الدرس 08: العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين

درس العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين PDF، المجال التعلمي التخصص الوظيفي للبروتينات، الوحدة التعلمية العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين، دروس العلوم الطبيعية للسنة 3 ثانوي شعبة علوم تجريبية.

يمكنك تحميل درس العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين على شكل ملف PDF بالضغط على زر تحميل - أو يمكنك قراءة الدرس على موقعنا مباشرة.

تحميل

العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين

1- أمثلة عن البنية الفراغية لبعض البروتينات:

أ) استخراج أوجه التشابه والاختلاف بين هذه البروتينات:

	هيموغلوبين	أنسولين	ليزوزوم	ميوغلوبين
درجة التعقيد	معقدة	بسيطة	متوسطة	متوسطة
عدد السلاسل	4	2	1	1
أنواع البنيات الثانوية	α	β	α و β	α
عدد البنيات الثانوية	32	3	8-10	8-10

ب) فرضية تفسر اختلاف البنية الفراغية للبروتينات:

تختلف البنية الفراغية للبروتينات حسب عدد، نوع وترتيب الأحماض الأمينية الداخلة في تركيبها.

2- الأحماض الأمينية:

أ) تعريف الأحماض الأمينية (الوثائق 2 و 3 ص 47:

هي مركبات بيولوجية عضوية رباعية C، H، O، N وأحيانا خماسية .(S)تتكون من قسم ثابت يضم مجموعتي COOH و NH2 متصلتين بالكربون ألفا Cα ، وقسم متغير R يختلف من حمض أميني لآخر، وذلك كما هو مبين بالصيغة الكيميائية التالية (أنظر ملف الـ PDF)

أبسط الأحماض الأمينية هو الغلايسين Gly وأعقدها هو التريبتوفان Trp

الأحماض الأمينية الكبريتية هي أحماض يدخل عنصر الكبريت S في تركيبها وهي:

الحمض الأميني السيستين Cys الميثيونين Met

الأحماض الأمينية العطرية هي التي تحتوي على حلقة فينيل وهي:

التيروزين Tyr فينيل ألانين Phy

تعطي الأحماض الأمينية العطرية نتيجة إيجابية مع تفاعل الأصفر الأحيلي حتى لو كانت حرة.

البيبتيدات التي لا تدخل الأحماض الأمينية العطرية في تركيبها تعطي نتيجة سلبية مع الأصفر الأحيلي.

ب) تصنيف الأحماض الأمينية حسب الجذر الحامضي/القاعدي:

- تصنف الأحماض الأمينية حسب المجموعات COOH و NH2 في الجذر R.

- تصنف الأحماض الأمينية حسب الوظائف الحامضية/القاعدية المميزة لها إلى:

أحماض أمينية حامضية:

تتميز بوجود وظيفة كربوكسيلية في الجذر R (العدد الكلي للوظائف COOH أكبر من العدد الكلي للوظائف NH2، وعددها (2) وهي : Glu – Asp

أحماض أمينية قاعدية:

تتميز بوجود وظيفة أمينية في الجذر R (العدد الكلي للوظائف NH2 أكبر من العدد الكلي للوظائف COOH، وعددها (3) وهيLys – Arg – His

أحماض أمينة متعادلة:

العدد الكلي للوظائف COOH يساوي العدد الكلي للوظائف NH2، وعددها (15) حمضا أمينيا.

3- سلوك الأحماض الأمينية في الوسط:

- التجربة 1:

أنظر في ملف PDF

يرجع انجذاب الألانين نحو المهبط لاكتسابه شحنة موجبة. (الألانين سلك سلوك قاعدة واكتسب H+ فظهرت عليه شحنة موجبة وانجذب نحو المهبط).

- التجربة 02:

أنظر في ملف PDF

سلك الألانين سلوك الجسيمات المتعادلة كهربائيا.

نسمي درجة pH التي لا يتأثر عندا الجزيء بالمجال الكهربائي بنقطة التعادل الكهربائي pHi

كل حمض أميني له pHi خاص به.

التفسير:

إذا وجد الجزيء في محلول ذي pH يساوي pHi فإن الجزيء يفقد القدرة على الذوبان ويترسب.

- التجربة 03:

أنظر في ملف PDF

يدل انجذاب الألانين نحو المصعد على اكتسابه لشحنة سالبة (سلك سلوك حمض ففقد H+ فظهرت عليه شحنة سالبة وانجذب نحو المصعد).

الاستنتاج

· تتغير الشحنة الكهربائية للحمض الأميني تبعا لتغير pH الوسط الذي يوجد فيه.

· هجرة الحمض الأميني في المجال الكهربائي تعتمد على الشحنة التي يكتسبها في الوسط.

· إذا وجد الحمض الأميني في وسط ذي pH = pHi فإنه يسلك سلوك الجزيئات المتعادلة كهربائيا (لا يهاجر لا نحو المهبط ولا نحو المصعد).

· إذا وجد الحمض الأميني في وسط ذي pH < pHi فإنه يسلك سلوك الأحماض (يفقد H⁺) و تظهر عليه شحنة سالبة (-) ويهاجر نحو المصعد.

· إذا وجد الحمض الأميني في وسط ذي pH > pHi فإنه يسلك سلوك القواعد (يكتسب H⁺) و تظهر عليه شحنة موجبة (+) ويهاجر نحو المهبط.

الخاصية الحمقلية (الأنفوتيرية):

بما أن الأحماض الأمينية تسلك سلوك الأحماض في الأوساط القاعدية، وتسلك سلوك القواعد في الأوساط الحامضية، فهي إذن مركبات حمقلية.

4- تشكل الرابطة البيبتيدية:

هي رابطة تكافئية تنشأ عن تفاعل مجموعة الأمين من حمض أميني مع مجموعة الكربوكسيل من حمض أميني آخر.

يمكن للبيبتيد المتشكل أن يستطيل بإضافة أحماض أمينية جديدة.

ملاحظة:

تعطي البيبتيدات نتيجة إيجابية مع تفاعل بيوري إذا احتوت على 3 أحماض أمينية فما فوق.

5- العلاقة بين البنية ثلاثية الأبعاد و وظيفة البروتين:

تجربة أنفنسن:

1- تمثل الأرقام على بنية البروتين الأحماض الأمينية Sys التي لها أهمية خاصة في استقرار وثبات البنية الفراغية لهذا الجزيء، حيث يشترك جزيئين في تشكيل جسر ثنائي الكبريت.

2- إن وجود أحماض أمينية من نوع محدد، في أماكن محددة، يؤدي إلى تشكيل روابط كيميائية تحدد البنية الفراغية للبروتين وتعمل على ثباتها.

لذلك فإن أي تغير في موقع الأحماض الأمينية (ترتيبا ونوعا) يؤدي إلى فقد الجزيء لبنيته الطبيعية، ويفقد جراء ذلك وظيفته.