: מבנה חלבונים 1 יחידה .תכונותL( המבנה התלת מימדי נקבע ע"י הרצף הראשוני של חומצות האמינו.כל החומצות האמיניות באורגניזמים בקונפיגורצית 1חלבונים:

היוניזציה של חומצה אמינית חופשית:הצורה המקובלת לכתיבת יוניזציה של חומצה אמינית )השייר השלילי(:

הוא קבוע הפירוק של החומצה.מפתוח של הביטוי עבור קבוע הפירוק של החומצה נקבל:כאשר

שו"מ נוטה לכיוון שו"מ נוטה לכיוון התוצרים. מתחת לערך של מעל הערך של pH אם :המשמעות של

הקבוצה יש לחשב לפי יחס מתוך הנוסחא! כשעולה ה 1 קטן מ pKa ל pHהמגיבים. אם מחשבים מטען וההפרש בין

שמאבדת פרוטון.הקרבוקסילית היא הראשונה האפקט ההידרופובי.המבנה התלת מימדי של חלבונים המותאמים למים מיוצב ע"י הנטייה של קבוצות הידרופוביות להתחבר יחד – ונקרא בתוך הגרעין המקדם הדיאלקטרי נמוך יותר ולכן איטרקציות אלקטרוסטטיות בין חומצות אמניות חזקות יותר.

( הן ראקטיביות ויוצרות יחד קשרים דיסולפידים שמאוד חשובים בייצוב חלבונים במבנה השלישוני. ראקציה ליצירתם היאSHקבוצות תיול ) :ח.א בליעה מקסימליתפעילות אופטית D110ריאקציית חמצון)בד"כ יופיעו בחלבונים חוץ תאיים( .המשקל הממוצע של ח.א הוא

Trp280nM, Tyr 275nM,Phe 257nM).) רצף חומצות האמינו הקשורות בקשרים פפטידים.השרשרת המרכזית עשירה בפוטנציאל לקשרי מימן, כל פחמן קרבונילימבנה ראשוני –

הוא מקבל טוב של קשרי מימן.פרולין היא תורמת קשר מימן טובה והיא יוצאת דופן כי היא מכילה קבוצת אלפא אמינו שיניונית.

)יצירת הקשר אינה מועדפת תרמודינאמית(תכונות הקשר הפפטידי: . הקשר הפפטידי אינו טעון – מה3.. לקשר הפפטידי תכונות של קשר כפול שמונעות רוטציה סביב הקשר2. הקשר הפפטידי הוא פלאנרי.1

. כמעט כל הקשרים הפפטידים בחלבונים הם4שמאפשר לפולימרים של ח. אמינו הקשורים בהם בקשר פפטידי ליצור מבנים ארוזים. (.cisטרנס)פרולין בשל טבעת אמין שניוני תעדיף קשרים במצב

( קובעות את הדרך לשרשרת הצדדית.הרבה( ובין הקרבוניל והפחמן אלפא )(הזווית של הרוטציה בין הנתרן לפחמן אלפא

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

הליקס הוא מבנהופניות ולופים. sheet β הליקס, שרשראות פוליפפטידיות יכולות להתקפל למבנה רגולרי כמו מבנה שניוני –

הליקס. ב i+4למימן אמידי של שייר iמפותל המיוצב ע"י קשרי מימן תוך שרשרתיים כאשר נוצר קשר מימן מהחמצן הקרבונילי של שייר

מעלות לערך. בסיבוב100 כאשר הסיבוב הוא של הוא פחמני 2ע"פי רוב השיירים הצדדיים פונים החוצה. המרחק בין

הסיבוב של ההליקס לצד ימין עדיף אנרגתית בגלל פחות חומצות אמיניות ואורכו של סיבוב ממוצע הוא 3.6ממוצע יש

הואβ גדיל [8]ת- מיוצבים ע"י קשרי מימן בין שרשראות פוליפפטידיות.β sheet נוטות להופיע במבני אלפא(Glu,Ala,Leuהפרעות סטריות)

מגיע מאינטרקציה עם גדיליםβ.הייצוב של גדיל הוא βכמעט ישר ואינו מפותל המרחק בין חומצות אמינו לאורך גדילי ה

נוטות להופיע במבני בטא(:Iso,Valאחרים ) – הגדילים הם לאותו כיוון ברצף כאשר מבחינת קשרי המימן ביןparallel – השרשראות בכיוונים נגדיים.*מצב anti-parallel*מצב של

הגדילים מדובר במצב פחות יציב מהקודם ) קשרי המימן ארוכים יותר( מבנים אלה משמשים בחלבונים קושרי ח.ש במטאבוליזם של ח.ש בחלבונים מבניים ובתעלות ממברנאליות(.לופים אינם מבנים מחזוריים ורגולטורים. מבנים לופיים הם לעיתים קשוחים ומוגדרים

[9]ת- )גדילי בתא(reverse turnלדוגמא (.Pro,Gly,Asnהיטב)חומצות הנוטות להמצא בסיבוב המקשר בין מבנים שניוניים חלבונים מסיסים במים מתקפלים למבנים קומפקטים המבודדים את המים מאיזורים לא פולרים וממקסמים את קשרי ואןמבנה שלישוני –

דר ואלס המעלים את יציבותו.המבנה המרחבי של השרשרת הפוליפפטידית נחשב כמבנה השלישוני. יש אופציה ליצור קשרים דיסולפידים כאשרcysteineאחד מהאלמנטים הנוספים של ייצוב המבנה השלישוני הוא הקשרים הדיסולפידים. ל

הריאקציה ליצירתם היא ראקציית חמצון בנוסף, מבנה זה מיוצב ע"י אינטראקציות אלקטרוסטטיות,ואן דר ואלס, מימן והידרופוביות. מתחם )Domain.חלק מהחלבון המקופל באופן קומפקטי על עצמו ובעל תפקיד מסוים )

חלבונים המכילים יותר משרשרת פוליפפטידית אחת יוצרים כמה יחידות של ארגון מבני. כל שרשרת פוליפפטידית כזוהמבנה הרבעוני - . המבנה הפשוט של מבנה רבעוני הוא דימר – המורכב משתי יחידות זהות.מבנה זה מיוצב ע"י אותן אינטראקציות המשפיעותsubunitנקראת

מולקולה בעלת שני מטענים מנוגדים בעלת מטען כולל נטרלי.צוויטריון – על המבנה השלישוני. pH– הוא ה איזואלקטרי pH עבור חומצות אמיניות עם שייר חיובי נעשה ממוצע של השייר והאמין,0 בו סך כל המטענים על החומצה הוא .

פריסת החלבון המקופל למבנה הראשוני.ריאגנטים כמו אוריאה וגואנידיניוםדנטורציה –עבור שייר שלילי נעשה ממוצע בין קרבוקסיל לשייר. כלוריד משנים את מבנה המים בכך הם מחלישים את האפקט ההידרופובי ומטים את השו"מ בין המבנה הניטיבי למבנה אקראי לכיוון

הסרת גורמי הדנטורציה בסדר המתאים במטרה לאפשר סגירה מחדש של הקשרים הדיסולפידים ע"י חמצון.לרנטורציה דנטורציה. המידע לסידור המבנה המרחבי נמצא ברצף הראשוני. הפרואינסולין בנוי משלושה מקטעם, כאשר השרשרת האמצעית נחתכתאינסולין –

ממקומה זה המבנה הניטיבי ורוב הסיכויים שהוא לא יחזור אחורה. זימוגן – חלבון בצורה לא פעילה )רק אחרי שפעול פרוטאולטי(. : חקר חלבונים: 2 יחידה

טובה להפרדת תערובות של מרכיבים גסים בטכניקה זו ניתן לקבוע משתנים כמו מסה וצפיפות, ללמוד על הצורה שלאולטרא צנטריפוגה – של חלקיק ע"יSהמולקולה ולחקור אינטרקציות בין המולקולות. דרך נוחה לחשב את שיעור התנודות היא לחשב את מקדם השקיעה -–

- מקדםf – צפיפות המדיום, P – נפח, V – מסת החלקיק, m)כאשר: שימוש במשוואה:

קטן יותר המולקולה נעה יותר באיטיות בשטח הצנטריפוגה.Sהחיכוך(היחידות של מקדם השקיעה הן בדר"כ סבדרברג כאשר ככל ש . חלקיקים בעלי שטח פנים גדול יותר2. שקיעת חלקיק תלויה במסה שלו: חלקיק כבד ישקע מהר יותר.1המסקנות הנגזרות מהמשוואה:

. מקדם השקיעה תלוי גם בצפיפות התמיסה: )כאשר 4. חלקיק צפוף ינוע מהר יותר 3ישקעו לאט יותר בגלל מקדם החיכוך.

גרדיאנט צפיפות בצינור הם לא ינועו(.יש אופציה ליצירת חלקיקים יצופו, כאשר חלקיקים ישקעו, כאשר

מצפייפות גבוהה בתחתית עד צפיפות נמוכה בקצה. נפח קטן של תמיסה המכילה תערובת של חלבונים מונחת בקצה גרדיאנטהצנטריפוגה הצפיפות.כאשר הרוטור מסתובב – החלבונים נעים דרך הגרדיאנט ונפרדים בהתאם למקדמי השקיעה שלהם. השימוש בשיטה זו נעשה ללא

דנטורציה לחלבון. כאשר המהירות של החלבון בשדה חשמלי מתוארת במשוואה:ס תנועת מולקולה בשדה חשמלי נקראת אלקטרופורזיאלקטרופוריזה בג'ל –

– מקדם החיכוך(.כיוון התזוזה הוא מלמעלה למטה. אלקטרופוריזהf – המטען על החלבון, Z – עוצמת השדה, E)כאשר:

היא ההפך מסינון בג'ל בכך שכל המולקולות ללא תלות בגודל חייבות לעבור דרך אותו מצע. האלקטרופוריזה מתבצעת בג'ל פוליאקריל אמיד חומצות אמינו. הקומפלקס של חלבון2 לכל SDS נקשרים לשרשרת המרכזית בשיעור של כמעט אניון SDSתחת תנאי דנטורציה, אניונים של

בעל מטען שלילי גדול פרופרציוני למסת החלבון. חלבונים קטנים נעים במהירות וגדולים נתקעים למעלה. כושר התנועהSDSדנטורטיבי ו של שרשראות פולפפטידיות תחת תנאים אלה פרופרציונית ללוגריתם של המסה שלהם.

Diagonal electrophoresis.טכניקה לקביעת מיקום קשרי הדי סולפיד – תחילה החלבון מפוצל לפפטידים בתנאים ששומרים על קשיו

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

בקשרי די סולפיד הם עצמאיים וחומציים יותר.

זיהוי חלבונים בשיטות אימונולוגיות:

[10]ת- ELISA לדוגמא מוסיפים נוגדן ספציפי לחלבון אותו רוצים לגלות ואת הקומפלקס שוטפים עם נוגדן נוסף מסומן.נוגדנים – דמיון ברצף ולפעמם גם במבנה של החלבון. הומולוגיה–

: אינזימים מבוא וקינטיקה: 3 יחידה מקרומולקולות ביולוגיות שמזרזות ריאקציות.אינזימים –

. כמעט כל האינזימים הידועים הם חלבונים אך קיימת גם יכולתקטליזה מתרחשת באיזור מסויים של האינזים שנקרא האתר הפעיל .האינזימים מזרזים ריאקציות ע"י ייצוב מצב המעבר הגבוה ביותר באנרגיה. ע"י ייצוב סלקטיבי של מצב המעברRNAקטליטית למולקולות

קובע איזו ראקציה תתרחש.אינזים בדר"כ מזרז ריאקציה כימית אחת או סט של האינזים קרובות.הספציפיות של אינזים היא בשל אינטרקציות מדוייקות של הסובסטרט ריאקציותהדיוק הוא תוצאה של המורכבות במבנה התלת מימדי של האינזים – חלבון. לאינזים.

. קופקטוריםהפעילות של הרבה אינזימים תלויה בנוכחות של מולקולות קטנות הנקראות .קופקטורים שהם מולקולותholoenzymוהאינזים הפעיל השלם והקטליטי נקרא , apoenzymeאינזים ללא הקופקטור שלו נקרא

קופקטור שקשור באופן חזק לאנזים נקרא קבוצה פרוסטטית )למשל הם בהמוגלובין(.coenzymesאורגניות קטנות נקראים אינזימים יכולים לשנות אנרגיה מצורה אחת לאחרת )לדוגמא: פוטוסינתזה(.

אינזימים לא יכולים לשנות את חוקי התרמודינמיקה ) לא משנה. אינזימים משנים רק את קצב הריאקציה ולא את קבוע הריאקציה משמעות הדבר שאינזים מזרז את הריאקציה קדימה ואחורה ע"י אותו ( ולכן לא יכולים לשנות את שו"מ של ריאקציה כימית - G∆את ה

( - מצב מעבר הינו המצב עם האנרגיה החופשית הגבוהה ביותר.הירידהt.sפקטור בדיוק.אינזימים מזרזים ריאקציות ע"י יצוב מצב המעבר ) באנרגיית האקטיבציה משמעותה שיותר מולקולות הן בעלות אנרגיה להגיע למצב המעבר.היצירה של קומפלקס אינזים-סובסטרט היא השלב

[ – ESהראשון בקטליזה אינזמתית ]ההוכחה לקיום קשר אינזים-סוסטרט

. בריכוז קבוע של אינזים שיעור הריאקציה עולה עם העלייה בריכוז הסטובסטרט עד הגעה למהירות מקסימלית. בריכוזי סובסטרט גבוהים1 .התכונות הספקטרוסקופיות של הרבהX. 3. קריסטלוגרפיה בקרני 2כל האתרים הפעילים מלאים ולכן שיעור הריאקציה לא יכול לעלות.

. ESאינזימים וסובסטרטים משתנות ביצירת הקומפלקס לאתרים הפעילים של אינזימים יש כמה מאפיינים משותפים:

. להלן כמה הכללות הנוגעות לאתרים פעילים:האתר הפעיל הוא איזור באינזים שמפחית את אנרגיית האקטיבציה של הריאקציה *האתר הפעיל הוא מבנה תלת מימדי הנוצר ע"י קבוצות שמגיעות מחלקים שונים בסדרת חומצות האמינו.*האתר הפעיל מהווה חלק קטן

יחסית מגודל האנזים.*אתרים פעילים הם מפוצלים או מסודקים – האופי הלא פולרי של הרבה מהבקעים מגדיל את הקשירה של הסובסטרט. *סובסטרטים קשורים לאינזימים ע"י הרבה אינטרקציות חלשות – קשרי ואן דר ואלס, מימן וכו'.*הספציפיות בקשירה תלויה

ללא שינוי באתר הפעיל, כאשר יש הרבה חופש תנועהמפתח ומנעול בארגון המדוייק והמוגדר של אטומים באתר הפעיל )אנלוגיה של !(.התאמה מושריתלאינזים –

המודל של מיכאליס מנטן מתאים לתכונות הקינטיות של הרבה אינזימים )אינזים בעל אתר פעיל אחד בלבד או אנזים לא:קואופרטיבי!(

למשל התגובה הבאה:

יצירת התוצר נקבעת כפונקציה של הזמן לסדרת ריכוזי סובסטרטים.

- שיעור יצירת התוצר לזמן.נגדיר

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

משוואת מיכאליס מנטן:

מתרחש כאשר כל האתרים הקטליטים באינזים מלאים בסובסטרט – כלומר כאשרהשיעור המקסימלי

ההגדרה של מהירות מקסימלית:.

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

לריכוז הסובסטרט-משוואה ליניארית.

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

.0הסובסטרט-משוואה ליניארית עם שיפוע

הוא ריכוז הסובסטרט שבו שיעור הריאקציה הוא. כלומר אז *כאשר

מחצית מהערך המקסימלי, במילים אחרות:

לא תלוי בריכוז האינזים(:לקבוע מיכאליס מספר משמעויות חשובות )

. ריכוז הסובסטרט בו חצי מהאתרים הפעילים תפוסים.1 . כאשר הקבוע ידוע הפרקציות של האתרים המלאים בכל ריכוז סובסטרט יכול להיות מחושב לפי:2

.

גבוהה מרמז על אפיניות נמוכה של. כאשר ריכוז אם ES שווה לקבוע הפירוק של הקומפלקס . 3

הוא ביטוי לאפיניות.האנזים לסובסטרט. למעשה

turn over number- האינזים מלא מספר המולקולות של הסובסטרט ההופכות לתוצר ע"י מולקולות אינזים ביחידת זמן כאשר

היחידות שלו הן מחזורים לשניה ככל שהוא גבוה יותר= מספר התפנית שווה לקבוע הקינטיקה בסובסטרט – רווי.

.ככל שהוא יותר גבוה האינזים יעיל יותר כאשר - כאשר האינזים מהיר יותר. הקריטריון

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

.גבוהה יותר האינזים יעיל יותר

עיכוב אינזימים : עיכוב אינזימים יכול להיות הפיך ולא הפיך – מעכב בלתי הפיך מתפרק לאט מאוד ממטרת האינזים שלו בגלל שהוא קשור חזק לאינזים

)בדר"כ ע"י קשרים קוולנטים(. המעכב נקשר לאתר הפעיל ואז הסובסטרט מנועבמעכב תחרותי מאופיינים בפירוק מהיר של הקומפלקס אינזים – מעכב. מעכב הפיך –

מלהיקשר לאותו אתר פעיל. מעכב תחרותי מקטין את שיעור הקטליזה ע"י הפחתת מולקולות האינזים הנקשרות לסובסטרט. מעכב תחרותייכול להיות מדוכא ע"י הגדלת ריכוז הסובסטרט.

המעכב והסובסטרט יכולים להיקשר בו זמנית למולקולות האינזים באתרים שונים.מעכב לא תחרותי פועל ע"י הקטנתבמעכב לא תחרותי. ולא יכול להיות מדוכא ע"י הגדלת ריכוז הסובסטרט. turn overמספר ה

- המעכב מתחרה עם הסובסטרט על האתרים הפעילים. קבוע הפירוק של המעכב ניתן ע"י:במעכב תחרותי: קביעת סוג העיכוב

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

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

.

– סובסטרט יכול עדיין להקשר לקומפלקס אינזים מעכב, אך הקומפלקס אינזים-מעכב-סובסטרט לא ממשיך ליצירתבמעכב לא תחרותי

לא משתנה. כאשר ערכו של יורד לערך הנקרא תוצר. הערך של

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

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

בטא לקטמית של הפנצילין תוקפת את ה טרנס פפטידאז(.

(:עקומה הופכית הופכית/לינוובר-בורקיישור של משוואת מיכאליס מנטן תתן את המשוואה )

פעילות( y, חיתוך עם ציר :X.)חיתוך עם ציר

- ספציפית

קודם ולאחריו A – א(האנזים קושר את סובסטרט sequential displacement( 1ריאקציות המכילות שני סובסטרטים מתחלקות לשני סוגים: – איןRandom (. ב( ordered משתחרר אחריו)Aמשתחרר קודם, התוצר של Bלאחר מכן מתרחשת הריאקציה. התוצר של Bאת סובסטרט

double(2חשיבות לסדר קשירת ושיחרור הסובסטרטים לאחר שנקשרו שני הסובסטרטים מתבצעת התגובה ומשוחררים שני התוצרים.displacement )ping-pong ( סובסטרט -A נקשר,התוצר שלו משוחרר ורק אז נקשר סובסטרט B והתוצר שלB משוחרר. )בפרק הבא

דוגמאות למעכבים בלתי הפיכים( : אינזימים – מנגנונים קטליטים: 4 יחידה

מספר עקרונות קטליטיים המאפיינים אינזימים רבים: קטליזה אינזימתית מתחילה בקשירת סוסטרט, אנרגיית הקישור הינה האנרגייה החופשית המשוחררת בעת היווצרות מס' רב של אינטרקציות

חלשות בין האינזים והסובסטרט. אנרגיית הקישור המקסימלית מצביעה על.**יצירת הספציפיות של הסובסטרט והעלאת יעילות הקטליזה מטרות:2לאנרגיית הקישור

הסובסטרט הספציפי לאינזים. אנרגיית הקישור יכולה לגרום גם לשינויים מבניים הן באינזים והן בסובסטרט אשר מאפשרים את הקטליזה - תהליך כזההתאמה מושרית –

נקרא התאמה מושרית.אינזימים מקיימים בדר"כ אחת או יותר מן האסטרטגיות הבאות ע"מ לקטלז ריאקציה ספציפית:

. קטליזה קוולנטית – האתר הפעיל מכיל קבוצה פעילה אשר יוצרת קשר קוולנטי לסובסטרט בשלב מסויים בתגובה.1. קטליזה חומצית בסיסית –מולקולה שאינה מים מוסרת או מקבלת פרוטון במהלך הקטליזה.2 . קטליזה ע"י יון מתכת- המתכת יכולה להיות בכמה מצבי חימצון בנוסף יכולה להיות נוקליאופיל ,יכולה לייצב מטען שלילי בתוצר ביניים או3

להקשר לסובסטרט.. סובסטרטים שונים. ריאקציות אלה ניתן לזרז באופן ניכר ע"י קירוב הסובסטרטים זה לזה ע"י2. קטליזה ע"י קירוב – ריאקציות רבות מכילות 4

קישור יחיד לאינזים. ללא קטליזטור מדובר בריאקציה מאוד איטיתפירוק של חלבונים נעשה ע"י ריאקצית הידרוליזה הוספת מולקולת מים לקשר הפפטידי.

למרות שהיא מועדפת תרמודינאמית זאת בשל תכונות הקשר הפפטידי.מנגנון כימוטריפסין:

.בין החומצות בשלשה הקטליטית ישנם קשרי מימן התורמיםAsp102-His57-Ser195 חומצות אמינו: 3באתר הפעיל יש שלשה קטלטית – ליציבות.

כל אחת המחומצות הנ"ל חשובה ופגיעה באחרת מהן הורסת את הפעילות. ( היסטידין מחזיקה את סרין באורינטציה נכונה ולוקחת ממנו פרוטון. סרין הופכת לנוקליאופיל חזק.המטען החיובי על ההיסטידין מיוצב ע"י1

האספרטט. (סרין תוקפת את הפחמן בקשר הפפטידי )של הסובסטרט( נוצר תוצר בינים טטרה הדראלי לא יציב בעל מטען שלילי המיוצב ע"י אמינים2

. Oxy anion hole של האנזים .חלק זה באנזים נקרא Back boneמה (הפרוטון שקיבלה היסטידין עובר לאמין בקשר הפפטידי והקשר האמיני נשבר )הפפטיד עד החנקן משוחרר מהאנזים( המצב החדש נקרא3

acyl enzyme.)הפחמן של הקשר הפפטידי שפורק עדיין קשור לסרין( ( היסטידין לוקחת פרוטון ממולקולת מים. ההידרוקסיל של המים תוקף את הפחמן הקשור קוולנטית לאנזים. נוצר טטרהדר לא יציב.4[5]ת-( הפפטיד מהפחמן והלאה משוחרר. הפרוטון העודף בהיסטידין חוזר לסרין.האנזים חזר למצבו ההתחלתי.5 באתרVal – מכיל שני שיירי elastaseהאנזים משתמש בקטליזה קוולנטית ובקטליזה בסיס חומצה. מספר אנזימים הומולוגים לכימוטריפסין:

במקום בסרין בתור הנוקליאופיל התוקף את הקשר. אנזימים לאAspהפעיל ולכן מתאים לחומצות קטנות יותר.טריפסין- משתמש ב כדי לייצב אתAsn – מכיל שלשה קטליטית זהה לזו של כימוטריפסין אך באוקסיאניון הול הוא משתמש בשייר של subtilisinהומולוגים :

(.back boneהטטרהדר הלא יציב )לא ב .papain,caspases,cathepsinesכנוקליאופיל במקום בסרין. למשל Cys פרוטיאזות המשתמשים ב Cysמשפחה אחרת של פרוטיאזות –

קספאזות באפופטוזיס)מוות מתוכנן של תא( וקטהפסינים במערכת החיסונית. אספרטיל פרוטיאזות- אנזימים סימטריים .כל צד באנזים תורם שייר אספרטט. אחד מהשיירים מיונן והאחר לא. הופכים מים לנוקלאופיל

הקשור לוויסות לחץ דם.rennin במע' העיכול ו pepsinהתוקף את הסובסטרט.למשל כמעט כל האורגניזמים מכילים קרבוניק אנידרז המקטלז את היצירה של פחמן דו חמצני )הידרציה( ואת התגובהקרבוניק אנידראז –

אתרי קישור הם עם טבעת3 ליגנדים בקרבוניק אנידראז. 4+ במערכות ביולוגיות. אטום האבץ נקשר ל 2ההפוכה. אבץ נמצא רק במצב שיירי היסטידין ואתר קישור נוסף הוא למולקולת מים.הקשירה של מולקולת המים לאבץ מפחיתה משמעותיתת את ה3האימודוזיל של

נטרלי. הידרוקסיד שקשור לאבץpHריכוז משמעותי של יון הידרוקסיד )קשור לאבץ( נוצר ב של המים. עם הורדת ה

הינו מספיק נוקלאופילי ע"מ לתקוף פחמן דו חמצני בצורה מהירה.ריאקציה זו מהירה גם ללא קטליזטור האנזים מזרז את התגובה עוד יותר- אנזים מושלם מבחינה קינטית, מתקרב לקצב הדיפוזיה. התגובה חשובה משום שהסובסטרט והתוצר שלו משתתפים בריאקציות של אנזימים

אחרים ולכן יש צורך בשליטה מהירה בריכוזם בנוסף,פד"ח נישא בדם בצורת ביקרבונט בעיקר.פד"ח משמש ליצירת חומרים מסויימים[6] ת-מנגנון: הדרושים לעין.במשפחת גמא של אנזים זה )ארכאות( ניתן למצוא בטא הליקס יד שמאלי.

NMP קינאזות מקטלזים העברת קבוצת פוספוריל מ ATP ל NMPהאינזים הנ"ל אינו פעיל ללא נוכחות יון מתכת דו ערכי כמו מגנזיום או מנגן. (. ATP)ספיציפי לאנזים(. במקרה זה המתכת אינה מרכיב של האתר הפעיל אלא קשורה לסובסטרט )

בכדי להרחיק מים מהאתר הפעיל זאת בכדי למנוע תגובה מתחרה )המועדפת תרמודינאמית(- הידרוליזה שלPLOOPהאנזים משתמש ב ATP.ואובדן קבוצת פוספוריל למים

תפקיד המתכת לנטרל את המטענים השליליים בפוספטים,המגנזיום מחזיק את הפוספט באורינטציה נכונה לקטליזה ומוסיף נקודות קישוראפשריות לסובסטרט ומאפשר דינאמיות.

: בקרה של אינזימים: 5 יחידה נמצא ברקמות השריר תפקידו לקלוט חמצן בצורה אפקטיבית ולכן האפיניות שלו לחמצן גבוהה )כי לחץ החמצן ברקמות נמוך(.מיוגלובין –

כבר בלחצים חלקיים נמוכים של חמצן המיוגלובין מסוגל לקלוט הרבה. מיוגלובין הוא חלבון מונומרי עם אתר קישור אחד לחמצן )קבוצתheme )

נמצא בדם ובסביבות שונות האפניות לחמצן משתנה כפונקציה ללחץ החמצן לדוגמא בריאות.זוהי דוגמא לבקרה: לחץ חמצןהמוגלובין – ביתא(2 אלפא ו- 2 סוגי שרשראות )2גבוה – אפיניות גבוהה. לחץ חמצן נמוך – אפיניות נמוכה. המוגלובין הוא הטרוטטרמר הבנוי מ

- לחץ החמצן בו חצי מהמולקולות רוויות(.קשירת)כאשר הגדרת מידת הרוויה עבור מיוגלובין:

החמצן להמוגלובין:

עבור אנזים קואופרטיבי: מהמשוואת היל:)עקום היל (

את פעילות ההמוגלובין ניתן לתאר ע"י שילוב של שני המודלים המתארים קואופרטיביות. כאשר שלושה אתרים קשורים לחמצן ,החלבון (.כאשר רק אתר קשירה אחדMWC מאשר לאתר הראשון במצב לא קשור )מתאים ל 20 ולאתר הרביעי אפיניות של פי Rבמצב המקביל ל

22]ת- (.KNF אך עדיין קשירת החמצן הראשונה מגדילה את האפיניות של תתי היחידות האחרות )מתאים ל Tתפוס, החלבון במצב מקביל ל [הבדלים בין המוגלובין למיוגלובין

n=1 מבטא קואופרטיביות –מצב בו קישור של ליגנד לאתר פעיל אחד משפיע על האפיניות של האתרים הפעילים האחרים, (nמקדם היל ) החלבון קואופרטיבי.n>1אין קואופרטיביות.

להמוגלובין ארבע קבוצות הם כאשר כל קבוצת הם מכילה אטום ברזל. אטום הברזל קשור בארבע קואורדינטות לטבעת ההם. בעמדה החמישית קשור להיסטידין שנמצאת על אלפא הליקס . בעיקבות קישור חמצן לעמדה השישית של הברזל רדיוסו של אטום הברזל קטן והוא

נכנס לתוך מישור הטבעת.כתוצאה מכך נמשך ההליקס ומשתנה הזוית בין שני הדימרים הבונים את החלבון.כתוצאה משינוי הקונפורמציהעולה האפיניות של תתי היחידות האחרות.

מתוח למצב זה אפיניות נמוכה לליגנד.למשל המבנה הרבעוני של –Tמצב לחלבון קואופרטיבי שני מצבים קונפורמטיבים:deoxyhemoglobin.מצב – שהוא המוגלובין שתתי היחידות שלו חופשיות מליגנדR– רפוי במצב זה לאתרים הקושרים אפיניות גבוהה

לליגנד. מודלים עיקריים המתארים קופראטיביות:2 אפילו כשאין חמצן בכלל. ככלR למצב T – ע"פ מודל זה בכל לחץ חמצן שהוא המוגלובין נמצא בשו"מ בין מצב (MWC המצבים )2מודל . 1

. לפי מודל זה, כל תתי היחידות באותו חלבון באותה קונפורמציה. אינו יכול לתארR שנקשרות יותר מולקולות חמצן שו"מ נוטה לכיוון מצב קואופרטיביות שלילית.

חמצן:0מבטא את קבוע שו"מ במצב של

C:היחס בין קבועי שו"מ בין מצב של קישור אחד למצב של בלי אף קישור –

גדלה לפי:Cככל שעולים בריכוז החמצן החזקה על

. הולך ונהיה יותר קטן ככל שמתקרבים למצב הרוויהR ל Tהיחס בין תנאים לקופראטיביות: , מעבר אינפורמציה על קישור קונפורמציות שונות לחלבון – אחת עם אפיניות גבוהה והשנייה נמוכה2 ,יותר מאתר פעיל אחד

לליגנד מאתר אחד לאחרים )מודל הרצף( – ע"פ המודל הנ"ל קישור של ליגנד לתת יחידה אחת גורם לה בלבד לשינוי קונפורמציה וכך מעלה את האפיניותKNFמודל . 2

של תת יחידה אחרת לליגנד.מודל זה דורש קבוע שו"מ שונה לכל שלב קשירה. מודל זה יכול לתאר גם קואופרטיביות שלילית. השפעה –כאשר קישור הסובסטרט משפיע על אפיניות האנזים )חמצן בהמוגלובין- אפקטור הומוטרופי חיובי(.השפעה הומוטרופית

- מורידים את אפיניותT – השפעת קישור חומר שאינו הסובסטרט עלאפיניות האנזים )פד"ח או יוני מימן המייצבים את מצב ה הטרוטרופיתהחלבון לסובסטרט – אפקטורים הטרוטרופיים שליליים(.

2,3BPG נקשר למצב Tמייצב אותו ומוריד את האפיניות לחמצן- אפקטור הטרוטרופי שלילי בעוברי יונקים,יש איזופורום של המוגלובין המכיל ובכך האפיניות של איזופורום זה לחמצן גבוהה מזו של ההמוגלובין בדם האם. BPG-2,3תת יחידה גמא בעלת אפיניות נמוכה יותר ל

של יוני מימן ופחמן דו חמצני המהווים אפקטוריםלרקמות מטבוליות כמו שרירים פעילים יש צורך גבוה בחמצן והם מייצרים כמות גדולה [25]ת- .קוראים אפקט בוהר לבקרה הזו הטרוטרופים שליליים של המוגלובין שמקדמים שחרור חמצן.

ATCase האינזים הראשון במסלול ריאקציות שבסופו נוצרים CTP ו UTPמדובר באינזים אלוסטרי שמעוכב ע"י התוצר של שרשרת התגובות. חייבCTP.בגלל חוסר הדימיון לסובסטרט Feedback Inhibition אפקטור אלוסטרי הטרוטרופי שלילי( דוגמא ל-CTPאותה הוא מתחיל)

הוא אוליגומר – מורכבATCase.-אפקטור אלוסטרי חיובי( ATP– אתר רגולטורי )כנ"ל גם מהאתרים הפעילים להיקשר לאתר שונה משני טרימרים קטליטים ושלושה דימרים רגולטורים. היחידות הרגולטוריות מאפשרות את התקשורת בין היחידות הקטליטיות ובכך את

הקואופרטיביות וגם קושרות את האפקטורים האלוסטריים. מעדיףCTP כי הוא מודולטור חיובי ו- R מעדיף להיקשר ל ATP. כאשר ATCase מסביר היטב את התנהגותו של MWCהמודל של

[17]ת-(. T או R כי הוא מודולטור שלילי קישור האפקטור ייצב את המצב אליו נקשור )Tלהקשר ל יש שני הסברים:ATP כתגובה לעליית ריכוז ATCaseלגידול בפעילות של

ריכוז גבוה של.2 תשווה את הפורינים והפרמידינים.ATCase גבוה מעיד על ריכוז גבוה של פורינים בתא ולכן עלייה בפעילות של ATPריכוז .1ATP מציין שיש אנרגיה משמעותית בתא לשכפול DNA.בקרה אלוסטרית מוסברת למעלה.1: סוגי בקרה עיקריים )

(איזואינזימים- אנזימים שונים המקטלזים את אותה התגובה אך שונים בערכיהם הקינטיים ובתגובתם למעכבים למשל לקטט הידרוגנאז2 – נמצא בעיקר בשריר ,בעלM( 2- נמצא בעיקר בלב בעל אפיניות גבוהה יותר לסובסטרט ומעוכב ע"י פירווט.H(1הקיים בשני איזופורומים:

( משתנה ברקמותM ו Hאפיניות נמוכה יותר לסובסטרט ואינו מושפע מפירווט.אנזים זה הוא טטרמר. היחסים בין תתי היחידות השונות )שונות.

(בקרה קוולנטית: הוספה או החסרה של קבוצה לאנזים המשנה את פעילותו- בדרך כלל הפיך.3 .פוספורלציה ודהפוספורילציה הם האמצעים העיקריים לכך.השיירglycogen phosphorylaseדוגמא לאינזים המבוקר ע"י פוספורילציה הוא

)ע"י קינאז אחר(.הוספת או הורדת פוספט גורמת לשינוי קונפורמציה בשל שינוי במטעןTyr )אותם קינאזות( ו Thrו Serהמזורחן הוא תמיד [11]ת-(פרו אנזימים/ זימוגנים- החלבון מסונטז בצורה לא פעילה ומשופעל ע"י חיתוך פרוטיאוליטי. למשל אינסולין,כימוטריפסין.4החלבון.

[7]ת-קסקדת קרישת דם 4 )רב החומר האורגני נמצא בצורת פחמימות(. לפחמימות OH פחמימות= אלדהידים או קטונים עם הרבה קבוצות : פחמימות: 6 יחידה

.אלמנטים מבניים בדפנות תאי צמח3 )דה-אוקסיריבוז/ריבוז(, DNA/RNA.מרכיבים ב-2. מחסני אנרגיה ותוצרי ביניים מטבוליים, 1תפקידים: פחמנים3-9. קישור לחלבונים ולליפידים לצרכי קשרים בין תא לתא ובין תא לסביבה. פחמימה מורכבת מ-4(, NAM-NAGוחיידקים )צלולוז,

-קטוזות[13-אלדוזות,ת-12]ת- אוליגוסוכר יכול ליצור מגוון רחב מאוד של מבנים.)שונים בגודל ובסטריאואיזומריה(.

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

(n=4 6-פנטוז, 5-טטראוז)הקסוז וכו' - יש יותר מפחמן כיראלי אחד לכן יש דיאסטריומרים-הקבוצה התוקפת היא בדר"כ הקבוצה המסומנת באדום שתוקפת את הקרבוניל ליצירת הטבעת )ההתקפה יכולה להיות משני הכיוונים(.

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

אפשרויות:2 אפשרויות להתקפה )מתחת ומעל הפחמן הקרבונילי( יש 2מכיון שיש )CH2O )1/3 למישור הטבעת - הפוך מ-מתחת שחוברה מצויה OH- קבוצת ה-αאנומר )CH2O )2/3 למישור הטבעת - מצד של מעל שחוברה מצויה OH- קבוצת ה-βאנומר

במצב פתוח(1%- הפחמן האלדהידי/קטוני שהותקף ביצירת הטבעת. )רק פחמן אנומרי , כאשר הממירים הגדולים בעמדות אקיסאליות )פחות הפרעה סטרית(.קונפורמציית כיסא( הקונפורמציה העדיפה היא 6*בפירנוזות )-ציקליזציות[14,15]ת- פחמנים על אותו המישור והחמישה מעליו.4( מועדפת קונפורמציית מעטפה )5*בפורנוזות )

בתמיסה יש משתי הצורות.במצב ולהיפך.סיבוב אופטיβפתוחα - שינוי קונפור' של הסוכר ממצב מוטורוטציה

-נוצרים גם ּפירנוזות וגם וגם פורנזות )סוכר חופשי-פירנוז,סוכר מותמר-פורנוז(.(C 6בפרוקטוז)כל קטוז בעל פתוח- אין מוטורציה!* ,שמשנה את צבעוCu- סוכר בעל קבוצת אלדהיד חופשית שיכולה לעבור חמצון לח.קרבוקסילית.)החיזור מתבצע ע"י נחושת,סוכר מחזר*

כשעובר חיזור- רק סוכר פתוח מחזר(. -מחבר בין שני מונוסכרידים.O-glycosidic bond:בין סוכר לכהל=קשרים גליקוזידים

(–בשני המקרים אין מצב פתוח לתוצאה ולכן לא יגיב כמחזר אלא אםT,G,A,C )מחבר בין סוכר לבסיסיםN-glycosidic bondבין סוכר לחנקן=הוא רב סוכר ויש לו קבוצה אנומרית חופשית.

Adduct סוכר שקשור לכהל או אמין.פחמימות מורכבות- נוצרות מקשרי = O :גליקוזיד בין מונוסכרידים-α-D-glycopyrunosyl-)12(-β-D-fuructofuranose

]ת- דיסכרידים נפוצים: – לא אפימרים!!!!(D-glucose, D-fructose. )1- סוכרים השונים בקונפיגורציה בפחמן כיראלי אפימרים גלוקוז קשרαגלקטוז מחובר ל β -לקטוז - מפרק סוכרוז ליחידותיו(.sucrase-פרוקטוז מחוברות בקשר גליקוזידי. )β-גלוקוז ויח' α-יח' סוכרוז[16

β-1,4 ,לקטאז מפרק לקטוז בבני אדם ,β-galctosidase.גלוקוז מחוברים בקשר 2 - מלטוז מפרק לקטוז בבקטריות O גליקוזידי-α-1,4מלטאז( גליקוזידי בדיסכריד נעשה ע"י קטליזה חומצית באתרOמפרק לתתי יחידות(*שלושת האנזימים המפרקים נמצאים בתאי האפיתל.פירוק קשר

)מסועף-α-1,6 פחמנים בקשר 10 וכל α-1,4- ההומופולימר הנפוץ בבע"ח,גלוקוז אחד מחובר לאחר בקשר גליקוגןהפעיל של האנזים. brunch.קשרי -עמילוז:שני סוגיםמאגר האנרגיה של צמחים, של גלוקוז,- הומופולימרעמילן( עם שרשרת סמוכהα-1,4 עמילופקטין בלבד, או-

α-1,4סוכרים 30 ל-תאח ו α-1,6.בין שרשראות )כלומר, פחות מסועף מגליקוגן(. יותר ממחצית מתצרוכת הפחמימות באדם היא מעמילן קשר,β-1,4 פוליסכריד לא מסועף של גלוקוז בקשרי תאית )צלולוז(--עמילאז, המופרש מתאי הלבלב ומבלוטות הרוק.αהעמילן מפורק ע"י

ליונקים אין צלולאז, ולכןמסוג זה יוצר מבנה ליניארי המתאים לתפקודים מבניים ומאפשר יצירת קשרי מימן בין שרשראות סמוכות לחיזוק. - פוליסכרידים המורכבים מדיסכרידים פולריים )נגזרות של סוכר אמיני(, בכל דיסכרידגליקוז אמינו גליקאניםאינם יכולים לפרק תאית.) לכל סוג קשר)ספציפייםה.יצירת אוליגוסכרידים מתבצעת ע"י אנזימים סולפאט או קרבוקסילת מטען שליליתלפחות קבוצה אחת בעל

glycosyltransferases.. רצפטורים לסיגנליםיםממברנות ומהווב נמצאיםלמשלקשר קוולנטי בין חלבון וסוכר.החלבון מהווה את רוב המולקולה.-גליקופרוטאינים

ב החלבונים המופרשים מתאים הםו.ר)Ser )O-linked או Thr ( או קישור לN-linkedהפחמימות נקשרו לחלבון ע"י קישור לאספרגין ).מסיסות החלבון( עליםגליקופרוטאימינים )משפיע

-פרוטאוגליקנים.(בקרת קיפולו לER ובמנגנון גולג'י )למשל אלסטאז, מסונתז כזימוגן, מוכנס ל-ERקישור הפחמימות לחלבונים מתבצע ב-רוב המולקולה סוכר ורק חלק קטן חלבון.

ממברנות יוצרות את החיץ בין התא לסביבה אך מאפשרות הכנסה והוצאה מבוקרת של חומרים.מולקולות : ליפידים וממברנות: 7 יחידה פולאריות מסוימות חוצות את הממברנה בעזרת טרנספורטרים.מים,למרות הפולאריות,זולגים מעט דרך הממברנה בשל ריכוזם הגבוה.

-60 )יריעות דקות .ממברנות –1: המאפשרים את מגוון פעילויות הממברנות מאפיינים משותפים

פחמימות שקשורות .מורכבות בעיקר מליפידים וחלבונים )לפעמים גם מכילות2( התוחמות בין מדורים. 100 מייצבים את הממברנה:כוחות קואופרטיביים.4לליפידים צד אחד הידרופובי ואחד הידרופילי-מולקולות אמפיפאטיות..3לליפידים ולחלבונים(.

הצד הפנימי שונה מהחיצוני)למשל בתאי דם אדומים, פוספוליפידים מסויימים.ממברנות הן אסימטריות6.חלבונים ממברנלים.5לא קוולנטים. .פוטנציאל8.נעים לטראליתהחלבונים והליפידים ו ות.הממברנות הן פולאידיות –נוזלי7.פונים תמיד כלפי חוץ ואחרים תמיד כלפי פנים(

או[20]ת-ממברנלי משחק תפקיד חשוב בהעברת חומרים.הממברנות בנויות משלושה רכיבים עיקריים: חלבונים, ליפידים )פוספוליפידים הן שרשראות הידרופחמניותחומצות השומן .[18]ת- כמו כולסטרול ( ותרכובות ממשפחת הסטרואידים[19]ת- או ספינגומיליןגליקוליפידים

– מקדםd – מרחק הנדידה, S).את מרחק הנדידה של פוספוליפידים מחשבים ע"פ: רוויה שונותתובאורכים שונים ורמ

הוא האחרון :פחמןצורות אפשריות [21]ת- נומיקלטורה של חומצות שומניות – זמן )שניות(( t(, )יחידות: דיפוזיה

ר את הפחמנים מהפחמן הקרבוקסילי עד לקשר הכפולוספ קשר כפול על הפחמן השלישי מהסוף. ניתן ל לדוגמא בשרשרת.

14-24 עליו יש את הקשר הכפול. חומצות שומן במערכות ביולוגיות מכילות בדר"כ בין וןשא אומר מהו הפחמן הרnכאשר בסימון של

.השרשרת יכולה להיות רוויה או להכיל מספר קשרים כפולים.חומצות שומן בלתי-פוספואטידאט[24]ת- הכי נפוצות(18ו-16אטומי פחמן ) בין חומצות השומן לגליצרול הינו קשר אסטרי.בפוספוליפידיםרוויות הן בעלות טמפ' התכה נמוכות מאלה של חומצות שומן רוויות.הקשר

רי )יציב יותר( כמו כן יש הסתעפויות של קבוצות מתילתעבור אורגניזמים החיים בתנאים קיצוניים הקשר בין הגליצרול לחומצות השומן הוא א כמעט בכל הממברנותאמצהנ כהל ליפידי–כולסטרול בשרשרת הפחממנית של החומצות מה שמקנה יותר עמידות לתנאי חמצון קיצוניים.

בטמפ' נמוכות.קבוצות ההידרוקסיל יוצרת אינטראקציות עם ראשי הפוספוליפידים.מהווה רבעהאנימליות תפקידו לדאוג לנוזליות הממברנה נעשה בסביבה הידרופילית, ייצוב המיצלות בעלי ח.ש אחת – התארגנות ליפידיםMicelle מהממברנה אינה נמצאת בממברנות של אברונים.

של ליפידים בסביבה בטבעץהנפו נהבמה– Bilayer לבין המים.םריא הפולים: *כוחות הידרופוביים,*כוחות הידרופילים בין הראשע"י -Planar ממברנות מלאכותיות הנוצרות ע"י הרעדת ליפידים בסביבה מימית.משמש למחקר ולהחדרת תרופות. –ליפוזום הידרופילית.

Bilayer Membrane - אוספים במברשת קטע מ ממברנה מתקבלת ממברנה שטוחה המוצבת בין שני מדיומים מימים משמשת למחקר בטמפ' .צמיגות הממברנות היא תלויית טמפ'. הממברנה צריכה להיות יותר חדירה, יהיו בה יותר חלבונים אם.על חדירות הממברנה

אידיות–מקטינות צמיגותו יש צורך בחומצות שומן המגדילות פלתקינהאידיות ו לשמור על פלכדי יותר יתממברנה צמיגה נמוכה וזה מה שמקנה להן את התכונותןאפיינות בהרכב החלבונים שלהתהממברנות מחלבונים בממברנות –ר חומצות שומן בלתי רוויות.מכלו

.קשורים בקשרים אלקטרוסטטים לצד הפנימי או החיצוני של הממברנה–חלבונים פריפריאלים.1: שיוצרים חלבוניםהשונות. אינטרקציותממברנה,חוצים – חלבונים אינטגרלים. 2ניתוקו. כך גורמים לריכוזי מלחים גבוהים מתחרים על הקישור בין חלבון פריפריאלי לממברנה ו

ויחלץהחלבון יעטוף את ע"י הוספה של דטרגנט )מולקולה אמפיפטית( הדטרגנט מתחרה על הקישור לממברנה, הדטרגנט יצוי למניםנית – החלבון הנ"ל עוזר בקליטת האור וחוצהBacteriorhodopsinאחד החלבונים הראשונים )ממברנלים( שמבנהו נפתר הוא אותו מהממברנה.

מקרים בודדים חומצה טעונה )בודדת( תמצא בתוך הממברנה לצורך תפקוד ספציפי מאוד.חלבון ממברנלי נוסף.בפעמים את הממברנה 7 שיטה לבדיקה אם חלבון(: Hydropathy index).חלבון ממברנלי המאפשר מעבר חומרים בחיידקים.מורכב מגדילי ביתא –Porinהוא ה

מודל –Fluid mosaic)הגרף הנ"ל נקרא הידרופובידיפלוט(. ח.א.20מסוים יכול לחצות ממברנה ע"י בדיקת ההידרופוביות של מקטעים בני המתאר את הממברנה כגוף דינאמי המאפשר תנועה לטראלית של ליפידים וחלבונים ממברנלים אך כמעט ולא מאפשר היפוך בממברנה.

חימצון דלקים להפקת אנרגיה –םזקטבולי. 1 ישנם שני מסלולים מטבולים: : : מטבוליזם-עקרונות ומושגים בחילוף החומרים 8 יחידה - סינטזת ביומולקולות תוך השקעתאנאבוליזם (.ח.ש ניתן לחמצן יותר מאשר סוכר )מחוזרת יותר( ולכן מניבה יותר אנרגיה.ATPזמינה )מידור בין תהליכים קטבוליים ואנאבולים ע"י הפרדתם לאברונים שונים. קומפרטמנטיזציה-אנרגיה.

כאשר:תגובהמתארת ספונטניות של הפונקציית מצב(:ΔGאנרגיה חופשית )

( C,D ,תוצרים – A,B בשו"מ )מגיבים–ΔG=0 .-האנרגייה

(.PH=7,T=25c,]C[=1Mהחופשית של תגובה בתנאים סטנדרטיים ) שלילי.ΔGצימוד תגובות ספונטניות עם תגובות לא ספונטניות לקבלת סה"כ תגובות מצומדות:

ATP– אנרגטי בתא.ההידרוליזה שלו מועדפת-בעלת מטבע ΔGסיבות. שלילי ולכן מצומדת לתגובות רבות שאינן מועדפות תרמודינאמית יש יותר דחיות בין מטעניATPב . 2. התוצרים יציבים מהמגיב– ATP מצבי רזוננס רבים יותר מ ל ADP+Pi לATP : 1להעדפת פירוק

פוטנציאלATPיותר מולקולות מים יוצרות אינטראקציה עם התוצרים מאשר עם המגיבים.ל . סולבטציה –3. הפוספטים המורידים את יציבותו בזמן .ATPהעברת פוספוריל בינוני.תכונה זו מאפשרת את יצירתו ע"י העברת פוספוריל ממולקולה בעלת פוטנציאל העברה גבוהה מזה של

בזמן מאמץ. ATP ומשמשת לחידוש מאגר ה ATPקריאטין פוספט בעלת פוטנציאל העברת פוספט גבוה יותר מזה של –מאמץ בשרירים צימוד התגובות:

המיאצטל כהל + אלדהיד המיקטל כהל + קטון

L/Dמתייחס לקונפיגורציה של הפחמן - הרחוק ביותר מקבוצת האלדהיד / קטון!!

הפחמימות "מתארכות" ע"י הוספת כהל כלפעם לשרשרת

האחוזים נכונים

לסוכרים בעלי שישה

פחמנים

פוטנציאלפוספורלציה:

.

מתחיל תהליך הנשימה האנארובי )גליקוליזה( ובסופו של דבר תהליך הנשימה האירובי)אוקסידציה פוספורילטיבית(.creatine-Pשנגמר ה כ[41]ת-

משתמש סינטאזATP. יוצרים גרדיאנטים של חומרים משני צידי הממברנה של סוכרים וח.שתהליכי חמצון ה – י חומרים עתירי אנרג סינטזת :כאשר יש גרדיאנט יוני,יש הפרש מתחים. ADP מ ATP לסנטז כדיבגראדיאנטים של פרוטונים

.מקבלים אלק' ופרוטונים נשאי אלקטרונים בתהליכי חמצון חיזורNAD+,FAD – נשא משופעל של קבוצת פוספט,ATP נשאים משופעלים: NADH לבין NADPH בין מבדיליםם מי אינזי.תורם אלקטרוניםכ - משמש NADPH .לק'מקבלת את האהלנשאים אלה יש קבוצה ריאקטיבית

NADH קואינזים בין תהליכים קטבולים לאנאבולים.דיל לסמן ולהבכך ניתן לא יתרום אלקטרוניםAל ואצטיל. לקו – נשא של קבוצות אצי שלכל עיקריות במטאבוליזם: ריאקציותסוגי 7פונטני.סתהליך ההידרוליזה של המולקולות . את קבוצת האצילת הקושרSH קבוצת אנזים

. הוספה או הורדה של5. העברת קבוצות. 4. איזומריזציות. 3. ליגציה )יצירת קשרים קו וולנטים(. 2. חמצון חיזור. 1אופייני: אנזים ריאקציה .ליאזות-מחדירי קשר כפול.7.זה. הידרולי6קבוצה.

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

יכול לקבלC.E .2 לו יש ATP לעומת 1 אנהידרידי כי יש לו רק קשר פוספוADP מהריכוז של 0.5 מוגדר ע"י: Energy chargeהפרמטר של אנאבולים שמואטים ולהיפך.בתא תקין רוב הזמן ערך זהו תהליכים קטבולים פעילים 0במצב מצב עשיר באנרגיה(.ה – 1 )1 ל- 0ערכים בין

נשאר קבוע וכך הרשת המטבולית חשה את האנרגיה בתא. הורמונים, גורמי גידול, פוטונים או גלי קול. הסיגנל הראשוני נקלט ע"י רצפטורים ממברנלים: סיגנל ראשוני : מעבר סיגנלים: 9 יחידה

.הסיגנל השיניוני משפעלם רבים פר סיגנל ראשוני אחד שניוניים סינתזה של סיגנלשהיא הגברה)חלבונים אינטגרלים( הסיגנל עובר .חלבונים

.3. את האותומעבירים משנים קונפורמציה את הסיגנל הראשוני קולטים. רצפטורים ממברנלים 2. סיגנל ראשוני. 1 העברת אותות: סדר . הסיגנל5. ם שניונייםמייצרים סיגנלה. אינזימים משופעלים 4מולקולות הצימוד – מולקולות תוך תאיות שמשפעלות אינזימים אחרים.

.שונים חלבוני מטרה יםשפעלהמהשיניוני מאקטב אינזימים אחרים )בעלי פעילות כללית( מופרש בזמן מתח(, חומרי ריח, חומרי טעם, ה[26]ת- הורמונים )לדוגמא אנדרנלין - הסיגנלים הראשונים: Gαs העברת אותות ע"י חלבוני נקשרים לרצפטור ובעקבות הקישור גורמים להתחלקות.הסיגנלים הראשונייםה –חלבונים קטנים Growth factorsחלבונים/מולקולות קטנות,

לרצפטור )סיגנל הראשוני קשירת ה. 1 :הרצפטורמנגנון .)GPCRs )G-Protein-Coupled-Receptorsלרצפטור ממברנלי שנקרא נקשרים 7TM2. ( גורמת לשינוי קונפורמציה .GDP מוחלף ב GTP(בתת יחידה אלפא בחלבון G.פנימי הקשור לרצפטור )ניתוק תת היחידה 3.αמ βγ.

.האנזים5( ומשפעלת אותו. TM 12 )ח.ממברנלי β חופשית נקשרת לאדנילט ציקלאז באתר אליו היתה קשורה תת יחידה αתת יחידה .4 מזרחן חלבוניPKA. 6 -הגברה(.cAMP אלוסטרית)מסנטז הרבה PKA )סיגנל שניוני( המשפעל את האנזים cAMP ל ATPהמשופעל הופך

למשל מזרחן שני אנזימים האחד משופעל מפרק גליקוגן והאחר יוצר גליקוגן ומעוכב כתוצאה מהזרחוןSer או Thrמטרה שונים בשיירים של - בעל שני מתחמים תוך תאיים,הנקשריםadenylate cyclase המאקטב שיעתוק של גנים מסויימים.CREB מזרחן חלבון PKAדוגמא נוספת

לתתי היחידות הרגולטוריות גורםcAMP.קשירת תתי יחידות קטליטיות2 ו- )פסאודו סובסטרט( תתי יחידות רגולטוריות2-בנוי Gα. PKAללשינוי קונפורמציה בתתי היחידות הרגולטוריות ובכך לניתוקן מתתי היחידות הקטליטיות ובכך לפתיחת האתר הפעיל לקשירת סובסטרט.

,נקשרת חזרה לתת יחידותGDP ונשארת עם GTP אחרי זמן )דקות/שניות( מפרקת את הGTPase פעילות Gαלתת יחידה . 1כיבוי הסיגנל: βγ.והקומפלקס נקשר חזרה לרצפטור 2 .cAMP עובר הידרוליזה ל AMP מאקטב פחות PKA .3הרצפטור מאבד מרגישותו לסיגנל הראשוני למרות שהוא קשור אליו. כמו כן חלק .

ארסטיןβע"י קינאז להפסקת פעילותם )לרצפטור מזורחן של אדרנלין נקשר עוברים פוספורילציה )אדרנלין(הקשורים לסיגנל מהרצפטורים ברגע והם חוזרים למצב הלא אקטיבי.שהופעלו. פוספוטזות מוציאות קבוצות פוספט מהחלבונים G.)4המוריד את יכולת השפעול של חלבוני

מסלוליםמשפעל נקשר לרצפטור שונה ו כל אחד מהם G. יש הרבה סוגים של חלבוני שיש סיגנל מתמשך המערכת מפסיקה להגיב אליו מתנתקתGαq בחלבון α.תת יחידה 7TM. 2( נקשר לרצפטור Vassoprisine.הורמון )למשל Phosphoinositide cascade : 1.שונים

הקושר אותו לממברנה,מתחם זהPH)מכיל מתחם Cלפוספוליפאז נקשרת α .תת יחידה GTP. 3 ב GDPמהרצפטור בעיקבות החלפת .בעקבות שינוי3 חסרות שיירים האחראים לקישור סידן(ומושכת אותו לתוך הממברנה. EFhands 4מחובר למתחם הקטליטי דרך

הידרופילי ולכן עוזב את-IP3 )סיגנלים שניוניים(.IP3 ול DAG )פוספוליפיד בממברנה( ל PIP2הקונפורמציה האנזים משופעל ומפרק את בנוסף,נקשרות שלוש מולקולות על כל רצפטור ממברנלי הפותח תעלת סידן )כניסת סידן מהדםERהממברנה. גורם לשחרור יוני סידן מה

לתא עם מפל ריכוזים( ריכוז סידן גבוהה בציטופלסמה גורם לכיווץ שריר,פירוק גליקוגן,שיחרור חומרים מואסיקולות ובתאים מסויימים גורם (.בריכוז סידןProteinkinase C )[29]ת- PKC-הידרופובי ולכן נשאר בממברנה.משפעל חלבונים רבים כמו DAGלתחילת תהליך ההפרייה.

.פירוק הסיגנלים השניוניים בתהליכים שונים מפסיק את שרשרתPKA-משופעל מזרחן חלבונים,הומולוג לPKC נקשר לממברנה.PKCמסוים מילימולר בדם( נמוך למניעת שקיעת תרכובות בעלות מסיסות נמוכה.גרדינט זה5 ננומולר בתא,100 בתא נשמר ריכוז סידן )סידן:האירועים.

וע"י משחלף סידן נתרן. סידן יכול לשמש כסיגנל שניוני,גורם לשינוי קונפורמציה בחלבונים מסוימים.יכולCaATPaseנשמר ע"י המשאבה חלבון רגולטורי המשמש כ"חיישן" סידןקלמודולין: אטומי חמצן.תכונה זו מאפשרת לגרימת שינויי קונפורמציה בחלבון.8 עד 6להקשר ל

CaM kinase( המוציאה סידן מהתא.בנוסף משפעל את CaATPaseומשופעל ע"י קישור לסידן כאשר האנזים משופעל,הוא משפעל משאבה )]ת- : אוטופוספורלציה מערכת .EFhand ומזרחן חלבונים אחרים ואת עצמו.לקלמודולין מתחם קושר סידן בשם ERשמשאבת סידן חזרה ל

31] )הורמון גדילה( נקשר לרצפטור וגורם לדימריזציה של הרצפטור בקואופרטיביות חיובית.בחלק התוך תאי של כל רצפטור קייםGHהורמון כמו

JAK2 בעיקבות הדימריזציה כל JAK מזרחן את השני.אחרי שעבר פוספורלציה הוא טירוזין קינאז ומזרחן חלבונים אחרים כמו STAT5 JAK2 ומאפשר קישור חלבוני GH מזרחן את הרצפטון של JAK2שבעצמו עובר דימריזציה ונקשר לדנ"א ומבקר ביטוי גנים. בנוסף,

)פאקטור גדילה אפידרמלי(וEGFלהרצפטורים אפילו אם לא קשור אליהם הורמון. הורמונים נוספים פועלים במנגנון דומה למשל אינסולין,PDGF.

RAS --שייך למשפחת [27]ת Small GTPase כמו( RAB,ARF,RON,RHO.משתתף בתהליכי גדילה,התמיינות,תנועתיות התא וטרנספורט ) .התהליך מתחיל כתוצאה מקשירתGTP מוחלף ב GDP פותח את כיס קשירת הנוקליאוטיד,RAS נקשר לSOS הוא מונומר.Gבניגוד לחלבון

מזרחן שייריGTP הקשור לRAS.RAS ל SOS לפוספוטירוזין של הרצפטור כתוצאה משינוי הקונפורמציה יקשר Grb2 בשם ADAPTERחלבון Ser ו Thr.בעיקבות הידרוליזה של כיבוי הסיגנל- בחלבוני מטרה GTP.

: גליקוליזה וגלוקוניאוגינזה: 10 יחידה )רווחATPגליקוליזה הינה סידרת ריאקציות במהלכן מולקולת גלוקוז אחת מפורקת לשתי מולקולות פירוואט תוך יצור של שתי מולקולות

(אתנול )בחיידקים תוך שתי1.לפירווט שלושה מסוללי המשך עיקריים אפשריים.Embden-Meyrhofנטו(.התהליך אנאירובי נקרא מסלול בתנאים אירוביים בתאים אאוקריוטים חומר זה– Acetyl coA( 3( לקטט )בחידקים ובתאי שריר תסיסה לקטית(. 2תגובות תסיסה כהלית(.

משום שהיא מולקולהבגלוקוז. משתמשים ATP מולק' 36נכנס למעגל קרבס שבהמשכו פוספורלציה אוקסידטיבית,בתהליכים אלה נוצרות יציבה יחסית שאינה נוטה להקשר לחלבונים ויכולה להווצר בתנאים אביוטים מפורמאלדהיד.סוכרים נוספים יכולים להכנס לשלבים מסוימים

בגליקוליזה, פרוקטוז וגלקטוז. אירובי-חמצן רעיל מבחינתם )סוגים של חיידקים(.אובליגטורי אנאירובי- לא חייב חמצן )שרירים( אך יודע לנצלו.פקולטטיב אנאירובי

-חייב חמצן.אובליגטורי[34,37 ]ת- שלבים עיקריים בגליקוליזה:3 ATP( 2זרחון הגלוקוז להשארתו בתא ולהורדת יציבותו )מקל על פירוקו בהמשך(,איזומריזציה לפרוקטוז וזרחון נוסף.תורם הפוספוריל הוא . 1

מולק'(. שונות(.C3 לשתי תרכובות C6 )שבירת תרכובת DHAP ול GAP ל F1,6-BPפירוק . 2 . ATP הם תרכובות להן פוטנציאל העברה גבוה יותר משל ADP ,תורמי הפוספט לATPסינטזת .3

השלב הראשון:Hexokinase – ריאקציה ראשונה מוסיף קבוצת פוספוריל לסוכרים בעלי C6 שהם3,4,5 להם קונפיגורציה אבסולוטיט זהה סביב פחמנים

לא יתפרק בהידרוליזה ולהורדת פולאריותATPכדי ש להרחקת התגובה מהמיםP-Loop בעל מתחם ATP+Mgגלוקוז,מנוז ופרוקטוז.דורש .PFK. שרמתו עולה בעכבות עיכוב G6Pהגלוקוז-מניע לזרחונו.ריאקציה ע"י קירוב סובסטרטים והתאמה מושרית.מעוכב ע"י התוצר שלו

( ובעל אפיניות נמוכה מאד לגלוקוז זאת משום שהכבד משמש כווסת הגלוקוז בדם.מכניסGlucoKInaseבכבד יש איזואנזים שאינו מעוכב כך )גלוקוז רק כשרמתו בדם גבוהה על מנת להופכו לגליקוגן.

Phosphoglucoisomerase–ריאקציה שנייה(איזומרציה-סגירת הטבעת.–הפיכת אלדוז לקטוז.פתיחת הטבעת(

Phosphofructokinase )PFK( אנזים קואופטיבי מקטלז את ה-commited stepהבקרה ע"י.)האנזים הכי מבוקר בתהליך )בקרות בתרשים. AMP/ATP .אלוסטרית מקשרת בין רמת האנרגיה לגליקוליזה H+מעכב את האנזים בהיזון חוזר )נוצר מלקטט הנוצר מפירווט- התוצר הסופי

בגליקוליזה(.שלב זה קובע את מהירות הגליקוליזה לא משום שהוא איטי אלא משום שהוא השלב המחייב )השלב הראשון בגליקוליזה לא מאקטב את הגליקוליזה משום שמשני ADP ולא AMP משתתף במסלולים מטאבוליים אחרים כמו ייצור גליקוגן(.G6Pמחייב משום שתוצרו

ADP מקבלים ATP+AMP אפילו שינוי קטן בריכוז. AMP:היחסים בתא( בתא משמעותי באחוזים ATP-100/ADP-10/AMP-1.) Citrate – Bifunctional,מעיד על קיומן של אבני בניין-יש מספיק אבני בניין ואין צורך לסנטז עוד.ATPמעכב את האנזים ע"י הגברת האפקט של

Enzyme --בעל שתי פעולות קטליטיות )שאינן פעילות באותו זמן כל אחת מתרחשת במתחם אחר( פוספטאז )[43]ת FBPase-2 5קיים ב (.אנזים זה הוא המפתח לבקרה הרציפרוקלית )הפוכה( בין גליקוליזהPFK-2( וקינאז )PhosphoGlucerateMutaseאיזופורומים-אנלוג ל

אלפאG )דרך Adenylate Cyclase מופעלת קסקדה שבה משופעל 7TMלגליקונאוגנזה.בעקבות קישור גלוקגון )הורמון רעב( לרצפטור S המסנטז)cAMP המשפעל את PKA שמזרחן את BFE והפוספטאז פעיל.כאשר הפוספטז פעיל מפורק F-2,6-BP ל F-6-P כאשר . BFEלא

)גלוקונאוגנזה(. ]תרשיםF-1,6-BP מאקטב גליקוליזה ומעכב את האנזים PFK שמאקטב את האנזים F-2,6-BPמזורחן פעיל הקינאז ומסונטז 43]

פירוט השלב השני: C6 בשלב זה מפורק תרכובת (DHAP( וקטון )GAP עובר פירוק לשני מרכיבים אלדהיד )F-1,6bisPבשלב השני ה (:1ריאקציה רביעית )

(:2 ריאקציה חמישית ). GAPחומר המוצא לשלבים הבאים בגליקוליזה הוא ה .Aldolase התגובה מקוטלזת ע"י האנזים C3לשתי תרכובות שנכנס לגליקוליזה-ניצול מקסימלי של הפחמימן.ש"מ של התגובה בתנאיםGAP הופך ל DHAPמקטלז תגובה בה [46]ת- TIMהאנזים

מושלם TIM )לה-שאטלייה(.האנזים GAP הופך באופן ספונטני ל DHAP מתכלה GAP אך משום שDHAPסטנדרטיים נוטה לכיוון יצירת שמבקר את הסביבהLOOP .לאנזים Enediolמבחינה קטליטית בנוסף מונע תוצרי ביניים לא רצויים היכולים להווצר מפירוק לא מבוקר של

בה התהליך מבוצע-קטליזה חומצה בסיס )תרשים( לאנזים זה מבנה חבית בנוי מגדילי בטא במרכז וסלילי אלפא בהיקף.)המנגנון בתרשים(.. ומזרחן את אותו פחמןGAP של 1מוריד מימן מפחמן –[33,40]ת- GAP dehydrogenase(:1ריאקציה שישית )פירוט השלב השלישי:

. האנזים מצמד תגובת חימצון )מועדף תרמודינאמית( לתגובת זרחון )לא מועדפת(+NADהפרוטון ושני אלק' )יון הידריד( מועבר לנשא האלק כנראה משום שהמטען החיובי דרוש+NAD מוחלף ב NADH חופשי(.הזרחון יכול להתבצע רק לאחר ש Pi )אלא מ ATPמקור הפוספט לא מ

קרוב לזה של המגיבים )ללא האנזים היתה נוצרתΔG בעל Thioeseter השני אינו מתחזר במחזור זה.לאנזים זה תוצר ביניים +NADלזרחון. ה חומצה קרבוקסילית יציבה שכמעט בלתי אפשרי לזרחן( תוצר הביניים מאפשר את המשך התגובה משום שהוא מקטין את אנרגיית

BPG-1,3האקטיבציה הדרושה לזרחון.התוצר הסופי הוא )בעל פוטנציאל העברת פוספוריל גבוה משלBPG-1,3- מנצל את האנרגיה האצורה ב phosphoglycerate kinase (:2ריאקציה שביעית )

ATP בכדי לסנטז)ATP מ ADP )משלב זה מתקבל ה)סגירת מתחמים–התאמה מושרית ATP .הראשון פוספורלציה ברמת הסובסטרט . האנזים דורשPhospho Glycerat ב2 לפחמן 3 מקטלז העברת פוספט מפחמן – Phospho Glycerate Mutase (:3,4,5 )8-10ריאקצייות

. התוצרים המתקבליםHis העברת הפוספט דרך שייר Phospho glycerate-3 כיוון שהפוספט עובר ממנו לBPG-2,3כמויות קטליטיות של –PEP. כתוצאה מכך נוצר אנול )PG-2 מקטלז דהידרציה )הוצאת מולק' מים( מ – Enolase שממשיך לתגובה הבאה.PG-2 ו BPG-2,3הם:

,תורםADP מ ATPמקטלז יצירת – Pyruvate Kinaseלא יציב( אשר בעל פוטנציאל העברת פוספוריל גבוה מזה של אסתר )המגיב(..ATP. פוספורלציה ברמת הסובסטרט-תורם הפוספט הוא לא PEPהפוספט הוא

2 נוצרות במהלך הגליקוליזה כאשר בשלב הראשון נצרכות ATP מולקולות 4 כלומר סה"כ ATP מולקולות 2 מקבלים GAPמכל מולקולת במוח ובשרירים בשני האיזופורומים קשירת הסובסטרט– M בכבד, L יש לו איזופורומים Pyruvate Kinase.בקרות על ATPמולקולות

מעיד על קיום אבני בניין,Ala( Ala ו ATP מאקטב את האנזים )שני האיזופורומים( שני האיזופורומים מעוכבים ע"י F-1,6-BPקואופרטיבית ( מעוכב ע"י זרחונו )מזורחןLנוצר בשרירים מפירווט,בכבד מתרחשת התגובה ההפוכה, תהליך זה מסייע לאיזון החנקן בגוף( רק האיזופורום )

[44]ת-בקרות על גליקוליזה וגלוקונאוגנזה .[32]ת-( PKAע"י !חשוב לציין שהשלב השלישי בתהליך הגליקוליזה מתרחש פעמיים

איזון חמצון חיזור בתהליך הגליקוליזה:

.תסיסה1 ויש צורך במיחזורו לשם המשך פעילות תקין.מיחזורו נעשה ע"י שתי תגובות במצב אנאירובי:+NADגליקוליזה נעשה שימוש בב TPP דורש pyruvate decarboxylaseהשלב הזה מזורז ע"י האינזים כהלית )חיידקים(

עפEthanol.בשלב השני מתבצע תהליך חזור לקבלת B1כקופקטור נגזרת של ויטמין : (+NAD )נוצר התגובה

תסיסה הומולקטית של פירובט בשלב אחד ע"פ התגובה: .2 יורד וזו אחת הסיבותPH בתגובה זו הLactate dehydrogenaseהתגובה מקוטלזת ע"י

לכיווץ שרירים בשריר-אופטימלי להפיכת פירווטM4ללקטט דהידרוגנאז מספר איזופורומים שונים.

בלב-אופטימלי לתגובה ההפוכה.H4ללקטט.

ממחוזר דרך מסלול הפוספורלציה האוקסידטיבית.+NADבתנאים אירוביים הקסוזות נוספות בתהליך הגליקוליזה:

[39,42 ]ת- מונוסוכרים נוספים:2לתהליך הגליקוליזה מתועלים עוד פוספט( ופרוקטוז )נכנס רק בכבד דרך שלוש ריאקצית, לא יכנס דרך השלב6שלב של הגלוקוז הגלקטוז )דרך ארבעה שלבים, נכנס דרך

פוספט בגלל ששם היחס גלוקוז פרוקטוז6הראשון כי האפיניות של הקסוקינז אליו נמוכה. ברקמות שומניות נכנס דרך השלב של פרוקטוז .[39 ]תרשים מאוד נמוך ויש הרבה יותר פרוקטוז ולכן הקסוקינז מכניס אותו(

איך פרוקטוז מתועל לתהליך הגליקוליזה בכבד:. בשלב הראשון פרוקטוז מקבל קבוצת פוספט ע"פ התגובה:1

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

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

ממשיך לגליקוליזה.ATP.GAPתורם הפוספט הוא השליליΔGהריאקציות שיותר חשופות לבקרה יהיו אלה שאחראיות על השטף האנרגתי של התגובה )אלה עם ה בקרה בתהליך הגליקוליזה:

יותר(.הבקרה היא משני סוגים:

באופן את פעילות האינזימים/מעכבות–מתייחסת לריכוזי המטבוליטים/מולקולות אחרות שמאיצות[44]ת- . בקרה אלוסטרית )לוקאלית(1 )מילישניות/שניות(.הבקרה המהירה ביותרישיר

.קוולנטית )למשלא סוגי בקרות:שני. בקרה גלובלית–מערכתית מערבת מס' גדול של מערכות בתא ולרוב קשורה בהעברת אותות. 2 למשל אינסולין.בקרה ברמת שיעתוק )ויסות כמות האינזים( בקרה מאוד איטיתב .(Pyr Kinase)למשלפוספורילציה( בקרה איטית יחסית

וF-1,6-BPaseגלוקגון,מעכב את ביטוים של הגנים הנ"ל ומשפעלאת סינטזת.PFK,Pyr Kinase,Bifunctional Ensymeמשפעל שעתוק של PEP CarboxyKinase.

[38 ]ת-טרנספורטרים של גלוקוז:GLUT –( 12טרנספורטר של גלוקוזTM בתאים אנימליים.ישנם )איזופורומים. 5

– נמצאים כמעט בכל סוגי התאים בעלי אפיניות גבוהה לגלוקוז מה שמבטיח כניסה סדירה לתאים )נקראים טרנספורטרים באזלים –1,3מס' מייצבים רמה קבועה של גלוקוז בתא(.

– נמצא בלבלב ובכבד בעל אפיניות מאוד נמוכה לגלוקוז יש לו תפקיד במצבי הרעבה/שובע לדוגמא במצב של ריכוז גלוקוז מאוד2מס' מכניס גלוקוז לשרירים ולתאי שומן,נוכחות אינסולין או פעילות גופנית– 4מס' גבוהה הוא יעביר גלוקוז לתוך הלבלב ויגרום להפרשת אינסולין.

– יש חלוקה לאמחלת הסרטן נמצא במעי הדק ומשמש בעיקר להעברת פרוקטוז.– 5גורמות להגברת סינטזת טרנספורטר זה בשריר.מס' שגורםHIFמבוקרת של תאים מה שיוצר מצב של חוסר חמצן ורוב האנרגיה בתא נוצרת בתהליכים גליקוליטים הביטוי לכך הוא דרך חלבון

לביטוי יתר של אינזימים מתהליך הגליקוליזה. קר בכבד י ע ב יכול להתרחש בכל התאים, מתרחש גלוקוניאוגינזה:

התגובות לסינטזת גלוקוז מפירווט מקוטלזות ברובן ע"י אנזימי הגליקוליזה פרט לשלושה מעקפים.סינטזת גלוקוז חשובה לשמירת רמת גלוקוזקבועה בדם. גלוקוז זה הוא מקור האנרגיה היחיד לתאי הדם האדומים והעיקרי למוח.בנוסף לפירווט,גליצרול-מגיע מפירוק שומנים הופך ל

DHAPלקטט הופך לפירווט,ח.א מסויימות יכולות בתנאי הרעבה להפוך ל, OxaloAcetate.) או לפירווט )בהתאם לסוג הח.א מעקף ראשון )מעקף על פירובט קינז(:

ריאקציות:2במעקף זה יש מתחמים: אחד קושר3 זהאינזים ל pyruvate carboxylase ע"ימקוטלזתהריאקציה בלבד.. פירובט עובר קרבוקסילציה במיטוכונדריה1

. לשייר ליזין קושר פחמן דו חמצניה–משמש כנשא משופעל Biotinשלישי קושר קבוצה פרוסטטית ה וATPשני קשור לאקטיבציה של הפירובט )יון ביקרבונט(.חומר זה משופעל ע"י זרחון לאחר מכן נקשר אליו ביוטין והפוספט משוחרר. נוצר תוצרHCO3פד"ח בסביבה מימית מתקיים כ

.זרוע הביוטין עוברת למתחם הקושר סובסטרט ומעבירה לו פד"ח בלבד )קרבוקסילציה(.התוצר הסופי הואCarboxy-Biotin-Ensymeבינייםoxaloacetate תגובה זו לא תתרחש ללא נוכחות Acetyl CoAהמעיד על רמה אנרגטית גבוהה)משפעל אלוסטרי-קישור בין ריאקציות

(.בציטופלסמה מלאטMalate[ ויוצא מהמיטוכונדריה כמלאט )30מטאבוליזם(.תוצר זה עובר תגובת חימצון ע"י מלאט דהידרוגנאז ]תרשים [30 ]ת- הדרוש להמשך תהליך הגליקונאוגנזה.NADHמחוזר חזרה לאוקסלואצטט תוך הפקת

. בשלב2

פוספורלציה עובר דה קרבוקסילציה )בעזרת האינזים פוספואנולפירובט קרבוקסיקינז( לקבלת אנול פירובט שאח"כ עובר אוקסלואצטטהשני לקבלת פוספואנול פירובט:

יצירת האנול הלא יציב מונעת ע"י הדקרבוקסילציה )חימצון חומצה קרבוקסילית לפד"ח(-צימוד. מעכב את שני שלבי הריאקציה )מעיד על מצב אנרגטי נמוך-צורך בגליקוליזה(.ADPרות: קב

(: PFK מעקף שני )מעקף על -F-6 שהוא תוצר בעל אנרגיה מאוד גבוהה הוא עובר הידרוליזה בגלוקוניאוגינזה בקלות וחוזר ל F-1,6BisPבגלל שבגלוקוליזה נוצר בשלב זה

P ביספוספטאז6 ספונטני ע"י פרוקטוזתהליך .Citrate –,מאקטב AMP ו F-2,6-BPמעכבים .

(: -לרוב בכבד מעקף שלישי )מעקף על הקסוקינז פוספט כדי שישאר במצבו6 פוספט לגלוקוז כאשר ברוב הרקמות הגלוקוניאוגינזה נגמרת בגלוקוז 6ה ומעבר מגלוקוז זגם פה יש הידרולי

. דםלוקוז החוצה לוויסות רמת הסוכר בגהמקובע ולא יצא מהתא חוץ מבכבד שהרבה פעמים מוציא -D-glucose כגלוקוז + פוספט. התהליך הנ"ל מזורז ע"י האינזים ERיוצא מה ו ER פוספט נכנס ל 6 כאשר גלוקוז ERבכבד התהליך מתבצע ב

6-phosphatase[45 ]כבד-ת-. כאשר רמת הגלוקוז בדם נמוכה4ATP + 2 GDPגלוקוניאוגינזה – סה"כ נצרכו .ATP מולקולות 2גליקוליזה – סה"כ יצרה סיכום גלוקוניאוגינזה מול גולקוליזה:

. )בבע"ח מסויימים במקרים מסויימים(התהליכים קורים במקביל רק לצורך יצור חום בגוףדוגמאות לחלבונים שעוברים שינוי:

כשהוא עובר פוספורלציה הוא עובר למצב לא אקטיבי והגליקוליזה מעוכבת.ATP. פירובט קינז – מזרז יצירה של 12 .CREBגלוקונאוגנזה מי של אינזיסינטזה םגבירימ – חלבון שמאקטב חלבונים ש .3 .bi-functional enzyme הרכבה ולפירוק של שמקטלז – אנזניםF-2,6-BP .-[43]ת

. 44 ו 43בקרות על גליקוליזה וגלוקונאוגנזה בתרשימים