Phenol hydroxylase (hebrew)

From Proteopedia

(Difference between revisions)
Jump to: navigation, search
Current revision (10:03, 5 January 2025) (edit) (undo)
 
(56 intermediate revisions not shown.)
Line 1: Line 1:
=<center>פנול הידרוקסילאז</center>=
=<center>פנול הידרוקסילאז</center>=
-
<StructureSection load='1stp' size='340' side='left' caption='Caption for this structure' scene='10/1025413/Open_scene/1'>
+
<StructureSection load='1foh' size='340' side='left' caption='Phenol hydroxylase FAD and phenol קומפלקס עם (PDB code [[1foh]])'>
: <br>
: <br>
==<p dir='rtl'>'''מידע כללי'''</p>==
==<p dir='rtl'>'''מידע כללי'''</p>==
Line 7: Line 7:
: <br>
: <br>
<p dir='rtl'>האנזים פנול הידרוקסילאז שייך למשפחת האנזימים פלווין (flavin enzymes), המכונים בדרך כלל הידרוקסילאזות ארומטיות. ידוע גם בשם, פנול 2-מונואוקסיגנאז.
<p dir='rtl'>האנזים פנול הידרוקסילאז שייך למשפחת האנזימים פלווין (flavin enzymes), המכונים בדרך כלל הידרוקסילאזות ארומטיות. ידוע גם בשם, פנול 2-מונואוקסיגנאז.
-
פעילותו של אנזים זה נחקרת, בין היתר, כיוון שנעשה בו שימוש נרחב בתעשיה בתהליכי טיהור סיבתיים ביולוגיים לפירוק וניטרול של פנולים. האנזים פועל על מגוון רחב של פנולים ותרכובות ארומטיות אחרות, ומופק בעיקר על ידי מיקרואורגניזמים, כולל חיידקים ופטריות. היכולת של מיקרואורגניזמים אלה לפרק פנולים הופכת אותם לכלים חשובים בתהליכי טיהור מים, כאשר מנסים להסיר מזהמים אורגניים מהסביבה. המקור הבלעדי של פנולים כמזהמים במים ובקרקע הוא זיהום תעשייתי או זיהום מדלקים. פנול הינו חומר שעלול לגרום לסרטן, בנוסף לכך גורם לבעיות אסתטיות, לטעם וריח חזקים.</p>
+
פעילותו של אנזים זה נחקרת, בין היתר, כיוון שנעשה בו שימוש נרחב בתעשיה בתהליכי טיהור סביבתים ביולוגיים לפירוק וניטרול של מולקולות פנול, תרכובות אורגניות בעלות מבנה פשוט של טבעת בנזן הקשורה לקבוצת הידרוקסיל OH. האנזים פועל על מגוון רחב של מולקולות פנול ותרכובות ארומטיות אחרות, ומופק בעיקר ממיקרואורגניזמים, כולל חיידקים ופטריות. היכולת של מיקרואורגניזמים אלה לפרק מולקולות פנול הופכת אותם לכלים חשובים בתהליכי טיהור מים, כאשר מנסים להסיר מזהמים אורגניים מהסביבה ([https://www.youtube.com/watch?v=uAyVcR17COs הביורמידציה]). המקור הבלעדי של מולקולות פנול כמזהמים במים ובקרקע הוא זיהום תעשייתי או זיהום מדלקים. פנול הינו חומר שעלול לגרום לסרטן, בנוסף לכך גורם לבעיות אסתטיות, לטעם ולריח חזקים.</p>
: <br>
: <br>
==<p dir='rtl'>'''פעילות אנזימתית'''</p>==
==<p dir='rtl'>'''פעילות אנזימתית'''</p>==
: <br>
: <br>
-
<p dir='rtl'>האנזים מזרז תגובת אוקסידציה של פנולים, הוספת קבוצת הידרוקסיל ל (OH-) למולקולת הפנול, ובכך ממיר אותה לקטכול (cathecol), תהליך שמהווה צעד ראשון חשוב במסלול[https://www.youtube.com/watch?v=uAyVcR17COs הביודגרדציה] של פנולים. האנזים מבצע תגובת חימצון/חיזור עם חמצן ומולקולת NADPH. בעזרת שתי מולקולות אלה נוצרת קבוצת הידרוקסיל המתחברת לטבעת הפנול וכך הופכת אותו לקטקול.</p>
+
<p dir='rtl'>האנזים מזרז תגובת אוקסידציה, חמצון, של מולקולות פנול, בה נוספת קבוצת הידרוקסיל-OH למולקולת הפנול, ובכך ממיר אותה לקטכול (cathecol), תהליך שמהווה צעד ראשון חשוב במסלול[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A4%D7%99%D7%A8%D7%95%D7%A7_%D7%91%D7%99%D7%95%D7%9C%D7%95%D7%92%D7%99_%D7%9E%D7%99%D7%A7%D7%A8%D7%95%D7%91%D7%99%D7%90%D7%9C%D7%99 הביודגרדציה] של פנולים. האנזים מבצע תגובת חימצון/חיזור עם חמצן וקו אנזים NADPH. בעזרת שתי מולקולות אלה נוצרת קבוצת הידרוקסיל המתחברת לטבעת הפנול וכך הופכת אותו לקטכול.</p>
: <br>
: <br>
-
<p dir='rtl'>תרכובות הקטכול הנוצרות בעקבות האוקסידציה נוטות להיות פחות רעילות מהפנול המקורי ויותר מסיסות במים, דבר המקל על הסרתן מהסביבה. בפעילות האנזים מעורב הקו-פקטור FAD בתגובת החיזור (רדוקציה) של מולקולת חמצן. </p>
+
<p dir='rtl'> תרכובות הקטכול הנוצרות בעקבות האוקסידציה נוטות להיות פחות רעילות ממולקולת הפנול המקורית ויותר מסיסות במים, דבר המקל על הסרתן מהסביבה. בפעילות האנזים מעורב FAD, [https://milog.co.il/%D7%A7%D7%95%D7%A4%D7%A7%D7%98%D7%95%D7%A8 קו-פקטור] הדרוש לאנזים על מנת לזרז את התגובה . </p>
: <br>
: <br>
-
[[Image:Pic1.png|center]]</p>
+
<p dir='rtl'>:הראקציה הכימית המזורזת על ידי האנזים פנול הידרוקסילז מופיעה באיור מטה</p>
 +
[[Image:צילום מסך 2024-03-06 222131.png|center|מהלך התגובה]]
: <br>
: <br>
-
<p dir='rtl'>שמרים החיים בקרקע משתמשים באנזימים המכילים פלבין אדנין דינוקלאוטיד (FAD) להידרוקסילציה של פנולים. פנול הוא הסובסטרט הטוב ביותר, לפעילות הפנול הידרוקסילאז, אך האנזים מקבל גם פנולים פשוטים עם הידרוקסי-, אמינו-, הלוגן- או מתיל.
+
<p dir='rtl'>שמרים החיים בקרקע משתמשים באנזימים המכילים פלבין אדנין דינוקלאוטיד (FAD) להידרוקסילציה של מולקולות פנול. פנול הוא הסובסטרט הטוב ביותר, לפעילות הפנול הידרוקסילאז, אך האנזים מקבל גם מולקולות פנול פשוטות עם הידרוקסי-, אמינו-, הלוגן- או מתיל.
תגובת ההידרוקסלציה מתחילה רצף מטבולי המאפשר את השימוש בתרכובת המתקבלות כמקור פחמן ואנרגיה. מולקולות הקטכול המתקבלות מומרות בתהליכים כימיים לתרכובות אורגניות שונות כגון אצטיל-CoA המשתלבות[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%A2%D7%92%D7%9C_%D7%A7%D7%A8%D7%91%D7%A1 במעגל קרבס] </p>
תגובת ההידרוקסלציה מתחילה רצף מטבולי המאפשר את השימוש בתרכובת המתקבלות כמקור פחמן ואנרגיה. מולקולות הקטכול המתקבלות מומרות בתהליכים כימיים לתרכובות אורגניות שונות כגון אצטיל-CoA המשתלבות[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%A2%D7%92%D7%9C_%D7%A7%D7%A8%D7%91%D7%A1 במעגל קרבס] </p>
: <br>
: <br>
-
<p dir='rtl'>מעגל קרבס מהווה ביצורים אווירניים את השלב השני מתוך שלושה בתהליך הנשימה התאית. לפני המעגל מתרחשת הגליקוליזה, התוצר שלה, פירובט, הופך לאצטיל קואנזים A, שמהווה את תחילתו של מעגל קרבס. התוצרים של המעגל הם שתי מולקולות ATP ושני נושאי אלקטרונים - NADH ו-FADH2 העוברים לשלב השלישי והאחרון של הנשימה התאית, בו הם תורמים את האלקטרונים שלהם לחמצן. </p>
+
<p dir='rtl'>מעגל קרבס מהווה ביצורים אווירניים את השלב השני מתוך שלושה בתהליך הנשימה התאית. לפני המעגל מתרחשת הגליקוליזה, התוצר שלה, פירובט, הופך לאצטיל קואנזים A, שמהווה את תחילתו של מעגל קרבס. התוצרים של המעגל הם שתי מולקולות ATP ושני נושאי אלקטרונים - NADH ו-FADH2 העוברים לשלב השלישי והאחרון של ([https://www.youtube.com/watch?v=JVAVL2mADig הנשימה התאית]), בו הם תורמים את האלקטרונים שלהם לחמצן. </p>
: <br>
: <br>
Line 29: Line 30:
==<p dir='rtl'>'''גיבוש החלבון'''</p>==
==<p dir='rtl'>'''גיבוש החלבון'''</p>==
: <br>
: <br>
-
<p dir='rtl'>האנזים פנול הידרוקסילאז גובש באופן מלא. בנוסף האנזים גובש יחד עם הקו-פקטור FAD ועם הסובסטרט פנול. מבנה הקריסטל שגובש מספק ראיות לשינוי מבני מתואם באנזים ובקואנזים שלו במהלך הפעילות האנזימתית. החלבון גובש כארבע יחידות. .</p>
+
<p dir='rtl'>האנזים פנול הידרוקסילאז, המוצג בערך זה, גובש באופן מלא. בנוסף האנזים גובש יחד עם הקו-פקטור FAD ועם הסובסטרט פנול. מבנה הקריסטל שגובש מספק ראיות לשינוי מבני מתואם באנזים ובקואנזים שלו במהלך הפעילות האנזימתית. החלבון גובש כארבע יחידות. .</p>
: <br>
: <br>
==<p dir='rtl'>'''מבנה החלבון'''</p>==
==<p dir='rtl'>'''מבנה החלבון'''</p>==
: <br>
: <br>
-
<p dir='rtl'>החלבון מורכב משני <scene name='10/1025413/Phnol_hidroksilas_homodimer/1'>הומודימרים</scene> כל הומודימר מורכב משתי תתי יחידות זהות, כל תת יחידה מכילה 665 חומצות אמינו. המבנה [https://he.wikibooks.org/wiki/%D7%91%D7%99%D7%95%D7%9B%D7%99%D7%9E%D7%99%D7%94/%D7%9E%D7%91%D7%A0%D7%94_%D7%97%D7%9C%D7%91%D7%95%D7%9F השניוני] של החלבון מכיל מבני b sheet גדולים ומבני helix a. </p>
+
<p dir='rtl'><scene name='10/1025413/The_protein/1'>החלבון השלם של פנול הידרוקסילאז</scene> מורכב משני <scene name='10/1025413/Phnol_hidroksilas_homodimer/1'>הומודימרים</scene> כל הומודימר מורכב משתי תתי יחידות זהות, כל תת יחידה מכילה 665 חומצות אמינו. המבנה [https://he.wikibooks.org/wiki/%D7%91%D7%99%D7%95%D7%9B%D7%99%D7%9E%D7%99%D7%94/%D7%9E%D7%91%D7%A0%D7%94_%D7%97%D7%9C%D7%91%D7%95%D7%9F השניוני] של החלבון מכיל <scene name='10/1025413/Alpha_helix_and_beta_sheets_1/1'>מבני משטחי בטא גדולים ומבני אלפא הליקס.</scene> </p>
: <br>
: <br>
-
<p dir='rtl'><scene name='10/1025413/The_protein/1'>פנול הידרוקסילאז- מבנה החלבון השלם</scene></p>
+
<p dir='rtl'>תת-היחידה של פנול הידרוקסילאז מורכבת משלושה מתחמים. שני המתחמים הראשונים מהווים את האתר הפעיל וקושרים את הקו-פקטור ,<scene name='10/1025413/Fad_1/1'>FAD</scene> ואת <scene name='10/1025413/Fnol_1/1'>הסובסטראט- הפנול</scene>, בעוד המתחם הנוסף (השלישי) בעל תפקיד לא ידוע. </p>
-
: <br>
+
-
[[Image:pic2.png|center]]
+
-
: <br>
+
-
<p dir='rtl'><scene name='10/1026475/Alphahelix/3'>איזורי האלפא הליקס בחלבון</scene></p>
+
-
: <br>
+
-
<p dir='rtl'><scene name='10/1025413/Sheets/1'>איזורי משטחי בטא בחלבון</scene></p>
+
-
<p dir='rtl'>תת-היחידה של פנול הידרוקסילאז מורכבת משלושה דומיינים. שני הדומיינים הראשונים מהווים את האתר הפעיל וקושרים את הקו-פקטור ,FAD ואת הסובסטרט הפנולי, בעוד הדומיין הנוסף (השלישי) בעל תפקיד לא ידוע. </p>
+
: <br>
: <br>
-
[[Image:Pic3.png|center]]
+
[[Image:צילום מסך 2024-03-06 224352.png|center|מתחמים של תת היחידה]]
: <br>
: <br>
-
<p dir='rtl'><scene name='10/1026475/Fad/3'>האתרים עם הקישור לקופקטור FAD</scene></p>
+
<p dir='rtl'>מיקום האתרים הפעילים לקישור פנול: ח.אמינו 55, 290
-
: <br>
+
מיקום האתרים הפעילים לקישור FAD: ח. אמינו 18-19, 43-45, 51-56, 118, 290,358, 368-376
-
<p dir='rtl'><scene name='10/1026475/Fnol/1'>האתרים הפעילים עם הקישור לסובטרט- פנול</scene></p>
+
-
<p dir='rtl'>מיקום אתרים פעילים לקישור פנול: ח.אמינו 55, 290
+
-
אתרים פעילים קישור FAD: ח. אמינו 18-19, 43-45, 51-56, 118, 290,358, 368-376
+
</p>
</p>
-
<p dir='rtl'><scene name='10/1025417/Hydrophobic_and_hydrophilic/2'> איזורים הידרופוביים באדום ובכחול הידרופיליים</scene></p>
+
<p dir='rtl'> בנוסף, ניתן לראות במבנה החלבון<scene name='10/1025417/Hydrophobic_and_hydrophilic/2'> אזורים הידרופוביים באדום ואזורים הידרופיליים בכחול.</scene></p>
: <br>
: <br>
<p dir='rtl'>מניתוח מבנה החלבון נמצא כי לאחר קישור הקו-פקטור FAD, חל שינוי משמעותי במבנה החלבון בלולאה הקרובה לאתר הפעיל , ממצב ״פתוח״ למצב ״סגור״. שינוי מבני זה גורם לחשיפת האתר הפעיל ומאפשר גישה לשלושת הסובסטרטים - פנול, NADPH וחמצן, ולחסימת האתר כלפי הממס ובכך מתאפשרת תגובת ההידרוקסילציה.
<p dir='rtl'>מניתוח מבנה החלבון נמצא כי לאחר קישור הקו-פקטור FAD, חל שינוי משמעותי במבנה החלבון בלולאה הקרובה לאתר הפעיל , ממצב ״פתוח״ למצב ״סגור״. שינוי מבני זה גורם לחשיפת האתר הפעיל ומאפשר גישה לשלושת הסובסטרטים - פנול, NADPH וחמצן, ולחסימת האתר כלפי הממס ובכך מתאפשרת תגובת ההידרוקסילציה.
Line 62: Line 53:
==<p dir='rtl'>'''שאלות'''</p>==
==<p dir='rtl'>'''שאלות'''</p>==
 +
<div style="text-align: right; direction: rtl; margin-left: 1em;">
 +
 +
 +
<quiz display=simple>
 +
{ בכל שאלה בחרו בתשובה הנכונה.
 +
נתון כי מבנה החלבון הינו שני הומודימרים. מה ניתן ללמוד ממידע זה?
 +
|type="()"}
 +
- החלבון מורכב משתי תתי-יחידות שונות.
 +
+ החלבון מורכב משתי תתי-יחידות זהות, כל אחת מהן מורכבת משתי שרשראות זהות.
 +
- החלבון מורכב משתי תתי-יחידות זהות, כל אחת מהן מורכבת משתי שרשראות שונות.
 +
- החלבון מורכב מארבע שרשראות שונות.
 +
 +
 +
{האנזים מזרז תגובה של:
 +
|type="()"}
 +
- אוקסידציה של קטכול.
 +
+ אוקסידציה של פנול.
 +
- אוקסידציה של הידרוקסיל.
 +
- אוקסידציה של קופקטור FAD.
 +
 +
{התבוננו בסצנה המציגה את הסובסטרט- מולקולת הפנול, כמה אתרי קישור יש למולקולת הפנול בחלבון השלם?
 +
|type="()"}
 +
-1
 +
-2
 +
-3
 +
+4
 +
{אילו שימושים נעשים בתעשייה באנזים פנול הידרוקסילאז?
 +
|type="()"}
 +
- יצירת פנולים המשמשים כדלקים בתעשיה.
 +
- זירוז הבשלת פירות.
 +
+ פירוק מזהמים סביבתיים על בסיס פנול.
 +
- זירוז פירוק מזהמים סביבתיים על בסיס מתכות.
 +
</quizz>

Current revision

פנול הידרוקסילאז

Phenol hydroxylase FAD and phenol קומפלקס עם (PDB code 1foh)

Drag the structure with the mouse to rotate

Proteopedia Page Contributors and Editors (what is this?)

Nurit Ben Shimol, Rivka Cohen, Jonathan Guez, Michal Harel, Offir Lupo

Retrieved from "http://52.214.119.220/wiki/index.php/Phenol_hydroxylase_%28hebrew%29"
Personal tools