Myosin (hebrew)
From Proteopedia
(Difference between revisions)
| (88 intermediate revisions not shown.) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
==<center> הראש המוטורי-II מיוזין </center>== | ==<center> הראש המוטורי-II מיוזין </center>== | ||
| - | <StructureSection load='1BR1' size='340' side='right' caption=' | + | <StructureSection load='1BR1' size='340' side='right' caption='Chicken myosin motor domain light chain complex with ADP (PDB code [[1br1]]).' scene='84/846751/Myosin_2/1'> |
| Line 7: | Line 7: | ||
<p dir='rtl'> | <p dir='rtl'> | ||
| - | שלד התא הוא רשת סבוכה של סיבים דקים המהווים את התשתית עליה בנוי | + | שלד התא הוא רשת סבוכה של סיבים דקים המהווים את התשתית עליה בנוי ה[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%AA%D7%90 תא]. שלד זה שומר את האברונים במקומם ומונע מהם לצוף בנוזל התוך-תאי (ציטופלזמה) ולנדוד ממקום למקום. בנוסף הוא משמש גם כמעין רשת של פסי רכבת שחומרים ו[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%91%D7%A8%D7%95%D7%9F אברונים] נעים עליהם באופן מסודר ברחבי התא החי. מבנה השלד התוך תאי מקנה לתאים את צורתם ומאפשר תנועה עצמאית של התאים ושותף בתהליכי חלוקת התא. |
| - | השלד מורכב מסוגי סיבים חלבוניים שונים, ביניהם אקטין ומיוזין. | + | השלד מורכב מסוגי סיבים חלבוניים שונים, ביניהם [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%A7%D7%98%D7%99%D7%9F אקטין] ומיוזין. |
| + | <ref> | ||
| + | [https://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/%D7%94%D7%90%D7%9D-%D7%9C%D7%AA%D7%90%D7%99%D7%9D-%D7%99%D7%A9-%D7%A9%D7%9C%D7%93 שלד התא - מכון דוידסון]</ref> | ||
| + | <ref> | ||
| + | [https://stwww1.weizmann.ac.il/cell/?p=462 השלד התוך תאי - המחלקה להוראת המדעים מכון ויצמן]</ref> | ||
| + | |||
</p> | </p> | ||
| Line 15: | Line 20: | ||
<p dir='rtl'> | <p dir='rtl'> | ||
| - | מיוזין הינו חלבון המהווה מרכיב מרכזי במערכת סיבי שלד התא, בערך זה נתמקד במבנהו ותפקודו | + | מיוזין הינו [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%9C%D7%91%D7%95%D7%9F חלבון] המהווה מרכיב מרכזי במערכת סיבי שלד התא, בערך זה נתמקד במבנהו ותפקודו ב [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A9%D7%A8%D7%99%D7%A8 תאי שריר] |
| + | . השרירים בגופנו אחראים על כל הפעולות שדורשות תנועה כלשהי, החל בתנועות רצוניות כמו הליכה, אחיזה או הנעה של האיברים וכלה בתנועות לא רצוניות כמו נשימה, פעימות לב, הנעת מערכת העיכול, הפרשות ועוד. לכל השרירים בגוף יש מנגנון פעולה דומה, שכולל פעילות תלוית [https://g.co/kgs/KHhjbk סידן] ו-[https://he.wikipedia.org/wiki/ATP ATP] של מנוע מולקולרי בשם מיוזין, שמחליק על גבי סיבי אקטין. | ||
| + | <ref> | ||
| + | [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%99%D7%95%D7%96%D7%99%D7%9F מידע על מיוזין מויקיפדיה]</ref> | ||
</p> | </p> | ||
| Line 23: | Line 31: | ||
<p dir='rtl'> | <p dir='rtl'> | ||
| - | + | איזופורמים שונים של חלבון המיוזין מצויים ברוב התאים האאוקריוטים. אנו בחרנו להתמקד באיזופורם של תאי שריר. | |
| - | כל מולקולת חלבון מיוזין בנויה משני "ראשים" ו"זנב" אחד ארוך במבנה צר.המיוזין מסודר בצורה של סיב, כאשר מספר מולקולות מלופפות באזור זנבותיהן והראשים פונים לכיוונים מנוגדים. | + | כל [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%95%D7%9C%D7%A7%D7%95%D7%9C%D7%94 מולקולת] חלבון מיוזין בנויה משני "ראשים" ו"זנב" אחד ארוך במבנה צר. <scene name='84/846751/All_chains_together/2'>כפי שניתן לראות בהדמיה </scene> (רואים חלק קטן מהזנבות) המיוזין מסודר בצורה של סיב, כאשר מספר מולקולות מלופפות באזור זנבותיהן והראשים פונים לכיוונים מנוגדים. |
| - | ה"זנב" מורכב | + | |
| - | ה"ראשים" נמצאים בקצה המולקולה ובהם מתקיימות | + | ה"זנב" מורכב משתי שרשראות של [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%95%D7%9E%D7%A6%D7%AA_%D7%90%D7%9E%D7%99%D7%A0%D7%95 חומצות אמיניות] המאורגנות כל אחת במבנה של [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A1%D7%9C%D7%99%D7%9C_%D7%90%D7%9C%D7%A4%D7%90 אלפא הליקס]. השרשראות מלופפות זו על זו במבנה סליל כפול (בדומה למבנה ה[https://he.wikipedia.org/wiki/DNA דנ"א]) ניתן לראות את .<scene name='84/846751/All_chains_together_secondary/1'>המבנה השניוני של חלבון המיוזין השלם</scene> (ורוד מסמל אלפא הליקס, צהוב מסמל משטחי בטא) |
| + | ה"ראשים" נמצאים בקצה המולקולה ובהם מתקיימות שתי פעולות המשמשות כמעין מנוע מולקולרי הממיר אנרגיה כימית לארגיה מכנית:<br> | ||
| + | |||
א. פעילות ATPase : פירוק מולקולת ATP ל ADP+Pi. <br> | א. פעילות ATPase : פירוק מולקולת ATP ל ADP+Pi. <br> | ||
| - | ב. פעילות מוטורית: מאפשרת את התנועה של סיבי השריר. | + | |
| + | ב. פעילות מוטורית: מאפשרת את התנועה של סיבי השריר.<ref> | ||
| + | |||
| + | [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/P10587/ מידע על החלבון מיוזין מתוך NCBI]</ref><br> | ||
| + | |||
| Line 35: | Line 49: | ||
[[Image:מיוזין 1.jpg|center]]<br> | [[Image:מיוזין 1.jpg|center]]<br> | ||
| - | <center>'''בעמוד זה נתמקד במבנה <scene name='84/846751/Motor_domain/ | + | <center>'''בעמוד זה נתמקד במבנה <scene name='84/846751/Motor_domain/4'>הראש המוטורי של המיוזין</scene> (האזור שבצבע אדום באיור) אזור זה מורכב מ 820 <scene name='84/846751/Amino_acid/4'>חומצות אמיניות</scene><br> ''' </center> |
| + | |||
==<center>פעילות אקטין-מיוזין</center>== | ==<center>פעילות אקטין-מיוזין</center>== | ||
| - | <p dir='rtl'> | ||
| - | |||
| - | על מנת שחלבון המיוזין יבצע את פעילותו המוטורית עליו להיקשר לסיב האקטין. | ||
| - | הקשר בין מולקולות האקטין למיוזין מתבצע באזור ה"ראשים" של מולקולות המיוזין, בשתי אתרי קישור: האתר הראשון מורכב מ - 13 חומצות אמינו (667-689), רובן פולריות, היוצרות קשרי מימן. האתר השני מורכב מ - 15 חומצות אמינו (768-782), רובן פולריות וטעונות חיובית, היוצרות קשרי מימן וקשרים יוניים. | ||
| - | <br><br>בהדמיה ניתן לראות את <scene name='84/846751/Actin_binding_site/2'>אתר הקישור לאקטין</scene><br> | ||
| - | בשריר המשורטט (שרירי השלד), מולקולות המיוזין יוצרות מבנה של סיב עבה המכיל 300-400 מולקולות (המקנה לאזור צבע כהה), ולצידו אזור של מולקולות אקטין היוצרות מבנה של סיב דק (מקנה לאזור צבע בהיר). האזור הבהיר מכונה "Z-disc". | ||
| - | בקצוות המבנה הקוטבי בולטים "ראשים" של המיוזין הפונים לכיוונים מנוגדים, והאזור המרכזי של המבנה אינו מכיל "ראשים". | ||
</p> | </p> | ||
| - | [[Image:Muscle structure.jpg|thumb|500px|center|מבנה תא השריר | + | [[Image:Muscle structure.jpg|thumb|500px|center|למעלה:מבנה תא השריר למטה:סידור סיבי האקטין והמיוזין בתוך תא השריר]] |
<p dir='rtl'> | <p dir='rtl'> | ||
| - | מנגנון התכווצות השריר מבוסס על אינטראקציה בין כמה גורמים:<br> | + | על מנת שחלבון המיוזין יבצע את פעילותו המוטורית עליו להיקשר לסיב האקטין. |
| + | הקשר בין מולקולות האקטין למיוזין מתבצע באזור ה"ראשים" של מולקולות המיוזין, בשני <scene name='84/846751/Actin_binding_site/6'>אתרי קישור לאקטין</scene><br>: האתר הראשון מורכב מ - 13 חומצות אמינו (667-689), רובן פולריות, היוצרות קשרי מימן. האתר השני מורכב מ - 15 חומצות אמינו (768-782), רובן פולריות וטעונות חיובית, היוצרות [https://he.wikipedia.org/wiki/קשר_מימן קשרי מימן] ו[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A7%D7%A9%D7%A8_%D7%99%D7%95%D7%A0%D7%99 קשרים יוניים].<ref> | ||
| + | [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/P10587/ מידע על החלבון מיוזין מתוך NCBI]</ref> | ||
| + | כפי שניתן לראות <scene name='84/846751/Actin_binding_site_polar/3'>בהדמיה</scene> (כחול- חומצה טעונה חיובית)<br><br> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | מנגנון התכווצות השריר מבוסס על אינטראקציה בין כמה גורמים:<br><br> | ||
● סיבים דקים – מולקולות האקטין<br> | ● סיבים דקים – מולקולות האקטין<br> | ||
● סיבים עבים – מולקולות המיוזין<br> | ● סיבים עבים – מולקולות המיוזין<br> | ||
| - | ● מולקולות חלבון שונות – טרופומיוזין (Tropomyosin) | + | ● מולקולות חלבון שונות – [https://en.wikipedia.org/wiki/Tropomyosin טרופומיוזין] (Tropomyosin) ו[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%98%D7%A8%D7%95%D7%A4%D7%95%D7%A0%D7%99%D7%9F טרופונין]<br> |
● יוני סידן<br> | ● יוני סידן<br> | ||
● ATP<br> | ● ATP<br> | ||
| Line 64: | Line 78: | ||
</p> | </p> | ||
[[Image:Myosin Actin.jpg|thumb|500px|center|סיבי האקטין והמיוזין, ניתן לראות את הראש המוטורי בשלבי החיבור השונים לסיב האקטין]] | [[Image:Myosin Actin.jpg|thumb|500px|center|סיבי האקטין והמיוזין, ניתן לראות את הראש המוטורי בשלבי החיבור השונים לסיב האקטין]] | ||
| - | <p dir='rtl'> | + | <p dir='rtl'><br> |
| - | הקשר בין כל גורמים אלה הוא בעובדה שהמולקולות בעלות הסיבים הדקים (אקטין, טרופומיוזין וטרופונין) מצויות במבנה מלופף סביב הסיבים העבים לאורך השריר (מיוזין). המבנה המרחבי של הקומפלקס אקטין-טרופומיוזין-טרופונין, אשר במצב קשור חוסם את אתרי הקשירה לאקטין, מונע את התקשרות האקטין למיוזין וכך גם אינו מאפשר את התכווצות השריר. מנגנון התכווצות השרירים מבוסס על כושר התנועה של "ראשי" מולקולות המיוזין.<br> | + | הקשר בין כל גורמים אלה הוא בעובדה שהמולקולות בעלות הסיבים הדקים (אקטין, טרופומיוזין וטרופונין) מצויות במבנה מלופף סביב הסיבים העבים לאורך השריר (מיוזין). המבנה המרחבי של הקומפלקס אקטין-טרופומיוזין-טרופונין, אשר במצב קשור חוסם את אתרי הקשירה לאקטין, מונע את התקשרות האקטין למיוזין וכך גם אינו מאפשר את התכווצות השריר. מנגנון התכווצות השרירים מבוסס על כושר התנועה של "ראשי" מולקולות המיוזין.<br><br> |
[https://www.youtube.com/watch?v=eSACVKKALWs הסרטון הבא] ממחיש את מבנה סיבי החלבון בשריר.<br> | [https://www.youtube.com/watch?v=eSACVKKALWs הסרטון הבא] ממחיש את מבנה סיבי החלבון בשריר.<br> | ||
| - | קיימים ארבעה שלבים הגורמים לתנועתם:<br> | + | קיימים ארבעה שלבים הגורמים לתנועתם:<br><br> |
| - | 1 השלב הראשון נקרא "מחובר" (attached) . בשלב זה, יש צורך לגרום לתנועה של מולקולות הטרופונין והטרופומיוזין, כיוון שהן חוסמות את אתרי הקישור. תהליך זה מתבצע על ידי קשירת יוני סידן לטרופומיוזין. קשירה זו גורמת לטרופומיוזין לנוע מאתר הקישור וכך | + | 1 השלב הראשון נקרא "מחובר" (attached) . בשלב זה, יש צורך לגרום לתנועה של מולקולות הטרופונין והטרופומיוזין, כיוון שהן חוסמות את אתרי הקישור. תהליך זה מתבצע על ידי קשירת יוני סידן לטרופומיוזין. קשירה זו גורמת לטרופומיוזין לנוע מאתר הקישור וכך מתאפשרת אינטראקציה מרחבית בין האקטין למיוזין.<br> |
| - | <scene name='84/846751/Actin_binding_site/ | + | <scene name='84/846751/Actin_binding_site/6'>ניתן לראות בהדמיה את אתר הקישור לאקטין</scene><br><br> |
2 "משוחרר" (release) - בשלב השני ATP נקשר למולקולת המיוזין. דבר זה גורם לשחרור הקשר בין המיוזין לאקטין, ולשרירים להיות במצב נוקשה.<br> | 2 "משוחרר" (release) - בשלב השני ATP נקשר למולקולת המיוזין. דבר זה גורם לשחרור הקשר בין המיוזין לאקטין, ולשרירים להיות במצב נוקשה.<br> | ||
| - | <scene name='84/846751/Atp_binding_site/ | + | <scene name='84/846751/Atp_binding_site/4'>ניתן לראות את אתרי הקישור לATP</scene><br><br> |
| - | 3"דרוך" (cocked) – בשלב השלישי מתרחשת הידרוליזה של מולקולת ATP המחוברת לראש המיוזין. תוצרי ההידרוליזה (ADP+Pi) נשארים קשורים ל"ראש" המולקולה, ובכך גורמים למעין פעולת דריכה, בדומה לדריכה בכלי ירייה.<br> | + | 3"דרוך" (cocked) – בשלב השלישי מתרחשת [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 מולקולת ATP המחוברת לראש המיוזין. תוצרי ההידרוליזה (ADP+Pi) נשארים קשורים ל"ראש" המולקולה, ובכך גורמים למעין פעולת דריכה, בדומה לדריכה בכלי ירייה.<br> |
| - | <scene name='84/846751/Atp_binding_site_nucleotide/ | + | <scene name='84/846751/Atp_binding_site_nucleotide/5'>ניתן לראות את אתרי הקישור הנפרדים של הפוספט (סגול) וADP(כתום)</scene><br><br> |
| - | + | ||
| + | 4 "הפעלת כוח" (force generating) - בשלב הרביעי, שחרור תוצר ההידרוליזה (Pi) גורם לחיזוק ההתקשרות בין האקטין למיוזין ולהתגבשות המבנה המשותף בכוחות דחיפה ודחיסה.<ref> | ||
| + | [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%99%D7%95%D7%96%D7%99%D7%9F מידע על מיוזין מויקיפדיה]</ref> | ||
| + | <ref> | ||
| + | [https://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/med_and_physiol/%D7%9E%D7%A0%D7%92%D7%A0%D7%95%D7%9F-%D7%A4%D7%A2%D7%95%D7%9C%D7%AA-%D7%94%D7%A9%D7%A8%D7%99%D7%A8 מנגנון פעולת השריר- מכון דוידסון]</ref><br> | ||
| + | בהדמיה זו ניתן לראות את <scene name='84/846751/Binding_sytes/5'>כל אתרי הקישור בראש המוטורי של המיוזין</scene> (כחול-קישור לאקטין, ורוד-קישור לפוספט, כתום-קישור לADP)<br><br> | ||
| Line 108: | Line 126: | ||
<p dir='rtl'> | <p dir='rtl'> | ||
| - | מוטציות רבות | + | [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%95%D7%98%D7%A6%D7%99%D7%94 מוטציות] רבות ב[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%92%D7%9F_(%D7%91%D7%99%D7%95%D7%9C%D7%95%D7%92%D7%99%D7%94) גנים] המקודדים ל motor domain עלולות לגרום לקשיים בתפקוד תקין של פעולת השרירים. למשל, מוטציות באזור הקשירה לאקטין ובאזור הקישור לATP ב[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A9%D7%A8%D7%99%D7%A8_%D7%94%D7%9C%D7%91 שריר הלב] עלולות לגרום לFamilial hypertrophic cardiomyopathy, מחלה תורשתית בה נגרמת התעבות של שריר זה. ההתעבות גורמת לשאיבת ה[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%93%D7%9D דם] להתרחש בצורה לא יעילה ואף להוביל ל[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%95%D7%98%D7%9D_%D7%A9%D7%A8%D7%99%D7%A8_%D7%94%D7%9C%D7%91 התקף לב]. |
| - | נמצא כי המוטציות כוללות שינוי בחומצות אמינו יחידות הסמוכות לאתרי הקישור לאקטין | + | נמצא כי המוטציות כוללות שינוי בחומצות אמינו יחידות הסמוכות לאתרי הקישור לאקטין ול ATP באתרים הבאים |
| - | (Val 606,Arg 403, Arg 249) גורמות לשיבוש במבנה המרחבי של המיוזין אשר גורם לפעילות לא תקינה של השריר. | + | (Val 606,Arg 403, Arg 249) |
| + | גורמות לשיבוש במבנה המרחבי של המיוזין אשר גורם לפעילות לא תקינה של השריר.<br> | ||
| + | ניתן לראות באיור את מיקום המוטציות הנקודתיות הגורמות למחלה: | ||
| + | |||
| + | <ref>Roopnarine, Osha, and Leslie A. Leinwand. "Functional analysis of myosin mutations that cause familial hypertrophic cardiomyopathy." Biophysical journal 75.6 (1998): 3023-3030. | ||
| + | </ref><br> | ||
</p> | </p> | ||
| Line 116: | Line 139: | ||
[[Image:Mutation myosin.jpg|thumb|500px|center|מוטציות נקודתיות באזור הראש המוטורי של המיוזין]] | [[Image:Mutation myosin.jpg|thumb|500px|center|מוטציות נקודתיות באזור הראש המוטורי של המיוזין]] | ||
| - | |||
| - | 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. | ||
</StructureSection> | </StructureSection> | ||
| - | <scene name='84/846751/ | + | <scene name='84/846751/All_chains_together/2'>שני ראשי מיוזין מחוברים באזור הצוואר ועם זנבות מלופפים</scene><br> |
| - | <scene name='84/846751/Amino_acid/ | + | <scene name='84/846751/All_chains_together_secondary/1'>מבנה שניוני של חלבון המיוזין השלם</scene><br> |
| - | <scene name='84/846751/Actin_binding_site/ | + | <scene name='84/846751/Motor_domain/4'>הראש המוטורי</scene><br> |
| - | <scene name='84/846751/ | + | <scene name='84/846751/Amino_acid/4'>חומצות אמיניות</scene><br> |
| - | <scene name='84/846751/ | + | <scene name='84/846751/Actin_binding_site/6'>אתר הקישור לאקטין</scene><br> |
| - | <scene name='84/846751/Atp_binding_site_nucleotide/ | + | <scene name='84/846751/Actin_binding_site_polar/3'>פולריות באתר קישור לאקטין</scene><br> |
| - | <scene name='84/846751/ | + | <scene name='84/846751/Atp_binding_site/4'>ATP אתר הקישור ל</scene><br> |
| + | <scene name='84/846751/Atp_binding_site_nucleotide/5'>ATPאתר קישור של נוקלאוטידים ו</scene><br> | ||
| + | <scene name='84/846751/Binding_sytes/5'>כל אתרי הקישור של המיוזין</scene><br> | ||
| - | == References == | ||
| - | [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%99%D7%95%D7%96%D7%99%D7%9F מידע על מיוזין מויקיפדיה]<br> | ||
| + | == דף עבודה לתלמיד == | ||
| - | [https://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/med_and_physiol/%D7%9E%D7%A0%D7%92%D7%A0%D7%95%D7%9F-%D7%A4%D7%A2%D7%95%D7%9C%D7%AA-%D7%94%D7%A9%D7%A8%D7%99%D7%A8 מנגנון פעולת השריר- מכון דוידסון]<br> | ||
| + | [https://forms.gle/eeBeSmmxG9AKMAH59 דף עבודה מבנה המיוזין] | ||
| - | [https://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/%D7%94%D7%90%D7%9D-%D7%9C%D7%AA%D7%90%D7%99%D7%9D-%D7%99%D7%A9-%D7%A9%D7%9C%D7%93 שלד התא - מכון דוידסון]<br> | ||
| - | + | == References == | |
| - | + | <references /> | |
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | + | | |
Current revision
הראש המוטורי-II מיוזין
| |||||||||||
דף עבודה לתלמיד
References
- ↑ שלד התא - מכון דוידסון
- ↑ השלד התוך תאי - המחלקה להוראת המדעים מכון ויצמן
- ↑ מידע על מיוזין מויקיפדיה
- ↑ מידע על החלבון מיוזין מתוך NCBI
- ↑ מידע על החלבון מיוזין מתוך NCBI
- ↑ מידע על מיוזין מויקיפדיה
- ↑ מנגנון פעולת השריר- מכון דוידסון
- ↑ Roopnarine, Osha, and Leslie A. Leinwand. "Functional analysis of myosin mutations that cause familial hypertrophic cardiomyopathy." Biophysical journal 75.6 (1998): 3023-3030.
