מתוך ויקיספר, אוסף ספרי הלימוד והמדריכים החופשי.

זהו נושא גדול, מורכב ומסורבל. לכן, חרגתי מתבנית תוכנית הלימודים ורכזתי חלק מהנושאים בכדי להקל על תהליך הלמידה. הקדמה על הנושא כנס לכאן.

תוכן עניינים 1 המבנה הראשוני של החלבון 1.1 מגיבים (ריאגנטים) הפוגעים במבנה הראשוני של החלבון 1.2 נושאים שקשורים 2 המבנה השניוני של החלבון 2.1 סליל אלפא (α helix) 2.1.1 חלבונים שהורסים מבנה זה 2.2 מעטפת קפלים בטא/ B Sheet/ משטח בטא 2.2.1 חלבונין שהורסים מבנה זה 2.3 השואה בין מבנה הסליל למבנה מעטפת הקפלים 2.4 מבנה שלישוני של החלבון 2.4.1 חלבונים סיבים 2.4.1.1 1.4 תפקודים מבניים של חלבונים 2.4.1.1.1 מבנה הקולגן 2.4.1.1.2 קרטין אלפא - מבנה השיער 2.4.2 חלבונים גלובולריים 3 מבנה רבעוני 4 הקשר בין המבנים השונים של החלבון 5 קבוצות פרוסטטיות 6 הניסוי של אנפינסן - רטנורציה 6.1 מסקנות

[עריכה] המבנה הראשוני של החלבון

השלד – רצף של חומצות אמינו. הקשר היחיד שקיים הוא קשר קוולנטי. בדרך כלל, במבנה הראשוני קיים המידע על הקשרים שצריך על מנת לבנות את שאר המבנים (שניוני, שלישוני ורבעוני).

[עריכה] מגיבים (ריאגנטים) הפוגעים במבנה הראשוני של החלבון

[עריכה] נושאים שקשורים

• הקשר הפפטידי ומאפייניו.
• קביעת סדר החומצות האמיניות בחלבון (שיטת סנגר, שיטת אדמן, חיתוך ע"י אנזימים וריאגנטים ספציפים וחפיפת המקטעים)
• קביעת pI של פפטידים קצרים

[עריכה] המבנה השניוני של החלבון

מבנה מרחבי החוזר על עצמו בכל החלבונים עקב היווצרות קשרי מימן בין חומצות אימנו שונות. בעקבות הקשרים נוצר פיתול של השלד המרכזי לאחד משני המבנים : סליל אלפא ומשטח בטא.

[עריכה] סליל אלפא (α helix)

מבנה דמוי קפיץ שאורכו 5.4Å, הנוצר ע"י קשרי מימן בין כל חומצה אמינית לחומצה האמינית הרחוקה ממנה מרחק ארבעה חומצות אמינו ברצף החלבון (כלומר, קשר מימן בין R1-R4). כך שנוצר מצב בו בכל פיתול יש 3.6 חומצות אמינו. במבנה זה, השיירים פונים כלפי חוץ, וכל המבנה פונה ימינה (עדיפות בטבע). הקשר מכנה יציבות וחוזק לשרשרת.

[עריכה] חלבונים שהורסים מבנה זה

1. חלבונים בעלי מטען – מטען שלילי (חומצה אספרטית וחומצה גלוטמית) ומטען חיובי (ליזין, היסטדין וארגנין).
2. חומצות אמינו גדולות – סרין, אספרגין ולאוצין.
3. פרולין – היא קוטעת את הרצף.

[עריכה] מעטפת קפלים בטא/ B Sheet/ משטח בטא

מבנה של שכבות הנוצר עקב קשרי מימן בין הקבוצה האמינית לקבוצה קרבוקסילית של המבנה השלדי (הראשוני) של החלבון. מבנה זה יכול להופיע בשני אופניים :

1. משטח בטא מקביל . תמונה - חסר
2. משטח בטא לא מקביל.
   

   

   אנטי מקביל

[עריכה] חלבונין שהורסים מבנה זה

1. חומצות אמינו גדולות

[עריכה] השואה בין מבנה הסליל למבנה מעטפת הקפלים

[עריכה] מבנה שלישוני של החלבון

המבנה התלת מימדי של החלבון, הנוצר ע"י קשרים בין מולקולאריים (מימן, אלקטרוסטטים, אינטראקציות הידרופוביות, קשרי גופרית, ו.ד.ו). לכל חלבון יש מבנה שלישוני קבוע המקנה יציבות ורמת אנרגיה נמוכה ביותר. 2 קפלים נפוצים של חלבון הם : חלבונים סיבים וחלבונים גלובליים.

דנטורציה – חלבון שאיבד את מבנה השלישוני ולכן חסר יכולת לתפקד.

[עריכה] חלבונים סיבים

בנויים משרשראות פוליפפטידיות המסודרות במקביל לאורך ציר יחיד, וכך יוצרות מעטפות או סיבים ארוכים. ל רוב, החלבונים הללו אינם מסיסים במים (לכן, מבנה זה נחשב למבנה יציב וחזק) בשל היותם עשירים בחומצות אמינו בעלות שיירים הידרופוביים, הנמצאים על פני השטח של החלבון. הוא המבנה של : ציפורנים, משי, שריון, קשקשים ועוד.

[עריכה] 1.4 תפקודים מבניים של חלבונים

החלבונים הסיביים מחולקים לשתי קבוצות עיקריות :

• קולגנים
• קריטנים.

[עריכה] מבנה הקולגן

[עריכה] קרטין אלפא - מבנה השיער

קרטין אלפא – חלבון סיבי בעל מבנה שניוני, סליל אלפא, היוצר את צורת השער (חלק או מתולתל).

ההבדל בין שער חלק למתולתל נובע מקשרי הגופרית בין מיקרופבריליות (יחידות סליל האלפא). מכאן, שבעת ביצוע סלסול, אנו מפרקים את קשרי הגופרית ע"י הכנסת חומר מחזר ויוצרים תלתלים חדשים ע"י הוספת חומר מחמצן, אלא, שהפעם הסלילים נוצרים על פי המבנה שנקבע להם; על פי מבנה של גלגיליות השיער.

[עריכה] חלבונים גלובולריים

חלבונים בעלי מבנה כדורי. הם ממיסים במים, ולכן, חומצות אמינו הידרופיליות פונות החוצה (כלפי הציטופלזמה) ופוביות כלפי פנים החלבון. מבנה של : אנזימים, הורמונים, רצפטורים ועוד.

[עריכה] מבנה רבעוני

המבנה שנוצר בעקבות היווצרות קשרים בין מספר שרשראות פוליפפטידיות. בעיקר קשרי גופרית.

[עריכה] הקשר בין המבנים השונים של החלבון

[עריכה] קבוצות פרוסטטיות

אינן חלק ממבנה החלבון, אולם, אלו מולקולות כימיות הקשורות אל החלבון וחשובות לביצוע פעילות. בלעדיהן, לא תתקיים פעילות החלבון. דוגמא : מולקולת ההם (נושאת אטום ברזל) היא קבוצה פרוסטטית של המוגלובין – מבצעת את קישור החמצן.

[עריכה] הניסוי של אנפינסן - רטנורציה

בניסוי של אנפינסן, נחשף החלבון ריבונוקלאז לשני כימקאליים :

1. אוראה – הורסת קשרי מימן.
2. B מרקפתואתנול – הריסת קשר גופרית.

כל עוד הכימקאליים האלו היו בתמיסה עם החלבון, איבד החלבון את פעילות, אולם, עם הוצאת הכימקאליים, חזר החלבון למבנהו, וכך חזרה גם פעילות החלבון.

[עריכה] מסקנות

• החלבון ריבונוקלאז בעל היכולת לבצע רנטורציה
• לטבע קונפורמציה עדיפה שכן קשרי הגופרית יכלו להיווצר ב-105 צורות ונוצרו בדרך אחת!
• על פי סעיף קודם - מידע על מבנה שלישוני קיים במבנה הראשוני.
• על אף שהמידע קיים במבנה הראשוני האדם לא מצליח לנבא אותו.