iMadrassa

العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين

الإشكالية :

ما هي العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين ؟

الفرضيات :

لكل بروتين بنية فراغية تسمح له بأداء وظيفة معينة وهذا حسب احتياجات الخلية .

I أمثلة عن البنية الفراغية لبعض البروتينات المعروفة :

بإستعمال برنامج راستوب (برنامج كمبيوتر متخصص في محاكاة البنية الفراغية للجزيئات )

قمنا بتمثيل البنية الفراغية لأربع أنواع من البروتينات في شكل صور ثابتة موضحة في الوثيقة (1).

التعليمة 1:

إستخرج أوجه التشابه والإختلاف بين هذه البروتينات

الإجابة:

التعليمة 2 :

إقترح فرضية توضح فيها إختلاف البنية الفراغية للبروتينات.

الإجابة :

تختلف البنية الفراغية للبروتين حسب عدد ، نوع ، ترتيب و تتابع الأحماض الأمينية .

حيث لكل حمض أميني خصائصه .

II الأحماض الأمينية :

من مكتسباتنا في السنة الأولى والثانية ومن دراستنا لآلية تركيب البروتين في الوحدة السابقة تبين لنا أن لكل بروتين تتابع وعدد من الأحماض الأمينية  خاص ومميز تحدده طبيعة المعلومات الوراثية على مستوى المورثة.

للتحقق من صحة الفرضية والفرضيات السابقة نحتاج إلى معرفة خصائص الأحماض الأمينية التي قد تسمح لها بتحديد البنية الفراغية للبروتين.

الأحماض الأمينية هي مركبات عضوية صيغتها العامة موضحة في الوثيقة (2) كما بينت التحاليل الكيميائية الخاصة بنوع الأحماض الأمينية المكونة المكونة للبروتينات وجود 20 نوع من الأحماض الأمينية موضحة في الوثيقة (3).

التعليمة 1 :

قدم تعريفا للحمض الأميني من خلال صيغته الكيميائية العامة.

الإجابة :

الأحماض الأمينية مركبات عضوية تحتوي على : 

- مجموعة كربوكسيل (وظيفة حمضية) COOH

- مجموعة أمينية (وظيفة قاعدية ) NH2

- كربون مركزي α

- جزء متغير R            

التعليمة 2 :

تعرف على أبسط وأعقد حمض أميني في الوثيقة (3)

الإجابة :

- أبسط حمض أميني هو الغليسين

- أعقد حمض أميني هو التربتوفان 

التعليمة 3 :

قارن بين جذري الحمضين الأمينيين سرين والتربتوفان

الإجابة :

كلاهما يحتويان على الوظيفة الكحولية OH مم يسمح لنا بتصنيفهما ضمن الأحماض الأمينية المعتدلة الكحولية .

التعليمة 4 :

تعرف على الأحماض الأمينية الكبريتية والعطرية

الإجابة :

الأحماض الأمينية الكبريتية تحتوي على  S وهي إثنان المثيونين و السستيين

الأحماض الأمينية العطرية هي التي تحتوي على حلقة سداسية وهي ثلاثة أحماض أمينية  التربتوفان ، الفنيل ألانين ، التيروزين .

التعليمة 5 :

حدد الأحماض الأمينية ذات الجذر الحامضي والقاعدي

الإجابة :

الأحماض الأمينية الحامضية  هي : GLU ,  ASP

الأحماض الأمينية القاعدية هي : Lys , Arg , His

التعليمة 6 :

يصنف الألانين من الأحماض الأمينية المعتدلة . علل إجابتك

الإجابة :

يعد الـ  Ala حمض أميني معتدل لأنه لايحتوي على وظيفة قاعدية في جذره

 

 R  (

) ولا على وظيفة حمضية في جذره R (COOH)  

 

التعليمة 7:

إعتماذا على الجزء المتغير (R) إقترح تصنيفا للأحماض الأمينية العشرين

الإجابة :

تصنف الأحماض الأمينية حسب جذورها (وظائف الجذور) إلى ثلاث مجموعات :

1. أحماض أمينية حمضية : هي أحماض أمينية تملك في جذرها R على وظيفة حمضية أخرى

تتمثل في إثنان هما :  ASP, GLU

​2. أحماض أمينية قاعدية : هي أحماض أمينية يحتوي جذرها على وظيفة قاعدية أخرى

تتمثل في ثلاثة هي : His, Arg, Lys 

3. أحماض أمينية معتدلة : هي أحماض أمينية لا قاعدية ولا حمضية، أي لا تحتوي لا على وظيفة قاعدية  (

) في جذرها  R ولا على وظيفة حمضية  (COOH) أخرى، منها 15 حمض، تنقسم إلى مجموعات حسب وظائف جذرها R: 

  1. أحماض أمينية كحولية : هي Thr، Ser
  2. أحماض أمينية عطرية :  هي Trp، Phe، Tyr
  3. أحماض أمينية كبريتية : هي Lys، Met
  4. أحماض أمينية أميدية : هي Gln، Asn
  5. أحماض أمينية أليفاتية : هي Ileu، Gly، Leu، Val، Pro، Ala
III سلوك الأحماض الأمينية في الوسط :

لغرض تحديد شحنة الحمض الأميني ألانين Ala تم وضع قطرة من محلول الحمش الأميني في منتصف شريط ورق ترشيح في جهاز الهجرة الكهربائية « Electrophorèse » عند pH 02 بعد إنتهاء مدة الفصل كانت النتيجة كما يلي :

التعليمة :
  1. فسر نتائج الهجرة الكهربائية للـ Ala  ؟ ماذا تستنتج ؟ و مثل صيغة الـ Ala عند pH 02 و عندpH 12 
الإجابة :

سلوك الأحماض الأمينية في الوسط

بهدف معرفة سلوك الحمض الأميني Ala في أوساط مختلفة نقوم بالتجربة حيث :

1. الوسط  PH 2 :

 يعني أن هذا الوسط حامضي أي غني بالـ   (

و فقير بـ (
)  ، نلاحظ هجرة الحمض الأميني Ala نحو القطب (-) مما يدل على أن شحنته (+) نتيجة لإكتسابه لـ  (
) من الوسط الحامضي وتأين الوظيفة الأمينية كما يلي : 

في الوسط الحامضي يكتسب الحمض الأميني (

وتتأين الوظيفة القاعدية (الأمينية) أي في الوسط الحامضي سلك الحمض سلوك القاعدة. 

2. الوسط  PH 12:     

يعني أن هذا الوسط قاعدي أي فقير بالـ  (

و غني بـ  (
)، نلاحظ هجرة الحمض الأميني Ala نحو القطب (+) مما يدل على أن شحنته (-) نتيجة لفقدانه لـ  (
)  من الوسط الحامضي وتأين الوظيفة الحمضية كما يلي :

في الوسط القاعدي يفقد الحمض الأميني (

) وتتأين الوظيفة الحمضية أي في الوسط القاعدي يسلك الحمض الأميني سلوك الحمض. 

3. الوسط  PH 6: 

نلاحظ عدم هجرة الحمض الأميني لا نحو القطب (+) ولا نحو القطب (-) مما يدل على أن شحنته معدومة نتيجة فقدانه ل (

)     

 واكتسابه لـ   (

)  في نفس الوقت وتأين الوظيفتين الحمضية والأمينية في نفس الوقت

عند PH = 6 تدعى هذه النقطة بنقطة التعادل الكهربائي للحمض الأميني  Ala عند PH الوسط =  

 لا يتحرك الحمض الأميني. 

التعليمة 3:

إستخرج القاعدة التي تسمح بتحديد شحنة الحمض الأميني بمقارنة قيمة الـ PH  مع قيمة الـ  

    

الإجابة :

- تسلك الأحماض الأمينية سلوك الحمض في الوسط القاعدي

- تسلك الأحماض الأمينية سلوك القاعدة في الوسط الحامضي

- تدعى هذه الخاصية بالخاصية الحمقلية أو الأمفوتيرية 

PH الوسط <  

 شحنة الحمض الأميني موجبة وبالتالي يتجه نحو القطب السالب (-)
PH الوسط >  
 شحنة الحمض الأميني سالبة والتالي يتجه نحو القطب (+
PH الوسط =
  شحنة الحمض الاميني معدومة لا يتجه نحو القطب الموجب ولا نحو القطب السالب

ملاحظة :

 لكل حمض أميني 

 خاص به.

IV 4- تشكل الرابطة الببتيدية :

تمثل الوثيقة التالية سلسلة ببتيدية مكونة من إتحاد 3 أحماض أمينية مرتبطة بروابط ببتيدية (ثلاثي ببتيد).

الوثيقة ص 49 .

التعليمة 1 :

بمقارنة صيغة الببتيد الثلاثي الموضحة في الوثيقة والصيغة العامة للأحماض الأمينية التي تعرفت عليها سابقا ، إستنتج كيفية تشكل الروابط الببتيدية . 

الإجابة :

تتشكل الرابطة الببتيدية بين الوظيفة الحمضية للحمض الأميني الأول والوظيفة الأمينية للحمض الأميني الثاني وينتج عن ذلك جزيئة ماء.

التعليمة 2 :

ما هي أنواع الوظائف الكيميائية المشاركة في تكوين هذه الرابطة 

التعليمة 3 :

بإستعمال الصيغة العامة للحمض الأميني ، شكل رباعي ببتيد إنطلاقا من ثلاثي ببتيد الموضح في الوثيقة .

الإجابة :

تشكیل رباعي ببتید 

التعليمة 4 :

 ما هي عدد الوظائف الكربوكسيلية والأمينية الحرة في ثلاثي الببتيد ورباعي الببتيد ؟ هل يتأثر عدد هذه الوظائف  بطول السلسلة الببتيدية ؟

الإجابة :

مهما كان عدد الأحماض الأمينية المكونة للبروتين والببتيدات فإن عدد الوظائف الأمينية الحرة هي (1) وعدد الوظائف الكربوكسيلية الحرة هي (1).

V العلاقة بين البنية ثلاثية الأبعاد ووظيفة البروتين :

لدراسة هذه العلاقة قام العالم  Anfinsen بإجراء تجربة على أنزيم ريبونكلياز بإستعمال مادة β- مركبتوإيثانول (تعمل على تحليل الجسور الكبريتية ) واليوريا (تمنع الإنطواء الطبيعي للبروتين )، مراحل التجربة موضحة في الجدول وفي الوثيقة (4). 

التعليمة 1 :

ماذا تمثل الأرقام داخل بنية البروتين ؟

الإجابة :

تمثل هذه الأرقام أحماض أمينية من النوع Cys السستيين (كبريتية) التي لها أهمية في ثبات البنية الفراغية في العديد من البروتينات حيث تتحد جزيئات من السستيين لتكوين رابطة كبريتية 

التعليمة 2 :

من خلال نتائج التجربة إستنتج دور تتابع ونوع الأحماض الأمينية في تحديد البنية الفراغية للبروتين ووظيفته ؟ علل إجابتك .

الإجابة :

وجود أحماض أمينية من نوع محدد في أماكن محددة يؤدي إلى تكوين رابطة كيميائية تحدد البنية الفراغية للبروتين وتعمل على ثباته لذلك فإن تكسير هذه الروابط يفقد البنية الفراغية للبروتين ويفقد معها الوظيفة كما فعل مركب β- مركبتو إيثانول .

كما أن البنية الفراغية الطبيعية للبروتين وليس أي بنية فراغية هي التي تسمح للبروتين بأداء وظيفته وهذا ما لاحظناه في إعاقة الإنطواء الطبيعي للبروتين عن طريق مركب اليوريا .

التعليمة 3 :

هل تأكدت من صحة الفرضية أو الفرضيات السابقة ؟

الإجابة :

للأحاض الأمينية دور أساسي في تحديد البنية الفراغية وبالتالي وظيفة البروتين أي أن فرضية تدخل الأحماض الأمينية صحيحة .

الخلاصة :

- تظهر البروتينات بنيات فراغية مختلفة محددة بعدد ، نوع وترتيب الأحماض الأمينية التي تدخل في بنائها

- تتكون الأحماض الأمينية من وظيفة خمضية ووظيفة أمينية مرتبطتان بكربون α وهما مصدرا الخاصية الحمقلية .

- تسلك الأحملض الأمينية سلوك الأحماض و سلوك القواعد تبعا لدرجة حموضة الوسط لذلك تسمى مركبات أمفوتيرية .

- تتوقف البنية الفراغية وبالتالي التخصص الوظيفي للبروتين على الروابط التي تنشأ بين الأحماض الأمينية محددة ومتوضعة بطريقة دقيقة بالسلسلة الببتيدية حسب الرسالة الوراثية .

  • إختبارات
  • 2
  • الأجوبة الصحيحة
  • False
  • الأجوبة الخاطئة
  • False
  • مجموع النقاط
  • False

المراتب الخمس الأولى في Quiz

  • Nihad Mebarkia
  • 40 نقطة
  • Islem Boukhenoufa
  • 40 نقطة
  • Reda Morsli
  • 40 نقطة
  • Nux Astro
  • 40 نقطة
  • Zaky Mana
  • 40 نقطة
  • imen sd
  • 40 نقطة
  • mohamad ben zahia
  • 35 نقطة
  • Mimou Imane
  • 35 نقطة
  • Bzd Ines
  • 35 نقطة
  • عبد العزيز روار
  • 30 نقطة

قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.



قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.