפנימיות )שהן חלבוני 3

. הרצפטורים הללו הם חלבונים של משפחה ענקית בעלי דמיון רב במבנה וברצף.4להעביר את הסיגנל מבחוץ פנימה. הליקסים טרנסממברנלים. יש להם קופקטור שנקרא רטינל )קולטת אור/פוטונים(.7אלה חלבונים אינטגרלים חוצי ממברנה כאשר יש להם

( וכך הם מתאימים למסלולים אחרים.האתר הכירות משתנה בין סוגי הרצפטורים )דוגמא לאבולוציה מדבדרת . מדובר לרוב בחלבונים המורכבים משלוש2. אלה חלבונים שקושרים נוקלאוטידים מטיפוס גואנין. 1תכונותיהם: ( Gמולקולות הצימוד )חלבוני

הוא. ה 3. ו- כאשר מדובר בחלבון הטרוטרימרי שיכול לעבור דיסוציאציה לצורה: תתי יחידות:

נקשריםG. חלבוני ה GDP+Pi. 4 לקבלת GTP ויכולה גם לעשות הידרוליזה ל GDP או GTPהיחידה שקושרת את הנוקלאוטידים הגואנינים:

יש ליפיד שקשור אליהן קוולנטית =< הם עובדים בסביבות הממברנה. עם הקשרות. ליחידות 5לרצפטורים מהצד הפנימי של התא.

מתנתק לG )בעקבות הקישור לרצפטור( ובעקבות כך חלבון ה GTP ל GDP של שחלוףהסיגנל הראשוני לרצפטור יש שינוי מרחבי. מתבצע

התהליך הזה מחזורי: מולק' אחת שנקשרה לרצפטור יכולה לעשות מחזוריםהגברה )אמפליקציה( הראשונהזאת הו-

.Gכלומר סיגנל ראשוני יכול לשפעל הרבה מולקולות יקשר באתר ושוב יעבור את התהליך וכך הלאה(. Gרבים )חלבון

בעל שני מתחמיםאדנילט ציקלאז, קשור בפני שטח שפנויים לאינטרקציה עם האינזים הממברנלי הסמוך GTPשיש לו בשלב הבא

- הסיגנל השניוני ) cAMP עובר אקטיבציה =<AC והאינזים ACעובר אינטרקציה עם המתחמים של תוך תאיים שמבצעים את הכימיה.

AC לוקח ATP ויוצר מזה cAMP+Pi ההגברה השנייה.(. זאת cAMP phosphodiesterase מפרק cAMP ל AMPההמשך הוא מחוץ . יחד עם אלמנט תוך תאי ליצירת חלבון פרוטאין קינז )חלבון שמצמיד קבוצות פוספט וגורם לפעילות( יש cAMPלממברנה: אקטיבציה של

תתי יחידות2 תתי יחידות רגולטוריות ו-2 יש PKA וכשהוא פעיל הוא מבצע את הפונקציות שלו. ל cAMP באמצעות הPKAאקטיבציה של ה גורם לפוספורילציה בחלבוניPKA נקשר, האינזים עובר אקטיבציה =< ה cAMPקטליטיות. כשהן לא קשורות, האנזים לא פעיל. כאשר

שיכולה להתחבר לקשר פוספואסטרי(.OH)לרוב בשיירים של סרין, טריונין וליזין שלהן יש קבוצת המטרה

. ההידרוליזה איטית מאוד, אחרת לא הייתה הפרדות שלGDP+Pi עובר הידרוליזה ל GTPהמשופעל שיש לו .1 כיבוי הסיגנל:

, ולא היה לה מספיק זמן למצוא את האינזים ולגרום לשפעול.

2 .cAMP עובר הידרוליזה ל AMP מאקטב פחות . PKA.וכך יש פחות התמרה של חלבוני מטרה .G. הרצפטור מאבד מרגישותו לסיגנל הראשוני למרות שהוא קשור אליו. כמו כן חלק מהרצפטורים עוברים פוספורילציה דרך חלבוני 3. פוספוטזות מוציאות קבוצות פוספט מהחלבונים המותמרים והם חוזרים חזרה למצב הלא אקטיבי.4

.כשיש סיגנל מתמשך, המערכת מפסיקה להגיב אליוהמערכת בנוייה להגיב בסיגנל הראשוני, מסלול נוסף של העברת אותות המעלה את ריכוז הסידן בתאים )גם שליח שניוני(:

)חותך פוספוליפיד( האינזים הזה חותך ליפיד ממברנלי לשני חלקים ושניהם הם למעשהphospholipase Cכאן משופעל אינזים אחר שנקרא

cleavage site( ב הוא חיתוך של לפיד סוכרי )DAGו (. המקור של ו- DAGשליחים שניוניים )

איך כל אחד משני השליחים השניוניים הנ"ל מאתחל שרשרת:DAG – נשאר בממברנה( מאקטב את( הידרופובי PKC )Protein kinase C (( .שעושה פוספורלציהDAG הוא בדיוק כמו cAMP.)

- הידרופילי )יכול לנוע( גורם להעלאה בריכוז הסידן שיכולה לשפעל קינאז אחר שמשפעל חלבוני מטרה.

. DAG ביחד עם השליח השניוני PKCשני השליחים השניוניים הללו לא עובדים במקביל קודם גדל ריכוז הסידן שמאקטב את ה מה הפירוט של התהליך הנ"ל הגורם לגידול בריכוז הסידן:

משרה שינוי קונפורמציה, והיא נפתחת ומעבירה יוני סידן בכיוון מפלERשהוא הראשון שפועל נקשר לתעלת סידן ממברנלית ב

הריכוזים. הוא הופך להיות אינזים אקטיבי ואז הוא עושה פוספורלציהDAG קושר סידן ו PKC. כאשר PKCהעליה בסידן משפעלת חלבון פריפריאלי

לשיירי סרין וטריונין בחלבוני מטרה.בקרה על ריכוז הסידן:

שם אין מטבוליטים חיוניים. ריכוז הסידן מבוקר באינטנסיביות רבה והסיבה לכך היא שבהיותוER –סידן נשמר בתא במקומות מבודדים חופשי הוא נוטה ליצור תרכובות קשות תמס עם חומרים אחרים שקיימים בתא )בעיקר חומרים עם קבוצות קרבוקסיליות או פוספטיות(.

איך שומרים על ריכוז סידן נמוך בתא? אטומי7 זהו מוטיב שקושר סידן )ע"י EF-Handיש חלבון שנקרא קלמודולין שבנוי משני מתחמים כאשר בכל מתחם קיים מוטיב שנקרא

חמצן(. קלמודולין מספק שכבת הידרטציה ולכן אף פעם לא נמצא חופשי. כאשר סידן נמצא בסביבת הקלמודולין )שמרכזו הידרופובי( הוא עובר שינוי קונפורמציה שגורם לכך שמתחמים ואיזורים הידרופובים נחשפים. זה לא מצב יציב ולכן הקלמודולין המשופעל נקשר אל חלבון

.ER: משאבת סידן שלוקחת סידן מהציטופלסמה ומחזירה אותו חזרה ל CaM Kinaseשנקרא מערכת אותות של גורמי גידול:

. מולקולה גדולה שנקשרת לרצפטור במתחם החוץ תאי רצפטור בעל שני חלקים ובעקבות קשירה של הסיגנל הראשוניGHהסיגנל הראשוני: חלקי הרצפטור כאן מתקיים למעשה שינוי במצב הרבעוני של הרצפטור. הקשירה של ההורמון2ישנה דמריזציה שגורמת לפוספורילציה בין

תתי היחידות שלו. נוצרת דמריזציה שגורמת לתחלופה של שני המתחמים הפנימיים של הרצפטור ואז2לאחד מחלקי הרצפטור מחברת בין )פוליפפטיד שקשור למתחם התוך תאי של כל תתJAKהוא הופך להיות פעיל. מה שקורה למעשה בתהליך הדמריזציה זה זרחון הדדי של ה

יחידה של הרצפטור( ושל הרצפטור עצמו. כאשר זה קורה החלבון הופך להיות פעיל ואז מתחילה שרשרת התגובות הרגילה של העברת אותות. : גליקוליזה וגלוקוניאוגינזה: 10 יחידה

למה גיקוליזה? תהליך האוקסידציה הפוספורילטיבית הרבה יותר איטי מגליקוליזה כאשר הסיבה לכך היא העובדה שהצורך באנרגיה מאודמיידי אבל עד שהחמצן מגיע לרקמה לוקח זמן וזה הרבה יותר איטי מהצורך המיידי באנרגיה. זהו תהליך אנארובי שמתרחש ללא חמצן.

תהליך פירוק של חומרים שמספקים אנרגיה. בגליקוליזה יכולים להיות חומרי מוצא אחרים. –תסיסה שלבים עיקריים בגליקוליזה: 3 מהותו של שלב זה היא בניית חומריםATP מולקולות של 2 שלב המורכב משלוש ריאקציות כאשר בשלב זה מושקעות –. השקעת אנרגיה 1

פחמני(.6 פחמני ומסיימים בפחמימן 6עתירי אנרגיה שיהיו חומרים טובים להמשך התהליך. )מתחילים בפחמימן פחמנים כ"א. 3 פחמני לשני פחממנים של 6. השלב השני בגליקוליזה הוא שלב של פירוק הפחמימן ה- 2 ריאקציות. 5 קוראת בשלב זה שהוא שלב שבו יש סה"כ – ATP. יצירת 3

פירוט השלב הראשון:בשלב זה מוסיפים קבוצת פוספט על גלוקוז אלדוזות( – פוספט 6בריאקציה הראשונה: )גלוקוז, גלוקוז

של שלב זה הוא קיבוע של גלוקוז בתוך התא. גלוקוז נכנס לתא דרך מערכות של טרנספורטהמשמעות)קבוצת פוספט קבוצה מאוד פולרית(,

Hexokinase. שמשתמש בHexokinase וכדי שהוא לא יצא שמים לו קבוצה פולרית. השלב הזה מזורז ע"י האינזים

מורכב משני מתחמים ואיזור שמחבר בינהם. מבנה האינזים נפתח עבור קונפורמציה עם גלוקוז ורואים תהליך בו הדומיינים נסגרים על עצמםהחשיבות של התאמה מושרית:. התאמה מושריתלאורך הציר: זוהי

קונ' הפחמן האנומרי מס' הפחמן מס' הפחמן האנומרי אליו נקשר הפחמן האנומרי

L/Dמתייחס לקונפיגורציה של - הפחמן הרחוק ביותר מקבוצת

. קיבוע של הגלוקוז בתוך האתר הפעיל.1 ושהיא תאבד את קבוצת הפוספט לתמיסה ועצם הקיבוע בהקסוקינז מונע זאת.ATP. יש סכנה שכל קינאז יוכל לעשות הידרוליזה ל 2 לגלוקוז לצורך העברת קבוצת הפוספט.ATP בתהליך הסגירה מתקרב –. ריאקציה ע"י קירוב 3. בעקבות הסגירה הסביבה הכימית של הגלוקוז הופכת להיות פחות פולרית מה שגורם לכך שיותר קל לקשר האנהידרידי לעבור לגלוקוז.4

משלושה שאחראי על שטף הגליקוליזה(1מדובר בתהליך עם אנרגיה חופשית שלילית מאוד )הריאקציה השנייה היא למעשה ריאקציה של איזומריזציהריאקציה שנייה:

פוספט )רק במצב פתוח(:6 פוספט עוברים לפרוקטוז 6מגלוקוז

מקטלז את הריאקציה ע"י פתיחה טבעתית וסגירה.Phosphoglucose Isomeraseמה שקורה בריאקציה זו הוא שהאינזים שלב נוסף של פוספורילציה קטוזות( – ביספוספט 1,6 פוספט ופרוקטוז 6ריאקציה שלישית: )פרוקטוז

(. גם תהליך זה שלילי מאוד.ATP )זו הריאקציה השנייה בה נצרכת מולקולת PFKהאינזים המזרז את הריאקציה הוא PFK – .גם לו יש נקודת ציר והסגירה הזו יכולה להחשב כתנועה של גוף קשיח כי הקונפורמציה של כל אחד מהמתחמים כמעט ולא משתנה

קובעת ומכתיבה את קצבPFKשלב זה הינו שלב קובע מהירות בתהליך הגליקוליזה, היא אומנם לא הכי איטית בתהליך אבל הבקרה על הגליקוליזה. זאת משום שזהו השלב הראשון שהוא ייחודי )מחוייב( לתהליך הגליקוליזה.

פירוט השלב השני:(:DHAP( וקטון )GAP עובר פירוק לשני מרכיבים אלדהיד )F-1,6BP(:1ריאקציה רביעית )

GAPחומר המוצא לשלבים הבאים בגליקוליזה הוא ה : על מנת שימשיך גם הוא בתהליך הגליקוליזהGAP הופך ל DHAPהתוצר (:2ריאקציה חמישית )

. הוא בנוי ממשטחי ביתא במרכז וסלילי אלפא בהיקף. מדובר בשלד שחוזר על עצמו בהמוןTIMהאינזים המבצע את הריאקציה הנ"ל מכונה אינזימים כאשר מה שקובע את הכימיות שהאינזים יעשה אלה החיבורים בין ההלקסים ליריעות הביתא וכן האתרים הקטליטים. באתר הפעיל

מהו המנגנון שמתרחש באינזים:. Glu165 ו- His195של האינזים יש: . באתר הפעיל יש ערבוב של חומצה גלוטמית והיסטידינית שהם שחקנים ראשיים בקטליזה החומצית בסיסית הזו.1 ( נקשר בשלב ההתחלתי והקשר הכפול של הקרבוניל נפתח ונקשר עם הפחמן שלידו בקשר כפול )בגלל חומצה גלוטאמיתDHAP. הקטון )2

שמשמשת כבסיס ולוקחת את הפרוטון מהפחמן( לקבלת תוצר ביניים. .בשלב השני ההיסטידין שמסרה את הפרוטון שלה לחמצן והפכה טעונה שלילית לוקחת אותו חזרה ושוב נפתח הקשר הכפול ומקבלים3

אלדהיד. שנועלloop. צורון הביניים שמתקבל איננו יציב ולו היה משתחרר הוא היה עובר פירוק ולכן יש את הסגירה הזו של האתר הפעיל באמצעות 4

אותו. ממשיך ונצרך בתהליך הגליקוליזה ע"פ לה שטלייה התגובה תטה לכיווןGAPמכיוון שהתוצר אך השלב השני בכללותו יטה לכיוון המגיב

התוצר.פירוט השלב השלישי:

:GAPבריאקציה הראשונה של השלב השלישי אנו מוסיפים קבוצת פוספט ל (: 1ריאקציה שישית )

רומז על כך שיש תהליכי חמצון חיזור.ה

.)Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase )GAP dehydrogenase* האינזים המזרז את התהליך הוא: :ריאקצית צימוד של שני תהליכיםלמעשה הריאקציה שתוארה קודם לכן הינה

)אלדהיד( ומסיימים בחומצה קרבוקסילית עם אנרגיה חופשית שלילית מאוד.GAP. ריאקצית חמצון: אנו מתחילים ממולקולת 1 תהליך מאוד לא ספונטני.– של החומצה הקרבוקסילית OH. התהליך השני הוא הוספה של קבוצת פוספט לקבוצת ה 2

אם נסכום את האנרגיה החופשית עבור שני התהליכים נקבל אנרגיה חופשית סטנדרטית חיובית או בתנאי הריאקציה מעט שלילית.השאלה היא איך האינזים מוציא לפועל את הראקציה:

בתהליך הראשון אנו מקבלים חומצה קרבוקסילית שהיא תוצר יציב. האינזים מצמד את שני התהליכים בלי לעבור דרך חומר הבניים חומצה קרבוקסילית שהוא מאוד יציב )ואז אנרגית האקטיבציה לשלב הבא תהיה מאוד גבוהה( בפועל האינזים עובר דרך חומר ביניים הרבה יותר

אנרגטי - מה שמקטין את אנרגיית האקטיבציה לשלב הבא.:GAP dehydrogenaseלהלן תיאור המנגנון של האינזים

שהוא נשא של אלקטרונים - מקבל אותם.+NAD. התהליך נעשה באמצעות 1.Cys149 ו His176 שקשור אליו באינטרקציות לא קוולנטית וכמו כן עוד באתר הפעיל יש +NAD. באתר הפעיל של האינזים יש 2.Hemithioacetal ליצירת תוצר ביניים קוולנטי GAP( מתקיפה את הפחמן הקרבונילי של ה SH. בשלב הראשון הציסטאין )קבוצת 3 האלקטרונים מהתהליך נקלטים2 חוזרת לקבוניל כאשר GAP שהתקבלה קודם לכן ב OH קבוצת ה –. בשלב הבא מתרחש תהליך חמצון 4

.Thioester intermediate –. מה שמתקבל לנו למעשה הוא נגזרת של חומצה עתירת אנרגיה +NADע"י ה אחר נכנס. זהו שלב מאוד חשוב על מנת להשיג את השלב הבא בריאקציה של העברת קבוצת פוספט+NAD יוצא ו NADH. בשלב הבא ה 5

ואז אנרגית האקטיבציה של הפוספורלציה הרבה יותר קטנה!.Thioester intermediate גורם לפולריזציה של +NADכי .)BPG )1,3-Bisphosphoglycerate-1,3 – מותקף ע"י פוספט לקבלת התוצר הסופי Thioester intermediate. בשלב האחרון 6

:העברת קבוצת פוספט(: 2ריאקציה שביעית )

פועל בדיוק ע"פ אותו עקרון פעולה שלphosphoglycerate kinase – הראשונה. האינזים שמקטלז את השלב הזה ATPמתקבלת מולק' ה Hexokinas התאמה מושרית(.– שראינו קודם לכן )סגירת מתחמים :להלן הפירוט של המתרחש בשלושת השלבים האחרונים(: 3,4,5 )8-10ריאקצייות

. התוצר שהתקבל קודם לכן עובר איזומריזציה וקבוצת הפוספט משנה את מיקומה במולקולה ע"פ התגובה:3

. תהליך של פתיחת הקשר הכפול ע"י הוצאת מולק' מים ליצירת אנול )היתרון הוא המרת התוצר אנול שהאנרגיה החופשית של העברת4קבוצת הפוספט שלו גבוהה מאוד( ע"פ התגובה:

(:התגובה האחרונה שהאנרגיה החופשית שלה שלילית מאוד נוסף )ATP ליצירת ADP. בשלב האחרון קבוצת הפוספט מועברת ל 5

4 כלומר סה"כ ATP מולקולות 2 מקבלים GAP! - מכל מולקולת חשוב לציין שהשלב השלישי בתהליך הגליקוליזה מתרחש פעמיים.ATP מולקולות 2 נוצרות במהלך הגליקוליזה כאשר בשלב הראשון נצרכות ATPמולקולות

איזון חמצון חיזור בתהליך הגליקוליזה: . אם לא נעבירNADH )נשא משופעל של אלקטרונים( שהופך ל +NADבריאקציה הראשונה של השלב השלישי אנו משתמשים במולקולת

תהליכים אופציונאלים:2 תהליך הגליקוליזה יתקע! את המעבר חזרה אנו עושים באמצעות +NAD ל NADHחזרה את . בשלב זה הפירובט הופך בשני שלבים לאתנול:תסיסה כהלית. 1

א. בשלב הראשון יש דהקבוקסילציה ע"פ התגובה:

.pyruvate decarboxylaseהשלב הזה מזורז ע"י האינזים עפ התגובה:Ethanolב. בשלב השני מתבצע תהליך חזור לקבלת

האינזים המשתתף בתהליך זה נקרא כך בגלל התגובה של הכיוון ההפוך.

סיכום של שלבי הגליקוליזה המאוזנים גם מבחינת חמצון חיזור בעקבות התסיסה הכהלית:

של פירובט בשלב אחד ע"פ התגובה:תסיסה הומולקטית .2

מדובר בתהליך חיזור אנארובי שמתקיים בשרירים בזמן מאמץ כאשר יצור לקטט )ע" האינזים לקטט דהידרוגינז( גורם לכיוון השרירים ע"י

שלהם. pHהורדת ה להלן סיכום של שלבי הגליקוליזה המאוזנים גם מבחינת חמצון חיזור בעקבות התסיסה ההומולקטית:

הקסוזות נוספות בתהליך הגליקוליזה: מונוסוכרים נוספים:2לתהליך הגליקוליזה מתועלים עוד

פוספט( ופרוקטוז )נכנס רק בכבד דרך שלוש ריאקצית, לא יכנס דרך6גלקטוז )דרך ארבעה שלבים, נכנס דרך השלב ביניים של הגלוקוז פוספט בגלל ששם היחס גלוקוז6השלב הראשון כי האפיניות של הקסוקינז אליו נמוכה. ברקמות שומניות נכנס דרך השלב של פרוקטוז

פרוקטוז מאוד נמוך ויש הרבה יותר פרוקטוז ולכן הקסוקינז מכניס אותו(.איך פרוקטוז מתועל לתהליך הגליקוליזה בכבד:

. בשלב הראשון פרוקטוז מקבל קבוצת פוספט ע"פ התגובה:1

ATPהריאקציה הנ"ל מצומדת להידרוליזה של . בשלב השני התוצר של השלב הקודם מתפרק לשני מרכיבים:2

.Fructose 1-phosphate aldolase*הריאקציה הנ"ל מזורזת ע"י האינזים התוצרים הנ"ל ממשיכים להגיב כך:2

שהתקבלה כתוצר ממשיכה בתהליך הגליקוליזה.GAP כאשר מולקולת ה ATPהריאקציה הנ"ל מצומדת לריאקצית הידרוליזה של התוצר השני עובר ריאקציה בדיוק כמו הראקציה השנייה של השלב השני בגליקוליזה:

ממשיכה בתהליך הגליקוליזה. GAPושוב גם כאן מולקולת ה

בקרה בתהליך הגליקוליזה היא משני סוגים:

השלילי יותר(.הריאקציות שיותר חשופות לבקרה יהיו אלה שאחראיות על השטף האנרגתי של התגובה )אלה עם ה

מתייחסת לריכוזי המטבוליטים/מולקולות אחרות שמאיצות את פעילות האינזימים )באתר הפעיל(. המהירה–. בקרה אלוסטרית )לוקאלית( 1ביותר.

סוגי בקרות: א. קוולנטית )למשל2 מערכתית מערבת מס' גדול של מערכות בתא ולרוב קשורה בהעברת אותות. מכן יש –. בקרה גלובלית 2פוספורילציה( בקרה איטית יחסית. ב. בקרה ברמת שיעתוק )ויסות כמות האינזים( בקרה מאוד איטית.

הריאקציות עליהן תתבצע בקרה: 3(.hexokinase פוספט )אינזים: 6. קיבוע גלוקוז בתא ע"י הפיכתו לגלוקוז 1(.3 )ריאקציה מס' PFK. הריאקציה המזורזת ע"י 2. השלה העשירי בגליקוליזה שמייצר פירובט 3

: Hexokinase בקרה על ההקסוקינז מעוכב ע"י התוצר שלו כשהתוצר מתחיל להצטבר הוא מכבה את פעילות האינזים בשני אופנים:

. מתחרה עם גלוקוז באתר הפעיל )מעכב תחרותי(1. נקשר גם לאתר אחר.2

שהופך גםגלוקוקינז – פוספט שהוא התוצר אנו יוצרים גליקוגן. איך למרות העיכוב נמשיך ביצירת הגליקוגן: יש אינזים אחר 6בעזרת גלוקוז פוספט. האפיניות של אינזים זה לגלוקוז קטנה הרבה יותר משל הקסוקינז אבל הוא לא מעוכב ע"י התוצר כלומר כשריכוז6הוא גלוקוז לגלוקוז

פוספט לצורך יצירת גליקוגן.6הגלוקוז ממש גבוה והקסוקינז מעוכב הגלוקוקינז הופך את הגלוקוז לגלוקוז : ) phosphofructokinase ) PFK בקרה על

ולמצב "אבניעל אינזים זה )כמו זה שאחריו( יש בקרה אלוסטרית כאשר הוא מגיב למשק האנרגיה בתוך התא

יחידות זהות( החלבון עובד בצורה קואפרטיבית. 4 חלבון הומוטטרמרי )– PFKהבניין". אפקטורPFK( ATP מאוד נפוץ ריכוזו מאוד גבוה והוא מעכב את פעילותו של ATP מתייחסת למשק האנרגיה, כש ATPא. הבקרה של

אלוסטרי שלילי( בהעדרו או בריכוזים מאוד נמוכים שלו העקומה תהיה היפרבולית, בריכוזים יותר גבוהים סיגמואידלית. אם משק האנרגיה.ATPגבוה אין צורך בהמשך המסלול הגליקוליטי לייצור עוד

(.ATP כלומר מאיץ את הגליקוליזה )שמייצרת PFK מבטא משק אנרגיה מדולדל וריכוז גבוה שלו מאיץ את פעילות – AMPב. ומעכב גליקוליזה.PFK אבן בניין פשוטה, היות והגליקוליזה מייצרת שטף אבני בניין, ריכוז גבוה מהם מעכב – Citrateג.

יכולה pH- כדי לשמור על איזון חמצון חיזור בגליקוליזה ראינו שיש הפיכה של פירובט לחומצה לקטית. הורדה מסיבית של ד. יוני

.PFKמעכב גליקוליזה וכמובן לגרום לחומציות יתר של הדם ולכן ריכוז גבוה של יוני

- מאיץ גליקוליזה PFK( - משפעל PFK )אפקטור אלוסטרי חיובי של F-2,6-BFה. בקרה אלוסטרית וקוולנטית באמצעות פוספורילציה, ואיזואינזים בעלי אותן תכונות קטליטיות : Pyruvate Kinase בקרה על

התוצר של הריאקציה שלפני משפעל את התהליך– F 1,6-BP: א. בקרה אלוסטרית(PFK מעכב )מאותה סיבה כמו ב – ATPב.

אבן בניין פשוטה, ריכוז גבוה מעכב.– PFK ב Citrate כמו –ג. אלאנין בקרה גלובלית:

כאשר פירובט קינז עובר פוספורילציה הוא עובר מצורה אקטיבית לצורה לא אקטיבית.טרנספורטרים של גלוקוז:

(. GluT1-GluT5 סוגי טרנספורטרים )5 הליקסים טרנס ממברנלים. יש 12הגלוקוז נכנס לתא דרך מערכות טרנספורט, להם נמצאים כמעט בכל סוגי התאים בעלי אפיניות גבוהה לגלוקוז מה שמבטיח כניסה סדירה לתאים )מייצבים רמה קבועה של גלוקוז– 1,3מס'

בתא(. נמצא בלבלב ובכבד בעל אפיניות מאוד נמוכה לגלוקוז יש לו תפקיד במצבי הרעבה/שובע לדוגמא במצב של ריכוז גלוקוז מאוד גבוהה– 2מס'

הוא יעביר גלוקוז לתוך הלבלב ויגרום להפרשת אינסולין. יש חלוקה לא מבוקרת של תאים מה שיוצר מצב של חוסר חמצן ורוב האנרגיה בתא נוצרת בתהליכים גליקוליטים הביטוי לכך–מחלת הסרטן

שגורם לביטוי יתר של אינזימים מתהליך הגליקוליזה.HIFהוא דרך חלבון יכולה להתרחש בכל התאים, מתרחש בעיקר בכבד. האינזימים של המסלולים ההפיכים לגליקוליזה יהיו לרוב בכבד גלוקוניאוגינזה:

איברים חשובים לוויסות גלוקוז. זוהי יצירת גלוקוז מפירובט.2כבד ולבלב , פירובט קינז( בגליקוליזה יעקפו בגלוקוניאוגינזה.PFK תהליכים: הקסוקינז, 3התהליכים עליהם יש מפל אנרגטי גבוה ) ריאקציות:2במעקף זה יש מעקף ראשון )מעקף על פירובט קינז(:

. פירובט עובר קרבוקסילציה )במיטוכונדריה( ע"פ התגובה:1

ושלישי קושרATP מתחמים: מתחם אחד קושר פירובט שני קשור לאקטיבציה של 3 אינזים בעל pyruvate carboxylaseהריאקציה נעשית ע"י משמש כנשא משופעל וקושר פחמן דו חמצני.– Biotinקבוצה פרוסטטית

.oxaloacetate בפחמן דו חמצני ובשלב השני )ספונטני( מועברת קבוצת פחמן דו חמצני ליצירת Biotinבשלב הראשון למעשה מטעינים את ה . בשלב השני תוצר השלב הראשון עובר דה קרבוקסילציה )בעזרת האינזים פוספואנולפירובט קרבוקסיקינז( לקבלת אנול פירובט שאח"כ2

עובר קינזה לקבלת פוספואנול פירובט:

להלן ריאקציה כוללת של המעקף הראשון:

(: PFK מעקף שני )מעקף על 6 )ספונטנית ע"י פרוקטוז,F-6-P: תוצר אנרגטי. עובר הידרוליזה בגלוקוניאוגינזה בקלות וחוזר ל F-1,6BisPבגלוקוליזה נוצר בשלב זה

ביספוספטאז(.מעקף שלישי )מעקף על הקסוקינז(:

פוספט כדי שישאר במצבו המקובע6 פוספט לגלוקוז, כשברוב הרקמות הגלוקוניאוגינזה נגמרת בגלוקוז 6גם פה יש הידרוליזה ומעבר מגלוקוז ולא יצא מהתא, חוץ מבכבד שהרבה פעמים מוציא גלוקוז החוצה לוויסות רמת הסוכר בתא.

ואז הוא יוצא ממנו כגלוקוז + פוספט. התהליך הנ"לER פוספט נכנס לתוך ה 6 כאשר הגלוקוז ER: התהליך בכבד מתבצע ב מה קורה בכבד כאשר רמת הגלוקוז בדם נמוכהD-glucose-6-phosphataseמזורז ע"י האינזים

4ATP + 2 GDP סה"כ נצרכו –גלוקוניאוגינזה . ATP מולקולות 2 סה"כ יצרה –גליקוליזה סיכום גלוקוניאוגינזה מול גולקוליזה: התהליכים מתרחשים במקביל רק לצורך יצור חום בגוף.

בקרות הופכיות גליקוליזה/גליקוניאוגינזה:חייבות להיות בקרות הפוכות:כדי שהתהליכים לא יתרחשו ב"וז

PFK כי כאשר ריכוזו גבוהה סימן שהאנרגיה ירודה ולכן לא נפעיל מסלול שיצרוך אנרגיה. )גם AMP ביספוספט מעוכב ע"י 1,6א.פרוקטוז (. דוגמאות נוספות לבקרה אלוסטרית:AMP ומשופעל ע"י ATPמעוכב ע"י

מאט– בגלוקוניאוגינזה PFK בגליקוליזה משפעל את – AMP ביספוספט: 1,6 פוספט לפרוקטוז 6 לדוגמא בתגובה של מעבר מפרוקטוז – F-2,6-BP ריכוז גבוה מעכב תהליך גליקוליטי משפעל מסלול גלוקוניאוגינטי )יש מספיק אבני בניין ליצור גלוקוז(,–"אבני בניין" ,את התהליך

.F-1,6-BPase, מאט גלוקוניאוגינזה מאט את האנזים PFK משפעל את האנזים –מזרז גליקוליזה PEP מאט ADP מאטים פירובט קינז. –, אנלין ATP משפעל פירובט קינז, F-2,6-BP בתגובה התשיעית )מפוספואנול פירובט לפירובט(:

משפעל פירובט קרבוקסילז– Acetyl CoAקרבוקסיקינז וגם מאט פירובט קרבוקסילז, דוגמאות לחלבונים שעוברים שינוי:

כשהוא עובר פוספורלציה הוא עובר למצב לא אקטיבי והגליקוליזה מעוכבת.ATP מזרז יצירה של –. פירובט קינז 12 .CREB – בקרה שמשפעלת אינזימי גלוקוניאוגינזה.– חלבון שמאקטב חלבונים שיגבירו יצור של אינזים גלוקוניאוגינטי 3 .bi-functional enzyme – אינזנים שאחראי להרכבה ולפירוק של F-2,6-BP .

bi-functional enzyme -)בקרה אלוסטרית( PFK2 ו FBP ase2 : מכיל שני מתחמים שעושים את הפירוק ואת ההרכבה ע"פ הצורך עובר פירוק ע"י פוספוטאז והרכבה ע"י קינז.F-2,6-BPהמטבוליט

המפתח לבקרה(. המבנה הזה מהווה את FBPase2( ואח"כ מתחם של פוספוטז )PFK2: מתחם רגולטורי, אח"כ מתחם של קינז )מבנה בגליקוליזה ובגליקוניאוגינזה.ההפוכה

המצבcAMP. כאשר הוא עובר פוספורילציה באמצעות F-6-P מ F-2,6-BPכאשר המטבוליט במצב לא מפוספט המתחם של הקינז מייצר גורמת בבקרה אלוסטרית לשפעול פוספטזה המסירהF-6-Pהצטברות של . F-6-P ל F-2,6-BPהאקטיבי הוא של מתחם הפוספוטז שיהפוך

מה שיגביר גליקוליזהF-2,6-BPתהיה עלייה בריכוז את הזרחון מהביפונקציונאלי ולכן במצב הלא מזורחן ריכוזו של. ולכן FBPase2לכך שהמצב הפעיל זה עושה פוספורלציה לאינזים הביפונקצינאלי וגורם cAMP: cAMPתזכורת לגבי ה

F-2,6-BP.קטן ובכך הגליקוליזה מעוכבת, וגלוקוניאוגינזה משופעלת בקרה גלובלית:

בזמן שריכוז הגלוקוז בדם נמוך מופרש הורמון גלוקגון: מטרתו היא הפסקת–בבקרה הגלובלית מתייחסים לתגובה מערכתית של התא הגליקוליזה והאצת הגלוקוניאוגינזה. הגלוקגון מתחיל שרשרת העברת אותות שגורמת לפוספורלציה ומשפעלת חלבוני מטרה.

: F-2,6-BP איך זה קשור ל PFKשמשפעל את F-2,6-BPולכן יהיה ריכוז גבוה של קינאזה באינזים הביפונקציונאלי היא ההפעילה בדם היחידה כאשר אין חוסר בגלוקוז

וגליקוניאוגינזה מואט.ותהליך הגליקוליזה מואץ ולכן קטןF-2,6-BPריכוז . פוספטאז באינזים הביפונקציונאלי הוא הפעיל ואז המצב השפעול של פרוטאין קינז יש כאשר חסר גלוקוז בדם

וגליקוליזה תואט.גליקוניאוגינזה תואץ האינזימים כאשר היצירה והפירוק שלו מבוקרים בצורה גלובלית/מערכתית כלומר2 מבצע בקרה אלוסטרית על F-2,6-BPכלומר:

בקרה על בקרה!

מפל אנרגיה הכי גדול: