العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين
ما هي العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين ؟
لكل بروتين بنية فراغية تسمح له بأداء وظيفة معينة وهذا حسب احتياجات الخلية .
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).
إستخرج أوجه التشابه والإختلاف بين هذه البروتينات
إقترح فرضية توضح فيها إختلاف البنية الفراغية للبروتينات.
تختلف البنية الفراغية للبروتين حسب عدد ، نوع ، ترتيب و تتابع الأحماض الأمينية .
حيث لكل حمض أميني خصائصه .
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).
قدم تعريفا للحمض الأميني من خلال صيغته الكيميائية العامة.
الأحماض الأمينية مركبات عضوية تحتوي على :
- مجموعة كربوكسيل (وظيفة حمضية) COOH
- مجموعة أمينية (وظيفة قاعدية ) NH2
- كربون مركزي α
- جزء متغير R
تعرف على أبسط وأعقد حمض أميني في الوثيقة (3)
- أبسط حمض أميني هو الغليسين
- أعقد حمض أميني هو التربتوفان
قارن بين جذري الحمضين الأمينيين سرين والتربتوفان
كلاهما يحتويان على الوظيفة الكحولية OH مم يسمح لنا بتصنيفهما ضمن الأحماض الأمينية المعتدلة الكحولية .
تعرف على الأحماض الأمينية الكبريتية والعطرية
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 .
حدد الأحماض الأمينية ذات الجذر الحامضي والقاعدي
الأحماض الأمينية الحامضية هي : GLU , ASP
الأحماض الأمينية القاعدية هي : Lys , Arg , His
يصنف الألانين من الأحماض الأمينية المعتدلة . علل إجابتك
يعد الـ Ala حمض أميني معتدل لأنه لايحتوي على وظيفة قاعدية في جذره R (
إعتماذا على الجزء المتغير (R) إقترح تصنيفا للأحماض الأمينية العشرين
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 (
- أحماض أمينية كحولية : هي Thr، Ser
- أحماض أمينية عطرية : هي Trp، Phe، Tyr
- أحماض أمينية كبريتية : هي Lys، Met
- أحماض أمينية أميدية : هي Gln، Asn
- أحماض أمينية أليفاتية : هي Ileu، Gly، Leu، Val، Pro، Ala
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 :
- فسر نتائج الهجرة الكهربائية للـ Ala ؟ ماذا تستنتج ؟ و مثل صيغة الـ Ala عند pH 02 و عند pH 12,
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 (
في الوسط الحامضي يكتسب الحمض الأميني (
2. الوسط PH 12:
يعني أن هذا الوسط قاعدي أي فقير بالـ (
في الوسط القاعدي يفقد الحمض الأميني (
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 (
عند PH = 6 تدعى هذه النقطة بنقطة التعادل الكهربائي للحمض الأميني Ala عند PH الوسط =
إستخرج القاعدة التي تسمح بتحديد شحنة الحمض الأميني بمقارنة قيمة الـ PH مع قيمة الـ
- 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 <
PH الوسط >
PH الوسط =
لكل حمض أميني
تمثل الوثيقة التالية سلسلة ببتيدية مكونة من إتحاد 3 أحماض أمينية مرتبطة بروابط ببتيدية (ثلاثي ببتيد).
الوثيقة ص 49 .
بمقارنة صيغة الببتيد الثلاثي الموضحة في الوثيقة والصيغة العامة للأحماض الأمينية التي تعرفت عليها سابقا ، إستنتج كيفية تشكل الروابط الببتيدية .
تتشكل الرابطة الببتيدية بين الوظيفة الحمضية للحمض الأميني الأول والوظيفة الأمينية للحمض الأميني الثاني وينتج عن ذلك جزيئة ماء.
ما هي أنواع الوظائف الكيميائية المشاركة في تكوين هذه الرابطة
بإستعمال الصيغة العامة للحمض الأميني ، شكل رباعي ببتيد إنطلاقا من ثلاثي ببتيد الموضح في الوثيقة .
تشكیل رباعي ببتید
ما هي عدد الوظائف الكربوكسيلية والأمينية الحرة في ثلاثي الببتيد ورباعي الببتيد ؟ هل يتأثر عدد هذه الوظائف بطول السلسلة الببتيدية ؟
مهما كان عدد الأحماض الأمينية المكونة للبروتين والببتيدات فإن عدد الوظائف الأمينية الحرة هي (1) وعدد الوظائف الكربوكسيلية الحرة هي (1).
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).
ماذا تمثل الأرقام داخل بنية البروتين ؟
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
من خلال نتائج التجربة إستنتج دور تتابع ونوع الأحماض الأمينية في تحديد البنية الفراغية للبروتين ووظيفته ؟ علل إجابتك .
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 .
هل تأكدت من صحة الفرضية أو الفرضيات السابقة ؟
للأحاض الأمينية دور أساسي في تحديد البنية الفراغية وبالتالي وظيفة البروتين أي أن فرضية تدخل الأحماض الأمينية صحيحة .
- 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
- رستم تيشوشاي
- 40 نقطة
- Troy Aymen
- 40 نقطة
- Khokha Marokha
- 40 نقطة
- Maachi Lilia Chaïma
- 40 نقطة
- Houari Beddar
- 40 نقطة
- mecheria ibtissem
- 40 نقطة
- Parks Rosa
- 40 نقطة
- Djou Lara
- 40 نقطة
- ʚĩɞ ʚĩɞ Imperador
- 40 نقطة
- Massil Mohamed
- 40 نقطة