While , as expected, there are some key differences.

גורמים המשפיעים על מבנה תלת מימדי של חלבון

הקדמה

פעילותו של חלבון בתא תלויה במבנהו השלישוני. חלבוני מבנה הם חלבונים סביים בדרך כלל, וחלבוני התפקוד הם כדוריים בדרך כלל. המבנה השלישוני מקנה לחלבון יציבות בסביבה פיזיולוגית בו הוא נמצא והתאמה לתפקיד.בין היתר מאפשר יצירת אתרי קישור מיוחדים על פני החלבון כמו אתר פעיל של אנזימים או אתר קישור של חלבוני נשא בקרום התא. חלבונים כדוריים מתאימים לנוע בסביבה מימית ומשמשים בתפקיד אנזימים, נוגדנים, נשאים, הורמונים ועוד. חלבונים סיביים לוקחים חלק בתמיכה מכנית של אברי הגוף. אם מבנה השלישוני נפגע, מולקולת החלבון עוברת תהליך הנקראה דנטורציה - תהליך בו מתרחש שינוי במבנה המרחבי של המולקולה והחלבון מאבד את פעילותו.

הגורמים המשפיעים

גורמים שונים משפיעים על קצב התגובה של חלבונים, בהם, טמפרטורה , pH , ריכוז אנזים, ריכוז, מצע ונוכחות של חומרים שונים המגבירים או מעכבים את פעילות החלבון.

השפעת שינוי pH

שינוי ב-pH מובילים לשינויים במטען החומצה האמינית בחלבון. שינויים כאלה בחומצות הממוקמות באתר הפעל יוביל לאיבוד הפעילות האנזימטית. ריכוז יוני מימן גבוה מדי או נמוך מדי יכול להשפיע . חלבונים (ובניהם אנזימים) מורכבים משרשראות של חומצות אמיניות. לחלק מחומצות אמיניות אלה מחוברות קבוצות (R) הנושאות מטען בהתאם ל pH של הסביבה. על מנת שיוכלו לבצע את תפקידם בצורה תקינה, לחלבונים מבנה מרחבי ייחודי המוחזק על ידי קשרים קוולנטיים (קשרי דו גופרית), קשרים יוניים (בין הקבוצות הטעונות של חומצות אמיניות מסוימות) וקשרי מימן. פרוטונים, +H, עלולים להשפיע לרעה על קשרים אלה. למשל, הם יכולים להתערב בין שני אטומי גופרית בקשר גופרית ולהפריד בניהם. קבוצת R בסיסית מסוימת יכולה להגיב עם עודף פרוטונים, +H , ולהפוך לניטרלית ובצורה כזו נהרס קשר יוני שבו היא הייתה מעורבת. קבוצת R שהפכה לנייטרלית עשויה ליצור קשרי מימן עם קבוצת R אחרת. קשרים אלו נוצרים במקום אחר בחלבון, ועשויים לשנות את המבנה התלת מימדי של החלבון. מצב הפוך נוצר כאשר יש מחסור בפרוטונים, +H. יתכן שייווצרו קשרים שלא אמורים להיווצר או שלא ייווצרו קשרי מימן נחוצים והשרשרת תתקפל בצורה שונה מהמבנה המאפשר את תפקודה התקין. חשיפה של חלבונים לחומציות גבוהה מאוד גורמת לא רק לדנטורציה של החלבונים (העשויה להיות הפיכה) אלא לפירוקם לחומצות אמיניות.

נמצא במחקר שנעשה על חלבון המיועד לנטרל חומרים כימיים המשמשים ללוחמה כימית שיש השפעה לחומציות הסביבה על מבנה החלבון ועל המיקום של שיירי חומצות האמינו באתר הפעיל. במהלך המחקר נעשו בדיקות קריסטלוגרפיה של חלבון זה בשני דרגות pH.

רשימת מקורות וקישורים

1) ד"ר מירי ברק, אלישבע גבע, רולי אינטרטור, 2008, ביוכימיה הכימיה של חלבונים וחומצות גרעין

2) ויקיפדיה ערכים: מבנה שלישוני, דנטורציה