Urease (Hebrew)

From Proteopedia

(Difference between revisions)

Current revision

אוראז

מבוא

האנזים אוראז הוא חלבון מקבוצת המטאלופרוטאינים ואחד האנזימים הבודדים הדורשים ניקל כדי לפעול. הניקל קשור לאוראז בקשר בעל אפיניות גבוהה מאוד, ורק דנטורציה או שימוש בחומצה חזקה יכולים לפרק את הקשר.
אוראז מזרז הידרוליזה של אוריאה כדי ליצור אמוניה ופחמן דו חמצני. האוראז מיוצר על ידי צמחים, פטריות, ומספר חיידקים.
בצמחים, אוראז מורכב מחלבון בעל יחידה אחת, הוא נמצא בזרעי קטניות וככל הנראה בעל תפקיד בנביטה. אוראז שהופק משעועית זכה להיות האנזים הראשון שגובש והוגדר כחלבון[1] (1926).
אחד החיידקים הידועים כבעלי אוראז הוא הליקובקטור פילורי, חיידק זה ידוע כמעורב ביצירת כיביים וסרטן הקיבה. אוראז בהליקובקטור פילורי בנוי משש יחידות כשכל יחידה בנויה משתי תת יחידות. בהדמייה הראשית המציגה את האנזים אוראז, בהליקובקטור פילורי, בשלמותו, ניתן לראות את מורכבות החלבון, מספרן הרב של תת היחידות וגודלו הרב.
פעילותו של אנזים האוראז מווסתת על ידי חמישה חלבונים. ארבעה מתוכם מצויים באורגניזמים שונים ומסייעים בהכנסת יוני הניקל למולקולה. החלבון הנוסף, UreI הינו חלבון ייחודי לחיידק ההליקובקטור פילורי ואחראי על וויסות כניסת האוריאה לתא.

מבנה המולקולה

האוראז בהליקובקטור פילורי הוא חלבון גדול מאוד, ובנוי מיחידות רבות, 807 בכל יחידה (כל סוג חומצת אמינו מוצגת בצבע אחר), הבנויה מתת יחידות ו- , המבנה הראשוני של כל תת יחידה מורכב מ238 ח.א ו-569 ח.א בהתאמה, ומסתם המולקולרית של שתי תת היחידות היא כ-550kDa. הוא סלילי α ומשטחי β. בנוי מחומצות האמינו היסטידין 136, היסטידין 138, ליזין 219, היסטידין 248, היסטידין 274, ואספרטאט 362 המתקרבות במבנה השלישוני בעקבות יצירת קשרים בין מולקולריים ובאות במגע ישיר עם שני (המוצגים בלבן).
היסטידין 221 והיסטידין 322 הסמוכים לאתר הפעיל יוצרים קשר עם האוריאה והמים לזרוז תהליך הפיכת האוריאה לאמוניה, האתר הפעיל של האנזים נמצא בתת יחידה β. להליקובקטר שישה עותקים לכל אחת משתי תת היחידות, ו- , ולכן שישה אתרים פעילים למולקולת האנזים הטעונה במלואה.
למרות ההבדל בין מבנה האוראז בחיידק ובצמח האתר הפעיל דומה בשניהם. במיקרוסקופ אלקטרונים אוראז נראה במבנהכדורי חלול במרכז, האנזים בעל קוטר של 13 ננומטר ובעל סימטריה סיבובית.

תגובה אנזימתית

האוראז מזרז הידרוליזה של אוריאה לקבלת התוצרים אמוניה ופחמן דו חמצני:

בתמיסות מימיות, מולקולות האמוניה גורמות ל- pH להיות בסיסי יותר.

גנטיקה

צבר של שבעה גנים הנמצאים ברצף כעותק יחיד על הכרומוזום מקודדים ליצור האנזים אוראז ולוויסות פעולתו. הגנים UreA ו-UreB מקודדים את היחידות α וβ בעלות המסה המולקולרית של כ- 26.5kDa ו-60.3kDa בהתאמה. שישה עותקים של כל תת יחידה מתחברים עצמאית באופן ספונטני ליצירת האנזים הפעיל. הגנים ureE, ureF, ureG, and ureH מקודדים לחלבונים UreE, UreF, UreG, and UreH, שמסייעים בהכנסתו של יון הניקל לאנזים, הימצאותם של יוני הניקל הכרחיים לפעילותו. הגן ureI הוא גן מווסת המיועד לקידוד תעלות אוריאה ספציפיות בממברנה שנפתחות כאשר הpH נמוך על מנת לאפשר מעבר של אוריאה, ונסגרות כאשר הpH גבוה בכדי למנוע גישה של הסובסטרט לאוראז הציטופלסמתי.

מחלות

הליקובקטר פילורי הינו חיידק גראם שלילי, שביכולתו לפתח מושבות על דפנות הקיבה ועל התריסריון. הליקובקטר פילורי עמיד בפני החומציות הגבוהה שבקיבה וזאת משום יכולתו לייצר סביבה בסיסית, שבתוכה הוא מסתתר ונשאר מוגן. החיידק המתיישב בקיבה עשוי לגרום לתהליך דלקתי כרוני. זיהום בחיידק זה עלול לגרום להתפתחות כיב דלקתי של רירית הקיבה או שאתות (גידולים) בקיבה. כאשר מאובחנות מחלות אלו יש לאתר את מקור הזיהום ולספק טיפול תרופתי במידת הצורך.

דף עבודה לתלמיד

מקורות מידע

1. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar960022j
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2417/
3.http://meyda.education.gov.il/files/Mazkirut_Pedagogit/biology/haydakim_ungifim_ora_kahana.pdf (31-33)
4.http://www.maccabi4u.co.il/7813-he/Maccabi.aspx?TabId=7815_7816_7817

Proteopedia Page Contributors and Editors (what is this?)

Lilach Shoel, Rivka Misgav, Yael Korem

Retrieved from "http://52.214.119.220/wiki/index.php/Urease_%28Hebrew%29"

@@ Line 1: / Line 1: @@
-==Your Heading Here (maybe something like 'Structure')==
+==<center>'''אוראז'''</center>==
-<StructureSection load='1e9z' size='340' side='right' caption='Caption for this structure' scene=''>
+<applet load='1e9z' size='340' frame='true' side='left' caption='HELICOBACTER PYLORI UREASE (PDB code [[1e9z]])' scene=''>
-This is a default text for your page '''Urease (Hebrew)'''. Click above on '''edit this page''' to modify. Be careful with the &lt; and &gt; signs.
+__NOTOC__
-You may include any references to papers as in: the use of JSmol in Proteopedia <ref>DOI 10.1002/ijch.201300024</ref> or to the article describing Jmol <ref>PMID:21638687</ref> to the rescue.<scene name='76/761650/Helix_sheets/1'>המבנה השניוני</scene>
+==<center>מבוא</center>==
+<p dir='rtl'>
+האנזים אוראז  הוא חלבון מקבוצת [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%98%D7%90%D7%9C%D7%95%D7%A4%D7%A8%D7%95%D7%98%D7%90%D7%99%D7%9F המטאלופרוטאינים] ואחד האנזימים הבודדים הדורשים ניקל כדי לפעול. הניקל קשור לאוראז בקשר בעל אפיניות גבוהה מאוד, ורק דנטורציה או שימוש בחומצה חזקה יכולים לפרק את הקשר.
+<br>
+אוראז מזרז [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%94%D7%99%D7%93%D7%A8%D7%95%D7%9C%D7%99%D7%96%D7%94 הידרוליזה] של אוריאה כדי ליצור אמוניה ופחמן דו חמצני.
+האוראז מיוצר על ידי צמחים, פטריות, ומספר חיידקים.
+<br>
+בצמחים, אוראז מורכב מחלבון בעל יחידה אחת, הוא נמצא בזרעי קטניות וככל הנראה בעל תפקיד בנביטה. אוראז שהופק משעועית זכה להיות האנזים הראשון שגובש והוגדר כחלבון[http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar960022j] (1926).
+<br>
-<scene name='76/761650/Amino_acids/2'>amino acids</scene>
+אחד החיידקים הידועים כבעלי אוראז הוא הליקובקטור פילורי, חיידק זה ידוע כמעורב ביצירת כיביים וסרטן הקיבה. אוראז בהליקובקטור פילורי בנוי משש יחידות כשכל יחידה בנויה משתי תת יחידות.
+בהדמייה הראשית המציגה את האנזים אוראז, בהליקובקטור פילורי, בשלמותו, ניתן לראות את מורכבות החלבון, מספרן הרב של תת היחידות וגודלו הרב.
+<br>
+פעילותו של אנזים האוראז מווסתת על ידי חמישה חלבונים. ארבעה מתוכם מצויים באורגניזמים שונים ומסייעים בהכנסת יוני הניקל למולקולה. החלבון הנוסף, UreI הינו חלבון ייחודי לחיידק ההליקובקטור פילורי ואחראי על וויסות כניסת האוריאה לתא.
+</p>
-== Function ==
+==<center>מבנה המולקולה</center>==
+<p dir='rtl'>
+האוראז בהליקובקטור פילורי הוא חלבון גדול מאוד, ובנוי מיחידות רבות, 807 <scene name='76/761650/Amino_acids/2'>חומצות אמינו</scene> בכל יחידה (כל סוג חומצת אמינו מוצגת בצבע אחר), הבנויה מתת יחידות <scene name='76/761650/Alfa_amino_acids/1'>α</scene> ו- <scene name='76/761650/Beta_amino_acids/1'>β</scene>, המבנה הראשוני של כל תת יחידה מורכב מ[http://www.uniprot.org/uniprot/P14916.fasta 238] ח.א ו-[http://www.uniprot.org/uniprot/P69996.fasta 569] ח.א בהתאמה, ומסתם המולקולרית של שתי תת היחידות היא כ-550kDa.
+<scene name='76/761650/Helix_sheets/3'>המבנה השניוני</scene> הוא סלילי α ומשטחי β.
+  <scene name='76/761650/Active_site/1'>האתר הפעיל</scene> בנוי מחומצות האמינו היסטידין 136, היסטידין 138, ליזין 219, היסטידין 248, היסטידין 274, ואספרטאט 362 המתקרבות [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%91%D7%A0%D7%94_%D7%A9%D7%9C%D7%99%D7%A9%D7%95%D7%A0%D7%99 במבנה השלישוני] בעקבות יצירת קשרים בין מולקולריים ובאות במגע ישיר עם שני <scene name='76/761650/Nickel_ion/2'>יוני ניקל</scene> (המוצגים בלבן).
+<br>
+היסטידין 221 והיסטידין 322 הסמוכים לאתר הפעיל יוצרים קשר עם האוריאה והמים לזרוז תהליך הפיכת האוריאה לאמוניה, האתר הפעיל של האנזים נמצא בתת יחידה β.
+להליקובקטר שישה עותקים לכל אחת משתי תת היחידות, <scene name='76/761650/A_unit/5'>α</scene> ו- <scene name='76/761650/B_unit/4'>β</scene>, ולכן שישה אתרים פעילים למולקולת האנזים הטעונה במלואה.
+<br>
+למרות ההבדל בין מבנה האוראז בחיידק ובצמח האתר הפעיל דומה בשניהם.
+במיקרוסקופ אלקטרונים אוראז נראה במבנה[https://drive.google.com/open?id=0B0r4OgEiZ5e_bnJCQW91Nmw4b0U כדורי חלול במרכז], האנזים בעל קוטר של 13 ננומטר ובעל סימטריה סיבובית.
-== Disease ==
+</p>
-== Relevance ==
+==<center>תגובה אנזימתית</center>==
+<p dir='rtl'>
+האוראז מזרז הידרוליזה של אוריאה לקבלת התוצרים אמוניה ופחמן דו חמצני:
-== Structural highlights ==
+<br>
+[[Image:Enz reacation.png]]
+<br>
+בתמיסות מימיות, מולקולות האמוניה גורמות ל- pH להיות בסיסי יותר.
+<br>
+<br>
+<br>
+[[Image:Enzyme reaction with exp.png]]
+</p>
-This is a sample scene created with SAT to <scene name="/12/3456/Sample/1">color</scene> by Group, and another to make <scene name="/12/3456/Sample/2">a transparent representation</scene> of the protein. You can make your own scenes on SAT starting from scratch or loading and editing one of these sample scenes.
+==<center>גנטיקה</center>==
+<p dir='rtl'>
+צבר של שבעה גנים הנמצאים ברצף כעותק יחיד על הכרומוזום מקודדים ליצור האנזים אוראז ולוויסות פעולתו. הגנים UreA ו-UreB מקודדים את היחידות α וβ בעלות המסה המולקולרית של כ- 26.5kDa ו-60.3kDa בהתאמה. שישה עותקים של כל תת יחידה מתחברים עצמאית באופן ספונטני ליצירת האנזים הפעיל.
+הגנים  ureE, ureF, ureG, and ureH מקודדים לחלבונים UreE, UreF, UreG, and UreH,   שמסייעים בהכנסתו של יון הניקל לאנזים, הימצאותם של יוני הניקל הכרחיים לפעילותו.
+הגן ureI   הוא גן מווסת המיועד לקידוד תעלות אוריאה ספציפיות בממברנה שנפתחות כאשר הpH נמוך על מנת לאפשר מעבר של אוריאה, ונסגרות  כאשר הpH גבוה בכדי למנוע גישה של הסובסטרט לאוראז הציטופלסמתי.
+<br>
+<center>[[Image:גנים_לאוראז.jpg]]</center>
-</StructureSection>
+</p>
-== References ==
+==<center>מחלות</center>==
+<p dir='rtl'>
+הליקובקטר פילורי הינו חיידק [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A6%D7%91%D7%99%D7%A2%D7%AA_%D7%92%D7%A8%D7%90%D7%9D גראם שלילי], שביכולתו לפתח מושבות על דפנות הקיבה ועל התריסריון. הליקובקטר פילורי עמיד בפני החומציות הגבוהה שבקיבה וזאת משום יכולתו לייצר סביבה בסיסית, שבתוכה הוא מסתתר ונשאר מוגן. החיידק המתיישב בקיבה עשוי  לגרום לתהליך [http://www.disease.co.il/disease/helicobacter-pylori דלקתי כרוני]. זיהום בחיידק זה עלול לגרום להתפתחות [http://www.wikirefua.org.il/index.php/%D7%94%D7%9C%D7%99%D7%A7%D7%95%D7%91%D7%A7%D7%98%D7%A8_%D7%A4%D7%99%D7%9C%D7%95%D7%A8%D7%99_-_Helicobacter_pylori כיב דלקתי] של רירית הקיבה או שאתות (גידולים) בקיבה. כאשר [https://gastro.sheba.co.il/%D7%AA%D7%91%D7%97%D7%99%D7%9F_%D7%A0%D7%A9%D7%99%D7%A4%D7%94_%D7%9C%D7%94%D7%9C%D7%99%D7%A7%D7%95%D7%91%D7%A7%D7%98%D7%A8_%D7%A4%D7%99%D7%9C%D7%95%D7%A8%D7%99 מאובחנות] מחלות אלו יש לאתר את מקור הזיהום ולספק טיפול תרופתי במידת הצורך.
+</p>
+==<center>דף עבודה לתלמיד</center>==
+[http://proteopedia.org/wiki/images/8/87/Urease_assignment.doc דף עבודה לתלמיד]
+==<center>מקורות מידע</center>==
 <references/>
+. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar960022j
+<br>
+. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2417/
+<br>
+.http://meyda.education.gov.il/files/Mazkirut_Pedagogit/biology/haydakim_ungifim_ora_kahana.pdf (31-33)
+<br>
+.http://www.maccabi4u.co.il/7813-he/Maccabi.aspx?TabId=7815_7816_7817