חלבונים המשך- אנזימים.

מצגת בנושא: "חלבונים המשך- אנזימים."— תמליל מצגת:

1 חלבונים המשך- אנזימים

2 האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
אנזימים הם קבוצה ייחודית של חלבונים שמזרזים תהליכים כימיים שונים המתרחשים בתאים חיים. (נקראים גם זרזים ביולוגים) . בתאים פועלים מאות סוגי אנזימים שונים. למעשה, בלי האנזימים, רבים מהתהליכים בתא כלל לא היו מתרחשים. בתהליכי עיכול מזון, למשל, הם מזרזים פירוק מולקולות גדולות (כגון חלבונים, פחמימות ושומנים) למולקולות קטנות יותר. בתהליכים השונים המתרחשים בתאים, אנזימים מזרזים יצירה של מאקרומולקולות (כגון חלבונים, דנ"א וחומצות שומן) מאבני בניין קטנות יותר. ללא אנזימים רבות מן התגובות המתרחשות בתאים לא היו מתנהלות בקצב מהיר דיו. האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא

3 פעילות תקינה של האנזימים הכרחית לשמירה על ההומאוסטזיס בגוף
פעילות תקינה של האנזימים הכרחית לשמירה על ההומאוסטזיס בגוף. ליקויים בפעולת אנזימים עקב פגמים גנטיים גורמים למחלות קשות. לדוגמה: מחלת טאי-זקס – נגרמת בעקבות העדרו של אנזים המזרז תהליך כימי של פירוק שומנים בתאי המוח. הצטברות השומנים שלא התפרקו בתאי המוח, גורמת למחלה קשה המסתיימת במוות בגיל צעיר. ללא אנזימים מרבית התגובות היו מתרחשות לאט לאט ואולי לא היו מתרחשות כלל במעבדה- ניתן לזרז תגובה ע"י העלאת הטמפ' ותוספת מגיבים בתא- האם ניתן להעלות טמפ'?

4 איך מזרזים תהליך? זירוז תהליך כימי יכול להיעשות על ידי העלאת הטמפרטורה, המאיצה את תנועת החלקיקים. הבעיה – מערכות ביולוגיות רגישות מאוד לשינוי בטמפרטורה. אנזים יכול להאיץ בתהליך מבלי לשנות את הטמפרטורה שלו. האנזימים מורידים את "אנרגיית השפעול" (האנרגיה הדרושה כדי שתגובה מסוימת תתקיים) של התהליך. במילים אחרות : בנוכחות האנזים סף האנרגיה הדרוש כדי שהתגובה תצא לפועל נמוך בהרבה מהסף הדרוש לכך בהיעדר האנזים.

5 ללא אנזים גלוקוז + גלקטוז לקטוז אנרגיית שפעול ללא אנזים עם אנזים לקטוז
עם אנזים לקטוז גלוקוז + גלקטוז אנרגיית שפעול עם אנזים

6 המולקולה שעליה פועל האנזים נקראת מצע (סובסטראט)
כל אנזים פועל על מצע ייחודי לו בתגובה ייחודית. האנזים יכול לפעול על המצע בצורות שונות: חיתוך מולקולה, חיבור של מספר מולקולות או שינוי  של מולקולת המצע. האנזים עצמו משתחרר בסיום התגובה בלי שחל בו שינוי, ולכן הוא מסוגל לזרז תגובה מסוימת מספר רב של פעמים. פירוק וחיבור מולקולות ע"י אנזים ("מה הם אנזימים"- אורט) למשל המצע שעליו פועל העמילאז הנו העמילן. אנזים עמילאז הנמצא ברוק, משתתף בתהליך שבירת שרשרות העמילן שמקורן מהמזון.

7 האתר הפעיל של האנזים כמו כל חלבון, גם האנזים בנוי משרשרת של חומצות אמיניות. במולקולת אנזים יש בממוצע מספר מאות של חומצות אמיניות. בעקבות משיכות בין חומצות אמיניות המצויות באזורים שונים בשרשרת, השרשרת מתקפלת ליצירת מבנה מרחבי הדומה לפקעת. פעילותם הביולוגית של החלבונים תלויה במבנה המרחבי שלהם. לכל חלבון מבנה מרחבי אופייני וייחודי לו. הפעילות האנזימטית של האנזים מרוכזת באזור קטן באנזים, שנקרא אתר פעיל שבו מבוצעת התגובה של האנזים. לכל אנזים יש אתר פעיל אחד או יותר, אליו נקשרים המגיבים ובו מתרחשת התגובה הכימית.

8 התאמה בין אנזים למצע לכל אנזים יש אתר פעיל.
האתר הפעיל של כל אנזים מותאם ספציפית למצע שעליו הוא פועל. קיימת התאמה מרחבית מדויקת בין האתר הפעיל למצע, בדומה ל"מפתח ומנעול". ההתאמה והסביבה הכימית בין האתר הפעיל למצע, היא זו המאפשרת את התהליך האנזימתי. האנזים הוא כמו שדכן – במקום מפגש אקראי בין מולקולות מביא אותן זו מול זו בזווית הנכונה ומאפשר את התהליך. בתמונה אנזים (כחול) והמצע – גלוקוז (צהוב).

9 פעולת האנזים - כצד האנזים משנה את המולקולה עליה פעל?

10 פעילות אנזים – פירוק והרכבה
הסובסטרט נקשר לאתר הפעיל של האנזים ונוצר תצמיד אנזים-סובסטרט. התצמיד אינו יציב. בתוך זמן קצר האנזים גורם לשינוי בסובסטרט, ואז התוצר משתחרר מהאתר הפעיל של האנזים. האנזים חוזר למצבו המקורי והוא שוב זמין לקשור אליו סובסטרט חדש. כיצד האנזים פועל? E+S ES- E+P פעילות אנזים : הרכבה פעילות אנזים : פירוק פעילות אנזים – פירוק והרכבה חשוב : האנזים עצמו משתחרר בסיום התגובה בלי שחל בו שינוי, לכן הוא מסוגל להיקשר שוב לסובסטרט חדש ולזרז תגובה כלשהי מספר רב של פעמים.

11 E S שלבי התהליך האנזימטי
א - האנזים והסובסטראט נמשכים זה לזה ונקשרים באתר הפעיל של האנזים E S

12 שלבי התהליך האנזימטי (המשך)
ב - נוצר תצמיד (קומפלקס) אנזים סובסטראט E S

13 שלבי התהליך האנזימטי (המשך)
ג - האנזים פועל על הסובסטראט (פירוק או בנייה) E S

14 שלבי התהליך האנזימטי (המשך)
ד- התצמיד מתפרק לאנזים חופשי ולתוצרים E P P

15 תהליך פירוק אנזימטי

16 תהליך בנייה אנזימטי

17 מודל של תגובה אנזימתית- קישור בין מולקולות
דוגמה- מודל של תגובה אנזימתית- קישור בין מולקולות קישור שתי מולקולות של חד-סוכר ליצירת מולקולה של דו-סוכר (למשל יצירת מולקולה של סוכר החלב, לקטוז, ממולקולות של גלוקוז וגלקטוז):

18 כדי שמולקולות החד-סוכר יתחברו, הן צריכות לפגוש זו את זו בתמיסה בדיוק בכיווניות הנכונה. בהעדר אנזים, המולקולות נעות בתמיסה ומתנגשות זו בזו באופן אקראי. כשהן נפגשות בדיוק בכיוון הנכון, יכול להיווצר ביניהן קישור. בנוכחות אנזים, כל מולקולות המצע נקשרות למקום מסוים באנזים  וכך הן מצויות בכיוון ובמרחק המאפשרים את יצירת הקשר ביניהן:

19 אנזים, אתר פעיל, סובסטרט, תצמיד אנזים-סובסטרט, תוצר.
שאלה – כיצד האנזים פועל? שאלה : התבוננו באיור שלפניכם וזהו את המרכיבים בתגובה האנזימטית. בחרו מבין האפשרויות הבאות: אנזים, אתר פעיל, סובסטרט, תצמיד אנזים-סובסטרט, תוצר.

20 תשובה – כיצד האנזים פועל?
שאלה : התבוננו באיור שלפניכם וזהו את המרכיבים בתגובה האנזימטית. בחרו מבין האפשרויות הבאות: אנזים, אתר פעיל, סובסטרט, תצמיד אנזים-סובסטרט, תוצר. תשובה: אנזים אתר פעיל תוצר תצמיד אנזים-סובסטרט סובסטרט

21 התבוננו באיור מן השאלה הקודמת. איזה תהליך האנזים מזרז? א. יצירת אנרגיה
שאלה – כיצד האנזים פועל? שאלה : התבוננו באיור מן השאלה הקודמת. איזה תהליך האנזים מזרז? א. יצירת אנרגיה ב. פירוק ג. הרכבה ד. חימום

22 תשובה – כיצד האנזים פועל?
התבוננו באיור מן השאלה הקודמת. איזה תהליך האנזים מזרז? א. יצירת אנרגיה ב. פירוק ג. הרכבה ד. חימום תשובה: התשובה הנכונה היא ג'. בתגובה האנזימטית המתוארת באיור, האנזים מזרז הרכבה של שני סובסטרטים ליצירת תוצר אחד. האנזימים מסוגלים לזרז תהליכים כימיים שונים ובהם גם הרכבה ופירוק.

23 שאלה– האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
שאלה: בזמן שתגובה אנזימטית מתרחשת במבחנה: א. כמות המצע (סובסטרט) משתנה, וכמות האנזים כמעט שאינה משתנה. ב. כמות האנזים משתנה, וכמות המצע כמעט שאינה משתנה. ג. כמות האנזים וכמות המצע משתנות במידה דומה. ד. כמות האנזים וכמות המצע כלל אינן משתנות.

24 תשובה – האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
שאלה : בזמן שתגובה אנזימטית מתרחשת במבחנה: א. כמות המצע (סובסטרט) משתנה, וכמות האנזים כמעט שאינה משתנה. ב. כמות האנזים משתנה, וכמות המצע כמעט שאינה משתנה. ג. כמות האנזים וכמות המצע משתנות במידה דומה. ד. כמות האנזים וכמות המצע כלל אינן משתנות. תשובה: התשובה הנכונה היא א'. מאחר שהאנזים מזרז את הפיכת הסובסטרט לתוצר, כמות הסובסטרט יורדת בזמן התגובה האנזימטית. לעומת זאת, האנזים אינו מתפרק ובסיום התגובה חוזר למצבו המקורי, וכך כמות האנזים אינה משתנה.

25 שאלה – האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
שאלה : מרכיבים שונים משתתפים בתגובה האנזימטית: אנזים, סובסטרט ותוצר. לפניך גרף ובו שלוש עקומות המתארות את השינוי בריכוז של מרכיבים אלו בזמן התגובה האנזימטית. איזו עקומה מתארת את האנזים? איזו עקומה מתארת את הסובסטרט? איזו עקומה מתארת את התוצר? 2 3 1 השינוי בריכוז זמן

26 תשובה – האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
שאלה : מרכיבים שונים משתתפים בתגובה אנזימטית: אנזים, סובסטרט ותוצר. לפניך גרף ובו שלוש עקומות המתארות את השינוי בריכוז של מרכיבים אלו בזמן התגובה האנזימטית. איזו עקומה מתארת את האנזים? איזו עקומה מתארת את הסובסטרט? איזו עקומה מתארת את התוצר? תשובה: עקומה מס' 1 מתארת: אנזים (ריכוזו אינו משתנה) עקומה מס' 2 מתארת: סובסטרט (ריכוזו יורד) עקומה מס' 3 מתארת: תוצר (ריכוזו עולה) 2 3 1 השינוי בריכוז זמן

27 שאלה– הייחודיות של האנזים
שאלה: מיהו הסובסטרט של האנזים שלפניך? ג. ב. א. אנזים +

28 תשובה - הייחודיות של האנזים
שאלה : מיהו הסובסטרט של האנזים שלפניך? ג. ב. א. אנזים + X X תשובה: התשובה הנכונה היא א'. האנזים הוא ייחודי לסובסטרט, כלומר, יש התאמה מרחבית בין האתר הפעיל לבין הסובסטרט שהאנזים פועל עליו.

29 שיעור פעילות האנזים ניתן למדוד את פעילות האנזים (קצב הריאקציה).
פעילות האנזים נקבעת על ידי כמות התוצר P הנוצר, או כמות המצע S הנעלמת בפרק זמן קבוע. P S ES E E

30 גורמים המשפיעים על פעילות ה E
הגורמים המשפיעים על פעילות האנזים: ריכוז מצע S ריכוז אנזים E טמפרטורה pH מעכבים

31 ג. השפעת טמפרטורה לכל אנזים טמפ' אופטימאלית משלו.
ניסוי השפעת טמפ' על פעילות האנזים לכל אנזים טמפ' אופטימאלית משלו. בטמפרטורות נמוכות יש הגברה של פעילות האנזים עם העלייה בטמפרטורה, זאת משום שקצב תנועת המולקולות עולה, וכך עולה הסיכוי למפגש בין אנזים למצע. בטמפ' גבוהות מהטמפ' האופטימאלית, האנזים שהוא חלבון מתחיל לעבור דנטורציה ופעילותו יורדת בהדרגה, עד להפסקת פעילות.(השפעה על האתר הפעיל)

32 טמפרטורה מיטבית האצה דנטורציה

33 א. השפעת ריכוז ה )Sסובסטרט) על פעילות ה E(האינזים)
הדגמה- השפעת ריכוז סובסטרט על פעילות האנזים ככל שעולה ריכוז ה Sכך עולה פעילות ה E (עולה הסיכוי למפגש ES – ולכן עולה קצב הריאקציה). נקודה - X נקודת הרוויה, (נק' השיא ) שממנה ואילך למרות עליה בריכוז ה S פעילותו של ה E קבועה - כמות ה E מהווה גורם מגביל. הגורמים הקבועים: ריכוז ה E, זמן, טמפרטורה, pH . הדגמה

34 מדוע מנקודה X ריכוז האנזים מהווה גורם מקביל?
מריכוז סובסטארט מסוים ומעלה, אין עלייה בקצב, כיוון שכל מולקולות האנזים תפוסות ע"י מולקולות הסובסטראט!

35 דוגמה להבהרת נושא הגורם המגביל
מתכון להכנת עוגת שוקולד הרכיב כמות רצויה כמות מצויה מספר עוגות שניתן להכין לפי הכמות של כל רכיב ביצים 4 7 1 קמח 2 כוסות 10 5 אבקת אפייה 8 סוכר 3 כוסות 30 קקאו 50 25 אחת כמה עוגות ניתן להכין? ביצים מהו הגורם המגביל?

36 גורם מגביל- הסבר נוסף גורם מגביל הוא גורם אשר שינוי שלו משפיע על ריכוז התוצר, כלומר, הוא הגורם הקובע את קצב התהליך. לדוגמה, ריכוז הסובסטרט. אפשר לדמות תגובה אנזימטית למשחק שבו תלמידי הכיתה צריכים לפוצץ בלונים שמוכנסים לכיתה. כל תלמיד מייצג "אנזים", כל בלון מנופח מייצג "מולקולת סובסטרט" וכל בלון שפוצץ מייצג "מולקולת תוצר". ככל שיוכנסו עוד ועוד בלונים לכיתה (כלומר, יעלה ריכוז הסובסטרט), יפוצצו תלמידי הכיתה עוד ועוד בלונים בדקה (כלומר, קצב התגובה האנזימטית יעלה). מכאן, שהבלונים הם הגורם המגביל. אך יגיע שלב שבו כל התלמידים יהיו "קשורים" לבלונים, והכנסת עוד בלונים לכיתה כבר לא תשנה את קצב פיצוץ הבלונים (הוא קצב התגובה האנזימטית). בשלב זה, יהפכו התלמידים (האנזימים) להיות הגורם המגביל. רק אם ייכנסו לכיתה עוד תלמידים וגם הם יתחילו לפוצץ בלונים, יעלה קצב התגובה.

37 השפעת ריכוז ה S על פעילות ה E
P כמות ה S גורם מגביל כמות ה E גורם מגביל

38 גורמים המשפיעים על פעילות ה E
הגורמים המשפיעים על פעילות האנזים: ריכוז מצע S ריכוז אנזים E טמפרטורה pH מעכבים

39 ב. השפעת ריכוז ה E על פעילותו
ככל שעולה ריכוז ה E כך עולה פעילותו (עולה הסיכוי למפגש ES – ולכן עולה קצב הריאקציה). נקודה - Xנקודת הרוויה (השיא), שממנה ואילך למרות עליה בריכוז ה E פעילותו קבועה - כמות ה S מהווה גורם מגביל. הגורמים הקבועים: ריכוז ה S , זמן, טמפרטורה, pH . הדגמה

40 א. כל עלייה בריכוז הסובסטרט גורמת לעלייה בקצב התגובה.
שאלה 2: ריכוז סובסטרט שאלה : העקומה שלפניכם מתארת את קצב פעילות האנזים כתלות בריכוז הסובסטרט. סמנו את כל המשפטים הנכונים: א. כל עלייה בריכוז הסובסטרט גורמת לעלייה בקצב התגובה. ב. בריכוזי סובסטרט נמוכים, קצב התגובה מושפע מריכוז הסובסטרט. ג. בריכוזי סובסטרט גבוהים, קצב התגובה מושפע מריכוז הסובסטרט. ד. קצב תגובה מקסימלי מתקבל בריכוז נמוך של סובסטרט (כאשר מולקולות אנזים רבות אינן קשורות לסובסטרט). ה. קצב תגובה מקסימלי מתקבל בריכוז גבוה של סובסטרט (כאשר כל מולקולות האנזים תפוסות על ידי סובסטרט). קצב פעילות האנזים ריכוז סובסטרט

41 המשפטים הנכונים הם: ב' + ה'
שאלה : העקומה שלפניכם מתארת את קצב פעילות האנזים כתלות בריכוז הסובסטרט. סמנו את כל המשפטים הנכונים: א. כל עלייה בריכוז הסובסטרט גורמת לעלייה בקצב התגובה. ב. בריכוזי סובסטרט נמוכים, קצב התגובה מושפע מריכוז הסובסטרט. ג. בריכוזי סובסטרט גבוהים, קצב התגובה מושפע מריכוז הסובסטרט. ד. קצב תגובה מקסימלי מתקבל בריכוז נמוך של סובסטרט (כאשר מולקולות אנזים רבות אינן קשורות לסובסטרט). ה. קצב תגובה מקסימלי מתקבל בריכוז גבוה של סובסטרט (כאשר כל מולקולות האנזים תפוסות על ידי סובסטרט). קצב פעילות האנזים ריכוז סובסטרט תשובה: המשפטים הנכונים הם: ב' + ה' משפט ב' נכון, מפני שבריכוזי סובסטרט נמוכים הגורם המגביל הוא ריכוז הסובסטרט. כלומר, כל שינוי קטן בריכוז משפיע על קצב התגובה. משפט ה' נכון, מפני שכאשר הסובסטרט נמצא בריכוז גבוה, הוא אינו בבחינת גורם מגביל וקצב התגובה הוא מקסימלי (הנקודה הגבוהה ביותר בעקומה).

42 שאלה איזו מבין העקומות 4-1 שלפניך מתארת נכון את הקשר הכללי בין פעילות אנזימטית לטמפרטורה, בטווח הטמפרטורות שבו האנזים פעיל?

43 איזו מבין העקומות 4-1 שלפניך מתארת נכון את הקשר הכללי בין פעילות אנזימטית לטמפרטורה, בטווח הטמפרטורות שבו האנזים פעיל? תשובה: התשובה הנכונה היא עקומה 4. עם עליית הטמפרטורה, פעילות האנזים עולה בהדרגה. הנקודה הגבוהה ביותר בעקומה מתקבלת בטמפרטורה המיטבית, כאשר פעילות האנזים היא מקסימלית. מעבר לנקודה זו, עוד עלייה בטמפרטורה גורמת לדנטורציה של האנזים ולירידה חדה בפעילותו.

44 השפעתpH על פעילות ה E pH - רמת החומציות משפיעה על פעילות האנזים -זהו גורם המשפיע על האתר הפעיל . לכל אנזים pH מיטבי לפעילותו – לאנזימים שונים pH מיטבי שונה. תנאי pH קיצוניים גורמים לדנטורציה של רוב האנזימים פעילות האנזים pH אופטימאלי פפסין טריפסין pH אופטימאלי pH אופטימאלי pH אופטימאלי פעילות האנזים פעילות האנזים טריפסין טריפסין טריפסין טריפסין פפסין פפסין פפסין פפסין

45 שאלה : לפניך עקומה. איזה מבין המשפטים מתאר בדרך הטובה ביותר את העקומה? א. pH=4.5 הוא ה- pHהמיטבי לפעילות שני אנזימי העיכול המוצגים בעקומה. ב. הטווח המיטבי לפעילות האנזים הפעיל בקיבה הוא בין pH=7 לבין pH=9. ג. פעילות האנזימים מושפעת מרמת ה-pH. ד. האנזים שפעיל במעי מתחיל לעבור דנטורציה בסביבות pH=6.5 ומאבד את פעילותו. אנזים מהקיבה אנזים מהמעי פעילות האנזים 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 חומציות (pH)

46 תשובה: התשובה הנכונה היא ג'.
שאלה : לפניך עקומה. איזה מבין המשפטים מתאר בדרך הטובה ביותר את העקומה? א. pH=4.5 הוא ה- pHהמיטבי לפעילות שני אנזימי העיכול המוצגים בעקומה. ב. הטווח המיטבי לפעילות האנזים הפעיל בקיבה הוא בין pH=7 לבין pH=9. ג. פעילות האנזימים מושפעת מרמת ה-pH. ד. האנזים שפעיל במעי מתחיל לעבור דנטורציה בסביבות pH=6.5 ומאבד את פעילותו. 1 9 4 5 6 8 7 2 3 10 פעילות האנזים חומציות (pH) אנזים מהקיבה אנזים מהמעי תשובה: התשובה הנכונה היא ג'. תשובה א' אינה נכונה. ה- pHהמיטבי לפעילות אנזים מהקיבה הוא 3 ולפעילות אנזים מהמעי 6.5. תשובה ב' אינה נכונה. הטווח המיטבי לפעילות האנזים מהקיבה הוא ב- pHנמוך הרבה יותר: בין 2.5 לבין 3.5. תשובה ד' אינה נכונה. pH=6.5 הוא ה- pHהמיטבי לפעילות האנזים מהמעי, והוא מתחיל לעבור דנטורציה רק ב- pHגבוה יותר.

47 הגורמים המשפיעים על פעילות האנזים
סיכום – הגורמים המשפיעים על פעילות האנזים

48 מעכבים מעכבי אנזימים הם חומרים הנקשרים לאנזים ומעכבים את פעילותו.
יש שני סוגי מעכבים: מעכב תחרותי ומעכב לא-תחרותי. 1. מעכב תחרותי: חומר בעל מבנה מרחבי הדומה לזה של הסובסטרט. לכן הוא יכול להיקשר לאתר הפעיל של האנזים, ובדרך זו למנוע את קישור הסובסטרט (הוא מתחרה עם הסובסטרט על הקישור לאנזים, ולכן נקרא מעכב תחרותי). סובסטרט מעכב תחרותי אתר פעיל אנזים מעכב תחרותי קשור לאנזים

49 מעכבים יש שני סוגי מעכבים: מעכב תחרותי ומעכב לא-תחרותי.
2. מעכב לא-תחרותי: חומר הנקשר לאנזים שלא באתר הפעיל. הקישור גורם לשינוי המבנה המרחבי של האנזים וכך מפריע לפעילותו הידעת? יש רעלים הפועלים בדרך דומה. הם מסוכנים מפני שהם מעכבים את פעילותם של אנזימים חיוניים בגופנו! ואולם, גם תרופות רבות פועלות כך. לדוגמה, האנטיביוטיקה סולפנילאמיד נקשרת לאחד האנזימים החיוניים בחילוף החומרים של חיידקים, ומעכבת את פעולתו. בעקבות זאת החיידקים מתים.

50

51 שאלה : התרופה סטטין היא תרופה נפוצה להורדת רמת הכולסטרול בדם. סטטין הוא מעכב תחרותי של אחד מאנזימי הכבד החיוניים לתהליך ייצור הכולסטרול. בחר את המשפט הנכון בנוגע לתרופה: א. התרופה סטטין היא סובסטרט של האנזים. ב. התרופה סטטין אינה נקשרת לאנזים באתר הפעיל אלא באזור אחר. ג. התרופה סטטין נקשרת לאנזים באתר הפעיל וכך מונעת את קישור הסובסטרט. ד. התרופה סטטין נקשרת לאנזים באתר הפעיל והופכת לתוצר.

52 תשובה ב' אינה נכונה מפני שהיא מתארת מעכב לא-תחרותי.
תשובה 8 – עיכוב אנזים שאלה : התרופה סטטין היא תרופה נפוצה להורדת רמת הכולסטרול בדם. סטטין הוא מעכב תחרותי של אחד מאנזימי הכבד החיוניים לתהליך ייצור הכולסטרול. בחר את המשפט הנכון בנוגע לתרופה: א. התרופה סטטין היא סובסטרט של האנזים. ב. התרופה סטטין אינה נקשרת לאנזים באתר הפעיל אלא באזור אחר. ג. התרופה סטטין נקשרת לאנזים באתר הפעיל וכך מונעת את קישור הסובסטרט. ד. התרופה סטטין נקשרת לאנזים באתר הפעיל והופכת לתוצר. תשובה: התשובה הנכונה היא ג'. מעכב תחרותי נקשר לאתר הפעיל של האנזים, ולכן מפריע לסובסטרט להיקשר. תשובה ב' אינה נכונה מפני שהיא מתארת מעכב לא-תחרותי.

53 סיכום תכונות האנזימים ספציפיות - אנזים פועל על סובסטראט אחד! חוסר שינוי - האנזים אינו משתנה במהלך התגובה האנזימטית! מהירות - אנזים פועל במהירות עצומה! פועל על מיליוני מולקולות סובסטארט בשנייה! ריכוז - אנזימים פועלים בריכוזים זעירים ביותר!

54 סיכום תכונות האנזימים אפשר למדוד את קצב התגובה האנזימטית דרך מעקב אחר עלייה בריכוז הסובסטרט או ירידה בריכוז התוצר ככל שהזמן עובר. הגורמים העיקריים המשפיעים על קצב התגובה האנזימטית הם ריכוז הסובסטרט, ריכוז האנזים, טמפרטורה ו-pH. גורם מגביל הוא גורם אשר שינוי שלו משפיע על ריכוז התוצר, לכן הוא קובע את קצב התהליך. פעילותו של אנזים תלויה במבנה המרחבי שלו. דנטורציה של אנזים, עקב שינויים קיצוניים בטמפרטורה או ב-pH, פוגעת בהתאמה בין האתר הפעיל לסובסטרט והאנזים מאבד את פעילותו.

55 סיכום תכונות האנזימים מעכב תחרותי נקשר לאתר הפעיל של האנזים ומונע את קישור הסובסטרט. . מעכב לא-תחרותי נקשר לאנזים באזור שונה מהאתר הפעיל וגורם לשינוי במבנה המרחבי של האנזים, ובעקבות זאת פעילותו של האנזים נפגעת

56 שאלות חזרה

57 שאלה : כאשר הטמפרטורה של גוף האדם מתקרבת ל-°C42, יש לנסות להוריד מיד את החום. מדוע חשוב להוריד את החום? א. חום גבוה עלול להפוך את כיוון התגובות האנזימטיות. ב. חום גבוה עלול לפגוע באנזימים, ובשל כך ישובשו תהליכים חיוניים בתא. ג. חום גבוה עלול להגביר את פירוק הסוכר בדם, ובשל כך תרד רמת הסוכר בדם. ד. חום גבוה עלול להגביר את פירוק הגליקוגן שבכבד, ובשל כך תרד רמת הסוכר בדם.

58 תשובה: התשובה הנכונה היא ב'. שאלה :
כאשר הטמפרטורה של גוף האדם מתקרבת ל-°C42, יש לנסות להוריד מיד את החום. מדוע חשוב להוריד את החום? א. חום גבוה עלול להפוך את כיוון התגובות האנזימטיות. ב. חום גבוה עלול לפגוע באנזימים, ובשל כך ישובשו תהליכים חיוניים בתא. ג. חום גבוה עלול להגביר את פירוק הסוכר בדם, ובשל כך תרד רמת הסוכר בדם. ד. חום גבוה עלול להגביר את פירוק הגליקוגן שבכבד, ובשל כך תרד רמת הסוכר בדם. תשובה: התשובה הנכונה היא ב'.

59 שאלה : יש חיידקים החיים במעיינות חמים, שטמפרטורת המים בהם מגיעה עד °C90. סביר להניח שאצל חיידקים אלו: א. יש אנזימים שהטמפרטורה המיטבית שלהם דומה מאוד לאנזימים שבגוף האדם. ב. יש אנזימים שעוברים דנטורציה בטמפרטורות נמוכות יחסית. ג. יש אנזימים שהטמפרטורה המיטבית שלהם גבוהה מאוד. ד. יש דופן המונעת את התחממות פנים התא. ה. בטמפרטורות גבוהות, תגובות לא-אנזימטיות מחליפות תגובות אנזימטיות.

60 תשובה: התשובה הנכונה היא ג'.
שאלה : יש חיידקים החיים במעיינות חמים, שטמפרטורת המים בהם מגיעה עד °C90. סביר להניח שאצל חיידקים אלו: א. יש אנזימים שהטמפרטורה המיטבית שלהם דומה מאוד לאנזימים שבגוף האדם. ב. יש אנזימים שעוברים דנטורציה בטמפרטורות נמוכות יחסית. ג. יש אנזימים שהטמפרטורה המיטבית שלהם גבוהה מאוד. ד. יש דופן המונעת את התחממות פנים התא. ה. בטמפרטורות גבוהות, תגובות לא-אנזימטיות מחליפות תגובות אנזימטיות. תשובה: התשובה הנכונה היא ג'. תשובה א' אינה נכונה, מפני שהטמפרטורה המיטבית של האנזימים בגוף האדם היא בסביבות C37°. תשובה ב' אינה נכונה, מפני שאילו היו האנזימים עוברים דנטורציה ומאבדים את פעילותם בטמפרטורות נמוכות יחסית, לא היו החיידקים מסוגלים לחיות במעיינות חמים כל כך. תשובה ד' אינה נכונה, מפני שדופן התא אינה מונעת את התחממות התא אלא מספקת לתא תמיכה מכנית.

61 שאלה : הפחמימות מתחילות להתפרק בפה על ידי האנזים עמילאז שנמצא ברוק, וממשיכות להתפרק במעי הדק. מדוע פירוק הפחמימות על ידי עמילאז אינו מתרחש בקיבה? א. כי עמילאז אינו פעיל ב- pHשבקיבה. ב. כי בקיבה מתרחש רק פירוק מכני בעזרת שרירי הקיבה. ג. כי הטמפרטורה בקיבה אינה אופטימלית לפעילות עמילאז. ד. כי בקיבה כבר לא נשאר מצע (סובסטרט) לפעילות עמילאז. רמז: ה- pHבקיבה חומצי יותר מן ה- pHבפה.

62 תשובה: התשובה הנכונה היא א'.
שאלה : הפחמימות מתחילות להתפרק בפה על ידי האנזים עמילאז שנמצא ברוק, וממשיכות להתפרק במעי הדק. מדוע פירוק הפחמימות על ידי עמילאז אינו מתרחש בקיבה? א. כי עמילאז אינו פעיל ב- pHשבקיבה. ב. כי בקיבה מתרחש רק פירוק מכני בעזרת שרירי הקיבה. ג. כי הטמפרטורה בקיבה אינה אופטימלית לפעילות עמילאז. ד. כי בקיבה כבר לא נשאר מצע (סובסטרט) לפעילות עמילאז. רמז: ה- pHבקיבה חומצי יותר מן ה- pHבפה. תשובה: התשובה הנכונה היא א'. ה- pHבקיבה הוא חומצי לעומת ה- pHבפה ובשאר מערכת העיכול. אנזים שפעיל בפה, כמו עמילאז, הוא בעל טווח pH מיטבי המתאים לסביבת פעילותו. מעבר לטווח זה חל שינוי במבנה המרחבי של האנזים. ב- pHחומצי כמו בקיבה, האנזים אינו פעיל מכיון שהמבנה המרחבי שלו נהרס.

63 ג. A - ריכוז סובסטרט, B - ריכוז אנזים.
שאלה : לפניך שתי עקומות המתארות פעילות אנזים כתלות בשני גורמים שונים, A ו-B. מה יכולים להיות A ו-B בעקומות? א. A - טמפרטורה, B - pH. ב. A - pH, B - ריכוז סובסטרט. ג. A - ריכוז סובסטרט, B - ריכוז אנזים. ד. A - ריכוז סובסטרט, B - טמפרטורה. פעילות האנזים A B

64 תשובה: התשובה הנכונה היא ד'. שאלה :
לפניך שתי עקומות המתארות פעילות אנזים כתלות בשני גורמים שונים, A ו-B. מה יכולים להיות A ו-B בעקומות? א. A - טמפרטורה, B - pH. ב. A - pH, B - ריכוז סובסטרט. ג. A - ריכוז סובסטרט, B - ריכוז אנזים. ד. A - ריכוז סובסטרט, B - טמפרטורה. פעילות האנזים A B תשובה: התשובה הנכונה היא ד'.

65 שאלה 13: הגורמים המשפיעים על קצב התגובה האנזימטית
מה נכון לומר על אנזימים? א. כולם פעילים באותו pH. ב. הם פעילים בתאים אאוקריוטיים ולא בתאים פרוקריוטיים. ג. הם פעילים רק בתוך התאים. ד. הם משפיעים על קצב ההתרחשות של תהליכים. תזכורת: תאים אאוקריוטיים הם תאים בעלי גרעין (לדוגמה, תאי צמח ותאים של בע"ח). תאים פרוקריוטיים הם תאים חסרי גרעין (חיידקים).

66 תשובה 13: הגורמים המשפיעים על קצב התגובה האנזימטית
שאלה 13: מה נכון לומר על אנזימים? א. כולם פעילים באותו pH. ב. הם פעילים בתאים אאוקריוטיים ולא בתאים פרוקריוטיים. ג. הם פעילים רק בתוך התאים. ד. הם משפיעים על קצב ההתרחשות של תהליכים. תזכורת: תאים אאוקריוטיים הם תאים בעלי גרעין (לדוגמה, תאי צמח ותאים של בע"ח). תאים פרוקריוטיים הם תאים חסרי גרעין (חיידקים). תשובה: התשובה הנכונה היא ד'. תשובה א' אינה נכונה, מפני שלכל אנזים יש תחום pH אחר המיטבי לפעילותו. תשובה ב' אינה נכונה, מפני שאנזימים קיימים ופעילים בתאיהם של כל היצורים החיים! תשובה ג' אינה נכונה, משום שיש אנזימים הפועלים מחוץ לתא. לדוגמה, פפסין – אנזים מפרק חלבון הפעיל בחלל הקיבה; אינברטאז – אנזים מפרק סוכר המופרש מהתאים של שורשוני נבט התירס, ופועל בסביבה החוץ-תאית.

67 ניסוי- ספציפיות האנזים
האנזים ליפאז (Lipase) –מפרק שמנים ושומנים – נמצא במעי הדק (הלבלב משחרר ליפאז אל המעי הדק) האנזים פפסין (Pepsin )- מפרק חלבון – נמצא בקיבה (מופרש ע"י בלוטות הקיבה) האנזים עמילאז (amylase)- מפרק עמילן- _נמצא בעיקר בבלוטות הרוק בלבלב) תזכורת: יוד הוא אינדיקטור לזיהוי עמילן תמיסת ביורט אינדיקטור לזיהוי חלבון בנידקט אינדיקטור לזיהוי גלוקוז

68 ניסוי- ספציפיות האנזים
מהלך הניסוי: סדרה 1 יש להוסיף 2 סמ"ק מים ל-3 המבחנות הבאות: מבחנה 1-שמן. מבחנה 2-חלבון. מבחנה 3 עמילן. מבחנה 1 (שמן +מים)- לוקחים נייר Ph ובודקים. (אם השמן התפרק לחומצות שומן ה Ph יהיה חומצי) מבחנה 2 (חלבון+מים) - מוסיפים מזלף שלם של ביורט ומסתכלים על הצבע (אם הצבע סגול מכאן שעדיין יש חלבון שלא התפרק לח.אמיניות ) מבחנה 3 (עמילן+מים)- מטפטפים כ-5 טיפות של יוד ובודקים את הצבע (אם הצבע משתנה לכחול כהה מכאן שהעמילן לא התפרק לחד סוכר)

69 ניסוי- ספציפיות האנזים
מהלך הניסוי: סדרה 2 יש להוסיף 2 סמ"ק אנזים ל-3 המבחנות הבאות: מבחנה 1-שמן. מבחנה 2-חלבון. מבחנה 3 עמילן. מבחנה 1 (שמן +אנזים)- לוקחים נייר Ph ובודקים. (אם השמן התפרק לחומצות שומן ה Ph יהיה חומצי) מבחנה 2 (חלבון+אנזים) - מוסיפים מזלף שלם של ביורט ומסתכלים על הצבע (אם הצבע סגול מכאן שעדיין יש חלבון שלא התפרק לח.אמיניות) מבחנה 3 (עמילן+אנזים)- מחלקים את התמיסה במבחנה 3 לשתי מבחנות, במחנה אחת מטפטפים כ-3 טיפות של יוד ובודקים את הצבע (אם הצבע משתנה לכחול כהה מכאן שהעמילן לא התפרק לחד סוכר)

70 תוצאות כיצד ניתן לדעת כי העמילן התפרק לגלוקוז? למה משמשת סדרה 1?
סדרה 1: סובסטרט אנזים מים תוצר/בדיקה שמן - 2 סמ"ק חלבון עמילן למה משמשת סדרה 1? בקרה סדרה 2: סובסטרט אנזים מים תוצר/בדיקה שמן 2 סמ"ק - חלבון עמילן כיצד ניתן לדעת כי העמילן התפרק לגלוקוז? לוקחים את המבחנה השנייה של עמילן+אנזים מוסיפים 3 טיפות בנדיקט ומחממים. בודקים האם הצבע השתנה לכתום?