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: @@
 ==<center>'''אוראז'''</center>==
 <applet load='1e9z' size='340' frame='true' side='left' caption='HELICOBACTER PYLORI UREASE (PDB code [[1e9z]])' scene=''>
+__NOTOC__
 ==<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] הקשור ליוני המתכת ניקל הדרושים לפעילותו. הוא מיוצר על ידי צמחים, פטריות, ומספר חיידקים.
+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>
-אוראז  שהופק משעועית זכה להיות האנזים הראשון שגובש והוגדר כחלבון[http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar960022j] (1926).
+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>
-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 וחומצה פחמתית.
+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.
-אוראז הוא אחד האנזימים הבודדים הדורשים ניקל כדי לפעול . הניקל קשור לאוראז בקשר בעל אפיניות גבוהה מאד ורק דנטורציה או שימוש בחומצה חזקה יכולים לפרק את הקשר.
+בהדמייה הראשית המציגה את האנזים אוראז, בהליקובקטור פילורי, בשלמותו, ניתן לראות את מורכבות החלבון, מספרן הרב של תת היחידות וגודלו הרב.
 <br>
- אנזים האוראז מווסת ע"י חלבונים נוספים.
+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.
-<br>
-אחד החיידקים הידועים כבעלי אוראז הוא הליקובקטר פילורי,   חיידק זה ידוע כמעורב ביצירת כיביים ובסרטן הקיבה.
-<br>
-האוראז נמצא בזרעי קטניות וכנראה בעל תפקיד בנביטה. בצמחים אוריאז מורכב מפפטיד בעל יחידה  אחת
 </p>
@@ Line 24: / Line 23: @@
 ==<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, 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.
+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 במגע ישיר עם שני <scene name='76/761650/Nickel_ion/1'>יוני ניקל</scene>, 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.
+  <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).
-להליקובקטר שישה עותקים לכל אחת משתי תת היחידות, <scene name='76/761650/A_unit/3'>α</scene> ו <scene name='76/761650/B_unit/2'>β</scene>, ולכן שישה אתרים פעילים למולקולת האנזים הטעונה במלואה.
 <br>
-למרות ההבדל בין מבנה האוראז בחיידק ובצמח האתר הפעיל  דומה בשניהם.
+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.
@@ Line 38: / Line 39: @@
 ==<center>תגובה אנזימתית</center>==
 <p dir='rtl'>
-האוראז מזרז הידרוליזה של אוריאה לקבלת התוצר אמוניה וקרבמאט (תוצר ביניים). קרבמאט מתפרקת באופן ספונטני למולקולה נוספת של אמוניה וחומצה פחמתית:
+האוראז מזרז הידרוליזה של אוריאה לקבלת התוצרים אמוניה ופחמן דו חמצני:
 <br>
-[[Image:תגובה_ראשונה_אוראז.jpg]]
+[[Image:Enz reacation.png]]
 <br>
-בתמיסות מימיות, החומצה הפחמתית המשוחררת ושתי המולקולות של אמוניה נמצאות בשיווי משקל בין שתי צורותיהן (המיוננת והלא מיוננת), מה שמעלה את ה- pH לבסיסי יותר.
+בתמיסות מימיות, מולקולות האמוניה גורמות ל- pH להיות בסיסי יותר.
 <br>
-[[Image:תגובה_שנייה_אוראז_שיווי_משקל.jpg]]
 <br>
+<br>
-[[Image:תגובת_מבנה_כימי_אוראז.png]]
+[[Image:Enzyme reaction with exp.png]]
 </p>
@@ Line 58: / Line 56: @@
 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.
-תת יחידה α של הליקובקטר היא יוצאת דופן במקצת בגלל רצף חומצות האמינו שלה המקודדות על ידי גן יחיד ureA,  בכל מיני חיידקים אחרים הן תמיד מקודדות על ידי שני גנים נפרדים. ההשערה העולה היא ששני גנים קטנים יותר של מינים שונים התמזגו כדי ליצור את האוראז בהליקובקטר פילורי.[[Image:גנים_לאוראז.jpg]]
+<br>
+<center>[[Image:גנים_לאוראז.jpg]]</center>
 </p>
@@ Line 68: / Line 67: @@
 </p>
+==<center>דף עבודה לתלמיד</center>==
+[http://proteopedia.org/wiki/images/8/87/Urease_assignment.doc דף עבודה לתלמיד]
@@ Line 74: / Line 75: @@
+==<center>מקורות מידע</center>==
-== מקורות מידע ==
 <references/>
 . http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar960022j
 <br>
 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2417/
+<br>
- Devesa SS, Blot WJ, Fraumeni JF. Changing patterns in the incidence of esophageal and gastric carcinoma in the United State. J. Cancer . 1998;83:2049–2053. [PubMed]
+.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