חלבונים - המשך

תפקידי חלבונים

1. חלבוני מבנה - בונים את הגוף, את תאיו ורקמותיו. מקנים צורה ומבנה לתא ולאברונים שבו. דוגמה נוספת, חלבונים שמתכווצים בשריר.

2. אנזימים - חלבונים שמשמשים כמכונות קטנות בתא. הם מזרזים תהליכים כמו פירוק והרכבה של חומרים בגוף.

3. קולטנים - חלבונים הנקשרים למולקולות אחרות ומעבירים אותות אל תוך התא.

4. חלבוני הובלה - המוגלובין שמוביל חמצן בדם

5. חלבוני הגנה - כמו נוגדנים שמגנים על הגוף מפני זיהומים

6. חלק מהורמונים מסוימים כמו אינסולין וגלוקגון שאחראיים על ויסות

       הסוכר  בגוף.

קשר פפטידי הוא קשר בין שתי חומצות אמיניות

יצירת הקשר הפפטידי: הקשר הפפטידי נוצר תוך כדי יציאת מולקולת מים.

 

 

 

פפטידים נוצרים ממספר חומצות אמיניות מחוברות, למשל, דיפפטיד כולל שתי חומצות אמיניות, טריפפטיד כולל שלוש, וטטרה-פפטיד כולל ארבע חומצות אמיניות. פפטידים הם למעשה מקטעי חלבון קצרים. 

החלבון דומה למחרוזת עם אבני חן שונות, זו שרשרת של חומצות אמיניות שונות או דומות. השרשרת הזו יכולה להסתדר בצורות מגוונות, לפי תכונות אבני החן שבה.

 

תתרשמו מהחלבון הבא:

 

 

• החלבון מסתדר קודם לפי הרצף הקווי של החומצות האמיניות שלו, כמו מחרוזת. זהו המבנה הראשוני של החלבון.
•  יש חומצות אמיניות בחלבון שמתקרבות לחומצות אמיניות אחרות ויוצרות מבנה שניוני. למשל סליל. המבנה השניוני מוחזק על ידי קשרי מימן.
•  הסלילים או החלקים שביניהם מתקרבים או מתרחקים אחד מהשני ויוצרים מבנה שלישוני תלת מימדי. המבנה השלישוני מיוצב על ידי קשרי גופרית שנוצרים בין אטומי הגופרית שבחומצה האמינית ציסטאין לאלו שבאחרת. המבנה הזה חיוני לתפקודו של החלבון ולאינטראקציות שלו עם מולקולות אחרות.
•  כאשר מספר שרשראות של פפטידים מתחברות, המבנה נקרא מבנה רביעוני.

נמשיך את הנושא בשיעור. אם יש לכם שאלות, אל תהססו ותרשמו אותן בתגובה. תשתדלו להיות ספציפים בנושא שאתם רוצים שאסביר.

שלכם

גילמור

 

חלבונים - החיים הפנימיים של התא

היום נתחיל ללמוד על חלבונים. אם כך כדאי שתכירו מקרוב יותר את התא והמולקולות החשובות האלו שבונות אותו ומבצעות בו תפקידים שונים. באנימציה 'החיים הפנימיים של תא' ניתן לראות את התהליכים שמתרחשים כאשר תא דם לבן 'זוחל' על גבי דופן כלי הדם וגורם לתגובה תוך תאית. רוב החומרים שתראו בסרטון הם חלבונים (מלבד קרום התא שמורכב משומנים - פוספוליפידים) תנסו להתרשם מסוגי החלבונים השונים ומהתפקידים המגוונים שהם ממלאים:


זו אנימציה שהכינו סטודנטים באונ' הרווארד בארה"ב. אם לא עובר אפשר לנסות גם בקישור

אם תרצו לראות מבנה של חלבונים שונים אפשר להכנס אל אתר ה- PBD, בנק החלבונים, שם תוכלו לגלגל ולהזיז את החלבונים. כך גם בפרוטאופדיה.

חומרים מהחיים - שומנים

שומנים (ליפידים) כוללים שמנים, שעוות, סטרואידים וכולסטרול. שומנים עשויים מפחממנים הנקשרים זה לזה ויוצרים שרשרת פחממנית. שרשראות הפחממנים מגוונות באורכן ואינן קוטביות. מולקולות שאינן קוטביות הן הידרופוביות, כלומר אינן מתמוססות במים. שלושת הצורות הנפוצות ביותר של ליפידים בגוף האדם הם טריגליצרידים, פוספוליפידים וכולסטרול. רוב השומנים שאתם אוכלים הם טריגליצרידים. גופינו שובר אותם ואוגר שומנים כטריגליצרידים חדשים.

     


 שרשרת  פחממנים                             פחממן

הטריגליצרידים הם שלוש חומצות שומן הקשורות לגליצרול. חומצות השומן מתחברות אל הגליצרול תוך יציאה של מימן (H) והידרוקסיל (OH) היוצרים ביחד מולקולת מים. 

                                      טריגליצריד

 

ישנם שני סוגים של חומצות שומן: חומצות שומן רוויות וחומצות שומן לא-רוויות. חומצות שומן רוויות הן ישרות ונמצאות בעיקר בבעלי חיים. חומצות שומן שאינן רוויות מכופפות עקב קשר כפול ונמצאות בעיקר בצמחים. סמנו את חומצות השומן הבאות כרוויות או לא-רוויות.

פוספוליפידים דומים לטריגליצרידים מלבד שקבוצת זרחה (פוספט) מחליפה את אחת מחומצות השומן. קבוצת הפוספט היא מולקולה קוטבית.

להזכירכם, מולקולות קוטביות הן מולקולות שחלקן טעון מטען שלילי וחלקן טעון מטען חיובי. גם מולקולות המים הן קוטביות, החמצן קצת שלילי והמימנים קצת חיוביים. החלק החיובי במולקולות קוטביות נמשך לחלק השלילי במים והחלק השלילי במולקולות קוטביות נמשך למימנים שהם קצת חיוביים. לכן מולקולות קוטביות הן הידרופיליות ומסיסות במים.     

הצורה הנפוצה של פוספוליפיד נראית כמו עיגול עם שני זנבות. פוספוליפידים הם קוטביים בצד של קבוצת הזרחה ולא קוטביים בצד של חומצת השומן. כאשר פוספוליפיד נמצא ליד פוספוליפיד אחר, הם מסתדרים עם הראשים הקוטביים בצד אחד והזנבות השומניים בצד השני. שתי שורות של פוספוליפידים נקראות שכבה שומנית כפולה והיא יוצרת את קרומיהם של כל התאים.

לכולסטרול יש צורה שונה, צורה של טבעות במקום שרשראות פחממנים. כולסטרול נמצא רק בבעלי חיים ברקמות הגוף, בדם ובקרומי התא.

זוכרים שכשמציירים מבנה כימי בעל טבעות בלי לציין את היסוד בפינת הטבעת, מתכוונים

לפחמן - C ? בנוסף, אתם יכולים לראות בציור הכולסטרול שלפניכם שלא תמיד טורחים לצייר את המימנים. לעומת זאת תמיד מציירים חמצן אם מופיע במולקולה.

כולסטרול הוא מרכיב בקרום התא ומקור לכל ההורמונים הסטרואידים (טסטוסטרון, אסטרוגן ופרוגסטרון).

                                                      
                             הורמון המין הנשי, אסטרוגן                   הורמון המין הגברי, טסטוסטרון


אפשר לתרגל מבנה של שומנים בקישור
מקווה שלא נהרס לכם התאבון מהרשומה הזו

חומרים שבונים את הגוף - פחמימות

חומרים אורגניים  - חומרים שנבנים בתוך גופם של יצורים חיים, בנויים מהיסודות פחמן, חמצן ומימן ולפעמים גם חנקן וזרחן: פחמימות, שומנים וחלבונים.

חומרים אנאורגאניים - חומרים שנמצאים בתוך גופם של יצורים חיים (אך אינם נבנים בו). מלחים, מינרלים ומים.

הפחמימות הן התרכובות האורגניות הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ הן חיוניות לכל היצורים החיים. צמחים מסוגלים ליצר לעצמם את הסוכר הנחוץ להם מפחמן דו חמצני (מהאוויר) ומים בתהליך הפוטוסינתזה. המילה 'פחמימה' היא שילוב של פחמן ומים.

 תפקידי הפחמימות:

1. משמשות דלק לאנרגיה: כל היצורים החיים מפיקים אנרגיה מפירוק גלוקוז בתהליך הגליקוליזה

2. בנייה: מבנים רבים בתא עשויים מפחמימות (למשל דופן התא בצמחים מכילה מתאית), גם חומצות הגרעין היוצרות את החומר התורשתי, דנ"א ורנ"א מורכבות מנוקליאוטידים המכילים סוכר (דאוקסי ריבוז וריבוז, בהתאמה)

3. זיהוי תאים: פחמימות הנמצאות על גבי קרום התא משמשות מעין "תעודת זהות" של התא בתהליכים של מע' החיסון ואחרים.

חד סוכר

1.      חד סוכרים הם המרכיבים הבסיסי ים של כל הפחמימות - אבן הבניין של הפחמימה

2.      מורכב מפחמן, מימן וחמצן ביחס של 1:2:1

3.      נוסחת הבסיס של חד סוכר היא CH₂O.

4.      מולק' החד סוכר בנויות מחמישה או שישה פחמנים: C₅H₁₀O₅, C₆H₁₂O₆

5.      מולק' חד סוכר הנפוצות ביותר הן גלוקוז, פרוקטוז וגלקטוז

6.      אלו מולק' קטנות באופן יחסי

7.      עוברות דרך קרום התא

8.      מסיסות
9.      מתוקות (הטעם המתוק של החד סוכרים מורגש בזכות המסיסות שלהן כי כך הן מגיעות אל אזורי הטעם בלשון)

דו סוכר

1.      בנוי מהאטומים פחמן מימן וחמצן

2.      בנוי מחיבור של שתי יחידות של חד סוכר

3.      הנוסחה של דו סוכר היא C₁₂H₂₂O₁₁ (מדוע לא 1:2:1? כי צריך לוותר על שני מימנים וחמצן כדי לקבל את הקישור של שני חד סוכרים)

4.      דו הסוכר הנפוצים הם: סוכרוז (סוכר לבן מהסופרמרקט), מלטוז ולקטוז (סוכר החלב)

5.      מולק' קטנה

6.      עובר דרך קרום התא

7.      מתוקה

8.      מסיסה

רב סוכר

1.      מולק' הבנויה מהאטומים פחמן מימן וחמצן

2.      מולק' ענק שבנויה מ-3 ויותר יחידות של חד סוכר כמו גלוקוז

3.      מולק' גדולה ולכן אינה עוברת דרך קרום התא

4.      אינה מסיסה

5.      אינה מתוקה

6.      מולק' רב סוכר נחשבות לחומרי תשמורת.

7.      הנוסחה של רב הסוכר היא (C₁₂H₂₂O₁₁)n+ nH₂O
8.      רב סוכרים לדוגמה: עמילן (בצמחים בלבד), גליקוגן (בבעלי חיים בלבד) ותאית (בדופן  התא של צמחים)

חומרי תשמורת - הם רב סוכרים שנאגרים בגוף ומתפרקים בעת הצורך. כלומר כאשר יש גלוקוז בגוף (מהמזון למשל), חלקו משמש להפקת אנרגיה והעודפים מתרכבים יחד ליצור רב סוכר אשר נאגר לעת הצורך. בצום, או לאחר אימון גופני, כאשר הגוף השתמש בכל הגלוקוז הזמין לו להפקת אנרגיה, מתפרק חומר התשמורת ליחידות של גלוקוז המשמשות להפקת אנרגיה לפעולות הגוף. חומרי התשמורת אינם מסיסים במים ולכן התא יכול לאגור אותם בכמות גדולה (על נושא זה נלמד בהמשך). רב סוכר יכול לשמש כחומר תשמורת רק אם הגוף יכול לפרקו לחד סוכרים. בעלי חיים וצמחים יכולים לפרק עמילן וגליקוגן אך לא יכולים לפרק תאית, ולכן תאית אינה משמשת כחומר תשמורת. עמילן משמש חומר תשמורת רק בצמחים (חיטה, תפוח אדמה, בננה ועוד) וגליקוגן משמש חומר תשמורת רק בבעלי חיים כולל האדם.
אינסולין, הוא הורמון שמגביר את כניסת הגלוקוז לתאים. רמתו עולה בדם לאחר ארוחה.

המבנה המולקולרי של גלוקוז

מבנה מולקולרי הוא המבנה המרחבי של המולק'. מציירים גלוקוז או בשרשרת או בטבעת. במים הגלוקוז בדרך כלל מתקפל ונסגר לטבעת. 

קשרים קוולנטים (שיתופיים) בגלוקוז:

·         פחמן, C, יוצר תמיד 4 קשרים

·         חמצן, O,  יוצר תמיד 2 קשרים

·         מימן, H,  יוצר תמיד קשר אחד

ש.ב. כיצד מתחברים חד סוכרים לרב סוכרים?