המצגת נטענת. אנא המתן

המצגת נטענת. אנא המתן

האנזימים: מבנה ופעילות

מצגות קשורות


מצגת בנושא: "האנזימים: מבנה ופעילות"— תמליל מצגת:

1 האנזימים: מבנה ופעילות
נושאי השיעור האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא תהליכי חילוף החומרים בתא : תהליכים כימיים של בנייה, פירוק ושינוי מבנה האנזים הייחודיות של האנזים כיצד האנזים פועל? עיכוב אנזים מצגות קשורות הגורמים המשפיעים על קצב הפעילות האנזימתית מבנה החלבונים

2 האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
אנזימים הם קבוצה ייחודית של חלבונים שמזרזים תהליכים כימיים שונים המתרחשים בתאים חיים. כל התהליכים הכימיים בתא מזורזים על ידי אנזימים. בתאים פועלים מאות סוגי אנזימים שונים. למעשה, בלי האנזימים, רבים מהתהליכים בתא כלל לא היו מתרחשים. פעילות תקינה של האנזימים הכרחית לשמירה על ההומאוסטזיס בגוף. ליקויים בפעולת אנזימים עקב פגמים גנטיים גורמים למחלות קשות. דוגמאות: 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. מחלת פנילקטונוריה – נגרמת בעקבות העדרו של אנזים המזרז תהליך כימי של פירוק החומצה האמינית פניל-אלנין. הצטברותה גורמת לפיגור שכלי. בשיעור זה נעסוק במבנה האנזימים ובדרך פעולתם.

3 תהליכי חילוף חומרים בתא: תהליכים כימיים של בנייה, פירוק ושינוי
בתאים של יצורים חיים מתרחשים כל הזמן אלפי תהליכים כימיים. מקצת התהליכים מתרחשים בכל סוגי התאים (כמו נשימה תאית) ומקצת התהליכים ייחודיים לתאים כלשהם (כמו תהליך הפוטוסינתזה, המתרחש בתאי העלים הירוקים של הצמחים). המשותף לכל התהליכים האלה הוא שכולם תהליכי חילוף חומרים (מטבוליזם), כלומר, תהליכים שבהם חומרים נבנים, מתפרקים ומשתנים. כל התהליכים האלה מזורזים ע"י אנזימים. שאלה: אילו תהליכי חילוף חומרים מתרחשים בתא? תנו דוגמאות.

4 תהליכי חילוף חומרים בתא : תהליכים כימיים של בנייה, פירוק ושינוי
שאלה: אילו תהליכי חילוף חומרים מתרחשים בתא? תנו דוגמאות תשובה: נשימה תאית, פוטוסינתזה, ייצור חלבון, בניית קרום התא, שכפול החומר התורשתי (DNA), תעתוק, פירוק רב-סוכר לתת-יחידות של חד-סוכר, הרכבת רב-סוכר מיחידות של חד-סוכרים... ועוד. למעשה, כל תהליך בנייה או הרכבה של חומר אורגני, שמתרחש בגופו של יצור חי, הוא דוגמה לתהליך חילוף חומרים!

5 שאלה 1 – חילוף חומרים בתא שאלה 1:
חילוף חומרים (מטבוליזם) בתא של יצור חי הוא בעיקרו: א. פעולה של ויסות חום בתא. ב. פירוק והרכבה של תרכובות בסיוע אנזימים. ג. קליטת חומרים מבחוץ והפרשת חומרים החוצה. ד. מעבר מומסים מריכוז גבוה לריכוז נמוך.

6 תשובה 1 – חילוף חומרים בתא
שאלה 1: חילוף חומרים (מטבוליזם) בתא של יצור חי הוא בעיקרו: א. פעולה של ויסות חום בתא. ב. פירוק והרכבה של תרכובות בסיוע אנזימים. ג. קליטת חומרים מבחוץ והפרשת חומרים החוצה. ד. מעבר מומסים מריכוז גבוה לריכוז נמוך. תשובה: התשובה הנכונה היא ב'. שימו לב!!! תשובה ג' מייצגת תפיסה שגויה (טעות נפוצה) של תלמידים, הנובעת מן המינוח (המטעה) בעברית של המונח מטבוליזם=חילוף חומרים. שימו לב לתשובה הנכונה: חילוף חומרים (מטבוליזם) הוא כלל התהליכים הכימיים המתרחשים בגוף, הכוללים: תהליכי פירוק, הרכבה ושינוי חומרים.

7 מבנה 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. חומצה אמינית

8 © iStockphoto.com/ Martin McCarthy
מבנה האנזים לפניכם דגם האנזים בטא-סקרטאז אשר פועל בתאי המוח. אחד מסוגי מחלת האלצהיימר קשור לפעילות יתר בלתי תקינה של אנזים זה. באיור זה, מולקולת האנזים מוצגת כחוט ארוך ומפותל. ואולם למעשה, היא מורכבת משרשרת של חומצות אמיניות. האתר הפעיל © iStockphoto.com/ Martin McCarthy הערה: לצורך הפשטה, בהמשך המצגת יתואר האנזים בדרך סכמטית, באיור דו-ממדי

9 + הייחודיות של האנזים אנזים
החומר שהאנזים פועל עליו נקרא סובסטרט (מצע). החומר שנוצר בסוף התגובה האנזימטית נקרא תוצר. לדוגמה: בתגובה שבה האנזים קטלאז מזרז פירוק מי חמצן למים ולחמצן, מי חמצן הם הסובסטרט, מים וחמצן הם התוצרים. האתר הפעיל הוא האזור באנזים שהסובסטרט נקשר אליו, ובו מתרחשת הפעילות האנזימטית. האתר הפעיל של כל אנזים מותאם רק לסובסטרט שעליו הוא פועל, ולכן כל אנזים פועל על סובסטרט ייחודי לו ומזרז תגובה כימית ייחודית. אפשר לדמות את ההתאמה המרחבית שבין האנזים לבין הסובסטרט להתאמה שבין מפתח למנעול: כשם שרק מפתח מתאים פותח מנעול כלשהו, כך רק אנזים ייחודי יכול להיקשר לסובסטרט "שלו". + אנזים תוצר סובסטרט האתר הפעיל פעילות אנזימטית כאשר הסובסטרט נקשר לאתר הפעיל של האנזים, הקישור משרה שינויים באתר הפעיל, וכך נוצרת התאמה מושלמת בין האנזים לסובסטרט.

10 שאלה 2 – האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
שאלה 2: 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.

11 תשובה 2 – האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
שאלה 2: 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.

12 שאלה 3 – האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
שאלה 3: 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

13 תשובה 3 – האנזימים מזרזים תהליכים כימיים בתא
שאלה 3: 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? 2 3 1 השינוי בריכוז זמן תשובה: עקומה מס' 1 מתארת: אנזים (ריכוזו אינו משתנה) עקומה מס' 2 מתארת: סובסטרט (ריכוזו יורד) עקומה מס' 3 מתארת: תוצר (ריכוזו עולה)

14 שאלה 4 – הייחודיות של האנזים
שאלה 4: מיהו הסובסטרט של האנזים שלפניך? ג. ב. א. אנזים +

15 תשובה 4 - הייחודיות של האנזים
שאלה 4: 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.

16 פעילות אנזים – פירוק והרכבה
כיצד האנזים פועל? 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. 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.

17 שאלה 5 – כיצד האנזים פועל? שאלה 5:
התבוננו באיור שלפניכם וזהו את המרכיבים בתגובה האנזימטית. בחרו מבין האפשרויות הבאות: אנזים, אתר פעיל, סובסטרט, תצמיד אנזים-סובסטרט, תוצר.

18 תשובה 5 – כיצד האנזים פועל?
שאלה 5: 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

19 שאלה 6 – כיצד האנזים פועל? שאלה 6:
התבוננו באיור מן השאלה הקודמת. איזה תהליך האנזים מזרז? א. יצירת אנרגיה ב. פירוק ג. הרכבה ד. חימום

20 תשובה 6 – כיצד האנזים פועל?
שאלה 6: 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.

21 שאלה 7 – כיצד האנזים פועל? שאלה 7:
איזה מהמשפטים הבאים נכון בנוגע לאנזימים בזמן תגובה אנזימטית? א. מתבלים בזמן התגובה האנזימטית וכמותם פוחתת. ב. פועלים מהר יותר ככל שהתגובה מתקדמת. ג. מתפרקים בזמן התגובה וכמותם פוחתת. ד. אינם מתבלים בזמן התגובה, וכמותם בסיום התגובה שווה לכמותם בהתחלה.

22 תשובה 7 – כיצד האנזים פועל?
שאלה 7: איזה מהמשפטים הבאים נכון בנוגע לאנזימים בזמן תגובה אנזימטית? א. מתבלים בזמן התגובה האנזימטית וכמותם פוחתת. ב. פועלים מהר יותר ככל שהתגובה מתקדמת. ג. מתפרקים בזמן התגובה וכמותם פוחתת. ד. אינם מתבלים בזמן התגובה, וכמותם בסיום התגובה שווה לכמותם בהתחלה. תשובה: התשובה הנכונה היא ד'. האנזימים אינם מתפרקים או מתבלים בזמן התגובה האנזימטית. בסיומה הם משתחרים בלי שחל בהם כל שינוי, ומיד הם יכולים לקשור סובסטרט חדש ולזרז עוד תגובה.

23 עיכוב אנזים 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

24 עיכוב אנזים יש שני סוגי מעכבים: מעכב תחרותי ומעכב לא-תחרותי.
2. מעכב לא-תחרותי: חומר הנקשר לאנזים שלא באתר הפעיל. הקישור גורם לשינוי במבנה המרחבי של האתר הפעיל, כך שהסובסטרט אינו יכול להיקשר. שינוי במבנה המרחבי של האתר הפעיל אתר פעיל סובסטרט אנזים מעכב לא-תחרותי קשור לאנזים 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.

25 שאלה 8 - עיכוב אנזים שאלה 8:
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.

26 תשובה 8 – עיכוב אנזים שאלה 8:
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.

27 האנזימים: סיכום ביניים
מהם אנזימים וכיצד הם פועלים? האנזימים הם חלבונים המזרזים את תהליכי חילוף החומרים בגופם של יצורים חיים. האתר הפעיל הוא האזור באנזים שהסובסטרט נקשר אליו ובו מתרחשת הפעילות האנזימטית. האנזים מותאם במיוחד לסובסטרט שהוא פועל עליו. עם קישור הסובסטרט לאתר הפעיל של האנזים, נוצר תצמיד אנזים-סובסטרט, והאנזים מזרז את הפיכת הסובסטרט לתוצר. בסיום התגובה האנזימטית האנזים חוזר לצורתו המקורית. 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. מושגים חשובים: אנזים, אתר פעיל, סובסטרט, תוצר, תצמיד אנזים-סובסטרט, מעכב תחרותי, מעכב לא-תחרותי


הורד את "ppt "האנזימים: מבנה ופעילות

מצגות קשורות


מודעות Google