العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين-علوم طبيعية الثالثة ثانوي

كل ما يجب حفظه العالقة بين بنية ووظيفة البروتين

تمثيل البنية الفراغية للبروتينات  -استعمال برنامج راستوب: تمثيل البنية الفراغية للبروتينات بشكل مفصل على شكل نماذج أهمها: نموذج الكرة )النموذج المكدس(، نموذج العود، نموذج الكرة والعود، النموذج الشريطي.
مستويات البنية الفراغية للبروتين-البنية األولية هي سلسلة ببتيدية تتكون من تتابع أحماض أمينية مرتبطة بروابط بيبتيدية.
 -البنية الثانوية- هي انطواء السلسلة الببتيدية ذات البنية األولية في مناطق محددة بشكل حلزوني أو ورقي.
 - البنية الثانوية α( البنية الحلزونية(: عندما يكون االلتفاف حلزوني.
 البنية الثانوية β( البنية الورقية(: عندما يكون االنطواء على شكل ورقات مطوية. - تنتج هذه البنية و تبقى ثابتة بواسطة روابط هيدروجينية بين الوظائف الكربوكسيلية -CO -واألمينية -NH -للروابط الببتيدية.
-البنية الثالثية هي سلسلة ببتيدية تحتوي على عدد من البنيات الثانوية α أو β أو كليهما، ومنطوية في مستوى المناطق البينية )مناطق االنعطاف(. تتشكل هذه البنية وتحافظ على استقرارها بتشكل أربع أنواع من الروابط:
- روابط هيدروجينية )ضعيفة(: بين الوظائف الكيميائية للجذور الجانبية. - روابط شاردية )ضعيفة(: بين المجموعات الكيميائية السالبة والموجبة في الجذور الجانبية. - جذور كارهة للماء )ضعيفة(: تنجذب الجذور المحبة للماء وتتنافر الجذور الكارهة للماء. - الروابط )الجسور( الكبريتية )قوية(: تتشكل بين الجذور الكبريتية. 4 -البنية الرابعية: هي ارتباط سلسلتين أو أكثر ذات بنية ثالثية بروابط ضعيفة، تسمى كل منها بتحت الوحدة. 5 -الهدف من انتقال بنية البروتين من مستوى إلى مستوى أكثر تعقيدا هو: الوصول بنيته الوظيفية. 6 -البنيات الوظيفية للبروتينتات هي: إما الثالثية أو الرابعية
العالقة بين بنية و وظيفة البروتين-الحمض األميني هو مركب عضوي صيغته العامة COOH-CHNH2-R حيث الجذر R جزء متغير. يتميز بالخاصية األمفوتيرية )الحمقلية( ألنه يحتوي على الوظيفتين: الكربوكسيلية COOH -واألمينية NH2 -المرتبطتين بالكربون المركزي α.

يوجد 22 حمض أميني تتركب منها كل البروتينات، تختلف فيما بينها في السلسلة الجانبية )الجذر R.)

3 -تصنف األحماض األمينية حسب الجذر R إلى: متعادلة، حمضية وقاعدية.

4 -سلوك األحماض األمينية

يتميز الحمض األميني بالخاصية األمفوتيرية أو الحمقلية ألنه يحمل وظيفتين قابلتين للتأين )حمضية وقاعدية( مما يجعله يسلك سلوك

+H الحمض في الوسط القاعدي )يحرر بروتونا

(، وسلوك القاعدة في الوسط الحامضي )يكسب بروتونا(.

5 -يتميز كل حمض أميني بـ: نقطة تعادل كهربائي )pHi )خاصة به وتختلف عن األحماض األخرى.

)potentiel d’Hydrogène Isoélectrique( pHi الـ

- هي درجة الـ pH التي يكون فيها الحمض متعادل كهربائيا في الوسط.

- تحدد الـ pHi سلوك الحمض األميني في الوسط:

+H - pHi>pH :الحمض األميني في وسط قاعدي، يسلك سلوك الحمض )يفقد

( فتصبح إشارته )-( ويهاجر نحو القطب )+(.

+H - pHi<pH :الحمض األميني في وسط حمضي، يسلك سلوك القاعدة )يكتسب

( فتصبح إشارته )+( ويهاجر نحو القطب )-(.

- pHi=pH :الحمض األميني في حالة متعادلة مع الوسط )ال يفد وال يكتسب بروتونا( وبالتالي ال يهاجر إلى أي من القطبين.

- تتميز الببتيدات كذلك بالخاصية األمفوتيرية، ويختلف سلوكها في الوسط بقدرة سالسلها الجانبية على التفكك الشاردي.

الهدف من استعمال تقنية الهجرة الكهربائية: فصل الجزيئات القابلة للتشرد )أحماض أمينية، ببتيدات( ودراسة سلوكها في الوسط

حسب درجة الـ pH.

6 -الرابطة الببتيدية

النوع: رابطة تكافؤية.

كيفية التشكل: تتشكل من ارتباط مجموعة الكربوكسيل للحمض األميني األول ومجموعة األمين للحمض األميني الثاني وتحرر جزيئة

ماء. COOH-CHR2-NH-CO-CHR1-H2N( يجب حفظ معادلة تشكل الرابطة الببتيدية(.

7 -تأخذ البروتينات بنيات فراغية مختلفة، يحددها: عدد ونوع )طبيعة( وتتالي )ترتيب( األحماض األمينية التي تدخل في بنائها.

8 -بنية البروتين محددة وراثيا

- تحدد المعلومات الوراثية عدد ونوع وترتيب األحماض األمينية المركبة للبروتين. تنشأ بين هذه األحماض األمينية روابط في مواضع

محددة كذلك )هيدروجينية، ثنائية الكبريت، شاردية وتجاذب الجذور الكارهة للماء(، فتنتج بنية ثابتة ومستقرة للبروتين تحدد وظيفته.

9 -تخريب بنية البروتين

يؤدي تفكيك الروابط المحافظة على استقرار بنية البروتين بتدخل عوامل فيزيائية كالحرارة أو كيميائية كـ pH الوسط إلى تخريب بنيته

الفراغية وبالتالي فقدان وظيفته.

تخريب البروتين قد يكون:

- تخريب عكسي: و فيه يمكن للبروتين أن يسترجع بنيته وبالتالي وظيفته.

- تخريب غير عكسي: عندما ال يستطيع البروتين استرجاع بنيته وبالتالي وظيفته.