Sandbox K: Difference between revisions
From Proteopedia
Jump to navigationJump to search
| (25 intermediate revisions by the same user not shown) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
<div dir='rtl'> | <div dir='rtl'> | ||
<Structure load='3tnu' size='300' frame='true' align='left' caption='מבנה של אזור 2B בשתי מולקולות של קרטין מלופפות ביחד' scene='Insert optional scene name here' /> | <Structure load='3tnu' size='300' frame='true' align='left' caption='מבנה של אזור 2B בשתי מולקולות של קרטין מלופפות ביחד' scene='Insert optional scene name here' /> | ||
חלבונים מסוג קרטין יוצרים מבנים סיביים בתוך תאי אפיתל. סיבים שנוצרים ע"י קרטינים נקראים פילמנטים בינוניים, באנגלית: intermediate filaments. מערכת זו הינה אחת משלוש מערכות של שלד תאי (ציטוסקלטון) שנמצאות ברוב התאים. שתי המערכות האחרות הן: מיקרופילמנטים המורכבים מחלבון אקטין ומיקרוטובולים המורכבים מחלבון מסוג טובולין. | חלבונים מסוג קרטין יוצרים מבנים סיביים בתוך תאי אפיתל. סיבים שנוצרים ע"י קרטינים נקראים פילמנטים בינוניים, באנגלית: intermediate filaments. מערכת זו הינה אחת משלוש מערכות של שלד תאי (ציטוסקלטון) שנמצאות ברוב התאים. שתי המערכות האחרות הן: מיקרופילמנטים המורכבים מחלבון אקטין | ||
([[actin]]) | |||
ומיקרוטובולים המורכבים מחלבון מסוג טובולין | |||
([[tubulin]]). | |||
בעוד שמיקרופילמנטים ומיקרוטובולים מורכבים מחלבונים כדוריים (globular), פילמנטים בינוניים מורכבים מחלבונים סיביים (fibrous) בעלי מבנה סיבי ארוך שאינם כדוריים. | בעוד שמיקרופילמנטים ומיקרוטובולים מורכבים מחלבונים כדוריים (globular), פילמנטים בינוניים מורכבים מחלבונים סיביים (fibrous) בעלי מבנה סיבי ארוך שאינם כדוריים. | ||
בנוסף לתאי אפיתל, קרטינים הם מרכיבים מרכזיים בשערות ובצמר. בשערה, קרטינים יוצרים את הציר המרכזי לאורך השערה. מבנה סיבים אלה מחוזק על ידי חלבונים אחרים שנקראים בשם "חלבונים שקשורים לקרטין" - באנגלית: keratin associated proteins. חלבונים אלה נקשרים לקרטינים בקשרי דיסולפידי לחיזוק המבנה הסיבי. | בנוסף לתאי אפיתל, קרטינים הם מרכיבים מרכזיים בשערות ובצמר. בשערה, קרטינים יוצרים את הציר המרכזי לאורך השערה. מבנה סיבים אלה מחוזק על ידי חלבונים אחרים שנקראים בשם "חלבונים שקשורים לקרטין" - באנגלית: keratin associated proteins. חלבונים אלה נקשרים לקרטינים בקשרי דיסולפידי לחיזוק המבנה הסיבי. | ||
==מבנה ראשוני של חלבונים מסוג קרטין== | ==מבנה ראשוני של חלבונים מסוג קרטין== | ||
| Line 36: | Line 42: | ||
==מבנה שלישוני ורביעוני של קרטינים== | ==מבנה שלישוני ורביעוני של קרטינים== | ||
ישנן מספר ראיות שסיבי | ישנן מספר ראיות שסיבי קרטין מורכבים ממבנה בסיסי של דימר של קרטין מסוג I עם קרטין מסוג II. שני חלבונים אלה מלופפים ביחד בקטעים בעלי מבנה סליל אלפא ויוצרים מבנה שנקרא מבנה סלילי מלופף ( coiled coil). קביעת מבנה גבישי של קטע 2B של קרטין ([[3tnu]]) הוכיחה שאכן שני הקרטינים בקטעים אלה נמצאים במבנה מלופף. | ||
<ref name="PMID22705788" /> | <ref name="PMID22705788" /> | ||
| Line 44: | Line 50: | ||
==הקשרים במבנה מלופף של סליל אלפא coiled coil== | ==הקשרים במבנה מלופף של סליל אלפא coiled coil== | ||
<Structure load='3tnu' size='400' frame='true' align='left' caption='Insert caption here' name='Coiledcoil' scene=' | <Structure load='3tnu' size='400' frame='true' align='left' caption='Insert caption here' name='Coiledcoil' scene='Sandbox_K/Surface/1' /> | ||
כפי שהוזכר לעיל, עד כה חוקרים הצליחו לגבש רק את הקטע 2B של קרטין. קטע זה הוא דימר המוחזק במבנה מלופף (coiled coil) | |||
<scene name='Sandbox_K/Keratin-dimer/1'> | |||
המורכב משני מונומרים של קרטין. | |||
</scene> | |||
שאלה מרכזית אחת לגבי מבנה רביעוני של קרטינים היא איזה סוג של קשר מחזיק את סלילי הקרטין ביחד במבנה מלופף. אפשרות אחת היא ששני סיבי קרטין נקשרים זה לזה בקשרים אלקרוסטטיים בין קבוצות R של שיירים בעלי מטען. | שאלה מרכזית אחת לגבי מבנה רביעוני של קרטינים היא איזה סוג של קשר מחזיק את סלילי הקרטין ביחד במבנה מלופף. אפשרות אחת היא ששני סיבי קרטין נקשרים זה לזה בקשרים אלקרוסטטיים בין קבוצות R של שיירים בעלי מטען. | ||
קודם כל נתבונן במיקומם של שיירים בעלי מטען שלילי (Asp, Glu) במבנה של קרטין ע"י הפעלת הקישור של | קודם כל נתבונן במיקומם של שיירים בעלי מטען שלילי (Asp, Glu) במבנה של קרטין ע"י הפעלת הקישור של | ||
<scene name='Sandbox_K/Acidic-residues/1' target='Coiledcoil'>שיירים חומציים</scene>. | <scene name='Sandbox_K/Acidic-residues/1' target='Coiledcoil' >שיירים חומציים</scene>. | ||
ניתן לראות כי שיירים חומציים אלה פונים מחוץ לציר המרכזי של הסליל. | ניתן לראות כי שיירים חומציים אלה פונים מחוץ לציר המרכזי של הסליל. | ||
| Line 56: | Line 67: | ||
גם כאן ניתן כי שיירים בסיסיים פונים מחוץ לציר המרכזי של הסליל. | גם כאן ניתן כי שיירים בסיסיים פונים מחוץ לציר המרכזי של הסליל. | ||
כלומר, שיירים בעלי מטען, חומציים או בסיסיים אינם ממלאים את המרחב בין שני סיבים | כלומר, שיירים בעלי מטען, חומציים או בסיסיים אינם ממלאים את המרחב בין שני סיבים. לכן, '''שיירים בעלי מטען (חומציים או בסיסיים) אינם מהווים קישור עיקרי בין שני הסיבים.''' אבל שיירים אלה מקנים תכונה הידרופילית לסיבי הקרטין שנמצאים בסביבה מימית בציטופלזמה. | ||
לעומת שיירים בעלי מטען אלה כעת נתבונן בשיירים הידרופוביים במבנה של קרטין ע"י הפעלת הקישור של | לעומת שיירים בעלי מטען אלה כעת נתבונן בשיירים הידרופוביים במבנה של קרטין ע"י הפעלת הקישור של | ||
| Line 62: | Line 73: | ||
כאן ניתן לראות כי שיירים הידרופוביים ממלאים את המרחב בין שתי מולקולות של קרטין ואכן הם אחראיים לקשר בין שתי המולקולות. | כאן ניתן לראות כי שיירים הידרופוביים ממלאים את המרחב בין שתי מולקולות של קרטין ואכן הם אחראיים לקשר בין שתי המולקולות. | ||
עוד לפני שפענוח מבנה גבישי של אלפא קרטינים, על בסיס מודלים של מבנה מלופף coiled coil , חוקרים נבאו כי במבנה מלופף סלילי אלפא נקשרים זו לזה בעזרת קשרים הידרופוביים בין שיירים אפולריים. במבנה של סליל אלפא ישנם 3.6 שיירים בכל סיבוב של סליל. בגלל מחזוריות זו, ישנו גם מחזוריות בנקודות מגע בין שני סלילים מלופפים. | |||
<ref name="PMID22705788" /> | |||
מחזוריות זו נראה במיקומם של שיירים אפולריים במקומות A ו-D במחזור שנקרא Heptad repeat של שבעה שיירים שמיוצגים באותיות ABCDEFG. | |||
===מדוע קשרים בין סיבי קרטין הם קשרים הידרופוביים?=== | |||
פילמנטים בינוניים נמצאים בתוך הציטופלסמה בסביבה עשירה ביונים - אם הקשרים בין הסיבים היו בעיקר קשרים אלקטרוסטטיים, אז היונים בסביבת החלבונים היו יכולים להשפיע על הקשר באזורים החשופים של חלבונים אלה ובכך לגרום לפירוק הקשר בין הסיבים ולשינוי המבנה. דווקא נוכחותם של קשרים הידרופוביים מאפשרת לחלבונים אלה להיקשר זה לזה גם בסביבה עשירה ביונים. | |||
קצוות אמינו וקרבוקסי של קרטין אלפא, עשירים בחומצות אמינו מסוג Cys. תפקידם של קצוות אלה בקשרים בתוך הסיבים אינו ידוע, אבל ייתכן כי Cys אלו משתתפים ביצירה של קשרי דיסולפיד בין חלבונים ובכך מחזק את מבנה הסיב. | |||
==תרשים רמצ'נדרן עבור קרטין== | |||
<Structure load='3tnu' size='200' frame='true' align='right' caption='Ramachandran plot' scene='Sandbox_K/Ramachandran/2' /> | |||
על פי גרף רמצ'דרן ניתן לראות כי כל הקורדינטות של הדימר מופיעות באזור של אלפא הליקס ימני. | |||
==מקורות== | ==מקורות== | ||
| Line 67: | Line 93: | ||
<references /> | <references /> | ||
ref name= | ref name= | ||
ref name= | |||
references / | |||
PMID6186381 | |||
