סיכומים בביוכימיה

ההבדל בין האברונים בתא נעוץ בסטים החלבונים השונים שמהם הם בנויים. וזאת בעיקר בגלל מבנה מולקולת המים הייחודי באפשרותה לעשות דיפול.70%המים הם המרכיב העיקרי בתא

המימנים החיוביים ואילו האלקטרונים החופשיים בחמצן המשרים מטען שלילי. כל זאת הופך את המולקולה הנ"ל לריאקטיבית מאוד. באפשרותה ליצור קשרי מימן עם מולקולות מים נוספות וכל מולקולה אחרת בעלת חמצן או

(. כל מולקולת מים מחוברת לארבע מולקולות מים נוספות בקשרי מימן. המים עםNOFמימן פנוי )כדאי לזכור טמפרטורה רתיחה יחסית גבוהה וזאת בגלל שצריך להשקיע אנרגיה בשביל לשבור את קשרי המימן, לכן המים

משמשים כבופר טוב מבחינת טמפרטורה.

המסת חומרים במים:(- המים יקיפו את המלח ויסתדרו כך שהחמצן השלילי יהיה מופנה אל המטען החיובי)NaClהמסת מלחים במים )

Na+( ואילו המימן החיובי יופנה אל המטען השלילי )Cl-כך יתרחקו אלו מאלו ויתמוססו במים. אם לא יהיה.) מספיק תהיה שקיעה של המלח.

חומצות חלשות/חזקות – חומצה חזקה מתפרקת לגמרי במים

בעוד שחומצה חלשה מתפרקת חלקית Kaבחומצות חלשות נחשב

נמוך יותר.pKaככל שחומצה חזקה יותר ה-

KHבמים נחשב

– חומרים הבנויים משני חלקים. צד הידרופילי המכיל חמצנים המקנים פולאריות. וצדאמפיפאטייםחומרים הידרופובי.

.Triton X-100דטרגנט לא יוני - חסר יונים לדוגמא (SDSדטרגנט יוני – צד אחד הידרופובי ללא מטען והצד האחר בעל מטען. )

מבנים הנוצרים מחומרים אמפיפאטיים: : בריכוז נמוך החומרים האמפיפאטיים מתמוססים מעט במים. כלומר מולקולות המים מצליחותא. יצירת מיצלה

( נקבל מבנה כדורי –CMSלהקיף את מולקולה הדטרגנט. בריכוזים גבוהים יותר בהם נעבור את הנקודה הקריטית ) מיצלה. כלפי המים יופנו הראשים ההידרופילים ואילו כלפי פנים יהיו הזנבות ההידרופובים. מורכב משכבה אחת

של מולקולות.

הפוספוליפיד הוא חומר אמפיפאטי בעל שני זנבות הידרופוביות וראש הידרפילי אחד.:Lipid bilayerב. יצירת את מבנה הממברנה הדו-שכבתית. Lipid bilayerבתמיסה נקבל

שזרועים בתוכה חלבונים שונים.Lipid bilayerממברנת התא בנויה משכבות פוספוליפידיות

: כאשר המבנה הדו שכבתי מתאחד משני צדדיו נקבל ראשים הידרופובים הפונים כלפי חוץ זנבותג.יצירת ליפוזוםהידרופובים במרכז וראשים הידרופילים כלפי פנים- מצב בו ניתן שיהיו מים באזור הפנימי – מבנה של תא.

חלבונים:דוגמאות לתפקידי החלבונים:

קטליסטים )אנזימים(, טרנספורטרים )המוגלובין(, מחסן לאחסון חומרים )זרעים(, תנועה )אקטין, מיוזין(, נותניםמבנה לתא )סיבי קולגן(, הגנה )אנטיגנים(, רגולטורים )הורמונים( וכו'

אם כן, הכיצד יכולות מולקולות הבנויות מאותן אבני בניין לבצע ריאקציות כל כך שונות אחת מהשניה. ,Alanine-5Aחלבונים בעלי שונות גבוהה יכולים להיות ארוכים מאוד לעומת אחרים קטנים מאוד )

Myosin1600A)

1

α – Amino Acid structureבעלי מבנה בסיסי:

–קבוצה צדדיתRהם נבדלים אחד מהשני על ידי קבוצת חומצות אמינו 20קיימים מאות חומצות אמינו. בחלבונים בגופינו קיימים

:המחולקים על פי קבוצות לא פולאריות – הידרופוביות:Rקבוצת .1

חלבונים הבאים: גליצין, אלאנין, ולין, לאוצין, איזולאוצין,פרולין. הקטנה ביותר מכיל מימן אחד.Rגליצין - בעל קבוצת

פרולין – קבוצת האמינו נמצאת בטבעת סגורה.

פולארית אך לא טעונה:Rקבוצה .2החלבונים הבאים: סרין,טאורין, ציסטיל, מטיונין, אספרגין, גלוטאמין

. פיזיולוגי כלומר pH. הקבוצה אינה טעונה ב- R יוצרים פולאריות שלילית בקבוצת SH/OHקבוצות

חומצת אמינו סרין יכולה להיות טעונה בדומה לתגובה של כהל. בתגובה של חומצה גבוה pHב- ובסיס נקבל קבוצה הטעונה שלילית

– יצירת קשר קוולנטי חזק בין המולקולותSS בריאקציית חמצון חיזור יוצרת קשרי SHציסטיל – בעל קבוצת

פיזיולוגי.pH טעונות במטען חיובי ב- R. קבוצות 3החלבונים הבאים: ליזין, ארגנין, היסטידין.

היסטידין בעל טבעת הנקראת אימידזון

פיזיולוגי.pH טעונות במטען שלילי ב- Rקבוצות .4אספרטט, גלוטמט.

בעלות טבעת בנזנית.Rקבוצות .5החלבונים הבאים: פנילאלנין, טירוזין, טריפטופן.

הידרופיליות מסוימת יכול להיות נוקלאופיל חזק. כלpH>10(, 0 פיזיולוגי מטען נייטרלי)=pHטירוזין – ב- השאר הידרופובים.

ח. אמינו לא סטנדרטיות.6

החלבונים הבאים: אחרי סנתוז החלבוןOH - פרולין עם

חומצות20אלו חומצות אמינו שעברו שינוי כלשהו לאחר סנתוז החלבון במבנה. בסינתזת החלבונים הריבוזום מכיר אמינו בלבד.

.α, β, γ ממוספרות ע"י אותיות לטיניות מפחמן Rקבוצות

תכונות שונות לחומצות האמינו:

סטריוכימיה של המולקולה – יכולת הסיבוב של המולקולה.1UVהיכולת לבלוע אור .2יכולת חומצות אמינו לעבור יוניזציה )תהליכי חומצה ובסיס(.3ריאקציות כימיות שונות שהן מסוגלות לבצע..4

דבר המעיד על סימטרייה במערכת התאית.. – Lבתא אאוקריוטי הגוף יכול ליצר רק חומצות אמינו מסוג .Dיש חיידקים המשתמשים בחומצות מסוג

.α. סטריוכימיה של חומצות אמינו: גליצין אינו מסובב אור מקוטב מפני שהוא בעל שתי קבוצות זהות סביב פחמן 1

2

. כאשר אור נכנס באורך גלUV: חומצות אמינו ארומאתיות )בעלות טבעת בנזנית( בולעות אור UV.יכולת בליעת 2 מסוים ויוצא באורך גל אחר סימן שהיתה בליעת אור. האלקטרונים עולים רמת אנרגיה.קשרים כפולים מסוגלים

בעזרתUV. ניתן לסווג את החומצות האמינו ע"י כושר בליעת Try>Tyr>Phe.חוזק הבליעה: UVלבלוע אור הספקטרומטר.

.הכושר לעבור יוניזציה: לדוגמא גליצין.3

, קבוצה אמינית ללא שינוי טעונה חיובית = סה"כ המולקולה טעונה0- קרבוקסיל מקבל פרוטון – מטען חיובית

- קרבוקסיל מאבד פרוטון – טעון שלילית, קבוצה אמינית ללא שינוי טעונה חיובית = מולקולה ניטרלית "Zwitterion"

= סה"כ המולקולה0- קרבוקסיל ללא שינוי – טעון שלילית, קבוצה אמינית מאבדת פרוטון – מטען טעונה שלילית.

הקרבוקסיל מתינן לפני הקבוצה האמינית מפני שקבוע שיווי המשקל גבוה יותר. נמוך יותר המולקולות מתיננות מהר יותר והחומצה חזקה יותר.pKaככל שה-

מעריך מתי חצי מהמולקולות התיננו וחצי לא התיננו.pKa ה-

.COOH- והשאר COO - מיצג את הזמן בו מחצית ממולקולות נמצאות במצב - 53שקף pH = איזואלקטרי pI.המטען הכללי של החומצה הוא אפס –

– כאשר חצי מהמולקולותGlutamate: pKR - כאשר ישנן שלוש קבוצות שיכולות להתינן דוגמת ה-54שקף .0 המטען הכללי הופך ל- pKa. נחפש בין אלו שני 0. מצב בו המטען הוא pI מתיננות. נחפש את ה- Rבקבוצת

.pI נקבל 2נחבר אותם ונחלק ב-

. ריאקציות – יצירת ריאקציות עם חומרי צבע – סימון חלבונים שמגיבים רק אם אותם צבעים/ צבע פלורוסנטי.4

:הקשר הפפטידיהתקפה נוקלאופילית של האמין על הקבוצה הקרבוקסילית. התגובה אינה מתרחשת באופן

אינה קבוצה עוזבת טובה ולכן יש צורך לעשות אקטיבציה. נשים OHספונטני. הקבוצה

תפקידו להביא. בגוף הריאקציה מבוצעת ע"י אנזים Xקבוצה עוזבת טובה – את החומצה האמינית לריבוזום ולאקטב אותה.

.C לקצה Nשם החלבון יינתן ע"י חומצות האמינו המרכיבות אותו משמאל לימין מקצה חומצות אמינו60לא כל מולקולה בעלת קשר פפטידי היא חלבון לדוגמא: אנטיביוטיקות שונות, אינסולין וכו' – עד

החומר הוא פפטיד ולא חלבון.

מבנה החלבון:כל חלבון בעל פונקציה שונה הוא בעל מבנה שונה

הבדל במבנה הראשוני של החלבון:.1מספר חומצות אמינו המרכיבות את החלבון – אורך החלבוןא.סדר חומצות האמינו בחלבון – רצף החלבוןב.סוג חומצות האמינו המרכיבות את החלבון.ג.

כל אלו גורמים לשוני במשקל המולקולרי ושוני במטען החלבונים.מבנה שניוני – השינוי במרחב.2

:Pauling and Coreyהמבנה הראשוני קובע את המבנה השניוני את המבנה הציעו

3

בדומה לקשר הכפול וזאת1.3. הם מצאו שאורכו של הקשר הפפטידי הנו Å 1.23, קשר כפול –Å 1.6קשר יחיד – בגלל הרזוננס. קשר יחיד הוא בעל רוטציה גבוהה מאוד לעומת קשר כפול המונע מהמולקולה להסתובב חופשי

ומאפשר לה לנוע בצורות ציס וטרנס בלבד. הקשר הפפטידי ללא יכולת סיבוב חופשית. מספר הקונפורמציות קטן..66הקשר הפפטידי קשוח ואינו יכול להסתובב יוצר משטחים קשיחים – שקף

נקרא קשר "פסאי" - α ,הקשר בצד ימין של פחמן נקרא קשר "פי" - αהקשר בצד שמאל של פחמן ורק לשניהם יש יכולת סיבוב אבל גם כאן יכולות להיות בעיות סטריות – שני המשטחים הקשיחים עלולים לפגוע

יכולה להיתקל במשטח וכו'.Rזה בזה או קבוצת . / חישב את הזוויות בהן החומצות אמינו יכולות להיות סביב קשרי Ramachandran Plotהחוקר

. 71 - שקף לא יכול להיות מצב בו הם גילו ארבעx-ray גילו שיש מחזוריות במבנה החלבון – לקחו שיערה ושמו ב- Pauling and Coreyהחוקרים

.עובדות שעליהן נבנה מבנה ה- 0.54nmהמבנה חוזר כל א. חומצות אמינו.3.6כל מחזור מכיל בתוכו ב.הקשר הפפטידי קשיח – לא מסתובב חופשיג. בעלי רוטציה אך עם הגבלות / קשרי ד.

110daltonמשקל כל חומצה אמינית הוא חומצות אמינו. המרחק בין כל חומצה3.6 ובתוכו 0.54nm - מבנה סלילוני המבוסס על מחזורית הסיבוב

קשרי2. תמיד הקשר הפפטידי יהיה בצורת טרנס. כך שבאפשרות כל חומצה אמינית ליצור 0.15nmאמינית הוא תמיד נמצאות כלפי חוץ.Rמימן עם חומצה אמינית נוספת. קשרי המימן הם אלו שמייצבים את המבנה. קבוצות

ייהרס. אם נקטין/נגדיל את המרחק בין חומצות האמינו מבנה ה- פקטורים המשפיעים על יציבות ה-

מקסימם קשרי מימן בין החומצות האמינוא.

קשיחות הקשר הפפטידיב.

לייצוב ולאי יציבות:Rהשפעת קבוצות ג.הרבה מטענים זהים קרובים יידחו אחד את השני ויגרמו לאי יציבות.1מטענים שונים הקרובים זה לזה יצרו כוחות משיכה ויגרמו לייצוב )יצירת קשרים אלקטרוסטטים,.2

גשר מלח(

. הדיפול יכול לגרום ואחר שלילי אפקט הדיפול – בגלל הרזוננס נקבל דיפול צד אחד חיובי ד. המנטרלות מטען חיוביR. נשים קבוצות Rלשרשרת להתכופף ננסה לנטרל מצב זה ע"י קבוצות

המנטרלות מטען שלילי )ליזין, היסטידין(.R)גלוטמאט, אספרטט(, נשים קבוצות איפה שיש פחות יציב. יש עיוות ב-פרולין – יוצר קשר מימן אחד בלבד – מבנה ה-ה.

פרולין. כל חומצות האמינו בעלי אורינטצית טרנס בלבד. פרולין יכול ליצור אורינטציות טרנס וציס. בטרנס מהמולקולות במצב טרנס( בעוד שבציס הכיווניות היא חזרה אחורנית )סיבוב95%יש כיווניות קדימה )

גם יכולה לגרום לעיוות ואיH קבוצות 2. גליצין בעלת (. נקבל שני גדילי פרסה ב-יציבות.

מעגל הליקל מדמה את אופן התיישבות חומצות האמינו בחלבון וקרבתן אחת לשניה במבנה המרחבי. ח. אמינית אחת ביחס לשניה. כל חומצות האמינו ההידרופוביות נמצאות בכיוון אחד ואילו כל חומצות 1000תתיישב בזווית של

ייצמדו יחד לשני כך שהראשים ההידרופילים כלפי חוץהאמינו ההידרופיליות נמצאות בכיוון אחר. שני coiled coilואילו הראשים ההידרופובים כלפי פנים – מבנה

. ומכיל שתי חומצות אמינו בהן כל אחת0.64nm גילו מבנה חדש בו כל מחזור הוא Pauling and Coreyהחוקרים

רצועות3בעל מבנה של זיגזג – מבנה לא יציב ללא קשרים המחזקים אותו. . מבנה ה- nm 0.35תורמת

נוצרים קשרי מימן המייצבים את, בין רצועות יוצרות את המבנה השלישוני לחיוב ולשלילה.Rהמשטח. יציבותו תלויה בקבוצות

4

כאשר נרצה לסלסל coiled coil שהתאחדו יחד עם הרבה גדילים של עצמן השערה בנויה כולה מ- , מבנה האלפא הליקס ישבר ויהפוך למבנה לאחר מכן נמתח את גדיל ה- SSשערה נתחיל בחיזור קשרי

חדשים. לאחר שבועיים המצב יחזור לקדמות ובגלל שמבחינהSS ואז נחמצן בשביל לקבל קשרי של אנרגטית יש עדיפות והמבנה יציב יותר.

. כל שני קולגניםGly-X-Pro מרקמות הגוף החי. הוא מכיל שלוש חומצות אמינו קבועות 80%קולגן קיים ב- – מבנה חזק המשמש לרקמות החיבור בגוף מטרתם להחזיק עומס. אחדsuperhelixיתחברו ויצרו מבנה של חבל –

המבנים החזקים בטבע.קולגן יוצא דופן בחומצות האמינו אותו הוא מכיל מפני:

על מנת שהחלבונים יהיו עמידים בפני פירוק, כךOHלאחר סנתוז הקולגן יתווספו לפרולין ולליזין קבוצות .1האנזימים לא מזהים אותם.

של ליזין יווצר קשר קוולנטי כפול חזק מאוד.Rשני גדילי הקולגן מתחברים יחד ע"י חיבור של שתי קבוצות .2דבר המקנה חוזק נוסף לסיבי קולגן ע"י חיבורי רוחב לאורך הסליל.

יש צורך ברמת סידור וקיפול גדולה יותר של החלבון אחרת החלבונים בגופנו היו – . מבנה שלישוני3ארוכים מאוד!!

הקשרים המייצבים מבנה שלישוני:כוחות חשמליים – כוחות ון-דר-ולס, דיפול, גשר מלח – קשרים חלשים אך חשוביםא.קשרי מימיןב.קשרים הידרופובים – חשוב!!ג.קשרים דיסולפידים – מיצבים רק לאחר הקיפול – תרומתם שולית בשמירת המבנהד.

דוגמאות למבנה שלישוני:

- בנוי מוגדר כמבנה שלישוני הוא מורכב מגדילי בטא המחוברים של ידי עיקול , מארבע ח. אמינו מכיל גליצין ופרולין.

( המחוברים ביניהם ויוצרים מבנה רנדומאלי ): שני -(30%( ומבנים רנדומאלים )70% )מיוגלובין – מורכב בעיקר מ וביניהם מבנים רנדומליםסרום אלבומין – כל החלבון ממבנה של

.מבנה של גדילי בטא אנטי פרללים שביניהם מבנים רנדומלים -

חלבון גלובולרי )כדורי( – קיפולים תלת מימדים שהופכים את החלבון לכדורי

. מבנה רביעוני:4חלבונים המורכבים מתתי יחידות כאשר כל תת יחידה היא פונקציונאלית

תת יחידות שכל תת יחידה היא פונקציונאלית עצמאית – קושרת חמצן4כמו המוגלובין המורכב מ-

מודיפיקציות לאחר שהחלבון נוצר:.OH – Tyr, Ser, Thr, Hisפוספולריזציה – חומצות אמינו המכילות

Tyrאדנילציה- הוספת קבוצת אדנין – על .Gluמטילציה – הוספת קבוצת מטיל על

קשירת מתכות:רצף חלבונים ידוע וקבוע קושר אותם חומרים.

1 .Helix-loop-Helix motifכאשר שני הליקסים עוברים קיפול תלת מימדי תמיד יקשר קלציום בקיפול – ((.Asp-Asp-Asp----Thr---Glu)כאשר בקיפול רצף חומצות אמינו קבוע

2 .Zinc-finger motif רצועות בטא המכילות – Cys -וביניהם מבנים רנדומלים המחוברים ל . Zn+2– קושרים אבץ Hisהמורכב מ-

5

S S SH

SH

SH

Mercaptoethanol אוריה נמוך

SH SH

אוריאה גבוה

דברים הגורמים לדנטורציה של חלבונים: וטמפרטורה אופטימילים בתנאים קיצוניים יעברו דנטורציה:pHחלבונים עובדים בטווח

של החומצות אמינו הנמצאות באתר הפעיל.pKa - הכל תלוי ב- – פגיעה באינטראקציות יוניותpHא. המולקולה תאבדpH=12( אם נשים את החלבון ב Trp<82לדוגמא טרפסין בעל טווח פעולה כאשר )<

פרוטונים , תהיה טעונה שלילית חזק דבר שיגרום לדחיית התת יחידות אחת מהשנייה – המבנה התלתמימדי ייהרס – איבוד פעילות דנטורציה.

- כאשר הטמפרטורה תעלה מעל הטווח הרצוי החלבון יפתח ישברו קשריב. טמפרטורה- שבירת קשרי מימןהמימן – דנטורציה.

- אוריאה מוריד את שכבת ההמסה השומרת על יציבות החלבון. המיםג. אוריאה – שבירת קשרים הידרופובים.כליליקיפו את האוריאה בגלל ריכוזה הגבוה. ריכוז אוריאה גבוהה המבנה התלת מימדי נשבר

ד. ריכוז מלח גבוה – פגיעה באינטראקציות יוניותה. דטרגנטים – שבירת קשרים הידרופובים

ו. מרקפטואתנול – שבירת קשרים דיסולפידים

דוגמא לדנוטרציה:SS. שימוש במרקפטואתנול לשבירת קשרי 1. ריכוז נמוך של אוריאה - הפרדת תת יחידות של החלבון2.נעלה את ריכוז האוריאה החלבון יעבור דנטורציה. 3

שיטות להפרדת חלבונים:

כדי שנעבוד רק עם חלבוני התא. נעשה זאת ע"י דטרגנט לא יוני לחלבונים ממברנליםשבירת ממברנת התא - או ע"י כתישה.

יהיו ב- צנטריפוגה( מהירות גדולה בה יופרד החלבונים והבופר – soupשל )( משאר החלקיקים )ממברנת התא התא שישקעו.

בצנטריפוגה איטית – נקבלצפיפותם– ניתן להפריד חלבונים מחומרים שונים על פי צנטריפוגה עם סוכרוז הפרדה בין גרדיאנטים שונים. החלבונים יהיו רמת צפיפות דומה

הפרדת חלבונים לפי גודלם : – כאשר בתוך הקולונה נמצא ג'ל הבנוי מכדורים מרושתים. נעביר תמיסת בופר עם חלבוניםא. ג'ל פילטרציה

שונים כך שהחלבונים הגדולים יצאו ראשונים בעוד שהחלבונים הקטנים יתקעו בתוך הרשתות ויצאו מאוחר יותר. – ממברנה סלקטיבית בעלת חורירים קטנים )שק( כך שרק מולקולות קטנות יעברו ואילו החלבוניםב.דיאליזה

)הגדולים( ישארו בשק, כאשר נשים את השק בתוך בופר יצאו כל החלקיקים הקטנים כדי להשוות ריכוזים. ניתןלהוציא את הנוזל המתקבל מחוץ לשק ולהכניס תמיסת בופר חדשה עד אשר כל המולקולות הקטנות יצאו מהשק.

הפרדת חלבונים לפי מטען : – קישור אלקטרוסטאטי. מחליף קטיון – קולונה הטעונה שלילית ומתחברים אליה קטיונים. ככלמשחלפי יונים

המטענים יהיו חזקים יותר. מה שלא נקשר יעבור דרך הקולונה, נשחרר את החלבוניםpIשנהיה יותר רחוקים מה- הקשורים ע"י מלח מתחרה נתחיל בריכוזים נמוכים של המלח ונעלה אותו, כך חלבונים הקשורים חלש ישתחררו

קודם. ככל שהחלבון יצא קודם – הוא יצא עם ריכוז נמוך של מלח – נקשר חלש לקולונה. pH>pI שלילית מחליף אניון, חלבון טעוןpH<pI חיובית מחליף קטיון, חלבון טעון

כך הקשר לקולונה חזק יותרpI רחוק מה-pHככל שה- הפרדת חלבונים לפי האפיניות :

– ניקח תמיסה בה לחלבונים אפיניות לחומר מסוים )לדוגמא חלבונים הקושרים ברזל( נשים קולונהקולונת אפיניות אם אטומי ברזל, החלבונים בעלי האפיניות לברזל ישארו קשורים לקולונה. כדי לשחרר את החלבונים הללו נשים

חומר מתחרה בריכוז גבוה מאוד, שווי המקל יטה לטובת החומר הנוסף ואילו החלבונים הקשורים ישתחררו.

6

הפרדת חלבונים לפי מסיסות ושיקוע סלקטיבי: המסיסות הכי נמוכה חלק מהמולקולות טעונות חיובית וחלק שלילי תהיה משיכהpH=pI – כאשר pHא. שינוי ב-

המסיסות תהיה יותר גבוה.pI רחוק מה-pHולכן תהיה שקיעה. ככל שה- – הוספת מלח )בריכוז לא גבוה( היונים ימסכו את מטעני החלבונים ולכן החלבוניםsalting inב.השקעה במלח:

ריכוז מלח גבוה מאוד– המלח יספוג אליו את המים - Salting outלא ימשכו אחד לשני – מסיסות החלבון תעלה. בתמיסה והחלבון ישקע. לכל חלבון יש ריכוז מלח ספציפי משלו ולפי השקיעה נוכל לדעת על איזה חלבון מדובר.

= שיטות בהן נלקחת דגימה קטנה מהחלבון ולאחר הבדיקה החלבון מתשיטות אנליטיות להפרדת חלבונים )) ג'ל אלקטרופורזה

– ההפרדה נעשית בהתאם למסתו ולמטענו של החלבון, חלבון גדול וטעון ירוץ מהר יותרא. הפרדה נטיביתמחלבון לא טעון קטן.

– ההפרדה נעשית אך ורק לפי המסה המולקולארית של ו/או מרקפטואתנול(SDSב. הפרדה דנטורטיבית )עם החלבון. החלבון תמיד טעון שלילית ולכן תמיד ירוץ לאנודה. הריצה מתבצעת עפ"י כמה הג'ל צפוף – חלבונים

קטנים ירוצו מהר, חלבונים גדולים ירוצו לאט.הרצת הג'ל בשני מימדים: א. נתחיל ב-מיקוד איזו-אלקטרי וג'ל דו-מימדי - pHמאוד נמוך כאשר כל החלבונים

. ב. נשיםpH=pI כל החלבונים ינועו לכיוון הצד השלילי וכל חלבון יעצור כש טעונים חיובית. נפעיל זרם חשמלי חלבונים בעלי2על ג'ל אלקטרופורזה דנורטיבי והחלבונים ירוצו לפי מסתם. כאשר נקבל שני סימונים על הג'ל –

משקל מולקולארי שונה.

קביעת משקל מולקולארי לחלבון לא ידוע:

– בצד אחד נריץ חלבונים רבים שידוע משקלם המולקולארי – ניצר עקומת כיול ובצדא.בעזרת ג'ל אלקטרופורזה השני נריץ את החלבון לא ידוע נראה בין אילו חלבונים הוא נופל ונציב אותו בעקומת כיול – נוכל לשאר את

משקלו.

– לוקחים סדרה של חלבונים בעלי משקל ידוע ונכין גרף כיול, נשים את החלבון בג'לב.בעזרת ג'ל פילטרציהפילטרציה ולפי נפח האילוציה נמצא את משקלו.

קביעת הרכב ורצף חומצות אמינו: א. ניקח פפטיד נפרק את הקשרים הפפטידים והדיסולפידים ע"י הידרוליזה חומצית חזקה.

/ גרדיאנט מלח.pHב. הפרדת חומצות אמינו שונות – מחליף יונים/גרדיאנט ג. כימות כל חומצה אמינית – נצבע את חומצות האמינו ונקבל את יחסיהם.

קביעת קצוות בחלבון:קצה אמיני

. כאשר הריבועPTH( – מולקולה הנקשרת לאמין הראשוני בקשר קוולנטי. נקבל PITCא. ריאגנט אדמן ) חומצות אמינו, יש בעיה עם ח. אמינו בעלי שייר20מסמל את החומצה האמינית הראשונה. כך ניתן להמשיך עד

(.Arg,Lysעם אמין ראשוני ) ב

DNB - תוקף אמין ראשוני חופשי. FDNB( Sanger reagent. על ידי ראגנט סאנגר )

קצה קרבוקסילי אנזים זה חותך ח. אמינו מהקצה הקרבוקסילי. ישחרר את החומצה האמיניתAאנזים קרבוקסיפפטידאז

האחרונה.Pro, Arg, Lys למעט : יוריד כל חומצה אמינית אחרונה Aקרבוקסיפפטידאז

פפסין חותך בקצה האמיני – ח.א. ארומאטיות

7

Met

Phe, Trp, Tyr )ח.א. ארומאתיות(

Lys, Arg )ח.א. טעונות חיובי(

אתרי הביקוע )אחרי הח. אמינו....(

ציאנוגן ברומיד כימי

Chymotrypsin

Trypsin אנזימטי

תוצרי הביקוע החומר הפעיל סוג הטיפול

Lys/Arg - COOH

+

Phe/Trp/Tyr - COOH

NH3+

+

Met - COOH

NH3++

NH3+

מסלול הגליקוליזה לפירוק גלוקוז שלב השקעת האנרגיה:

Hexokinase: 1שלב )בעזרתADP ל-ATPהאנזים הקסוקינאז מפרק

קו-פקטור( ומדביק את קב' הזרחן לגלוקוז .G-6-P פחמנים( והופך אותו ל 6)הקסוז=

השקעת אנרגיה רבה: שבירת קשר אנהידרידיויצירת קשר פוספואסטרי.

מטען שלילי והוא נלכד בתא.G-6-Pל- -G-6מולק' גלוקוז שנכנסות לתא מייד הופכות ל-

Pלכן ריכוז גלוקוז חופשי בתא אפסי וגלוקוז

Phosphohexose isomerase: 2שלב האנזים פוספוהקסוזאיזומראז עושה איזומרציה מאלדהיד לקטון. הפיכה

פחמנית בעזרת5לפרוקטוז- טבעת קו-פקטור.

דורש מעט אנרגיה

8

שלב הפקת האנרגיה:

Posphofructokiase-1-PFK 1: 3שלב ומדביקATP מפרק PFK1האנזים

של הפרוקטוז. 1קב' זרחן לפחמן השקעת אנרגיה רבה: שבירת קשר

אנהידרידי ויצירת קשר פוספואסטרי.Bisphשני הפוספאטים קשורים - …

במקומות שונים במולקולהDiphשני הפוספאטים קשורים זה - …

לזה במולקולה

Aldolase : 4שלב האנזים אלדולאז מבקע את הפרוקטוז

פחמנים )טריוזות(.3 מולקולות 2ל-לכל קב' זרחן בקצה.

התהליך בשו"מ ויטה לצד מסויםכתלות ביחס בין המגיבים לתוצרים

Triose phosphate isomerase: 5שלב האנזים טריוז פוספאט איזומראז הופך

…Dihydoxyאת כל מולקולות .. )מאלדהיד לקטון(Phos-3למולקולות

כי רק הן ממשיכות במסלול. התהליך נמצא בשו"מ גם בין שתי

הטריוזות לשלם.2הטריוזות וגם בין

Glyceraldehyde 3-phosphate: 6שלב dehydrogenase

... מפרק3האנזים גליצראלדהיד מולקולת זרחן אנאורגאני בתא:

הפרוטון והאלקטרונים משמשים ליצירתNADH

הזרחן מודבק לקרבוקסיל בקשראנהידרידי

Phosphoglycerate kinase: 7שלב האנזים מפרק את קב' הזרחן שהדביק

… ויוצרBis-1,3 ממולקולת 6בשלב (.ADP )ממולק' ATPבעזרתו מולק'

2מכל מולקולת גלוקוז מקבלים עד כה …Bis-1,3 מולק' 2 )כי יש ATPמולק'

טריוזות ממולק' גלוקוז(2=

9

מכל מולק' גלוקוזATP מולק' 4עד כה סה"כ נוצרו

מעגל קרבס/ החומצה הטריקרבוקסילית /מעגל קרבס:הציטרית

הבדלים בין שינויי האנרגיה החופשית: בתנאיםכשמחמצנים גלוקוז ללקטט

:אנארובייםGlucose ® 2 lactate , DG’o = -47 Kcal/mole

בתנאיםכשמחמצנים באופן מושלם גלוקוז אאירובים:

Glucose )C6H12O6( + 6O2 ® 6CO2 + 6H2ODG’o = - 686 Kcal/mole

כלומר האנרגיה החופשית המשתחררת .15במעגל קרבס גדולה פי

ATP מולקולות 30-32בנוסף, מקבלים .2לעומת

בתהליכיהשלב השלישימעגל קרבס הוא Acetyl Coenzyme Aהפרוק הקטבולים: פרוק

(3. )שקף H2O ו- CO2 ל-

Phosphoglycerate mutase: 8שלב בגלל שהקשר הפוספואסטרי שנותר

במולק' אינו מספיק עתיר אנרגיה עושים נוסף:ATPמוניפולציה כדי לקבל

האנזים מוטאז מעביר את קב' הזרחן במולק'. התהליך2 לפחמן 3מפחמן

Enolase: 9שלב האנזים אנולז מבצע דהידרציה )הוצאת מולק' מים( ויוצר קב'

אנול. Phosphopyruvateהמולקולה

'נעולה' וצורת הקטון לא נוצרת

בטבע מתקיים שו"מ בין צורת אנול לצורת קטו הנוטה לטובת קב' קטו היציבה יותר

טאוטומריה Pyruvate kinase: 10שלב

קיימת נטייה ספונטאנית ליציאת קב' הזרחן – משתחררת אנרגיה רבה

)מ-ATPהמשמשת ליצירת מולק' ADP.)

נוצרת מולק' פירובאט.

10

פירוט השלבים במעגל:

Citrate synthase: נשבר ואנרגיהS ל-Cהקשר הטיואסטרי בין

רבה השתחררה – תהליך בלתי הפיך. )אנזים אחר תוך השקעת אנרגיה יכול לבצע

את הפעולה ההפוכה( הפחמן הקרבונילי )החיובי( במולק'

oxaloacetate 'פחמנים ראשונה4 )מולק במעגל( נתקף ע"י הקב' האצילית של

Aconitase: את הכוהל השלישוני )שלא ניתן לחמצן(

האנזים הופך לכוהל שניוני ע"י הוצאת והכנסתה בצורה הפוכה של מולק מים.

כעת ניתן לחמצן כהל שניוני ולקבל קטון. התהליך בשו"מ ובגלל שהתוצר נצרך

בשלב הבא התהליך נוטה לכוון התוצרים

Isocitrate dehydrogenase:אוריינטציה: שני הפחמנים העליונים הם מה

Acetil-CoA-והארבעה התחתונים מה - oxaloacetate.

כך ששני הפחמנים שיוצאים בשני.oxaloacetateהשלבים הם מה-

מתרחשת דהקרבוקסילציה מחמצנת –.NADH+ ל-NAD וחמצון CO2סילוק

התהליך בלתי הפיך! *ספציפית במעגל קרבס השימוש הוא ב-

NAD ולא +NAP +

מעגל קרבס/ החומצה הטריקרבוקסילית /הציטרית

הבדלים בין שינויי האנרגיה החופשית: בתנאיםכשמחמצנים גלוקוז ללקטט

:אנארובייםGlucose ® 2 lactate , DG’o = -47 Kcal/mole

בתנאיםכשמחמצנים באופן מושלם גלוקוז אאירובים:

Glucose )C6H12O6( + 6O2 ® 6CO2 + 6H2ODG’o = - 686 Kcal/mole

כלומר האנרגיה החופשית המשתחררת .15במעגל קרבס גדולה פי

ATP מולקולות 30-32בנוסף, מקבלים .2לעומת

בתהליכיהשלב השלישימעגל קרבס הוא Acetyl Coenzyme Aהפרוק הקטבולים: פרוק

(3. )שקף H2O ו- CO2 ל-

כל האנזימים המשתתפים במעגל מסיסים בציטופלסמה של המיטוכונדריה ונעים בהבחופשיות – זהו לא מעגל פיסי! , פרט ל-

succinate dehydrogenaseשנמצא בשרשרת

נותןOH , ו- FADH2 נותן CH2חמצון NADH

11

Fumarase: כעת מכניסים מולק' מים )לא ממשיכים

בחמצון ליצירת קשר משולש( – נוצרכוהל שניוני שאותו ניתן לחמצן לקרבוניל

Succinate dehydroginase: זהו האנזים היחיד שנמצא בשרשרת*

מעבר האלקטרונים על ממברנת.המיטוכונדריה

כעת ממצים את האנרגיה האגורה בפחמנים המחוזרים ע"י חמצונם:

הוצאת מימן מכל אחד ויצירת קשר 2FADHכפול– סה"כ שני מימנים יצרו

Succinyl-CoA synnthetase: ממצים את האנרגיה האגורה בקשר

GDP מ-GTPהטיואסטרי ומסנתזים (.ATP)שקול בערכו ל-

מכאן מתחילים למחזר את המולקולה פחמנית הראשונה שתחזור לתחילת4ה-

המעגל.

α-ketoglutarate dehydrogenase complex:

שוב דהקרבוקסילציה מחמצנת – יציאתCO2 וקבלת כוח מחזר NADH.

- דומהCoAלתוצר קשור אצטיל במנגנון הפעולה שלו לפירובאט

דהידרוגינאז בגליקוליזה.התהליך בלתי הפיך.

יש אנרגיה האגורה בקשרים: בקשרהטיואסטרי ובפחמנים המחוזרים.

Malate dehydrogenase: האנזים מחמצן את קב' הכוהל ומנצל

NADHאת האנרגיה ליצירת כוח מחזר: במקום הקב' הכוהלית נקבל קב'

קרבונילית – זוהי מולקולת שתחזור לתחילתאוקסלואצטט

המעגל!

12

פיקוח על מעגל קרבס:

המאזן האנרגטי של המעגל:

*Isocitrate dehydrogenase הוא אנזים אלוסטרי המפוקח על ידיADP:

מפורטים הגורמים המעכבים והמזרזים בכל שלב במעגל )סימנים

מוסכמים( Ca2הוא גם גורם מפקח במעגל +

ובמקומות אחרים בגוף ונמצאבמאגרים ומשאבות.

מחקרים חדשים הראו כי NADHמכל מולק'

ATP מולק' 2.5מקבלים FADH2ומכל מולק'

ATP מולק' 1.5מקבלים בהתאמה(.2 ו-3)ולא

מולק'30-32הרווח של ATP 3-5: כי המספרים

משתנים באברים שונים:.5ATP ובכבד 3ATPבשריר

NADHאת המימנים שעל שמים על מולקולה אחרת שנכנסת לשרשרת מעבר

האלקטרונים.

13

, נדרשADP וככל שמוסיפים יותר 10% האנזים מגיע לפעילות של ADP ניתן לראות כי בהעדר 18בשקף כדי לקבל את אותה מהירות ריאקציה – העקומה הסיגמואידית נעהIsocitrate dehydrogenaseפחות

שמאלה.ADP.מסמן כי יש מחסור באנרגיה ויש לזרז את התהליך

התפקיד האנבולי של המעגל: בניית מרכיבי תא רבים = תהליכים אנבולים, נעשית ע"י שימוש באנרגיה ממעגל קרבס.

שדואגות שכל'ריאקציות מילוי'בגלל התהליכים הללו מדולדלים תוצרי המעגל ולטובת העניין מתקיימות למעגל.CoA ונוכל להכניס אצטיל oxaloacetateהזמן יהיה

דוג' לתהליכים אנבולים: ע"י הוספת אמוניה.α-ketoglutarateסינתיזת גלוטמאט מ-

ניתן לקבל אספרגין וממנו פירימידינים לבניית רנ"א ודנ"אoxaloacetateמ- שהולך לסינתזת ח. שומן ועוד.CoAציטרט שאינו מפורק במעגל הופך לאצטיל

a - Ketoglutarate + alanine Û glutamate + pyruvate Oxaloacetate + alanine Û aspartate + pyruvate

Citrate can also be removed from the cycle to serve as a precursor of extramitochondrial acetyl-CoA for fatty acidbiosynthesis, through the ATP-citrate lyase, reaction:

Citrate + ATP + CoA ® acetyl-CoA + oxaloacetate + ADP + P1זהו אנזים אחר ולא זה המתקיים במעגל קרבס

)לא דרך מעגל קרבס( תוך השקעתישנן ריאקציות שמייצרות אוקסלואצטט/ מלט בדרכים עקיפות(21אנרגיה. ממלט ניתן לקבל אוקסלואצטט ולכן שניהם טובים להמשך המעגל. )שקף

:B1 - - TPPישנם תהליכים אנזימתים התלויים בויטמין הוויטמין משמש כקו-אנזים. החסר שלו גורם למחלות.

:Beriberi(: מחלת 23-24)שקף קטוגלוטרט בדם כי האנזים שמטפל בהם לא פעיל.αבמחלה זו מצטברים פירובט ו-

כי הם זקוקים לוויטמיןα-ketoglutarate dehydrogenase ו-pyruvate dehydrogenaseיש רמה נמוכה של לאתר הפעיל.

בתאי דם אדומים המשמשת לדיאגנוסטיקה.transketolaseרמה נמוכה של

14

את הצורך הויטמינים לתהליכים מסוימים גילוי ע"י מחלות שונות שנגרמות עקב חוסר בויטמינים הללו.לתינוקות אין מאגרים ולכן פגיעים במיוחד.

משום שהיא המערכת היחידה שתלויה באופן מוחלטחוסר בתיאמין גורם להפרעות במע' העצביםבגלוקוז )לעומת רקמות אחרות שיכולות לנצל שומנים(.

לכן אי פעילות של האנזים פירובטדהידרוגינאז אינה מאפשרת כניסת פירובאט למעגל קרבס ונוצר חסראנרגתי.

בקרה בגליקוליזה.ΔG<0 ובעלות בלתי הפיכותאנזימי מפתח לבקרה : אנזימים המקטלזים ריאקציות

1,3,10בגליקוליזה יפוקחו תהלכי אנזים מעכבמזרז

-G-6( )תוצרבשריר –  P

Fru-6-Pבכבד –

הקסוקינאז בכבד:

גלוקוקינאזADP, AMP

F-2,6-BPATP-ירידה ב ,pH.

ציטרטPFK-1

F-1,6-BP.Aחוסר קו

AMP,

ATP, DADHCoAאצטיל

אלנין ח. שומן ארוכות

שרשרת

פירובט קינאז

פיקוח על הקסוקינאז

: ברגע שגלוקוז ייכנס לתא תתחבר לו קבוצת פוספט, דבר שגורם לשמירה על מפל הריכוזים כך נמנעהקסוקינאז פוספט טעון שלילית, הוא לא יצא מהתא עד אשר נסיר את קבוצת הפוספט6שגלוקוז יסתובב בדם. גלוקוז

ורמתוG6P כל עוד הגליקוליזה פעילה אנחנו נשתמש ב- G6P: הקסוקינאז מעוכב ישירות מהתוצר שלו שריר גבוה אומרת כי אין יותר צורך בתוצר זה ולכן האנזים מעוכב. גלוקוז לא יישאר בתא אלאG6Pתישאר נמוכה., רמת יצא לדם ומשם לכבד

גבוה מאוד – יוציא לפועל את הריאקציה שלו בריכוזי גלוקוז גבוהים מאשר הקסוקינאזKm: גליקוקינאז, בעל כבד מאחר והכבד הינו איבר בקרה לרמת גלוקוז בדם. הכבד יכניס גלוקוז מהדם רק שריכוזו עולה מאוד מעבר לצרכי

הרקמות האחרות – מצב בו רצוי לשמר את הגלוקוז כחומר תשמורת.PFK-1פיקוח על

PFK-1!!!בקרה אלוסטרית חשובה מאוד, נקודת בקרה מרכזית : רמה גבוהה של ציטרט מעידה על רמה גבוה של פרקורסרים לביוסינטזה. העיכוב הינוPFK-1 מעכב – ציטרט

. ציטרט מגיע ממעגל קרבס ומסמן שהמעגל עובד לאט כלומר איןATPאלוסטרי על ידי העלאת אפקט העיכוב של צורך ליצור עוד אנרגיה והגליקוליזה תיעצר.

F-2, 6-BP –1 הגליקוליזה, רגולאטור משמעותי ל- זירוז-PFKמאקטב את האנזים בצורה חזקה כבר בריכוזים . אלא הוא אפקטור חיובי שכאשר הוא ניקשר באתראינו תוצר ביניים של הגליקוליזה F-2, 6-BPנמוכים.

.F-6-P וציטרט, ומעלה את הזיקה לסובסטרט, ATP הוא מוריד את האפיניות למעכבים, PFK-1האלוסטרי ע"ג ATP )בריכוז גבוה )עודף אנרגיה –אין צורך בגליקוליזה. העיכוב נעשה על ידי קישור לאתר האלוסטרי ושינוי

(.F6Pהזיקה לסובסטרט )ADP,AMP ריכוזם עולה כאשר יש מעט אנרגיה –.יש צורך בגליקוליזה

( בגלל ששניהם במצב של שוויG6P( שיביא לעליה בריכוז )F6Pיביא לעליה בריכוז הסובסטרט )PFK-1 עיכוב של יביא לעיכוב של ההקסוקינאז.PFK-1משקל ולכן עיכוב

15

Fructose 2,6 bisphosphate -2מסונתז על ידי האנזים פוספופרוקטוקינאז = PFK2

PFK-2 הוא tandem enzyme = .אנזים המזרז שתי ריאקציות שונות שאינן היפוך אחת של השנייה

יתפקד כקינאז -מדביק קבוצת פוספט, או כפוספטז – מוריד קבוצת פוספטPFK2מה קובע אם האנזים – האם יש עליו קבוצת פוספט )המודבק על סרין(, או לא – פיקוח על ידיPFK2הדבר נקבע על ידי המצב של

מודיפיקציה. -פוספט בכבד נמוך. במצב זה של חוסר גלוקוז מתבצעת6כאשר ריכוז הגלוקוז בדם נמוך, גם ריכוז הפרוקטוז-

אינו עובדPFK2מכך . כתוצאה protein kinase A על ידי אנזים אחר הנקרא PFK2הדבקת פוספט על האנזים , והגליקוליזה מעוכבת. F-6-P על ידי הפיכתו ל- F-2,6-BP ומוריד את ריכוז (,FBPase2כקינאז אלא כפוספטז )

: כאשר אין די גלוקוז בדם, לא רצוי שהכבד ינצל אותו!!!היגיון PFK2, הדבר מזרז את הורדת הפוספט מ- -פוספט בכבד6כאשר ריכוז הגלוקוז בדם גבוה, עולה ריכוז פרוקטוז-

-F-2,6 על ידי F-1,6 BP ל- F-6-P עובד כקינאז, והופך PFK2 ואז phosphoprotein phosphataseעל ידי האנזים BP במצב זה הגליקוליזה מזורזת . כלומר יש כאן מצב של ,Feed forward stimulationבו הסובסטרט מזרז את

השימוש בו. : אם יש הרבה גלוקוז הכבד יכול להשתמש בו לצרכיו, ובצורה כזאת גם מפוקח ריכוז הגלוקוז בדם.ההיגיון

פיקוח על האנזים פירובט קינאז

שני איזומרים לאנזים:Lמצוי בכבד –

Mמצוי בשריר ובמח – Fructose 1,6 bisphosphateמזרז את הריאקציה –

ATPמעכבים אלוסטרים, ח. אמינית אלנין – – מעכב מפני שהוא מסמן שמעגל קרבס בקיבולת מלאה ואין צורך באנרגיה נוספת.Aאצטיל קו-

- מפוקח גם על ידי מודיפיקציה קוולנטית – ירידה ברמת הגלוקוז בדם גורמתLהאנזים מהכבד - פירובט קינאז .ולירידה בפעילותולפוספורילציה שלו

למנוע ניצול גלוקוז על ידי הכבד כאשר ריכוזו בדם נמוךההיגיון –

מול 38-36סה"כ ממול אחד של גלוקוז ישנה תוצרת של ATP)תלוי רקמה – כבד/שריר( מולקולות 12סה"כ ממחזור אחד של מעגל קרבס ישנה תוצרת של ATP, 3מולקולות NADH , 2מולקולות

FADH , GTP.

אנזימי המפתח לבקרה במעגל קרבס1,3,4הפיקוח בתהליכים

, ח. שומן ארוכות שרשרתA, NADH, אצטיל קו ATP אלוסטרית על ידי התוצרים: מעוכב .+A, NAD, קו AMPאלוסטרית על ידי המגיבים: מאוקטב

16

תסיסותבתנאים אנארובים – כשאין חמצן.

מפני שאין לנו כוח מחמצן.Aבמקום שהגליקוליזה תמשיך היא תיעצר בפירובט והפירובט לא יתפרק לאצטיל קו לכן:

תסיסה לקטית:

. נמצא רק במצב זה מפני שאין מי שיחמצן אותו ל-NADHגליקוליזה בהעדר חמצן – מצב אנארובי,

ומהפירובט נקבל חומצה לקטיט. יהיה שווי משקל ביןהגליקוליזה תיעצר.נחזר פירובט לכוהל, נקבל החומצה הלקטיט לפירובט. כלומר בהעדר חמצן יצטבר לקטט בשריר דבר שיגרום לחומציות. כאשר יהיה לנו

הכיוון ההפוך יתרחש כדי להפטר מהלקטט )התהליך הזה לא נדרש מבחינה אנרגטיתהרבה לקטט והרבהאך הוא חובה כדי להפטר מהחומצה(.

: בחיידקים ושמרים פירובט בהעדר חמצן עובר דהקרבוקסילציה לאלדהיד שהוא עובר חיזורתסיסה כוהליתלאתנול והמיקרואורגניזם נפתר מהאתנול על ידי דיפוזיה.

בגוף האדם יש אלכוהול דההידרוגנאז המשמש לפירוק האלכוהול. אנשים שלא שותים הרבה אלכוהול הם חסריהאנזים הזה ולכן אם ישתו הרבה אלכוהול, הוא ישא בדם )לא יפורק בקיבה( ישר אל המוח.

אנשים ששותים הרבה אלכוהול עשו אינדוקציה לאנזים ולכן אם ישתו כמות רגילה האלכוהול יפורק בקיבה ולאיגיע למוח.

כניסת סוכרים שונים לגליקוליזה:פרוק פרוקטוז

אלדולאז – שובר את המולקולה לשתייםמה שבוורוד ימשיך בגליקוליזה!

פרוקטוקינאז הוא אנזים המפרק בכבד את הפרוקטוז..F-6-Pבשרירים ובכליה האנזים הוא ההקסוקינאז שמפרק את הפרוקטוז ל-

17

מודיפיקציותקוולנטיות

אפקטוריםחיוביים

אנזים המפתחעקרונות הבקרהאפקטורים שליליים

פוספורילציה הפיכהעל קבוצת סרין:

זירחון – אין פעילות אין זירחון – יש

פעילות

AMPCoANAD+

ATPCoAאצטיל-NADH

ח. שומן ארוכותשרשרת

מצב אנרגטי בתא:•ATP/ADP

NAD+/NADH התוצר הישיר של•

הריאקציה

קומפלקס פירובאט

דהידרוגנאז

ADPATPNADHציטרט

CoAסוקציניל-

זמינות תוצרים.• עיכוב ע"י הצטברות•

תוצרים ישירים ולפעמים גם תוצרים מאוחרים

יותר. בקרה אלוסטרית הנובעת•

בעיקר מהיחסים: ATP/ADP NAD+/NADH

ציטרט סינטאז

ADPCa+2

ATPאיזוציטראט דהידרוגנאז

Ca+2NADHCoAסוקציניל-

αקטוגלוטראט – דהידרוגנאז

פרוק לקטוזלקטוז – אלקטרוליזה של הקשר הגליקוזידי נקבל שני תוצרים-

גלוקוז וגלקטוז. נמשיך לטפל בגלקטוז. פוספט.1פופולריזציה נקבל גלקטוז

. כלומר נקבל עכשיוUDP יבצע החלפה בין הגלוקוז לגלקטוז על ה-1נזים א וUDP-glucoseניקח קבוצה של UDP-galactose -ו G-1-P .

. נמחזרUDP-glucose הוא אפימראז כלומר הופך את הקונפיגורציה על אחד הפחמנים בגלקטוז ויווצר לנו 2אנזים יכנס לגליקוליזה!!! G-6-P שאחרי היפוך ל- G-1-Pאת הקבוצה הזאת ויווצר לנו

גלקטוזמיה:מחלת קשה הנגרמת בגלל חסר גנטי באנזים

Galactose-1-phosphate uridyl transferase-פוספט1המטבוליזם של החולים במחלה זו נחסם ברמה של גלקטוז-

הם מקיאים ומשלשלים אחרי שתית חלב ומראים סימפטומים של הגדלת הכבד וצהבת. מעבר לכך, רבים מהם גם סובלים מפיגור שכלי

רמת הגלקטוז בתאי דם אדומים משמשת דיאגנוזה למחלההטיפול במחלה הוא על ידי החסרת גלקטוז מהדיאטה

טיפול זה גורם לרגרסיה של כל הסימפטומים חוץ מהפיגור השכליצריכה ממושכת של גלקטוז עלולה להביא למוות.

הנזק נגרם על ידי הצטברות חומר טוקסי ולא חוסר בסוכר התוצר המצטבר הוא גלקטיטול המתקבל מחיזור גלקטוז על ידיNADPH

מפירובט:Aקומפלקס הפירובט דהידרוגנז – יצירת אצטיל קו

מסלולים עיקריים:3*מפירבט הנוצר בגליקוליזה ניתן לקיים חמצון אצטיללמעגל קרבס וממנופירובט דהידרוגנאז בקומפלקס CoAהמשך יצירת אצטיל .1

CoA-2 למים ו COבתנאים אאירובים -- בתנאים אנארוביםלקטיתיצירת חומצה .2 – בתנאים אנארוביםכהליתיצירת חומצה .3

*התהליך הכולל המזורז ע"י קומפלקס הפירובט דהירדוגנאז:

תהליך הגליקוליזה התרחש בציטוזול על ידי אנזימיםמסיסים. , התוצר הסופי של הגליקוליזה, נכנספירובט

מתחמצן, שם הוא המיטוכונדריהלמטריקס של בדה קרבוקסילציה – הדבר נעשה CoAלאצטיל .מחמצנת

במעגל קרבס מתרחשCoAגם חימצון אצטיל במטריקס של המיטוכונדריה, פרט לאנזים אחד

הקשור לממברנה הפנימית שלה )סוקצנטדהידרוגנאז- נלמד בהמשך(.

18

:B1ויטאמין ( קואנזים בקומפלקס הפירובט דהידרוגנז - TPP פירופוספט )*תיאמין

:TPP*מהלך הקטליזה של דה-קרבוקסילציה המזורזת על ידי

*החומצה הליפואית קשורה בקשר אמידי לשרשרת צדדית של ליזין באנזים.

במהלך הקטליזה של חמצון פירובט TPPשלושת הפחמנים שלו נישאים על

בצורת הידרוכסי אתיל או "אצטאלדהיד הפחמן בטבעת קושר קב'מופעל" – .אלדהידית

TPP'הוא נשא של קב אלדהידיות ומשתתף

בתהליכים נוספים.

פירובאט יקשר לטבעת ע"י התקפת הפחמן )הפחמן בצורה מחומצנת(TPPשבטבעת ה-

הקישור גורם לשינוי בחלוקת האלקטרונים.CO2במולקולה ומזרז סילוק

נקרא נשא שלTPPלבסוף משתחרר אלדהיד ולכן אלדהיד.

19

*מנגנון הדה קרבוקסילציה האוקסידטיבית המזורזת ע"י קומפלקס הפירובאט דהידרוגנאז:FAD, TPP חומצה ליפואית – קשורים על האנזים. אצטיל ,CoA -ו NAD.מגיעים מבחוץ - +E1+E2+E3הקומפלקס האנזימתי –

*הכיווניות של התהליך:CoA CO2גלוקוז פירובאט אצטיל

קומפלס פירובט דהדרוגנז שומנים

. אין דרך חזרה לפירובאט/ גלוקוזCoAמאצטיל נדרש התהליך 'רץ'.CoA קפדני על התהליך: רק כשאצטיל פיקוחלכן יש

ניתן לייצר ליפידים אך לא רב סוכרים למרות שהוא מתקבל מחמצון של שניהם.CoAמאצטיל

פיקוח בשתי רמות: *פיקוח על פעילות קומפלקס הפירובט דהידרוגנז: . אלוסטרית - מאפשר שינוי בקפיצות קטנות.1 . מודיפיקציה קוולנטית – מאפשר שינוי בקפיצות גדולות יותר.2

פיקוח אלוסטרי: – עוצרים כשיש עודף אנרגיה.A ו- אצטיל קואנזים ATP, NADH חזק על ידי: עיכוב

העיכוב מוגבר בנוכחות חומצות שומן ארוכות שרשרת –פירובאט יחזור לגלוקוז וינוצל ע"י המוח.+ - סימני חוסר אנרגיה.AMP, CoA, NAD על ידי: זירוז

פיקוח על ידי מודיפיקציה קוולנטית: .E1: האנזים עובר פוספורילציה על שייר החומצה האמינית סרין של אחת משתי תת היחידות עיכוב

Protein kinase( - מזורזת על ידי האנזים ATPהדבקת קבוצת הפוספט )מ-: הורדת קבוצת הפוספט מחזירה לאנזים את פעילותו הרגילה - מזורזת על ידי האנזים זירוז

phosphoprotein phosphatase הפירובט דהידרוגנז.חלק מהקומפלקסשני האנזימים )קינאז ופוספטז( הנם

.ATPהקינאז מפוקח אלוסטרית- הוא מזורז על ידי – יש הפעלה של הקינאז ע"י זרחון, הקינאז מזרחןATPההיגיון בכך הוא שכשיש הרבה אנרגיה- הרבה

ATP מפירובאט. כלומר: CoAאת הקומפלקס ובכך הוא מעכב את פעילותו – אין יצירה של אצטיל מפקח על המפקחים.

סיכום מנגנוני הפיקוח על קומפלקס הפירובט דהידרוגנז: - = מעכב, += מזרז*

. הפירובאט נקשר ל-1TPP. שעל E1נפלט CO2.

. החומצה הליפואית2 המחומצנת נקשרת

לאצטיל שנשאר-Sמהפירובט( ע"ח קשר

3 .CoA-SHנקשר לאצטיל ומשתחררת

CoA. 2מולק' אצטיל ח.Sהמימנים שעל-

ליפואית מהווים כוח

FAD. מעבירים ל-4 מימני2 את E3שעל

הכוח המחזר. החומצה הליפואית

.מעבירים ל-5NADאת +

המימנים בעזרת

האנזים חזרלקדמותו.

20

סיכוםהפירובט נכנס למטריקס של המיטוכונדריה.

. על מנת להבטיח שתוצר של הגליקוליזה יהיה הסובסטרט של מעגל קרבס. מכלAהפיכת הפירובט לאצטיל קו האנזימים עשו קומפלקס. סה"כ חמישה קו אנזימים שותפים בקומפלקס.

הוא נשא הקושר קבוצה אלדהידית, תפקידו לגרום לכך שהפחמן יקשור אלדהיד, בנוסף הוא –B1, TPPויטמין מחזיק את המולקולה בכל השינויים. חמצון ודהקרבוקסילציה.

. תוך כדי שחרור TPP עם ה-1- קשירת הפירובט לאנזים 1 .2- קישור טיאואסטרי עם הגופרית על אנזים 2.A ומשתחרר אצטיל קו A- נכנס קו 3 חמצון FADH2 - מימני הגופרית יעברו ל-4

. FAD וישאר NADH יצא FADH2 ייקח את המימנים מ- - 5כמו שהתחלנו את התהליך

β oxidationחמצון חומצות שומן-

, . כדי לקבל אנרגיה נרצה2HDAF NADHהמקור הגדול ביותר לאנרגיה לטווח ארוך. תפקידם לספק לנו אנרגיה. להכניס את החומר למעגל קרבס. כדי להכניס את חומצות השומן למעגל קרבס נצטרך להפוך את חומצות השומן

.Aלחומרים שיהפכו לאצטיל קו .A מחומצות השומן הופכות לאצטיל קו 99%

שמבחינה אנרגתית זה קשה ולכן קודם כל ניצור קשרCC צריך לשבור קשר Aכדי להפוך חומצת שומן לאצטיל קו . Aכפול – פחות יציב אנרגתית ורק אז נשבור את השרשרת ליחידות של קו

נקבל( חמצון – יצירת קשר כפול, מולקולה פחות יציבהFADH) הוספת מולקולת מים

21

קבלת( חמצון – הפיכה לקבוצת קטוNADH) טיולאז מבקע את שתי המולקולות על ידי הכנסת קוA

( חומצה מאלית )חמצון( חומצה פומארית )כמו בסוף מעגל קרבס: חומצה סוקצינית )חמצון(אוקסלואצטט.

ירדו שני פחמנים ואילו על הפחמן האחרוןA )הפחמן השלישי(– כאשר נוריד אצטיל קו βהביקוע מתרחש בפחמן .A אצטיל קו 7 נקבל פחמנים 14בשרשרת השומן תישאר קבוצה קרבוקסילית. סה"כ מחומצת שומן בעלת

חמצון חומצות שומן מתרחש במיטוכונדריה בכל אברי הגוף חוץ מבמוח. חומצות שומן בעלות חדירות טובה לממברנות התאים אך ממברנת המיטוכנדריה היא סלקטיבית לחומרים מיוננים

כך שכדי שמולקולה של חומצת שומן תחדור היא חייבת להיות מיוננת.

:Aאיקטוב חומצת שומן עם קו נגיב חומצה שומנית עםATP.לקבלת חומר ביניים וקשר אנהידרידי בין החומצה השומנית לפוספט נקבל מולקולתAMP + מולקולות פוספט )אלו מקנות לנו את האנרגיה 2 המחוברת לחומצה שומנית

לתהליך( מולקולה חופשית של קוA -תתחבר במקום ה AMP. AMP ישתחרר. פירוק קשר אנהידירידי

ליצירת קשר טיאואסטרי בעל אנרגיה דומה. קרניטין – נשא של חומצות שומן למיטוכונדריה, בעל אמין רבעוני – תמיד טעון חיובי לא משנה

.pKמה ה- ( יחדור דרך המיטוכונדריה אל המטריקס.קרנטיןנעשה קשר קוולנטי כדי שההיבריד )חומצת השומן + ליצירת הקשר חייבים שאחת מהמולקולות תהיה מאוקטבת – חומצת השומן מאוקטבת עם קבוצת

. Aהאצטיל קו יש שתי אפשרויות ליצירת הקשר בין הקרניטין לח. השומן:

.שימוש בקרבוקסיל קרניטין וקרבוקסיל ח. שומנית. מתקבל קשר אנהידרידי.שימוש בכהל ובקרבוקסיל )חומצה(, לקבלת אסטר

הקומפלקס קרניטין + חומצת שומן יווצר ותשתחרר מולקולת אצטיל קוAעל ידי קרניטין אציל טרנספראז. הקומפלקס ייכנס למיטוכונדריה. 1

הקומפלקס יחדור לממברנת המיטוכונדריה בעזרת אנזים קרניטין אציל טרנספרז.ובתוך המטריקס יש שמפרק את הקומפלקס ומחזיר מולקולת קרניטין מחוץ למטריקס. חייבת2אנזים קרניטין אציל טרנספרז

לצאת מולקות קרניטין על מנת שיוכל להיכנס למטריקס הקומפלקס. התעלה סלקטיבית למולקולות בעלות קשר טיאואסטרי ולכן על כל מולקולה של חומצת שומן שנכניס

אחד שיתחבר אל מולקולת הקרניטין תוך כדי הוצאת מולקולת מים.Aנשתמש באצטיל קו ..פירוק הקשר הטיאואסטרי מקנה אנרגיה לתהליך

סיכום:. חומצת שומן נכנסת למטריקס של המיטוכנדריה באמצעות קרניטין.1.A. חומצת שומן מתחמצנת בעזרת אנזימים במיטוכונדריה לאצטיל קו 2

.A על כל מולקולה אחת של אצטיל קו NADH – 1, 1 -2HDAF. במהלך החמצון מתקבלים 3

. מחומצן במעגל קרבס. החמצון מושלם ל A.האצטיל קו 4 ליפאז – מולקולה של שלוש שרשראות של חומצות שומן המחוברות בקשר אסטרי לגליצרול. האנזים טריגליצרול

. β-oxidation– מפרק קשר אסטרי. נקבל חומצות שומן שיעברו תהליך ניתן להכניס לגליקוליזה לאחר מספר מודיפיקציות:גליצרול

על ידי גליצרול קינאז.ATP.הדבקת קבוצת פוספאט על הגליצרול – קשר פוספואסטרי פירוק 1 מאלדהיד לקטון.NADHחמצון עם . 2 נכנסת לגליקוליזה. – פוספאט 3. איזומרזציה קבלת מולקולה גליצראלדהיד 3

חומצות שומן אי זוגיות:

22

MethionineIsoleucine

ValineThreonine

לחיידקים יש חומצותE-coliהחומצות שומן בגופנו הן זוגיות יש חומצות שומן אי זוגיות במעיים שמקורם בחיידקי אי זוגיות ליונקים )פרופר( אין.

Rחומצות אמינו )מטיונין, ולין, איזולאוצין, טראונין( עוברות דגרגציה מטבולית ובסופו של המסלול אחד משיירי ה--E-coli )C-17, C זו במהלך הפירוק של חומצות שומניות מ- A. דרך נוספת לקבלת פרופיניל קו Aייתן פרופוניל קו

19, C-20(.

פחמנים ולכן נעשה קרבוקסילציה לפרופיניל קו 4 פחמנים למולקולת 3צריך לעבור ממולקולת Aתהיה . שמשמש כנשא שמקבע אתביוטין ליצירת הקשר בין הפחמנים. בעזרת קו פקטור ATPאקטיבציה עם

חדש.CC הביוטין הוא מקור האנרגיה ליצירת קשר על ידי קרבוקסילציה של זמנית את ה- נקבלD מטיל מלונין קו -A שיעבור אפימריזציה )החלפת הקבוצות( ונקבל L מטיל מלונין קו -A

ואנזים נוסף הופכים את התוצר לסוקציניל קו ויטמין קו אנזים A.

.A התהליך לא ימשיך עד סופו, יווצר לנו עודף של פרופיניל קו חוסר בוויטמין לכן חשוב לתת דיאטה מתאימה, כלומר האדם חייב לקבל את החומצות האמיניות הללו

אך חייבים לתת אותם בדיוק בכמות הרצויה לגוף מעל הכמות ההכרחית יתחיל פרופיניל.יצטבר לנו

אם יש מסלול עם הרבה שלבים ובאיזה שהוא שלב יש פגם מי שיצטבר.התחלתיהוא התוצר

גופי קטון:כולם בעלי קבוצת קטון, חולי סכרת בעלי ריכוז גבוה של מולקולות אלו.

.Aמסנתזים על ידי שתי מולקולות אצטיל קו בגוף שלוש צורות אנרגיה:

. חומצות שומן – לב חי באופן בלעדי כמקור לאנרגיה.1. גלוקוז - מקור אנרגיה לכל הגוף חוץ ולמוח בפרט.2. גופי קטון - המקור האנרגטי המינורי בגוף אלא אם האדם חולה סכרת אז הכמות של גופי הקטון עולה דרסטית.3

הכבד הוא הבית חרושת המטבולי העיקרי של הגוף. כל מה שהגוף לא יודע לעשות איתו, כל מה שיש עודף מגיע ובונה חומצות שומן שיעברו לאחסון ברקמות השומן. אך תמיד יש כמות קטנהAלכבד, מהם הוא אוסף אצטיל קו

שהופך לגופי קטון ומסתובב בדם.Aשל אצטיל קו כאשר יש צורך במהירות לאנרגיה הגוף ישתמש בגופי קטון.

סינתזה של גופי קטון:, כלומר למעגל קרבס אין צורך בו. Aכאשר אין צורך באצטיל קו

מולקולות אצטיל קו 2המיטוכונדריה לוקחת Aדוחסת אותם יחד עם האנזים טיולאז )עושה ליזיס עם גופרית(.

נכניס מולקולה נוספת של אצטיל קוA עם מים בעזרת האנזים HMG-CoA .( נקבל חומצה גלוטריתHMG-CoA בעלת )קבוצות קרבוקסיליות. 2 פחמנים ו-5 -נעשה ליזיס לHMG-CoAנקבל אצטואצטט – :מכאן שתי אפשרויות

oנקבל אצטוןדה קרבוקסילציה מחמצנת לקטון – o.חיזור המולקולה – בטא הידרוקסיבוטרט. – מצב בו משתחררים מולקולות הקטון לדם

.גופי קטון עוברים בדם פוגשים איבר מטרה נכנסים למיטוכונדריה ועוברים חמצון הופכים לאצטואצטט נגיב את אצטואצטט עם סוקציניל קוA ונקבל אצטואציל קו A. נכניס אצטיל קוA ונקבל שתי מולקולות של אצטיל קו A.שישמשו לקבלת אנרגיה במעגל קרבס .

23

כאשר יש הצטברות של אצטואצטט נקבל גם חמצון של המולקולה ונקבל אצטון – בחולי סכרת נוכל להריח אתריח האצטון.

סינתזה של חומצות שומן הסינטזה בציטוזול בכבד,כליות מעיים ורקמות שומן!!

.כל עודף קלוריות גורם להשמנה אצטיל קוAהוא המקור העיקרי למאגרי אחסון .כל שלבי הקינאזות הם בלתי הפיכים. כל שאר השלבים הפיכים דגרגציה – חומצה ארוכה שברנו לאצטיל קוA בסינתזה נעשה הפוך ניק אצטיל קו .Aונבנה חומצה

ארוכה..צריך להשקיע אנרגיה בשביל לסתז חומצת שומן( ניתן להשקיע אנרגיה באופן ישירATP, GTP)..ניתן להשקיע אנרגיה באחד מהמגיבים – לאקטב אותו

:Aאקטיבציה של אצטיל קו חדש – קשר עתירCC הוא בעל קשר A על ידי קרבוקסילציה. המלונין קו A למלונין קו Aנהפוך את אצטיל קו

אנרגיה. ביוטין בגוף נקשר לחלבון שתפקידו להיות הנשא של ביוטין.ביוטין פקטורהאקטיבציה מתרחשת בעזרת קו – ביוטין נקשר באופן קוולנטי לחלבון, הקבוצה הקרבוקסילית יוצרת קשר אמידי עם קבוצת האמין של

החלבון/נשא.

ו- כעת הביוטין יכול לעבור קרבוקסילציה עם ATP.ליצירת קשר קוולנטי חדש

-לחנקן ורק נצטרך להעביר את הקשר הזה )בעל אותה רמה אנרגתית( לאצטיל קו נקבל קשר עם ה A. לכן נכניס אצטיל עם טרנספראז.

נקבל מלונין קוA.וביוטין עם הנשא שלו ,

סינתזה של חומצות שומן: פעולות אנזימתיות שמסודרות באופן מדורג אחד אחרי השני.6קומפלקס אנזימתי מסיס בציטוזול המכיל קבוצות 2הקומפלקס בעל SH חיוניות. קבוצה אחת קושרת את המלונין קו Aואילו השנייה קושרת את .

האצטיל.

נוצר קשר משתחרר CC .על ידי קונדסציה נחזר את הקטון לכהל. ריאקציה אנאבולית )בניית חומצות שומן( ולכן הכוח המחזר הואNADPH..נוציא מולקולת מים – דהידרציה חיזור בעזרתNADPH.נקבל קשרים רוויים –

24

אנזים יעביר את השרשת שהתקבלה לקבוצתSH השניה כדי שנוכל לקבל את המלונין קו A.הבא פחמנים אז היא יורדת מהקומפלקס האנזימתי.16עד שנקבל פלמיטט – חומצה שומנית עם

4-phosphopantethiene ויטמין( מורכב מחומצה פנטוטנית – A - ACP ומקבוצה פרוסטטית שבסופה )SHוהוא זה .A נוסף הקושר את האצטיל קו SH. קיים Aשקושר את המלוניל קו

חלבונים נוספים.6 נמצא במרכז הקומפלקס וסביבו ACPהקומפלקס האנזימתי מסיס בציטוזול. הריאקציה מתחילה על ידי קשירת אצטיל קוA על SH של החלבון KS קו .A.משתחרר מלוניל קוA-נקשר ל SH של ACP ומשתחרר קו Aכעת לקומפלקס קשור מלוניל ואצטיל הקרובים אחד .

לשני בצורה סטריתMT מתרחשת קונדנסציה: נוצר קשר - CC בין המלוניל לאצטיל. תוך כדי כך מתנתק קשר CCוישתחרר

שלS פחמנים הקשורה ל-4. נוצר שרשרת של KS של ה-SH בין האצטיל ל-C-S בנוסף מתנתק קשר ACP.

השרשרת על גביACP-מטיילת על הקומפלקס האנזימתי. זנב ה ACP.משמש כעוגן KR מחזר את הקרבוניל לכוהל בעזרת NADPH.HDמוציא מולקולת מים ויוצר קשר כפול – ER מחזר את הקשר הכפול בעזרת - NADPH.נקבל מולקולה רוויה – AT-מעביר את המולקולה מה – S-של ה ACP-ל S של KS-כך שה .ACP פנוי לקבל מלוניל קו Aנוסף

וחוזר חלילה.

(NADHתהליך קטבולי שבירת מולקולות גדולות לקטנות למטרת אנרגיה )חיזור עם (NADPHתהליך אנאבולי בניית מולקולות גדולות מאבני בניין תוך כדי השקעת אנרגיה )חיזור עם

ציטוזולי:NADPHיצירת . הפיכת מלט לפירובט על ידי דה קרבוקסילציה מחמצנת.1

.OHוחמצון , מחזרים . יוצא 2 התהליך יוצא לפועל בעזרת מליק אנזיים ציטוזולי. 3

מליק אנזיים מיטוכנדריאלי יעבוד ברקמת שריר. כאשר השריר צריך אנרגיה. התוצר יהיה מלט. קצב החמצון של יכנס למיטוכונדריה, נצטרךA תלוי בריכוז אוקסלואצטט. אם נרצה שיותר מולקולות אצטיל קו Aאצטיל קו

להעלות את ריכוז אוקסלואצטט. נעשה זאת על ידי ריאקציית מילוי: מליק אנזיים יעבוד בכיוון ההפוך כלומר, .ההגבלה על יצור המלט כעת יהיה כמות החמצן בשריר, מפניממלט לפירובט תוך כדי חיזור של מולקולת

. הכל תלוי בחמצון המולקולות הללו.ק את שהוא זה שמסל שעובר דה קרבוקסילציה G- 6-P. גליקוליזה לא מתחילה מגלוקוז אלא מ- הפנטוזות מגיע ממעגל NADPHה-

NADPH. ה- NADPH. נקבל שני חמצון הקרבוקסיל מחמצנת הנעשית בשני שלבים. חמצון האלדהיד שהתקבל ממלט לפירובט שמשמש אךNADPHשמתקבל משמש את כל התהליכים האנאבולים בתא. לעומת ה-

ורק לסינתזת חומצות שומן.

מעגל קרבס: אם התהליך קטבולי הציטרט יתפרק עד הסוף. אם אנחנו במצב אנרגטי טוב אין סיבה להמשיך לפרק לציטרט - הכול ייעצר במעגל הקטבולי. Aאצטיל קו

עודף גלוקוז יהפוך לאצטיל קוA .)מפני שאסור שיהיה עודף גלוקוז בדם )חייב להישאר קבוע , אצטיל קוA יהפוך לחומצות שומן. צריך להעביר את האצטיל קו Aמחוץ למיטוכנדריה מפני שסינתזת חומצות

שומן מתבצעת בציטוזול. אצטיל קוAיהיה מחופש לציטרט, נוציא ציטרט לציטוזול )= הוא מעכב בגליקוליזה

( אם עודף הציטרט יהיה בתא שריר:PFK 1 ב-,PFK 1: ריכוזו עלה ועולה עד שריכוזו עולה מספיק ואז סוגר את מצב מנוחה

,הגליקוליזה תפסיק.: ממצב מנוחה למצב פעיל מאוד הציטרט ישמש לאנרגיה ריכוז הציטרט ירד – מצב פעיל

הגליקוליזה תמשך. ציטרט בציטוזול + קוA( ציטרט ליאז + השקעת אנרגיה + ATP) נקבל אצטיל קו A

שישמש ליצור חומצות שומן ואוקסלואצטט שחייב להיות מסולק.

25

5

4

4

12

6

7

8

9

תהליך זה מתרחש רק ברקמות המסנתזות חומצות שומן )כליות,כבד, מעיים )סטרואידים, כולסטרול(.NADPHורקמות שומן(. וברקמות המשתמשות ב-

לא יהיה בשריר חלק ובשריר הלב.( אוקסלואצטט משמש כסובסטרט, עובר חיזור עםNADH.ויוצר מלט )

. NADPHהמלט ע"י דה קרבוקסילציה מחמצנת נותן פירובט ו- עבור כל אצטיל קוA שיוצא לציטוזול )ליצירת חומצה שומנית( אנחנו זקוקים לשתי מולקולות NADPH,

פירובט( והאחרת ממעגל הפנטוזות.כאשר אחת נקבל בזכות המליק אנזיים )מלטפירובט יחזור למיטוכונדריה , אם נרצה שסוכרים רבים יהפכו לחומצות שומן אנחנו חייבים אוקסלואצטט

יהפוך לציטרט.Aשיחד עם אצטיל קו לפירובט נעשה קרבוקסילציה תוך כדי השקעתATP וכך נקבל חזרה מולקולתביוטין עם קופקטור

אוקסלואצטט. במקביל גם המלט יכול להכנס ישירות למיטוכונדריה לעבור חמצון וליצור אוקסלואצטט.

המשך סינתזה מחומצה פלמיטית. פחמנים(, הארכת השרשרת וגם הוספת קשרים כפולים התהליך22 פחמנים לחומצה בעלת 16מחומצה בעלת

באזור ספציפי במולקולה.ציס )מיקורוסמול(. הקשר הכפול הוא ERמתבצע ב- חומצה רוויה – ללא קשרים כפוליםחומצה לא רוויה – קשר כפול אחד.

חומצה רב רוויה – יותר מקשר כפול אחד.מחומצה פלמיטית ניתן להאריך את השרשרת או להוסיף קשר כפול

מהקצה הקרבוקסילי– יונקיםהוספת קשר כפול מתבצע תמיד קשר כפול מהקצה המתילי - צמחיםהוספת

פחמנים )תמיד במרחקים של שלושה פחמנים(3הוספת קשר כפול נוסף מתבצע במרחק של

– הקשר הראשון9 בפחמן מספר 1 פחמנים בשרשרת, קשר כפול 16 – 16:1( . )1.9 תמיד בפחמן

בחומצה3 בפלמיטית הופך לפחמן 1. הוספת שני פחמנים לקצה הקרבוקסלי. פחמן 2 סטרית, החומצה רוויה. תמיד הארכה היא על ידי שני פחמנים

– קבלת חומצה אולאית הנמצאת בריכוז גבוה בשמן זית 9. הוספת קשר כפול בפחמן 3 וברוב הגרעינים.

. הוספת קשר כפול נוסף מהצד המתילי. קבלת חומצה לינואנלית בעלת שני קשרים כפולים – רק צמחים 4 בעלי היכולת לסנתז חומצה זאת. לכן היא הכרחית לחיות, שניזונות מצמחים לקבלת חומצה זו.

. נקבל אלפא לינואלית.15. בצמחים בלבד - הוספת קשר כפול מכיוון המתיל. בפחמן 5. קבלת חומצות שומן שונות6.6. חיות - הוספת קשר כפול בחומצה הלינואלית מכיוון הקרבוקסיל, בפחמן 8

קבלת דלתא לינולאט.. הארכת שרשרת, שני פחמנים מהקצה הקרבוקסילי – חומצה אקוסטרנית.7. הוספת קשר כפול מהקצה הקרבוקסילי – חומצה ארכידונית.9

פחמנים.18צמחים לא מסוגלים להאריך שרשרת מעל פחמנים.22יונקים ויצורים הנמצאים בעומק הים – בעלי חומצות שומן עם

שומן – מאגר של חומצות שומן בלתי רוויות )שומן "מת" – משמש למאגר בלבד( חומצות שומן – מרכיב הכרחי בממברות של כל האברונים בתא, דבר הדורש גמישות – כדי שיוכלו להתכווץ

ולהתארך. חומצות שומן רוויות בטמפרטורת הגוף היו במצב מוצק כלומר הממברנה לא תאפשר מעבר דרכה.

הכנסת קשרים כפולים לחומצות שומן:

+ חמצן מולקולארי עובר חיזור למים + חומצת שומן לא רוויה. תגובה שלAחומצת שומן רוויה עם אצטיל קו שמגיע ממעגל הפנטוזות – כוח מחזר אנאבולי.NADPHחמצון חייבים כוח מחזר –

1 .NADPH מוסר את האלקטרון והפרוטון שלו לציטוכרום B5 - בעל כוח מחמצן – FAD-שמתחזר והופך ל

.

26

NADPH +FAD 2Fe+2 + R-CH2- CH2C

O

S - CoA

+ O2 + 2H+ R-CH2=CH2C

O

S - CoA

+ 2H2O

NADP+ FAD 2Fe+3

FADH2 +2Fe+3

12 3

. מתחזר ל- . על ידי 5B תוך כדי חיזור הציטוכרום FAD מתחמצן ל-. 2

תוך כדי חיזור החמצן למים. מתחמצן ל- . 3

2 -מימנים מתקבלים מ NADPH -עם מהחומצה השומנית. כל רקמה2 ממעגל הפנטזות ו שמסנתזת חומצות שומן בלתי רוויות חייבת את מעגל הפנטוזות.

רקמת שד של אשה מניקה – רקמה אינדוקטיבית בתנאים ספציפים מסוגלת לסנטז חומצות שומן בלתי רוויות ומעגל פנטוזות.

פחמנים מהקצה המתילי.6 - הקשר הכפול הראשון הוא -6 - סימון ספירה מהקצה המתילי. יונקים - הוספת קשר כפול והארכת שרשרת מתרחש מהקצה הקרבוקסילי, לכן כשנעבור מחומצה לינואלית

. הספירה מהצד המתילי יישאר כשהיה.-6לחומצה הארכידונית נשאר ב-

. אכילת שמן זית אינה -3/-6לרוב לאנשים ישצריכה נמוכה ליזון מ- .-3/-6 את -9עוזרת, מפני שרק צמחים בעלי יכולת ליצור מ-

יש צורך להפוך את הקשרים הכפולים מציס לטרנס כדי שניתן יהיה לחמצן Aחומצות שומן לאצטיל קו

שימושים בחומצה ארכידונית:

( משמשת כחומר מוצא לחומרים דמויי4 פחמנים, 20כסובסטרט, חומצה ארכידוניט )קשרים כפולים הורמונים – פרוקרסורים. בעלי השפעה רבה על תהליכים ומערכות פיזיולוגיות.

התוצרים של חומצה ארכידוניט הם ייחודיים: א. מרכיב מבני בממברנה. ב.פרוסטגלנידים – משתתפים בתהליכים דלקתיים. גורמים לתהליך הדלקת – עליה של חום, מביאים חיידקים לאזור הדלקת וכו'.

מכווצים חזקים של שרירים חלקים )שרירי הרחם והמעיים( חשובים לצירי לידה, משתמשים בחומרים אלו כדי לזרז לידה.

אנזיםCOX :יוצר פרוקסיד כפול COOH.גשר פרוקסידי כתוצאה מהכנסת שתי מולקולות של חמצן + (ERהתהליך מתבצע במיקרוסומות )

אספרין מעכב את האנזיםCOX.תהליך פירוק החומצה הארכידוניט מעוכב – חום ודלקת יורדים ,.דלקות פרקים/עצמות נובעות מיצירת עודפת של הפרוסטגלנידים ללא בקרה – דלקת כרונית

פעילות האספירין: . האספירין במצבCOX ובכך נקבל עיכוב של COXסרין שבאנזים של OHהאספירים עושה אצטיליה על קבוצת

מקליפותאורטו על טבעת הבנזן בעל יכולות רפואיות – מוריד את עומת הדלקת והחום. לראשונה הופק האספירין של עצים שיצר חומצה צליצלית בהמשך הופק האספירין - יעיל יותר מהחומצה הצליצלית.

עיכוב יצירת הפרוסטגלנידים באתרCOX אספירין, אדוויל, נורפן, נפרוקסן פועלים באותה דרך של עיכוב הדלקתי.

. התגלה כי)COX, )COX1,COX2,COX3 שנים התגלתה פעילותו. ידוע שישנם שלושה אנזימי 5אקמול –לפני כ- שפעיל באופן סלקטיבי במוח.3COXהאקמול משתק כאבים וחום על ידי פעילות במוח. מעכב את פעילות של

שנוצר בדלקת – מנגנון הפעולה אינוידוד.COX2ויוקס – הורדה מהמדפים מפני שמעכבת סלקטיבית את שפעילותם נחוצה בכבד ובמעיים. דבר הגורם לעליה בחומציות בקיבהCOX2, COX1אספירין שמעכב את

והעלאת הסיכוי לדימומים בקיבה.

סינתזה של טריאצילגליצרול וגליצרופוספוליפיד::פוספוליפיד בנוי משלד גליצרולי יונקים –נקבל את הגליצרול בגליקוליזה כדיהידרוקסיאצטון פוספט נחזר אותו עםNADHוהקרבוניל

27

PS

Vitamin B6

יונקיםיונקים ושמרים

שמרים וחיידקים

. המסלול הנ"ל מינורי ביונקים. (L-G-3-P-פוספט )3 גליצרול L. נקבל OHיקבל קבוצת חיידקים – ינצלו את הגליצרול מהמצע שלהם כמעט לכל דבר בעזרת גליצרול קינאז

( ATP ADP נקבל )L-G-3-P .-כדי ליצור קשר בין הקרבוקסיל של חומצות השומן לבין הOH של L-G-3-P ,

.Aנאקטב את חומצת השומן על ידי קו האקטוב נעשה על ידי האנזים אצטיל קוA .סינתאז פעמים3ליצירת טריאצילגליצרול נאקטב -ליצירת גליצרופוספוליפיד נאקטב שתי חומצות שומן שיתחברו לקבוצותהOHשל הגליצרול ונקבל חומר

ביניים הנקרא חומצה פוספטידית. CDP. כעת ניתן לאקטב חומצת שומן נוספת והסרת הזרחן על ידי פופטאז נקבל 1

dialcykglycerol. של קבוצת הראש לזרחןOH. אקטיבציה של קבוצת ראש הידרופילית ניצור קשר אסטרי בין 2

זו הקבוצה שאיקטבנו .X.כאשר CDP X נקבל

הוספת הראש ההידרופילי: שיצור קשרCDP נחבר אליו קבוצת OHקבוצת הראש, הורדת הפוספט – קבלת איקטוב – אאוקריוטים בלבד

. CMP לקבוצת זרחן ויצא OHפוספואסטרי בין ואילו קבוצת הראשCDPבמקום קבוצת הפוספט התחבר חומצת השומן, – איקטוב + פרוקריוטיםאאוקריוטים

. CMP לקבוצת זרחן ויצא OH,יווצר קשר פוספואסטרי בין CDP diacylglycerol נקבל .OHהיא בעלת בעל קשר פוספודיאסטר – שני קשרי אסטר .glycerolphosphlipidבשני המקרים נקבל

:CDP dialcykglycerolסיטנזה של חומרים שונים מהסובטרט- :חיידקים ושמרים בלבד – (PSפוספטידיל סרין )א.יצירת

שתתחבר לפוספטOH וקבוצת סרין בעלת CDP diacylglycerolהחלפת קבוצת ראש: סובסטרט פוספטידילסרין וקבלת PS synthase . התהליך מזורז על ידי אנזים CMPותצא מולקולת

כמו שמוצג באופציה הבאהPE אך ניתן לעשות החלפת ראש עם PSביוקים אין סינתזה של

נעשה דהקרבוקסילציה בעזרת אנזיםPS: מ-(PEפוספטידיל-אתאנול-אמין )ב. יצירת

PS decarboxylase נקבל ויטמין בשיתוף של (PEחיידקים ושמרים בלבד.) יצירתPE על ידי החלפת קבוצת הראש עם PS – בלבד )סרין אתנולאמין(אאוקריוטים

– אאוקריוטים וחיידקים מעטPC – phosphatidylcholineיצירת ג. שלוש מתילציות על האמין הראשוני הפיכה מאמין ראשוני לאמין רביעוניPE. מ-1

(. PC תמידי( נקבל בפוספטידיל כולין )). איקטוב קבוצת הראש כולין והחדרתו לדיאצילגליצרול – אאוקריוטים בלבד2

PCמתקבלת חומצה שומנית בלתי רוויה ומשמש כמקור לכולין שחשוב לאצטיל כולין שלו תפקיד חשוב – לציטין – במערכת העצבים. אם נאכל לציטין הוא יתפרק לגורמים ולא יקלט בגוף כלציטין,אם נרצה להחדיר לגוף חומר במו

שהוא נזריק אותו לדם.

– אאוקריוטים +פרוקריוטיםPI – phosphatidylinositolיצירת ד.

-הוספת לינוסיטול לCDP diglycerol כתלות במספר מולקולת נקבל מולוקולות ,OHשהפכו לפוספט.

קבוצתR -היא חומצה ארכנידונית וכשהיא מתפרקת מקבלים פרוסטנואידים המשתתפים בתהליך ב העברת אותות.

PI!!!בעל טבעת יציבה שאינה נפתחת – לשים לב המולקולה דומה אך אינה גלוקוז

נחבר שתי חומצותCMP: הוספת פוספטודילגליצרול והוצאת קרדיוליפין יצירת CDP dialcykglycerolה. מ- אאוקריוטים +פרוקריוטים החשוב לממברנות הלב והמוח.קרדיוליפיןפוספטידיות שביניהם שלד גליצרול, נקבל

PE

PS

28

α- amino acid α- keto acid + Urea

12

כולסטרול27פחמנים מאצטט שזו אבן הבניין כולסטרול יסונתז מאצטיל קוA)לא נקבלו במזון )על ידי חמצון גלוקוז וחומצות שומן .כולסטרול חשוב מאוד לממברנות( איזופרופןIPPאבן בניין לסינתזה של כולסטרול )( סינתזת כולסטרול מתבצעת במיקרוזומותER)

כולסטרול חומצה מבלונאט A אצטיל קו

למבלונאט:Aשלב א' – הפיכה מאצטיל קו למדנו כבר שHMG – Co A.נוצר בסינתזת גופי קטו במיטוכונדריה HMG – Co A עובר חיזור פעמיים עד קבלת כהל בעזרת שתי מולקולות NADPH קבלת מבלונאט בעזרת האנזיםCo A reductanase HMG . עיכוב האנזיםCo A reductanase HMG מעכב יצירת עודף כולסטרול בכבד סנתוז הכולסטרול הוא אחר

שלב ב'- הפיכת מבלונאט לכולסטרול פחמנים( והופך לכולסטרול )מולקולה30מבלונאט הופכת לאיזופרופן מאוקטב שהופך לסקוולנס )מולקולה בעלת

פחמנים( שיוצר ממברנות חדשות.27של –כולסטרול אסטר על הכולסטרול ייצור OH והדבקתה לקבוצת Aאיקטוב של חומצה שומנית על ידי אצטיל קו

כולסטרול חופשי בציטוזול המשמש כחומר תשמורת.

פירוק חלבונים

לא ניתן לסנתז חומצות אמינו מאטומים של חנקן האויר – מצב גזי. כל אטומי החנקן מגיעים מהמזון )בקטריות וצמחים(

חומצות אמינו שהגוף אינו מסוגל לסנתז הן הכרחיות, הגוף חייב לקבל אותן מהמזון )ח. אמינו שהגוף לא מסוגל לסנתז: ארגנין, היסטידין, איזולאוצין, לאוצין, ליזין, מטיונין, פניל אלנין, טראונין, טריפטופאן, ולין(.

בקיבה מתרחש הפירוק הראשוני של החלבונים על ידי פרוטאזות – אנזימים המפרקים חלבונים לחומצות . pH=1.2אמינו. פפסין הוא פרוטאזה העובד בסביבה חומצית

מעי הדק – מפרק את החלבון לחומצות אמינו בודדות על ידי שימוש בטריפסין, כמוטריפסין וכו' ורק אז הן עוברות לזרם הדם ונישאות אל הכבד.

.כבד – ממשיך את תהליך הפירוק10-15%.מהאנרגיה מגיע מפירוק חלבונים חומצה אמיניתα הופכת לחומצת קטו α.אוריאה +

" שמעביר את האמין מהחומצה האמינתאמינוטרנספראז טרנסאנמיציה – מעבר של אמין, על ידי אנזים ".1 לחומצת אלפא קטו. נקבל גלוטמאט. ניתן לעשות טרנס אנימציה לכל ח. אמינית ועל ידי כך ליצור חומרים שונים

הדרושים לקרבס

א ב'

PC

PE

PI

PS

29

α- amino acid + α- ketoglutaret Gluatamate + NAD+ + NADH + Urea

α- keto acid α- ketoglutaret

דה אנימציה מחמצנת - הורדת האמין מהגלוטרט, שישמש לאוריאה.2.ע"י האנזים גלוטמאט דהידרוגנאזNADH וקבלת

= טרנסדהאנימציה )טרנסאנימציה+דאנימציה מחמצנת(1+2 תהליכים

קבוצה פרוסטטית/קופקטור – קבוצות הנמצאות בחלבון שאינן חומצות אמינו. מזרזים את התהליך. פירידוקסל

הכרחי לפירוק חומצות אמינו, קשור חזק לחלבון. האתר הפעיל שלו בעל קבוצה -– ויטמין PLPפוספט - פרוסטטית, קושר את כל המולקולות הדורשות זירוז.

קשר שיף = קשרקשר שיף. – Lys – 258 – יוצר קשר קוולנטי כפול עם האנזים בחומצה אמינית PLP מצב מנוחה:כפול בין קבוצה פרוסטטית לחלבון.

מצב פעיל:. מתחיל הזירוז, אמינוטרנספראז יוריד את האמין ובמקום ישים קרבוניל.1

לבין בין הקבוצה האמינית של האנזיםPLPתכנס חומצה אמינית לאתר הפעיל, תהיה תחרות באתר הפעיל של יהיה בעל חומצה אמינית ליזין חופשיה ואילואמינוטרנספראז הקבוצה האמינית של החומצה האמינית.

PLP יהיה קשור לאמין של החומצה acid α-keto .בקשר שיף לאמין )אלדימין(PLP. טאוטומריה – מצב של שו"מ – יצירת קשר כפול בין הפחמן של 2

לאמין )קטימין(.α-ketoומעברו ליצירת קשר כפול בין הפחמן של . הידרוליזה של קטימין – המים תוקפים את הקשר הכפול. נקבל חומצה שתעזוב את 3

יהיה בקונפורמציה שונה. נרצה להחזיר אותו למצב ההתחלתי.PLP האתר הפעיל. ו- ,בקשר שיףC=N ויצור קשר PLP עם אלפא קטוגלוטרט שיתחבר לPLP. נגיב את ה- 4

נקבל קטמין ומים.. טאוטומריה – מעבר הקשר הכפול בשווי משקל קטמין אלדמין .5 ואילו תשתחרר מולקולת גלוטמט.PLP יתקוף את קשר שיף שקיים ויצור קשר שיף חדש עם 258. ליזין 6

.13-18שקפים

גלוטמט אלפא קטוגלוטמט. על ידי דהאמינציה מחמצנת – הורדת אמין וחמצון. מקוטלז על ידי האנזיםגלוטמאט דהידרוגנאז. החמצון מתבצע במיטוכונדריה. לכן הגלוטמאט עובר מהציטוזול למיטוכונדריה.

.. גלוטמאט עובר חמצון. מוסר שני אלקטרונים ל- 1 ( – מצב ביניים לא יציב, מים תוקפים את הקרבוניל.C=N. נוצר קשר שיף )2. האמין יוצא החוצה בצורת אמוניה ונקבל אלפא קטוגלוטמט3

תת יחידות יכול להשתמש ב-6גלוטמאט דהידרוגנאז מורכב מ-ככוח מחמצן.

נקבל אמוניה – רעילה בזרם הדם ולכן נהפוך אותה לאמוניה במעגל האוריאה.

מעגל האוריאה - בכבד:

.הוצאת האמוניה מהתא וחיבורו לאוריאה :מהציטוזול. 3 מהמיטוכונדריה, 2דורש חמישה אנזימים -מולקולות 3התהליך דורש שימוש ב ATP..תוצרים: אוריאה + חומצה פומארית

לאמוניה – קבלת קרבוניל פוספט. - מיטוכטנדריה. חיבור 1 .קרבומויאל פוספט יתחבר לאורניטין שמגיע מהציטוזול על ידי טרספורטר ויווצר ציטרולין – שיצא2

מהמיטוכונדריה לציטוזול.

30

במקביל לכניסת מולקולת אורניטין תצא מולקולת ציטרולין.

(:2ATP - סינטזה של קרבוניל פוספט )מחיר – 1שלב

נחבר אליו קבוצת פוספט לא נמצא חופשי בדם אלא נמצא בצורה של גז של ..ATPעל ידי פירוק

.נחבר את האמוניה במקום הפוספט נשקיע אנרגיה פירוק מולקולתATP.נחבר קבוצת פוספט כדי להטות את התגובה לכיוון הרצוי –

קבלת קרבוניל פוספטמיקום: מיטוכונדריה

- חיבור הקרבוניל פוספט לאורניטין.2שלב .אורניטין היא חומצה אמינית אינה סטנדרטית פוספט וחמצן יוצאים ונקבל ציטרוליןהתהליך מזורז על ידי אורניטין טרנסקרבמוילאזמיקום: מיטוכונדריה

יש הרבה ציטרולין באבטיח... לכן אחרי אכילת אבטיח הולכים לשירותים.

– חיבור ציטרולין לאספרטט וקבלת ארגנינוסוקצינט3שלב .ציטרולין יצא מהמיטוכונדריה ויתחבר לאספרטט שהגיע ממעגל קרבס ומוסר את האמין שלו נשקיעATP ישתחרר AMP-מולקולות פוספט2 ו .זירוז על ידי ארגנינוסוקצינט סינטאזמיקום: ציטוזול

– הידרוליזה של ארגנינוסוקצינט4שלב .קבלת ארגנין )ימשיך במעגל האוריאה( ופומארט )יכנס למגל קרבס( על ידי שבירת הקשר ביניהם.זירוז על ידי ארגנינוסוקצנאזמיקום: ציטוזול

– יצירת אורניטין ואוריאה מארגנין.5שלב ארגנין עובר הידרוליזה קבלת אוריאה)תופרש בשתם( ואורניטין שיכנס למיטונדריה לקבלת ציטרולין.זירוז על ידי ארגינאזמיקום: ציטוזול

שני איורים מסכמים:

31

.

שרשרת מעבר האלקטרונים – דופן המיטוכונדריה

.סוכרים הנכנסים לתא עוברים פירוק בגליקוליזה לפירובט שנכנס למעגל קרבס ונפלט . דבר המתרחש בשרשרת העברתATP, לכן יש להמיר את האנרגיה ל-NADHרוב האנרגיה עוברת למולוקלת

אלקטרונים – נשימה מיטוכונדריאלית. על ממברנת המיטוכונדריה. נשתמש לכל המטרות האנרגיתיות של התא והגוף.ATPבמולקולת ה-

על ידי חמצן, אלקטרונים עוברים דרך כלNADHבממברנה הפנימית נמצאים קומפלקסים אנזימתיים שמחמצנים הקומפלקס וחמצן מתחזר למים. בזמן שאלקטרון עובר מחלבון לחלבון עובדות משאבות פרוטונים שיוצר מפל

פרוטונים ופוטנציאל אלקטרוכימי. כתוצאה מיציאת הפרוטונים מחוץ למטרקיס, המטען במטריקס יהיה שלילי משתמש במפל הפרוטונים )פרוטונים נכנסים עם מפל הריכוזיםATP syntaseואילו מטען הציטוזול יהיה חיובי.

.ATPלמטריקס( לסינתזה של מנפחו הוא מיטוכונדריה גם בלב ובשריר יש כמות גדולה של מיטוכנדריה.15-20%תא כבד

מבנה המיטוכונדריה: בעלת שתי ממברנות:ממשקלה לפידים. חדירה למולקולות קטנות )ח. אמינו, מים50% ממשקלה חלבונים -50% – חיצונית

לא יעברו אותה.DNAוכו'(, חלבונים גדולים ו –ממברנה ממשקלה לפידים20% ממשקלה חלבונים -80% – חדירות נמוכה יחסית,פנימית .

פרוטאוליפידית אינה חדירה גם למולקולות קטנות – מעבר של מולקולות מתבצע בעזרת אנזימים, נשאיםספציפים.

פאזה מימית של המיטוכונדריה, בו מצויים חלבונים רבים של מעגל קרבס, פרוטאזות וכו'.מטריקס – התמיסה צמיגה בגלל הריכוז הגבוה של החלבונים.

קיפולי הממברנה הפנימית משמש להעלאת שטח פניה עם המטריקסץ קריסטה –

32

Coenzyme Q

חלק הידרופילי/ חלק הידרופובי. בין השכבות בחלקממברנה פנימית המורכבת מפוספוליפידים, היא אמפיפאטית ההידרופובי נמצא חלבון הטרוגני בהרכב חומצות אמינו )חומצות אמינו הידרופיליות/ חומצות אמינו הידרופוביות(.

שרשרת הנשימה מתבצעת בממברנה הנ"ל. סה"כ ארבעה קומפלקסים חלבוניי המשמשים לתהליך הנשימה.

NADH 1 מוסר אלקטרון לקומפלקס מעביר את האלקטרון לאוביקווינון 3 מעביר את האלקטרון לקומפלקס מעביר את האלקטרון לציטוכרום C 4 מעביר את האלקטרון לקומפלקס יעביר את האלקטרון לחמצן

שיחוזר למים.

אלקטרון לא מסיס במים, צריך לעבור בעזרת קבוצות פרוסטטיות )תחנות מעבר וקפיצות מתחנה לתחנה, לא נמצא לחמצן.NADH תחנות כאלו בין 20ביניהן(. לקבוצה הפרוסטטית יכולת למסור ולקבל אלקטרון – קימות כ-

אינם מצויים בתוך הקומפלקסים, הם מחברים בין הקומפלקסים. אלקטרון חייב לעבור לפיCאוביקווינון וציטוכרום אנגסטרם.20-25סדר הקבוצות הפרוסטטיות. אלקטרון לא קופץ מעל

כשהאלקטרון עובר מתורם )מתחמצן( למקבל )מתחמצן( נקבל תהליך של חמצון חיזור. אפיניות המקבל לאלקטרון גבוהה מאפיניות התורם.

- פוטנציאל חמצון חיזור מתאר את האפיניות לאלקטרון וקובע את כיוונו.

בתהליך סופנטני תהיה ירידה באנרגיה החופשית ועליה בפוטנציאל חמצון חיזור nמספר האלקטרונים שעוברים בתהליך – F קבוע פרדיי -

פוטנציאל חמצון חיזור של תורם )מחזר( נמוך משל המקבל )מחמצן(, אנרגיה חופשית של תורם )מחזר( גבוההמשל המקבל )מחמצן(.

האלקטרון עובר בקפיצות בדרך לחמצן, האנרגיה החופשית שלו יורדת ואילו פוטנציאל חמצון חיזור עולה. חמצןיהיה בעל פוט' ח.ח. הכי גבוה.

בשרשרת מעבר האלקטרונים קיים הפרש גדול של אנרגיה חופשית ושל פוט' ח.ח.. הגוף מנצל מפל זה ליצירתאנרגיה. יש ירידות ואחריהן קפיצות מישוריות.

– אלו מקומות בהן האנרגיה עובר G, ובאנרגיה החופשית Eיש קפיצות משמעותיות בהפרש פוט' ח.ח.ליצירת המפל האלקטרוכימי – משאבות פרוטונים.

שלושת הקומפלקסים משתמשים בהפרש באנרגית האלקטרון למשיכת פרוטוניםמהמטריקס לציטוזול.

יווצר מפל אלקטרוכימיpH במטריקס מאוד גבוה בגלל

.ריכוז נמוך של פרוטוניםהאנזימים של מעגל קרבס פעילים בעיקר

.10בסיסי עד pHב- -בין הממברנות ה pH

חומצי.

FMNפלאווין – Fe-Sמרכזי ברזל גופרית –

Qאוביקווינון – .heme – נושאי קבוצת a,b,cציטכורום

FMN

Fe-S

QCyt b

Fe-S

Cyt a3

Cyt a

Cyt cCyt c1

NADH

O2

–320

–300

–30+30

+70

+200+220+240

+290

+550

+820

Complex I

Complex III

Cytochrome C

Complex IV

-Eo, mV

33

reactivecenter

Adenine

Isoalloxazine ring

Ribitol

Ribose

NADHוחלק ניקוטינאמיד שהוא החלק הפעיל בחמצון/חיזור – מורכב מאדנין, ריבוז, קבוצת זרחן NADH/

.NADH. שני אלקטרונים ופרוטון אחד עוזבים במהלך חמצון -, מכל קבוצת פוספט(1- )2 הוא NADHמטען

+ בניקוטינאמיד(. 1-, בפוספטים, 2- )1הוא מטען . בטבע יוצאים שני האלקטרונים יחד בבת אחת ולא כל אחד לחוד

NADH-מוסר שני אלקטרונים ל FMN -הטבעות ב .FMNהן האתר הפעיל, הקבוצה הפרוסטטית של קומפלקס אחד

NADHוהן מקבלות את האלקטרון מ-FAD-דומה מאוד ל FMNרק שהוא בעל חלק נוסף עם ריבוז ואדנין FADהחלק השחור + האדום – FMNהחלק השחור בלבד –

. בטבעת איזולקסיזין.FMN ול- FADהחלק הפעיל זהה ל-

ניתן לחמצן בשני שלבים או/ו בשלב אחד.פלאבין ושני פרוטונים ועובר למצב מחוזר.NADHשלב אחד -צורה מחומצנת מקבלת שני אלקטרונים מ-

מוסר אלקטרון ופרוטון מהתמיסה אחד נקבל פלאבין סמי מחוזר/מחומצן.NADHשני שלבים – ימסור אלקטרון שני ופרוטון, נקבל פלאבין מחוזר.NADHבשלב שני

FMN.מוסר אלקטרון ופרוטון אחד לקבוצה פרוסטטית NADH.מוסר פרוטון אחד ושני אלקטרונים לפלאבין כאשר פרוטון נוסף מתקבל מהתמיסה

מרכז ברזל-גופרית: קבוצות פרוסטטיות המקבלות רק אלקטרון אחד מפלאבין ומוסרות רק אלקטרון אחד.

קשרים קוולנטים עם חומצה אמינית4 אטומי גופרית מבנה סימטרי – קשור לחלבון ב – 4 אטומי ברזל ו-4 - ציסטאין בחלבון.

קשרים קוולנטים עם ציסטאין.4 אטומים מכל אחד, קשור לחלבון על ידי יצירת 2 -

יש מעבר אלקטרונים בין מרכזי ברזל גופרית, מעבר האלקטרונים מתבצע מפוטנציאל נמוך לגבוה. הקבוצות הפרוסטטיות בעלות פוטנציאל חמצון חיזור שונה בזכות הסביבה החלבונית. כלומר, הכנסת חומצאה אמינית שונה

למרכז ברזל גופרית משנה את פוטנציאל חמצון חיזור באופן משמעותי. כך הקבוצה הפרוסטטית פעם מחזרת ופעםמחמצנת. יחידות איזופרן הידרופובי )סך הכל10 – אוביקווינון – מולקולה אמפיאטית: ראש פולרי, זנב המורכב מ-Qקואנזים

פחמנים( הוא נמצא בממברנה. הזנב נמצא בחלק הפנימי של הממברנה ומקופל, הרא קרוב יותר לקבוצה50הפולארית. אוביקווינין מסוגל לנוע לטראלית –מצד לצד או "פליפ פלופ" –להפוך צד

תהליך חמצון חיזור של אוביקווינון – יכול למסור ולקבל שני אלקטרונים בבאת אחת, או לעשות זאת בשני שלביםכשמצב הביניים הוא רדיקאל – סמי מחוזר.

4. מספר טבעות פירוליות – מכילות חנקן שיוצר Heme – חלבונים שבתוכם קבוצה פרוסטטיות מסוג ציטוכרוםקשרים עם הברזל במרכז.

החנקנים והברזל נמצאים על אותו מישור. הברזל יוצר קשרים עם קבוצות חלבוניות: N ,של היסטידין S ,של ציסטאין S.של מטיונין

:a,b,cקיימים שלושה סוגים של ציטוכרומים . ללא קשרים קוולנטיםHeme יחידות איזופרניות – זנב הידרופובי קצר המחובר ל-3: בעל aציטוכרום : ללא קשרים קוולנטים בין הקבוצה הפרוסטטית לחלבון אלא קשרי ודו/מימן/קשרים יונים עםbציטוכרום

קרבוקסיל וכו': קשירה קוולנטית )שני קשרים( בין קבוצה פרוסטטית לציסטאין בחלבון.cציטוכרום

הופך ל-החלק הפעיל בכל הציטוכרומים נמצא בטבעות: הברזל שיושב במרכז הטבעת. קבלת אלקטרון . ההליך הפיך יכול לשמש במחזר וכמחמצן.

34

ציטוכרום יכול לקבל/ למסור אלקטרון אחד בלבד!!

:1קומפלקס כאשר חלקו בממברנה )הידרופובי( וחלקו במטריקס )הידרופילי( של המיטוכנדריה.Lנראה כמו תת יחידות שונות. אוביקווינון נמצא בתוך הממברנה כאקספטור של האלקטרון.43מורכב מ-

ADPR נקשר לאתר הפעיל של – FMN-לא נותן ל NADH-להכנס )מעכב ספציפי(. דומה ל NADHאך ללא החלק הפעיל של ניקוטינאמיד – תהליך החמצון מבוטל.

הנקשר לאתר הפעיל של האוביקווינון. ריטונון היא מולקולה הידרופובית הנכנסת לממברנהרוטונוןמעכב שני הוא של המיטוכונדריה בעלת מבנה דומה של ראש האוביקווינון.

לאוביקווינון:NADHמעבר אלקטרונים מ- 1שלב

NADH.מתחמצן במסירת שני אלקטרונים ופרוטון אחד

FMN מקבל שני אלקטרונים ושני פרוטונים חמצון של פלאבין על ידי מרכז ברזל גופרית .מרכז ברזל-גופרית מקבל אלקטרון אחד בלבד

.)יעבור חיזור חלקי נקבל סמיקווינון מחוזר )רדיקאל FMNH יעבור חיזור נוסף ויעביר את האלקטרון שלו למרכז ברזל- גופרית נוסף, נקבל חזרה FMN.

:2שלב

עברו לשני מרכזי גופרית-ברזל. האלקטרונים יעברו בין מרכזי ברזל-גופרית שוניםאלקטרונים שבאו מ-, משם יקפצו לאוביקווינון.2Nעד שיגיעו למרכז גופרית-ברזל

:3שלב , יהיה במצב סמיקווינון )חצי מחומצן(, אלקטרון2Nאוביקווינון במצב מחומצן יקבל אלקטרון ממרכז ברזל –גופרית

ומשם יקפוץ לסמיקווינון ויהפוך אותו לאוביקווינול כעת אוביקווינול ישמש כמחזר)= מוכן למסור2Nנוסף ייכנס ל-את האלקרונים שלו(

FMN. קיימת קפיצה גדולה בפוטנציאל חמצון חיזור בין NADH גדול מאוד ביחס ל-Qפוטנציאל חמצון חיזור של וזו למרכזי גופרית-ברזלFMNלמרכזי גופרית-ברזל. משתחררת כמות אנרגיה גדולה במעבר האלקטרונים מ-

פרוטונים על כל אלטרון, דבר שייצור מפל3תשמש אותנו למעבר פרוטונים מהמטריקס לציטוזול. יעברו כ- ריכוזים ופוטנציאל אלקטרוכימי בין שני צידי הממברנה. בנוסף מיעוט הפרוטונים בתוך המטריקס ייצור סביבה

בסיסית, ואילו בחלל הבין ממברנלי )ריכוז גבוה של פרוטונים( סביבה חומצית.

:2קומפלקס – מחמצן סוקצינט לפומארט במעגל קרבס, נקבל שני אלקטרונים שישמשוסוקצינט דההידרוגנאזשימוש באנזים

A+B תת יחידות: 4 מורכב מ-2אותנו לשרשרת האלקטרונים. תורם האלקטרונים הוא סוקצינט. קומפלקס .α הנמצאים בממברנה – הידרופובים, מורכבים בעיקר מסלילי C+Dהנמצאים במטריקס – הידרופילים

.3, מרכזי גופרית-ברזל – FAD-1קבוצות פרוסטטיות: FAD.הוא האתר הפעיל נמצא במטריקס. אוביקווינון הוא האקספטור השני והוא נמצא בממברנת המיטוכונדריה

הנקשר לאתר הפעיל של סוקצינט, לא מאפשר את קשירת הסוקצינט.מלונטמעכבים: הנקשר לאתר הפעיל של אוביקווינון.קרבוקסין

הוא לתווך בין מסירת שני אלקטרונים של סוקצינאט לבין קבלת אלקטרון אחד בלבד במרכזי ברזלFADתפקיד גופרית

-כאשר סוקצינט מתחמצן לפומרט הוא תורם שני אלקטרונים לFAD.

-1 עובר למרכז ברזל גופרית אלקטרון מS1S 2 מעביר את האלקטרון שלו למרכז ברזל-גופריתS-אלקטרון מFADH 1 יעבור למרכז גופריתS. יש מעבר אלקטרונים לינאריFAD 1S 2S 3S Q3Sאיבד את הברזל הרביעי שלו אך הוא עדיין פעיל והוא המרכז גופרית האחרון שמוסר את האלקטרונים

לאוביקווינון.

35

אוביקווינון מקבל אלקטרון אחד סמי קווינון, מקבל אלקטרון נוסף .אוביקווינול משמש כמחזר

ללא משאבת פרוטונים מפני שאין שחרור מספיק של אנרגיה חופשית.2קומפלקס

:3קומפלקס .Cחמצון אוביקווינול וחיזור ציטוכרום

תת יחידות. בעל מבנה סימטרי.22 ומורכב מ-490kdמשקל כל הקומפלקס הוא

C אך רק ציטוכרום heme( כאשר כולם בעלי קבוצת בעל מספר קבוצות פרוסטטיות: ציטוכרומים ) אטומי ברזל ושני אטומי גופרית( – ריסקי.2מחובר באופן קוולנטי לציסטאינים בחלבון.מרכז ברזל-גופרית אחד )

- קרוב לצד של המטריקס.קיימים שני אתרי קישור של אוביקווינון:

- קרוב לפני השטח של הממברנה, לציטוזול. - מקבל האלקטרונים מאוביקווינון. הוא חלבון קטן שמגיב עם אתר הקישור. מגיע מהציטוזול עוברCציטוכרום

דרך הממברנה החיצונית, נקשר לקומפלקס בצד הציטוזולי.

. נקשר לאתר מיקסוטיאזול. נקשר לאתראנטימיציןמעכבים: שתי המולקולות הידרופוביות. המעכבים ספציפים לאתרים שלהן.

הוא נקשר ל- 1/2תורם האלקטרונים הוא האוביקווינול מקומפלקס..

והשני למרכז ברזל-גופרית. במקביל שני פרוטונים יוצאיםחמצון אוביקווינול: אלקטרון אחד עובר לציטוכרום לציטוזול.

:מעבר האלקטרונים מתבצע מפוטנציאל חמצון חיזור נמוך לגבוה ממרכז ברזל גופרית , .

-מולקולת אוביקווינון מחומצנת נקשרת ל.

-מתחזר ומקבל אלקטרון מ-אוביקווינון ב .

ציטוכרוםC ויקבל ממנו אלקטרון יקשר לאתר הפעיל שנמצא קרוב מאוד למקום הימצאו של .

ציטוכרוםC ישתחרר. יעזוב את אתר הקישור, גם אוביקווינון באתר

.נמצא כעת עם אלקטרון אחד )סמיקווינון( מצב לא יציב

היא תתחמצן, שני אלקטרונים יצאו.תגיע מולקולת אוביקווינול )במצב מחוזר( נוספת לאתר

והשני למרכז ברזל-גופריתאלקטרון אחד עובר לציטוכרום

:מעבר האלקטרונים ממרכז ברזל גופרית , .

-נקבל קווינון מחוזר- קווינול. מתחזר, מקבל אלקטרון נוסף מ-סמיקווינון ב .

ציטוכרוםC -יקשר לאתר הפעיל ויקבל אלקטרון מ . ציטוכרוםC.יעזוב את אתר הקישור

-יוכל לצאת שני פרוטונים נלקחים מהמטריקס כדי שאוביקווינול ב שני האוביקווינונים עוזבים

שכל מולקולות של אוביקווינול לאתר 2 פרוטונים חדשים בצד הציטוזולי מפני שסך הכול נכנסו 4מתקבלים אחת מוסרת את שני האלקטרונים ושני פרוטונים שלה.

:Cציטוכרום בעל מבנה גלובולרי מורכב מסליליα .מקבל/מוסר אלקטרון אחד בלבד מחזיק קבוצה פרוסטטיתheme.עם שני קשרים קוולנטים עם חומצת האמינו ציסטאין של החלבון .החומצות אמינו מטיונין והיסטידין יוצרים קשרים עם הברזל

36

ציטוכרוםC .מאוד חיובי בגלל ח. אמינו של ליזין הנמצאות על פני השטח הקשר בין ציטוכרוםCלמולקולות חלבון אחרות )קישור לקומפלקסים( בדרך כלל קישור אלקטרוסטטי )ממברנת המיטוכונדריה טעונה שלילית בגלל הפוספוליפידים )יכול להיות שלילי או ניטרלי ציטוכרוםC.קשור לממברנה בקשרים אלקטרוסטטים .בעל יכולת תנועה על פני הממברנה ציטוכרוםC 4 ועובר דרך הממברנה לקומפלקס 3 מקבל אלקטרון מקומפלקס. טעון שלילית – בעל חומצות אמינו הטעונות שלילית )אספרטאט,4 ו-3אתר הקישור של קומלפקס

גלוטאמאט(

:4קומפלקס .α תת יחידות. בעיקר חותך את הממברנה על ידי סלילי 6בעל מבנה סימטרי, כולו מורכב מ-

2 ו-1 משמשת אך ורק להחזיק את תת יחידות 3. תת יחידה 1,2כל הקבוצות הפרוסטטיות נמצאות בתת יחידות יחד, לא משתתפת בתהליך מעבר האלקטרונים.

הקבוצות הפרוסטטיות:copperA – 2.אטומים של נחושת

Heme a/Heme a3 חלבון פשוט הכולל קבוצת – hemeבעל זנב הידרופובי המורכב משלושה איזופרנים, לא קשור , לחלבון בצורה קוולנטית.

copperB קבוצות היסטדין, נמצא קרוב ל- 3 – בעל אטום נחושת עם Heme a3.ופועל במקביל אליו copper A heme a Heme a3 + copper B

אתר הקישור של ציטוכרוםC קרוב מאוד לאתר של copperA. ציטוכרוםCנקשר לאתר הפעיל הספציפי copperAהוא האקספטור הראשוני. הוא קשור בשני אטומי נחושת לשני היסטידינים ושני ציסטאינים של

החלבון. – מקבל את האלקטרון.heme a – 4 -טבעות חנקן קשורות לברזל ושני היסטידינים. מקבל את האלקטרון מ copper A קומפלקסHeme a3+ copper Bשניהם יחד הם האקספטור האחרון של האלקטרון והם יוצרים את –

קושרים חמצן ומחזרים אותו למים. התגובה הכימית ציטוכרוםC.עוזב כאשר האלקטרון מגיע לקבוצת הברזל .כל ארבעת האלקטרונים חייבים להגיע כדי שנוכל לחזר את החמצן למים-אלקטרונים נקבל רדיקאל, תפקיד החלבונים הוא להחזיק את החמצן4אם התגובה תמשיך עם פחות מ

אלקטרונים. 4עד שיהיה עם כל אלקטרון עובר את המסלול שלcopper B heme a copper A + Heme a3

-בcopper B + Heme a3האלקטרון הראשון נתפס באטום הברזל )חיזור הברזל(.ואלקטרון נוסף שמגיע ייתפס באטום הנחושת.

כשיש שני אלקטרונים בקומפלקס תכנס מולקולת החמצן שתיצור קשר עם הברזל. רק כאשר ברזל ונחושת מחוזרים ייכנס החמצן.

האלקטרונים ממולקולות הברזל והנחושת יעברו לחמצן- מצב יציב יותר מבחינה אנרגטית – ירידה באנרגיה – מצב בו יש שני אלקטרונים על החמצן(. peroxy Intermediateחופשית עליה בפוטנציאל חמצון חיזור )

יגיע אלקטרון נוסף שיעבור את המסלול ופרוטון שמגיע מהמטריקס. האלקטרון ייכנס לנחושת, יהיה ענן Ferrylאלקטרונים, האלקטרונים סובבים סביב כל האטומים )נחושת – חמצן – חמצן – ברזל ( –

Intermediate אלקטרונים בענן אלקטרונים(3( – מצב בו ישנם ,נכנס האלקטרון הרביעי עם פרוטון והקשר בין שני אטומי החמצן נשבר ונקבל שתי מולקולות הידרוקסיל

אלקטרונים הקשר בין4( – מצב בו נכנסו hydroxy Intermediateאחת על הברזל והשניה על הנחושת אטומי חמצן נשבר ונסיים עם שני הידרוקסיל(.

נקבל עוד שני פרוטונים מהמטריקסיצאו שתי מולקולת מים

O2 + 4 H+ + 4 e 2 H2O – להעביר פרוטונים דרך הממברנה, יוצר גרדיאנט אלקטרוכימי בשני צידי הממברנה. סה"כ 4תפקיד קומפלקס

פרוטונים מהמטריקס לציטוזול.4עוברים

37

a

c

- האתר קישור של החמצן תפוס. יוצרים קישור חזק עם הברזל, חמצן לא יכול להיכנס , COמעכבים: ולהתחזר.

ATP synthase

נמצא כל יצור חי. משתמש בגרדיאנטATPאנזים המחזיר פרוטונים למטריקס, מנוע מולקולרי. מסנתז האלקטרוכימי.

בעל שני חלקים מרכזיים:

- חלק הידרופובי המחובר לממברנה הפנימית הוא מעביר את הפרוטונים מהציטוזול למטריקס.

.ATP - חלק הידרופילי הנמא במטריקס מסנתז

היוצרים תעלה לכניסת פרוטונים כלα תת יחידות – סלילי 10-12 – מורכב מ a,b,c. c תת יחידות 3 מורכב מ- תת יחידות הנראות כזרועותb – 2- מורכב מתת יחידה אחת הידרופובית. aשני סלילים נחשב לתת יחידה.

.aהיוצאות מיחידה

β ו-α, תת יחידות אלו חשובות לפעילות האנזים. תת יחידות - מורכב בעיקר מתת יחידות .β ו-α. החלקים שלא נעים הם ATP, ישנן שלוש יחידות קישור ליצירת ATPאחראיות להפוך את המולקולה ל-

יש אתר לקישור פרוטון הפרוטון מגיע עם מפל הריכוזיםc. בכל תת יחידת החלקים שנעים הם תת יחידות בשניה.50-100מהציטוזול למטריקס. הכוח שמסובב את הטבעת זהו גרדיאנט הפרוטונים. הטבעת מסתובבת

.1200 מסתובבת בזוית של ,α+βנקבל שלוש זוגות של תת יחידות .α +β ומשנה את המיקום שלה ביחס ליחידת יחד עם הטבעת מסתובבת תת יחידה

. בזמן הסיבוב שלושת האתרים הפעיליםנוצרת א-סימטריה בגלל תנועת תת יחידה ועוברים שינוי קונפורמטיבי.מקבלים אפיניות כפונקציה של תת יחידה

.Tight, Loose, Openישנם שלוש צורות קונפורמטיביות,

T קושר חזק – ATP מטה את השו"מ ליצירת ,ATP. ATP ADP + Pi.ATP אך הוא לא יכול לשחרר

O-אפיניות נמוכה ל -ATP-ו ADP משתחרר ATP.L קושר – ADP + Pi.

Tight OpenLoose נמצא בכיוון מסוים אותו אתר יהיה במצב . כאשר Open והאתר מאחוריו יהיה T. יש צורך בהשקת אנרגיה, אנרגיה שמתקבלת מסיבוב הטבעת, שזו מתקבלת מכניסתATPבעת סילוק ה-

נזרק החוצה וכדי להגיע למצב זה חייב להיות סיבובOpen, ATPהפרוטונים עם המפל האלקטרוכימי. רק במצב .ATPשל הטבעת כך נקבל את האנרגיה לזריקת

ATP מולקולות 3 נוצרות 3600בעת סיבוב של ATP-יוצא מה Open למטריקס כדי שיגיע ATPלכל הגוף יש חלבון טרנסממברנלי – אנטיפורט. בתמורה ליציאת ATP מכניס ADP ). Adenine nucleotide translocase( ואנטיפורט נוסף שמכניס פוספט בתמורה להוצאת .OH

)Phosphate translocase(

מעגל הפנטוזות לתהליכים ביוסינטתיים ותהליכי חיזור אחרים:(NADPHכח מחזר )ליצר . 1

א. ביוסינתזה של ליפידים: מעגל הפנטוזות פעיל בעיקר ברקמות בהן יש סנתוז של חומצות שומן )כבד,כליות, מעיים, רקמות שומן ובלוטות חלב(

תפקיד חשוב בהגנה ממי חמצן.NADPHב. בתאי דם אדומים ל-

38

Pentose cycle-2nd dehydrogenation

Pentose cycle-1st dehydrogenation

G6PDG6PD

.. מספקים כוח מחזר לתאים בעקה חמצנית.2 . מיצר פנטוזות הנחוצות לביוסינטה של נוקלאוטידים: מספק יחידות של ריבוז וריבולוז המספקים אבני בניין3

.DNA,RNAלסינטזת ציטוזולי.NADPHהמעגל ירוץ כאשר יש חוסר ב-

– שלב חמצון )דה הידרוגנציה(1שלב של 1חמצון פחמן G-6-Pמאלדהיד לקטון בעזרת האנזים

G6PD+ -ו NADPנקבל לקטון – חומצה קרבוקסילית היוצרת קשר אסטר ציקלי בתוך

המולקולה.

, חסר תורשתי. לא תהיה יצירהG6PD: יש אנשים חסרי האנזים מחלות, לא נורא כל עוד האדם ניזון מכל מרכיבי המזון הדרושים.NADPHשל

אותו אדם מוגבל לאכול חומרי מזון שאינם מגבירים את יצירת מי החמצןבכדוריות אדומות דבר הגורם להמוליזה ושבירת תאי הדם האדומים.

- דה קרבוקסילציה מחמצנת2שלב .יצירת קטון בצורה פתוחה בעזרת האנזים לקטונאז נבצע דה קרבוקסילציה מחמצנת –יצאNADPH + CO2 בעזרת האנזים G6PD

G6PD בזכות האנזים G-6-P מכל מולקולת NADPHסה"כ נקבל שתי מולקולות

פחמנים6 פחמנים( יעבור בסדרה של אנזימים ויהפוך למולקולת 5 – פוספט )מולקולת 5עודף ריבוז

– מבקע ומעבירtransaldolaseאנזימים פועלים: transketolase עובר עם קבוצת – TPPחוסר בטיאמין עלול לגרום לפעילות נמוכה של מעגל –

הפנטוזות.

גלוקונאוגניזה – סינתזה של גלוקוז

רמת גלוקוז נמוכה בדם - יצירת גלוקוז מחומרי ביניים עקב שימוש במאגרי הגליקוגן בכבד כאשר לא שעות )כתלות במאגרי הגליקוגן( לאחר מכן הגוף יתחיל לפרק את חלבוני הגוף עד הפעם24אוכלים כ-

הבאה שנאכל. .)משמש להפטר מהצטברות של חומצה לקטית )הצטברה במצב אנאירובינמצא תחת ביקורת מטאבולית והורמונלית כדי למנוע יצור יתר של הגלוקוז חומצות שומן ואצטיל קוAלא יכולים לחזור לגלוקוז – .התהליך מתבצע בעיקר מחלבונים שהתפרקו )מהדיאטה או מהגוף-רעב(, כלומר חומצות אמינואינם מבצעים גלוקונאוגנזה ומקבלים גלוקוז מהדם.המוח והשרירים .גלוקונאוגנזה מתרחש בכל הרקמות בבעלי חיים

פוספט6גלוקוז פירובט

משם הכנת הגליקוגן כחומר תשמורת, אך אם במזון יש גלוקוזכאשר אוכלים עושים גלוקונאוגנזה להכנת גלוקוז מהפירובט שלנו מגיע מחומצות אמינו גלוקגניות בייחודהוא ישר יבנה לגליקוגן אין צורך בגלוקונאוגנזה. חלק ניקר

.אלאנין

פירובט יכול להגיע: א. מלקטט – תוצר גליקוליזה אנאירובית ב. חומצות אמינו גלוקוגניות

39

Liver, kidneymitochondria

glycolysis

gluconeogenesis

שיכול להפוך לתוצר ביניים במעגלRחומצות אמינו גלוקוגניות – חומצה אמינית שיכולה להפוך לגלוקוז כל שייר קרבס – בסוף הפירוק שלהם נקבל פירובט, אוקסלואצטט וכמעט כל סובסטרט במעגל קרבס.

אוAחומצות אמינו קטוגניות – חומצה אמינית שיכולה להפוך לגוםי קטו -בסוף הפירוק שלהם נקבל אצטיל קו . שישמשו לגופי קטו.Aאצטואצטיל קו

של התהליך בכיוון הישיר הוא מאוד שלילי. כלומרנלך בכיוון ההפוך ממעגל קרבס לגלוקוז. ניתן לראות שה-כדי לעשות את הכיוון ההפוך נצטרך להשקיע אנרגיה רבה

פירובט שנוצר בציטוזול – מגליקוליזה, או מאלנין על ידי טרנסאמינציה, נכנס למיטוכונדריה.

Alanine + α-Ketoglutarat Pyruvate + Glutamate

כאן הוא יכול להתפרק במעגל קרבס לקבלת אנרגיה או להתחיל את מסלול הגלוקונאוגנזה על ידי היפוכולפוספואנולפירובט

: סינתזה של פוספואנולפירובט מפירובט:1מעקף לאחר מאמץ גופני שנקבל הצטברות של חומצה לקטית:1מסלול

חומצה לקטית הופכת לפירובט על ידי כוח מחזרNADH פירובט נכנס למיטוכונדריה ,תהליך של קרבוקסילציה - פירובט במיטוכנדריה יחד עם ביקרבונאט נקבל אוקסלואצטט בעזרת

ATPהאנזים פירובט קרבוקסילאז והקו פקטור ביוטין. השקעת

אוקסלואצטט במיטוכונדריה יגיב עםGTP ונקבל PEP, GDP ,.

NADH.מתקבל בציטוזול בעקבות חמצון החומצה לקטית לכן אין צורך להוציא את האוקסלואצטט לציטוזול -

: 2מסלול תהליך של קרבוקסילציה - פירובט במיטוכנדריה יחד עם ביקרבונאט נקבל אוקסלואצטט בעזרת האנזים

.ATPפירובט קרבוקסילאז והקו פקטור ביוטין תוך השקעת -נהפוך את האוקסלואצטט למלט )אוקסלואצטט לא יכול לצאת דרך ממברנת המיטוכונדריה( נשתמש ב

NADH.מיטוכנדריאלי והאנזים מלט דהידרוגנאז מלט יצא מחוץ למיטוכונדריה ויעבור חמצון חזרה לאוקסלואצטט. . ונקבל כח

בציטוזול.NADHמחזר

בציטוזול אוקסלואצטט יגיבעםGTP וישתחרר PEP, GDP ,.

בעוד בתהליך הישיר אנחנו GTP,ATPסה"כ השקענו שתי מולקולות אנרגיה – אחת!!ATPנקבל אך ורק

:acetyl-CoAהבקרה על התהליך היא לפי ריכוז ריכוז גבוה – יש מספיק אנרגיה - מעכב את פרוק הפירובט ומזרז את היפוכו

לפוספואנולפירובט – מזרז גלוקונאוגנזה. הוא מטבוליט הגורם לבקרה של הרבה תהליכים: פירוק וסינתזת סוכרים Aאצטיל קו

וסינתזה של חומצות שומן, יעכבו את גליקוליזהA, ציטרט ואצטיל קו ATPשריר: כשיש עודף

כבד: כשהמצב האנרגטי טוב, נרצה שהאנזים ימשיך לעבוד כדי ליצור חומצות שומן – שרירMפירובט קינאז ביפוספט ומעוכב 1,6- כבד. גלוקונאוגנה מזורזת על ידי פרוקטוז Lפירובט קינאז

, אלאנין=פירובט. ATPעל ידי

ביפוספט1,6 פוספט מפרוקטוז 6: סינתזה של פרוקטוז 2מעקף

שרירכבד

40

בעזרת האנזיםATP פוספט( על ידי פירוק 6התהליך בגליקוליזה עובר לכיוון אחד לכיוון הישיר )יצירת פרוקטוז PFK-1. פוספט.1,6 פוספט מפרוקטוז 6 יוצר מעקף ליצור פרוקטוז FBPpase-1האנזים

הוא מכניס מולקולת מים ומוציא קבוצת פוספט מהפרוקטוז.

פעילFBPpase-1 האנזים F-2,6 BPבגלוקונאוגנזה – בהעדר לא פעיל.FBPpase-1 האנזים F-2,6 BP בנוכחות לא פעילPFK1 האנזים F-2,6 BPבגליקוליזה – בהעדר פעיל.PFK1 האנזים F-2,6 BP בנוכחות

F-2, 6-BP -1 – מעכב גלוקונאוגנזה ומזרז הגליקוליזה, רגולאטור משמעותי ל-PFKהוא אפקטור חיובי שכאשר . וציטרט, ומעלה את הזיקהATP הוא מוריד את האפיניות למעכבים, PFK-1הוא ניקשר באתר האלוסטרי ע"ג

.F-6-Pלסובסטרט, - PFK2 מסנתזF-2, 6-BP פוספט ועל ידי כך מזרז גליקוליזה 6 מפרוטוז–

גורםADP ל-ATP שהוא מזרז פירוק cAMP" המפעיל גלוקגון היא על ידי הורמון "F-2, 6-BP ליצירת בקרה-F-2, 6 אחראים על יצירה/פירוק של FBpase-2 ו- PFK2להוספת פוספט על הטנדם אינזים – האנזים מורכב מ-

BP.שתי פעילויות אנזימתיות בשני חלקים של המולקולה שכל אחד עובד באופן עצמאי ותלוי בצורך המטבולי . כאשרOH מחובר לאנזים PFK2 -הוא פעיל ו FBpase-2 לא פעיל, ריכוז – F-2, 6-BP גבוה ביצוע של

גליקוליזה, עיכוב הגלוקונאוגנזה. כאשר פוספט מחובר לאנזיםPFK2 -הוא אינו פעיל ו FBpase-2 פעיל, ריכוז– F-2, 6-BP נמוך ביצוע

של גלוקונאוגנזה, עיכוב הגליקוליזה.

מעודד גלוקונאוגנזהגלוקגון גלוקגון הינו הורמון המופרש במצבים של חוסר גלוקוז בדם ולכן

בגלוקונאוגנזה ניצור גלוקוז מפירובט שיוכל להשתחרר לדם

גלוקוז ביפוספט 6: מעקף מגלוקוז 3מעקף כאשר אין מספיק גלוקוז המגיע מהמזון למוח, נרצה שהגלוקוז יצא לזרם הדם, נסלק את קבוצת הפוספאט על ידי פוספטאז.

תאי כבד וכליות הם היחידים שמוציאים גלוקוז לדם. בכל 6האיברים האחרים שיש גלוקונאוגנזה, היא תיעצר בגלוקוז

פוספט. , נוצר חום המשמש יצורים שעושים היברנציהATPשני התהליכים )הישיר וההפוך( יוצר תהליך עקר – בזבוז של

כמו דובים. החום מתקבל חלקו מהגלוקונאוגנזה ורובו מפירוק חומצות שומן.

( יתבצע כשיש עודף חלבונים, חוסר בגליקוגן וחוסר2NADH קשרים עתירי אנרגיה + 6בזבזני מבחינת מולקולות )בגלוקוז

בדם/מוח

קיים פיקוח רציפרוקלי – תהליך אחד בכיוון פירוק והאחר בכיוון סינתזה מה שיזרז את הסינתזה יעכב את הפירוקולהיפך.

Glucose + 2ADP + 2Pi + 2 NAD+ 2Pyruvate + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2 H2O

ΔG = -63 kJ/mol

גליקוליזה2ATPרווח של

2Pyruvate + 4ATP + 2GTP + 2NADH +2H2O Glucose + 4ADP + 2 GDP + 6Pi + 2 NAD+ + 2 H+

ΔΔG = -16 kJ/molG = -16 kJ/mol

גלוקונאוגנזיס

ATP + H2O ADP + Pi + heat

41

ארוך שהן גם גלוקוגניות וגםRהסובסטרט האמיתי לגלוקוגנזה הן חומצות אמינו גלוקוגניות או כאלו עם שייר קטוגניות הופכות בטרנסאנימציה לחומרי ביניים ממעגל קרבס שאלו בסופו של דבר הופכים לאוקסלואצטט שהוא

. 1 על ידי מעקףPEPהופך ישירות ל-

מעגל קורי כאשר לא ניתן לחמצן פירובט דרך מעגל קרבס.גלוקונאוגנזה עוזרת לגליקוליזה אנאירובית גליקוליזה אנארובית – כאשר נדרוש מקסימום אנרגיה מהשריר אך לא נספק לו מספיק חמצן נחזר את הגלוקוז לפירובט והפירובט יהפוך ללקטט בשריר בעזרת כוח מחזרNADH..הלקטט עובר דרך הדם לכבד לגלוקונאוגנזה – חומציות הדם עולה מטרה- שחרורNADHבציטוזול ולא במיטוכונדריה פירובט שמגיע צריך לעבור חמצון )אם מגיע כלקטט או אם מגיע כפירובט(. הלקטט שמגיע מחוזר

.NADHיאפשר חמצון מיידי בציטוזול ושחרור של פירובט שהגיע מהמזון או מפירוק חלבוני הגוף יכנס למיטוכונדריה )לא מכיל כוח מחזר( יהפוך

נקבל אוקסלואצטט ו-NAD חמצון על ידי + וקבלת מלט NADH חיזורו על ידי לאוקסלואצטט NADH.חופשי בציטוזול

אקטיבציה של סוכרים: (.1 נקבל פירופוספט וסוכר מאוקטב )דיפוספט הקשור לפחמן NTP ניקח סוכר עם פוספט ונגיב אותו עם

פירופוסט ישבר לשתי מולקולות פופסט, מהשבירה הזו נקבל את האנרגיה לתהליך עצמו.

לקטוז נשבר למולקולת גלוקוז וגלקטוז על ידי לקטאז שנמצא ברוק. גלקטוז נדרש בעיקר למבנים סטרוקטולרים ממנו יהיה גלקטוז, עודף גלקטוז יהפוך לגלוקוז.50%מרכיב חשוב בממברנות. אם נקבל לקטוז מהמזון

alanine

Glucose liver

Muscle

הצטברות של לקטט בשריר

Completion of Gluconeogenesis

AnaerobicGlycolisis

Cori Cycle

Dietary Proteins

Degradation of Cellular Proteins

לזרם יוצא לקטט

נכנס לכבדואז...

(in liver)

+ATP +ATP

+GTP

+GTP

כאשר הפעילות היא רגילה:בונים מאגרי גליקוגן או

חסר גלוקוז בדם/מוח – נפרק חלבונים מהמזון או

במקרה של רעב נפרקחלבונים של הגוף

פירובט

– חוסר חמצןSTRESSמצב בשרירים:

נרצה לשחרר גלוקוז לדם כדי שיעבור לשרירים.

לקטט מגיע מחוזר אל הכבד יעבורNADועל ידי +

NADHחמצון. ניצור בציטוזול

42

גלקטוז שיעבור חמצון עםUDP פוספט ונקבל 1 יצא גלוקוז גלוקוז UDP פוספט+ 1 )עם קינאז( גלקטוז גלקטוז NAD 50%+ בעזרת אנזים אפימראז ולבסוף נקבל UDP-50% גלוקוז ו UDPגלקטוז

קיימים תינוקות הרגישים ללקטוז, מפני שהם חסרי האנזים לקטאז ולא ניתן לקבל גלוקוז וגלקטוז, מבנה הממברנותעלול להנזק נותנים להם כמות מדודה – טטרציה מטאבולית.

גלקטוז בגוףUDP גלקטוז וגלוקוז שיחד יגיבו ליצירת לקטוז. אם אין לה UDPביונק שמניק – בבלוטת החלב יהיה -α גלוקוז. כדי שהאנזים יהיה פעיל הוא צריך מצב הורמונלי מתאים, כאשר רמת UDPהיא יכולה ליצור אותו מ-

lectalbuninעולה. הריון ועצם היניקה מגביר את יצור α-lectalbunin.

סינתזה ופירוק גליקוגן

. הסתעפויות נוצרות כאשר בחלקα-1,4 גליקוגן – פולימר המורכב ממולקולות של גלוקוז הקשורות בקשר . נקבל משטח של שרשראות גלוקוזα-1,6 במולקולת גלוקוז ויוצר קשר 1 נקשר לפחמן 6מהשיירים פחמן

מחוברות.Reducing End חופשי 1 – קצה שבו פחמן מספר

קיים קצה אחד כזה

non Reducing End חופשי אך לא מסוגל לחזר.4 קשור בקשר גליקוזיזי, פחמן 1 – קצה שבו פחמן מספר יש ביחס ישר למספר ההסתעפויות.

פירוק גליקוגן חותך קבוצות של גלוקוז אחד-פוספט.1גלוקוז -( ויוצר ATPגליקוגן פוספוליראז – מכניס פוספט אנאורגני )לא מ-

מעביר את שרשרת מולקולות הגלוקוזenzyme debranchingאחרי השני עד אשר מגיע קרוב להסתעפות, אז אותו אנזים יחתוך אתα-1,6הקצרה שנשארה לשרשרת הארוכה תוך כדי השארת המולוקולה המחוברת בקשר

הגלוקוז הזה )הגלוקוז היחידי שחופשי(. במצב של רעב של יומיים כל מחסני הגליקוגן עברו דגרדציה, נשאר פריימר(Reducing End.כדי שכאשר נתחיל לאכול יהיה מאיפה להתחיל את סינתזת הגליקוגן )

, ריכוז גלוקוז גבוה בדם )מודיע עלהפעיל הוא המצב Aפוספוליראז מבקר את פעילות הגליקוגן: פוספוליראז שעליו יש אתרי קישור לגלוקוז. כאשר הגלוקוזA -פוספט( גלוקוז יקשר לפוספוליראז 1הפסקת פירוק גלוקוז

מתחבר .שאינו פעיל Bלפוספוליראז הוא עובר פוספולירציה – גורם לשינוי קונפרמטיבי וכעת נקבל את הפוספוליראז

הסינתזה תפסק!

α-1,4 עם הפריימר שנותר מתחילים ליצור קשרים UDP-glucose – מתחילים עם סוכר מאוקטב סינתזהובונים את המולקולה, כשמגיעים לאורך מסוים יוצרים הסתעפויות.

.α-1,6 בונה את ההסתעפויות יוצר קשר branchingהאנזים

אנזים זה הוא גם האנזים המסנטז וגם Glycogeninהתחלת בניה של חלקיק גליקוגן מתבצעת על ידי האנזים המשמש כפריימר. כאשר אין פריימר )נדיר( התהליך מתחיל בחיבור יחידת גלוקוז לשייר חומצה אמינית

של האנזים. לאחר מכן האנזים יוצר Glucosyl transferase טירוזין באנזים. התהליך מזורז על ידי פעילות יחידות גלוקוז לשייר הראשון. 7 מוסיף עוד Glycogeninקומפלקס עם האנזים גליקוגן סינטז ואז ה-

.UDP-glucoseכל יחידת גלוקוז מגיעה מ- פירוק – גליקוגן סינטאז מוסר וגליקוגן פוספוליראז עולה.

- קטבוליזםUDPבפירוק לא צריך לאקטב גלוקוז - אנבוליזם. UDPסינתזה – צריך

43

Epinephrine)in muscle(

Glucagon)in liver etc.(

בקרה: cAMP.עליה בריכוז שלו סוגרת את גליקוגן סינטאז ועושה אקטיבציה לגליקוגן פוספטאז – פירוק גליקוגן –

ונכנס לפעולה בעיקר בשריר)בכבדאדרנלין=אפרינפריןשליח שניוני בתגובה לפחד – המופרש מיותרת הכליה דורשים רמת גלוקוז גבוהה בדםמעט( – לפרק גליקוגן מהשריר. מזרז הפרשת גלוקוגן שעושה גלוקונאוגנזה בכבד

ובשריר )לברוח( A גליקוגן פוספוליראז )על ידי הוספת פוספט(B אקטיבציה של פוספוליראז אקטיבציה של פרוטאין קינאז

)פעיל(.סטרס, עקה מטאבולית = גלוקוז גבוה בדם. סינתאז לא פעיל, פוספוליראז פעיל )פירוק הגליקוגן(.

לזירוז פירוק גליקוגן בכבד ומספק גלוקוז לדם.cAMPגלוקגון מאקטב את ה- פוספולירציה – מעכבת את פעילות סינתז ומעודדת פירוק גליקוגן.

default.)פוספוליראז נמוך וסינתאז גבוה )מסנתז גליקוגן – רק כאשר יהיה גירוי הורמונלי יהיה הפסקה ביצור הגליקוגן.

PKA.הוא האנזים שפועל בו זמנית גם על הסינטאז וגם על הפוספראז בו זמנית – קבוצות פופט.4סה"כ הוא מוסיף

ATPcAMPAMP תמיד הדיפולט בגוף הוא ,AMPרק כאשר בבת אחת יהיה סיגנל מיידי תהיה תרד.cAMP כאשר הסיגנל נעלם רמת ה- cAMPעליה ברמה של ה-

cAMP נוצר בעקבות פירוק ATP -לשני פוספטים ו cAMP' קשורים בקשר אסטרי 5 ופחמן '3כאשר פחמן . כאשר אין יותר5, הפוספט ימצא כעת על פחמן 'AMPלמולקולת פוספט. פוספודיאסטראז מפרק קישור זה ויוצר

.cAMP AMPצורך לפרק גליקוגן לגלוקוז

cAMP העלאת ריכוז אקטיבציה של אדנין ציקלאז נקלט על ידי קולטן חיצוני על פני התא מופרש אפינפרין 1 שריר יקבל גלוקוז B פרוטאין קינאז עושה אקטיבציה לפוספוליראז מודולטור אלוסטרי של פרוטאין קינאז

פוספט בו ישתמש לגליקוליזה )אנרגיה(.

-מיליון מולקולות של גלוקוז בשעה4ישנה הגברה של התגובה על כל מולקולה אחת של אפינפרין נקבל כ מולקולות גלוקוז בשניה(.10,000)כ-

פוספט התהליך נמצא בשווי משקל. כלומר התהליך יתרחש לפי המצב6 פוספט גלוקוז 1גלוקוז פוספט. 1הגופני. חסר גליקוגן ויש עודף גלוקוז ניצר גליקוגן על ידי מעבר ל- גלוקוז

מצב ב' – יש חוסר בגלוקוז בדם/שרירים/מוח הגוף יפרק את מאגרי הגליקוגן וימשיך לגליקוליזה.

:סוכרוז הוא דימר = גלוקוז + פרוקטוז. כאשר פרוקטוז יכול פוספט – תהליך איטי מאוד6א. להכנס לגליקוליזה כפרוקטוז

ב. בכבד בלבד: פוספאט1פרוקטוז יהפוך לפרוקטוז

אלדולז יהפוך אותו לגליצראלדהיד + דיהידרוקסיאצטון פוספאט

פוספאט הנמצא בגליקוליזה/גלוקונאוגנזה. 3כל אחד מהם יהפוך לגליצראלדהיד

כדי להגיע למוח יטופל על ידי אלדולאז F-1,6 bp F-6-P G-6-P גלוקוז בדם

(only liver)

44

G-1-P גליקוגן

גלוקוז מאוקטב עםUDP אלכוהול(עובר חמצון פעמיים אלדהידנקבל חומצה גלוקורונית )חומצה . ממנה נוצרים:UDP- glucoronateמאוקטבת

א. מולקולה חיובית ומשמעותית כל חומר זר שאנחנו בולעים והגוף לא מכיר )כדורים, טוקסינים וכו'( -UDPהגוף ינסה להפטר ממנו. אם החומר אינו מסיס במים )שומני( נצמידלו זנב המסיס במים )

glucoronate acidלכן כל תרופה יש משך זמן מוגבל עד שהגוף מזהה את החומר קושר אותו ומפריש ) אותו בשתן או בצואה.

חומצהUDP- glucoronate לאלכוהול וסוגרים טבעת. 1ב. צמחים בלבד מחזרים את פחמן לא נחשב כחומר זרC )צומח בלבד!!(. ויטמין Cויטמין שלושה תהליכים שונים וקבלת גלוקורוניט

בגופנו הוא מסיס מאוד במים ולכן יופרש מהר לשתן. לכן עדיף לקחת מספר פעמים ביום בכמויותקטנות.

עיכול ספיגה וטרנספורט של חלבונים ושומנים

כניסת חלבונים לקיבה משרה הפרשת ההורמוןgastrin שמזרז הפרשת HClוהאנזים פפסינוגן. פפסינוגן הנו פרואנזים שמתפרק לפפסין שמתחיל לפרק חלבונים בקיבה. תערובת חומצית זו משמשת גם

כאנטיספטית להרוג חיידקים ותאים זרים אחרים ולדה-נטורציה של חלבונים, כדי שהקשרים הפפטידייםיהיו נגישים יותר לפרוק אנזימטי.

-כשהתערובת החומצית עוברת למעיים הדקים הpHהנמוך משרה הפרשת ההורמון secretinעל ידי . pHלמעיים הדקים המשמש לעלות את ה- NaHCO3הלבלב לדם, והוא משרה הפרשת

.לבלב מפריש למעי הדק אנזימים לפירוק חלבונים ושומנים.עמילן/גלוקוז קל לספוג אותו לגוף מתחילים להתפרק ברוק וממשיכים במעיים נספגים כדימרים/מונומריםלבלב מפריש את האנזימים בצורת זימוגן )זימוגן- אנזים פרוטאוליטי שאינו פעיל( פפסינוגן הופך לאנזים

פעיל - פפסין.לבלב מגן על עצמו בפני אקטיבציה של הזימוגנים על ידי כך שהוא בנוי מגרנולות שבהם נמצאים

הזימוגנים, כאשר אלו מופרשים למעי ישנם שם אנזימים המאקטבים את זימוגנים ואלו מתחילים לפרקחלבונים.

טריפסינוגן מופרש מהלבלב אל המעיים שם עובר חיתוך )ע"י אנזים( של השבע חומצות אמינו הראשונות נקבל טריפסין פעיל פרוטאוליטי החותך חומצות אמינו ארומאתיות )יוצר שברי חלבונים(. טרפסין עצמו

חותך את הזימוגן כימוטרפסינוגן והופך אותו לכימוטרפסין – פעיל. כך נקבל לבסוף חומצות אמינו בודדות.-החומצות האמיניות שנוצרו בפירוק עוברות לתאי האפיטל המרפדים את המעיים הדקים בvilliונכנסות

משם לכלי הדם ומשם עוברות לכבד.

כל ארוחה חלבונית היא אירוע – כנראה שבעבר ארוחות חלבוניות היו יותר נדירות. לכל יונק יש הרכב חומצות - ליזין וכו'. ח. אמינו לא הכרחיות שלא3% - מתיונין, 2.5%אמינו הכרחיות אופטימלי. כלומר אחוז מסוים לדוגמא:

התקבלו מהמזון לגוף אין בעיה לייצר אותם ולכן לא יהוו גורם מגביל. ליזין, נוכל2%הגוף יסנתז חלבונים על פי חומצות האמינו המגבילות ולכן בארוחה קיבלנו את כל המרכיבים אך רק

לסנתז חלבונים עד שייגמר לנו הליזין הוא הגורם המגבילה במקרה זה.עודף חומצות אמינו – חנקן מופרד מהשלד הפחמני. חנקן ילך למעגל האוריאה. הפחמנים יהפכו

)סינטזת שומנים או גופי קטון(.A אצטיל קו . חומצות קטוגניות Aלגלוקוז או אצטיל קו גלוקוז )גלוקונאוגנזה(. חומצות גלוקוגניות

לאוצין וליזיןשתי חומצות אמינו אינן יכולות ללכת לגלוקונאוגנזה –

פירוק חלבונים המגיעים מהמזון או פירוק חלבונים של רעב מתקדם שמתקיים בעיקר בשריר צריך להפטר מהאמוניה. צריך להסיע את האמוניה מהשריר לכבד,

דבר שיעשה על ידי אלאנין=פירובט, במצב של פעילות גופנית יהפוך לגלוקוז ויכנס לזרם הדם.גלוטמאט בשריר יקבל חנקן יהפוך להיות גלוטמין יצא בדם ייכנס למעגל קורי יכנס לכבד

ומשם יהפוך לגלוקוז בדם או אמוניה למעגל האוריאה )יצירת אספרטט והפרשת האוריאה(.חומצות האמיניות הבאות מסוגלות להיות בזרם הדם: אלנין, גלוטמין וגלוטמאט.

45

פגמים גנטים בהפרשת החנקן: אם אוכלים חלבונים, או מפרקים חלבוני גוף מעבר לצורך בחומצות אמיניות לסינתזת חלבונים –החומצות

האמיניות העודפות עוברות דה-אמינציה בכבד ונוצרת אמוניה חופשית, שהופכת לאוריאה על ידי מעגל האוריאהלשם סילוק לדם ולהפרשה

בשתן.

אנשים עם פגמים גנטיים באנזימים של מעגל האוריאה אינם יכולים לאכול דיאטה עשירת אוbenzoateחלבונים כי תהיה להם הרעלת אמוניה. אחת הדרכים לטפל בבעיה היא עם

phenyl acetateנפתרים מחלק מהאמוניה גליצין וגלוטמין . החומרים האלה מסלקים – ויוצא בשתן. התאים משתמשים באמוניה העודפת ליצר חומצות אלה מחדש לפי הצורך.

אקטיבציה של חומצה בנזואית על ידי אצטיל קוA-ו ATP נקבל benzoate co-Aשיגיב עם גליצין לקבלת בנזוגליצין שיצא בשתן

אקטיבציה של פניל אצטט על ידי אצטיל קוA-ו ATP נקבל phenyl acetate co-Aשיגיב עם גלוטמין לקבלת חומר שיצא בשתן.

פירוק וטרנספורט של שומנים

מקורות:3נקבל ליפידים מ-דרך מערכת העיכולמהמזון - מהיפוך עודף חומרי מזון לשומנים – ומשם הם מועברים לשאר האיברים.מהכבד -

, שם הוא מאוחסן בתאי האדיפוציטיםממאגרי שומן – ברקמת השומן

עיכול שומנים: לא מסיס במים, אנזימים פועלים רק בפאזה מימית ולכן לא יוכלו לפרק ביעילות את השומנים.. לא מוכן מיידית לריאקציות מטאבוליות עם אנזימים1. לא מועברות טוב דרך פאזה מימית )דם, נוזל חוץ תאי( ממקום העיכול/סינתזה למקום המאגר/שימוש.2

.כדי לעבור במדיום המימי של התא ולחדור את ממברנת התא המולקולה חייבת להיות אמפיפאתיתצריך לרסק את השומן לטיפות קטנות נשתמש בממיס של הגוף – חומצות מרה שהם דטרגנטים טבעיים של

הגוף. .חומצות המרה מרוכזות בכיס המרה הנמצא על הכבד באונה המרכזית והנוזלים מצטברים שם לפני הארוחהחומצות המרה )לציטין הוא דטרגנט טוב - תחליב( גורמות ליצירה של טיפות שומן קטנטנות על ידי כך הגדלת

המגע של שטח הפנים עם הליפאזות. .מלחי המרה מסונתזים בכבד מכולסטרול כתלות בתצרוכת של מלחי המרה בפירוק שומנים בקיבה( המופרשים למעי ובעת מגעם עם השומנים נוצרותלציטיניםבכיס המרה יש מלחי מרה ופוספוליפידים )

טיפות קטנות הגדלת שטח פנים דבר המשמש למשטח גדול של נגיעה בפאזה המימית שם נמצאים הליפאזות.פרואנזים בלבלב המופרש אל המעי שם ההטרופסין חותך אותו ומאקטב אותו כעת הואפנקריאטיק ליפאז –

יהיה פעיל ויתחיל לפרק טריגליצרדים .

ויצור מולקולה אמפיפאתית.פנקריאטיק ליפאז יוריד את קבוצות מונוגליצריד ושתי חומצות השומן ייכנסו לתאי האנטרוציד בהם מתבצע

הספיגה של השומן במעי הדק. הם תאים בי פולארים – תא שצד אחד שלו שונה מצידו האנטרוצידתאי

השני של הממברנה. תא בי פולארי הם כל התאים המשתתפים בטרנפורט חד כיווניבמעיים או הכילייה. הליפידים נספגים בצד האפיקלי ויוצאים אחרים מהצד השני.

תא האנטרוציד סופג את שני החומרים מונוגליצריד ושתי החומצות שומן ומייצר מחדש טריגליצריד על ידי השקעת אנרגיה. מסנתז גליצרול

חומצות מרה אינן נספגות באנטרוציד אלא עוברות מיחזור לכיס המרה בכבד ומשמשות שוב כאמולסיפקטורים.

-יש חסכון באצטיל קוA חומצות מרה מורכבות מכולסטרול שהוא מורכב מאצטיל קו .A – כילומיקרוןהטריגליצרידים נארזים באנטרוציד יחד עם כולסטרול,פוספוליפידים וחלבונים ויוצר חלקיק גדול–

צורה בה השומנים עוברים בזרם הדם.

monoglycerid

46

מטרת הכילומיקרון היא להניע את השומנים לאברי המטרהכילומיקרון( 50-100 – מורכב מליפופרוטאינים –חלבונים ושומנים המולקולה גדולהnm .)50%ממסתם הם

שלו מעוגנת בקשר אסטרי עםOHהטריגליצרידים, בעלי כולסטרול חופשי או כולסטרול אסטרי )קבוצת ה-חומצה(.

כל המולקולות הפולאריות מופנות כלפי חוץ פוספוליפידים )מונולייר של פוספוליפידים(, ביניהם כולסטרול פונה החוצה וחלבונים שונים היושבים בעיקר על המעטפת.OHשקבוצת

.בתוך הכילומיקרון – טריגליצרידים וכולסטרול אסטרים וכל המולקולות ללא מרכיב פולאריהחלבונים שיושבים במעטפת הם אפוליפרוטאינים )רק חלבונים( כולם בעלי תפקיד של מיקוד הכילומיקרון

(ApoB-100, Apo C2, Apo C3לאיבר המטרה )חשובים: :קיימים שלושה סוגים של ליפופרוטאיןVLDL, LDL, HDL חומר בעל צפיפות קטנה יותר יצוף. שומן יצוף רק עם הוא המרכיב1צפיפות מימית, במים הצפיפות היא ,

כלומר יהיה קל0.95 כולסטרול בעל צפיפות הקטנה מ-5% טריגלצרידים ו-85%העיקרי. ולכן, כילומיקרון עם ממים ויצוף.

שהולכים כךVLDL LDL HDLתהיה ירידה בריכוז הלפידים ועליה בכמות החלבונים והפוספוליפידים .הצפיפות עולה

מ-3כילומיקרון גדול פי VLDL מ-3 שגדול פי LDL מ-5 שגדול פי HDL. HDLרובו מורכב מחלבונים ( 79%ופוספוליפידים )

.כילומיקרון יוצא אל נוזל הלימפה עד שזו מתחברת לכלי הדם.כשעה וחצי אחרי מנה עשירה בשומנים נראה את נוזל הלימפה עכור מאוד עקב הכילומיקרונים הרבים בנוזלהאנרגיה לתהליך זה מתקבלת מפירוק גלוקוז או מפירוק חומצות שומן )לא את אלה שכרגע אכלנו...( ולכן יש

תחושת עייפות אחרי מנה גדולה של שומנים.( בלוטות שד של אם מניקה, שריר הלבכילומיקרון מגיעים לקפילריות ברקמות ששם אמורים לעבור פירוק

( לניצול מיידי.ורקמות שומןApo C2 אנזים זה יושב בדופןליפופרוטאין ליפאז – חלבון על הכילומיקרון הנקשר ומאקטב את האנזים .

הרקמות המיועדות )רקמות שומן, שריר הלב, בלוטת שדשל אישה מניקה(. אוכל אותו לגמרי עושה הידרוליזה מלאה לפירוק של שלושליפופרוטאין ליפאזהכילומיקרון נקשר מאקטב וה

חומצות שומן וגליצרול. החומצות שומן נכנסות לתאים והגליצרול נשאר בזרם הדם. פוספט מהגליקוליזה3בתוך התאים נרצה לבנות טריגליצרידים . נבנה גליצרול על ידי גליצרול

ונבנהטריגלצרידים ברקמות השומן ובבלוטת השד של אם מניקה)לא לשכוח את האמהות( שם נארז כטיפותשומן .

!!!בשריר הלב חומצות השומן משמשות אותו ישר לאנרגיה אין אגירהApo C2 פירוק הכילומיקרון על ידי הליפופרוטאין ליפאזהתחלת – משמש כסיגנל Apo C3 הפסקת – משמש כסיגנל( פירוק הכילומיקרון על ידי הליפופרוטאין ליפאז stop codeכאשר האנזים )

הגורם לעיכוב האנזים, הורת האפיניות שלApo C3 מהכילומיקרון הוא נתקל ב- 60-70%מפרק כ- הכילומיקרון עם הליפופרוטאין ליפאז. נפרק את מרבית הכילומיקרון אך לא את כולו.

.הכבד יקבל את שאריות הכילומיקרון ויפרק אותו– הכבד שיודע לסנתז שומנים בעצמו במיוחד כאשר אוכלים חומרי מזון ללא שומנים )דיאטת פחמימות

ונשלח לאותם מאגרים כמו הכילמיקרון וגורלו דומה.VLDLאוכלים רק פחמימות( הוא יארוז את השומנים כ- – ייצור שומנים של ידי הכבדVLDLההבדל ביניהם הוא כיצד הם נוצרו. קילומיקרון – ספיגת שומנים מהמזון.

)ללא קבלת שומנים מהדיאטה(.-לאחר פירוק הVLDLנקבל LDL -מ .VLDL הוצאנו את רוב הטריגליצרידים, נקבל LDLעם כולסטרול

וחלבונים.-תפקיד הLDLהוא לספק כולסטרול לרקמות הפריפריות. כולסטרול מסונתז בכבד מעיים וכליה אך כל התאים

בגוף דורשים כולסטרול שתפקידו בממברנת התא. של כולסטרול, ללא4%מעיים דורשים סינתזה של כולסטרול מפני שהם יוצרים כילומיקרונים, תמיד צריך

כולסטרול הכילומיקרון לא יהיה יציב. אם לא נקבל כולסטרל מהמזון חשוב מאוד שלמעיים שתהיה להם אתהאופציה לסנתז כולסטרול וכך ליצור כילומיקרונים

LDL -ו VLDL בעלי חלבונים ApoB-100 ,כילומיקרוןHDL,VLDL - Apo C2, Apo C3LDL .שקיבלנו פועל בכל הרקמות פרט לכבד כיליה ומעיים

47

בעל חלבונים מסוגApoB-100 .על הממברנה שלו LDLנכנס לתא על ידי רצפטורים הקולטים את החלבונים ApoB-100 נוצרת coated pit.כאשר יש קישור הקולטנים עוברים התרכזות לאזור מסוים ,

יש קישור של LDL .לרצפטור ויהיה תהליך של אנדוציטוזה -באנדוזום יש הפרדה של הרצפטורים מהLDL . .הרצפטורים עוברים מיחזור דרך הגולג'י וחזרה לממברנת התא-האנדוזום מתאחה לליזוזום יש פירוק של ה LDL.לחומצות שומן כולסטרול והחלבונים לחומצות אמינו כאשר יש עודף כולסטרול אין יותר צורך בו משמש כמעכב לרצפטורים ואין כניסה שלLDL.)לתא )חיובי לתא כאשרLDL .לא נכנס לתא יש הצטברות בדם, הדם הוא המרכיב החשוב ביותר להומאוסטזיס LDLיעבור

חמצון )חמצון הקשרים הכפולים או הכולסטרול אסטר(. נקבלLDL-מחומצן, לכל תא יש רצפטרי "זבל" וכך ה LDLהמחומצן נקלט ונכנס לתוך התאים. התא שצובר

יתנפח ויהיה גדול.LDLאת ה-התאים הצוברים הם אלו הקרובים לדם תאי האנדותל ובעיקר תאים של שריר חלק. התאים המלאים בשומן

כבר לא יהיו בעלי אותה יכולת של התכווצויות והתרחבות. 40טרשת העורקים – מחלה "הכרחית", מחלת זיקנה עודפת. חיים יותר מדי שנים בעבר גיל הממוצע היה,

בכלי הדם.LDLכנראה שהכי פחות מסוכן )הכי פחות/לאט הורג( המצב של השקעת ה-

: LDLבקרה ופיקוח על ייצור ה-בקרה אצל אנשים צעירים פועלת מצוין אך הבעיות מתחילות בזיקנה )מבוגרים..(

ויטאמין כולסטרול חשוב מאוד לממברנות התאים, כפריקורסור להורמונים סטרואידים וכחומר מוצא לD. אם לא אוכלים מזונות המכילים כולסטרול הגוף יסנתז בעצמו מאצטיל קוA

Acetyl CaAHMG coA Mevalonate cholesterol למבלונאט יקבע האם תהיה סינתזה של כולטרול: HMGהתהליך מ-

הורדת LDL סינתזה של כולסטרול. לזירוז בדם יגרום ,ייצור הכולסטרול מפני שצריך את האצטיל קו יעכבגלוקגון גבוה מודיע שצריך גלוקוז ומהר A.לגלוקוז מעברלזירוז את הסנתזה: מעכב ייצור של מבלונאט וגורם יעכבכולסטרול שהגיע במזון או סונתז בכבד

את שחזור הקולטנים על פני ממברנת התאמעכבמכולסטרול לכולסטרול אסטר )מאגר(. כולסטרול תאי ובכך מונע כניסה נוספת של כולסטרול.

ריכוזLDL גבוה ו/או ריכוז כולסטרול גבוה בתא יגרום לפירוק האנזים HMG coA redutase למבלונט. HMG הפירוק של עיכובועל ידי כך

את התהליך כדי ליצור יזרזהורמון האינסולין – כאשר רמת הגלוקוז בדם גבוהה האינסולין ומשם כולסרולAמהגלוקוז אצטיל קו

תרופות לטרשת העורקים סטטינים: התרופות נבנות על המבנה הבסיסי של מבלונאט כך המולקולות יקשרו לאתר הפעיל של האנזימים על

ידי קשרים הידרופובים ואלקטרוסטטים ועל ידי כך יעכבו את התהליכים .HMG coA Mevalonateתפקידם לחסום את המעבר :

במבוגרים יש בעיה במסלול הפיקוח, יש מספר תרופות על בסיס דומה מפני שכל אדם והכבד שלו יש אנשים שהכבד שלהם לא מושפע לטובה מהתרופות הללו לכן לאחר חודש של טיפול האדם יעבו בדיקה של תפקודי כבד

לראות האם להשאר עם אותה תרופה. סטטינים היא תרופה זהב גילו שבמקביל לתפקידה בטרשת העורקים היא משמשת לעיכוב תהליכים דלקתיים

בגוף. גילו שגם אלצהיימר וגם סרטן מעוכב על ידי אותה תרופה!

מה בדיוק קורה לאדם החולה בטרשת העורקים: מערכת הפיקוח לא פועלת קשורה לתא כבד, הכבד לא יודעLDL בדם אך לממברנת תא הכבד אין מספיק קולטנים, לכן נכנס מעט LDLיש הרבה

VLDLשאין צורך בכולסטרול ולכן הוא ממשיך ביצור הכולסטרול למרות שכבר יש לנו עודף. ייצר כולסטרול נקבל .LDLאלו יפורקו ושוב נקבל עוד

ומפסיק לייצר כולסטרול.LDLעם הסטטין – יש הרבה קולטנים על ממברנת התא, הכבד מקבל מידע שיש הרבה ייצור הכולסטרול וגם ישנהמעכב עודף כולסטרול HMG coA Mevalonateיש פיקוח בקרה שלילית על

.LDLרגולציה על הקולטנים של

48

49

50

העמודים הבאים נועדו כדי להכין בעתיד רשימת אנזימים וקואנזימים/ מושגים שונים וכו' אשמח את העזרה שלכםלהוסיף לרשימה.

מעגל קרבס הוא גם אנאבולי וגם קטאבולי תלוי על איזה חלק מסתכלים. פירובט(גליקוליזה – קטבולי בעיקר )גלוקוז

שומן. קטבולי בהתחלה אך בעירו אנבולי, בונים חומצות שומן. עודף גלוקוז

וכו' – קשר עתיר אנרגיה.ATP, AMP, GTPחיבור מולקולת פוספט – קשר אנהידרידי, כל חיבורי נקבל קשר טיאואסטרי – עתיר אנרגיהAחיבור מולקולת אצטיל קו

אנזימים:קינאז – מוסיף מולקולת פוספט פוספטאז – מוריד מולקולת פוספטאלדולאז – שובר את המולקולה לשתי מולקולותאיזומרז - הופך צורה מאלדהיד לקטון והפוך)אפימרז עושה היפוך של קבוצות על המולקולה )תמיד על אותו אטום במולקולהאלדולאז – שובר את המולקולה לשתייםאורידיל טרנספראז – מעביר קבוצות ממולקולה אחת לאחרתמוטאז – עושה העברות של קבוצות – מעביר פוספט בתוך המולקולה, מעביר את קב' קוAבתוך המולקולה

)העברה של קבוצות בין אטומים שונים במולקולה(.12Bמשתמש ב- דהידרוגנאז – מחמצן/מחזר

-למולקולה., המטרה היא הכנסת מולקולת קרבוסילאז – עושה קרבוקסילציה עם ביוטין ו .אנולאז – דהידרציה הוצאת מולקולת מים טיולאז – יוצר/ שובר קשר בין שתי מולקולות. מחבר שתי מולקולות אצטיל קוAיצירת גופי קטו. שובר –

– פירוק חומצות שומן.Aיחידות של אצטיל קו מאליק אנזיים – עושה את התהליך מלט+ תוך כדי השקעת( פירובט NADP פירובט ,)מלט )תוך השקעת

NADH)NADPH.שיתקבל מיצירת מלט משמש אך ורק את הסינתזה של חומצות שומן HMG מולקולות אצטיל קו 3 – מולקולה המורכבת מדחיסה של Aומים

51

ואילו אצטואצטט מסתייםההבדל בין אוקסלואצטט לאצטואצטט. בקצה אחד אוקסלואצטט מסתיים

.ב-

קופקטור ביוטין נמצא באקטיבציה של אצטיל קוA למלונין קו Aבסינתזה חומצות שומן. ביוטין קשור לחלבון שהוא נשא לביוטין.

משמש כנשא של משמש לקרבוקסילציה על ידי ביוטין .פירובט שמגיע מהציטוזל עובר קרבוקסילציה לאוקסלואצטט. )בזמן בניית חומצות שומן בציטוזול ומחזור

הפירובט שיוצא(

ויטמין( תיאמין פירופוספט - TPP.קואנזים חשוב בקומפלקס פירוב דהידרוגנאז ).חומצה ליפואית משמשת כקופקטור בקומפלקס פירובט דהידרוגנאז ותפקידה לעשות קישור טיאואסטרי

פירובט דהידרוגנאז משתתפים בקומפלקס :TPP חומצה ליפואית, אצטיל קו ,A, FAD ,. מאוקטבות עם קו( קרניטין נשא של חומצות שומןA.לתוך המיטוכונדריה )

דהקרבוקסילציה הוצאת - הכרחי לפירוק חומצות אמינו, קשור חזק לחלבון.פירידוקסל פוספט – ויטמין

ויטמין נקבל פוספטידיל-אתאנול-אמין.ויטמין בשיתוף של PS decarboxylase בעזרת אנזים קבוצה פרוסטטית/קופקטור – קבוצות הנמצאותתפקיד חשוב מאוד בסינתזה של פוספוליפידים וחמצות אמינ.

הכרחי -– ויטמין PLPבחלבון שאין חומצות אמינו. מתפקדים ומזרזים את התהליך. פירידוקסל פוספט - לפירוק חומצות אמינו, קשור חזק לחלבון. האתר הפעיל שלו בעל קבוצה פרוסטטית, קושר את כל המולקולות

הדורשות זירוז.ויטאמין כולסטרול חשוב מאוד לממברנות התאים, כפריקורסור להורמונים סטרואידים וכחומר מוצא לD. ויטמיןA-חומצה פנטטונית, נמצא כחלק מהקומפלקס האנזימתי של סינתזה חומצות שומן על ה – ACP.PCלציטין – מתקבלת חומצה שומנית בלתי רוויה ומשמש כמקור לכולין שחשוב לאצטיל כולין שלו תפקיד –

חשוב במערכת העצבים. לאלכוהול וסוגרים טבעת. 1צמחים בלבד מחזרים את פחמן UDP- glucoronate חומצה גלוקורוניט

לא נחשב כחומר זר בגופנו הוא מסיס מאודC )צומח בלבד!!(. ויטמין Cויטמין שלושה תהליכים שונים וקבלת במים ולכן יופרש מהר לשתן. לכן עדיף לקחת מספר פעמים ביום בכמויות קטנות.

ומוטאז הופכים את התוצר לסוקציניל קו ויטמין בחומצות שומן אי זוגיות: קו אנזים A , חוסר בוויטמין . לכן חשוב לתת דיאטה מתאימה, כלומר האדםAהתהליך לא ימשיך עד סופו, יווצר לנו עודף של פרופיניל קו

חייב לקבל את החומצות האמיניות הללו אך חייבים לתת אותם בדיוק בכמות הרצויה לגוף מעל הכמות פרופיניל.ההכרחית יתחיל יצטבר לנו

.בטא הידרוקסיבוטארט המצב בו יוצאים גופי קטו לדם( חומצת שומן פלמיטיתC16 זו החומצה הארוכה ביותר בסינתזה חומצות שומן עם מלוניל/אצטיל קו )A.:פירוט קיצורים באנזימים של חומצות שומן

KS קושר את האצטיל של האצטיל קו -A.ACP קושר את המלוניל של מלוניל קו – A.MT ,המולקולות יתחברו על 2 – עושה קונדנסציהACP.KRמחזר את הקבוניל לכוהל - HD)מוציא מולקולת מים ויוצר קשר כפול )דהידרציה – ER.מחזר את הקשר הכפול – מולקולה רוויה – AT-מעביראת כל המולקולה ל – KS

-מפלמיטית והלאה התהליך מתבצע בERכאשר הוספת קשר כפול מהקצה הקרבוקסילי = יונקים. קצה מתילי . = צמחים.

פחמנים מהקשר הכפול.3 והשאר 9הקשר הכפול הראשון נכנס בפחמן (פלמיטיתC16)( סטריאטית C18 )(אולאית C18;1)(לנולאית C18;2 בצמחים בלבד – ) 5ציטוכרוםB-משמש כדי ש FAD יעבור חיזור על ידי NADPHמשמש להכנסת קשרים כפולים בחומצות.

שומן.ω בע"ח לא יוצרים( 3 – סימון הקשר הכפול מהקצה המתילי/ -ω ω-6)

52

בחומצות שומן לא רוויות הקשר הכפול הוא ציס, אצטיל קוA.הוא טרנס אנזים(פרוסטגלנידים – גורמים לתהליכם דלקתייםCOXנוצרים מחומצה ארכידונית ויוצרים שרשרת מעבר )

אותות. סקוולאנס – מולקולה המתקבלת אחרי מבאלונט ולפני כולסטרולהחשוב לממברנות הלב והמוח.קרדיוליפין ( איזופרופןIPPאבן בניין לסינתזה של כולסטרול ).קבוצה פרוסטטית/קופקטור – קבוצות הנמצאות בחלבון שאינן חומצות אמינו. מזרזים את התהליךטרנסדהאנימציה = טרנסאנימציה+דהאנימציה מחמצנת .טרנס אנימציה - קשר שיף = קשר כפול בין קבוצה פרוסטטית לחלבוןFMN-הוא האתר הפעיל בקומפלקס אחד-הקבוצה הפרוסטטית והוא מקבל שני אלקטרונים ופרוטון מ

NADH. FMNיכול לקבל שני אלקטרונים בבת אחת או אחד אחד לחוד. אך כשהוא מוסר אלקטרון למרכז גופרית-ברזל ימסור אחד אחד.

Fe-Sמרכזי ברזל גופרית – קואנזיםQ אוביקווינון – ציטוכרוםa וציטוכרום bללא קשרים קוולנטים : ציטוכרוםc.קשירה קוולנטית )שני קשרים( בין קבוצה פרוסטטית לציסטאין בחלבון : חלבונים שבתוכם קבוצה פרוסטטיות מסוגHeme קשרים עם4. מספר טבעות פירוליות – מכילות חנקן שיוצר

הברזל במרכז. !!ציטוכרום יכול לקבל/ למסור אלקטרון אחד בלבד הנקשר לאתר הפעיל של האוביקווינון. רוטונון:1מעכבים לקומפלקס ADPR נקשר לאתר הפעיל של – FMN

להכנסNADHלא נותן ל- הנקשר לאתר הפעיל של סוקצינט, לא מאפשר את קשירת הסוקצינט.מלונט: 2מעכבים לקומפלקס

הנקשר לאתר הפעיל של אוביקווינון.קרבוקסין

נקשר לאתר מיקסוטיאזול. נקשר לאתראנטימיצין: 3מעכבים לקומפלקס .

3( ציטוכרומים -)-המורכב מ( 2מרכז ברזל-גופריתS,2Fe –)ריסקי.

4לקומפלקס מעכבים :CO , האתר קישור של החמצן תפוס. יוצרים קישור חזק עם הברזל, חמצן לא - יכול להיכנס ולהתחזר.

peroxy Intermediate -מצב בו יש שני אלקטרונים על החמצן ואין אלקטרונים ב – heme a3 + copper BFerryl Intermediate אלקטרונים בענן אלקטרונים3 – מצב בו ישנם hydroxy Intermediate אלקטרונים הקשר בין אטומי חמצן נשבר ונסיים עם שני הידרוקסיל.4 – מצב בו נכנסו גלוקגון הינו הורמון המופרש במצבים של חוסר גלוקוז בדם ולכן בגלוקונאוגנזה ניצור גלוקוז מפירובט שיוכל

להשתחרר לדםאפינפרין בשריר או גלוקגון בכבד – מודיעים על פירוק גליקוגן לצורך גלוקוז בדם

ויצור מולקולהפנקריאטיק ליפאז מופרש מהלבלב מפרק טריגלצרידים במעי, יוריד את קבוצות אמפיפאתית.

– כילומיקרוןהטריגליצרידים נארזים באנטרוציד יחד עם כולסטרול,פוספוליפידים וחלבונים ויוצר חלקיק גדול– צורה בה השומנים עוברים בזרם הדם.

החלבונים שיושבים במעטפת הם אפוליפרוטאינים )רק חלבונים( כולם בעלי תפקיד של מיקוד הכילומיקרון (ApoB-100, Apo C2, Apo C3לאיבר המטרה )חשובים:

C2 Apo פירוק הכילומיקרון על ידי הליפופרוטאין ליפאזהתחלת– משמש כסיגנל Apo C3 הפסקת – משמש כסיגנל( פירוק הכילומיקרון על ידי הליפופרוטאין ליפאז stop code )אוכל אותו לגמרי עושה הידרוליזה מלאה לפירוק של שלושליפופרוטאין ליפאזהכילומיקרון נקשר מאקטב וה

חומצות שומן שנכנס לתא וגליצרול שלא נכנס לתא.?????אז מה נקבל

שמשמשים = מספר n-1 פעמים. A, n פחמנים. נקבל אצטיל קו 2nחומצה שומנית עם .Aלחיתוך קבוצות של אצטיל קו

53

.ATP מולקולות A 9אצטיל קו

.ATP2 נטו הרווחנו ATP4 ויוצר ATP2 פירובט צורך מולקולת גלוקוז גליקוליזה – מדהידרוקסיאצטון פופאט ועד פירובט נקבל הכל פעמיים.

54