קבוצה תותבת: קבוצות עיקריות ותפקידיהן - ביולוגיה - 2025

הקבוצה תותבת הוא שבר של חלבון כי אין בטבע חומצות אמינו. במקרים אלה החלבון נקרא "הטרופרוטאין" או חלבון מצומד, כאשר חלק החלבון נקרא אפופרוטאין. לעומת זאת, מולקולות המורכבות מחומצות אמינו בלבד נקראות הולופרוטאינים.

ניתן לסווג חלבונים לפי אופי הקבוצה התותבת: כאשר הקבוצה היא פחמימות, ליפיד או קבוצת heme, החלבונים הם גליקופרוטאינים, ליפופרוטאינים וההפרוטאינים, בהתאמה. בנוסף, קבוצות תותבות יכולות להיות מגוונות מאוד: ממתכות (Zn, Cu, Mg, Fe) ועד חומצות גרעין, חומצה זרחתית, בין היתר.

במקרים מסוימים, חלבונים זקוקים לרכיבים נוספים בכדי לבצע את תפקידם בהצלחה. בנוסף לקבוצות התותבות ישנם הקואנזימים; האחרונים נקשרים באופן רופף, זמני וחלש לחלבון, בעוד הקבוצות התותבות מעוגנות היטב לחלק החלבון.

קבוצות תותבות עיקריות ותפקידיהן

ביוטין

ביוטין הוא ויטמין הידרופילי של מתחם B שמשתתף בחילוף חומרים של ביומולקולות שונות, כולל גלוקונוגנזה, קטבוליזם של חומצות אמינו וסינתזת ליפידים

זה משמש כקבוצה תותבת עבור אנזימים שונים, כמו אצטיל-קוא-קרבוקסילאז (בצורות שנמצאות במיטוכונדריה ובציטוזול), פירובט קרבוקסילאז, פרופיוניל-קוא קרבוקסילאז, ו- b-מתיל-קרוטוניל-קוא קרבוקסילאז.

מולקולה זו מסוגלת לחבר עצמה לאנזימים האמורים דרך שאריות ליזין והיא אחראית להובלת פחמן דו חמצני. תפקוד הביוטין באורגניזמים חורג מתפקידו כקבוצה תותבת: הוא משתתף בעוברוגנזה, במערכת החיסון ובביטוי גנים.

לבן ביצה גולמית יש חלבון הנקרא avidin, המדכא את השימוש הרגיל בביוטין; לפיכך, מומלץ לצרוך ביצה מבושלת מכיוון שהחום מפלל את אודידין ובכך מאבד את תפקודו.

קבוצת HEM

קבוצת ההם היא מולקולה פורפיריני (טבעת הטרוציקלית גדולה) שיש בה אטומי ברזל במבנה המסוגלים להיקשר הפיך לחמצן או לוותר על ולקחת אלקטרונים. זוהי הקבוצה התותבת של המוגלובין, חלבון האחראי להובלת חמצן ופחמן דו חמצני.

בגלובינים פונקציונליים, לאטום הברזל מטען +2 והוא במצב חמצון ברזלי, וכך הוא יכול ליצור חמישה או שישה קשרי קואורדינציה. צבעו האדום האופייני של הדם נובע מנוכחות קבוצת ההם.

קבוצת ההם היא גם הקבוצה התותבת של אנזימים אחרים, כגון מיוגלובינים, ציטוכרומים, קטאזים ופרוקסידזות.

פלונין מונונוקליאוטיד ופלדין אדרן דינוקלוטייד

שתי קבוצות תותבות אלה קיימות בפלופרופרוטאינים ומקורן בריבופלבין או בוויטמין B ₂ . לשתי המולקולות אתר פעיל שעובר תגובות חמצון והפחתה הפיכות.

לתפקידי פלבופרוטאינים תפקידים ביולוגיים מגוונים מאוד. הם יכולים להשתתף בתגובות התייבשות של מולקולות כמו סוקינייט, להשתתף בהובלת מימן בשרשרת ההובלה האלקטרונית או להגיב עם חמצן, ויוצר H ₂ O ₂ .

פירולוקוינולינה קינון

זוהי הקבוצה התותבת של הקינוופרוטאינים, סוג של אנזימים של דה-הידרוגנז כמו גלוקוזה דהידרוגנאז, שמשתתפת ב גליקוליזה ובדרכים אחרות.

פוספט פירידוקסלי

Pyridoxal phosphate הוא נגזרת של ויטמין B ₆ . הוא נמצא כקבוצה תותבת של אנזימי האמינו טרנספרזז.

זוהי הקבוצה התותבת של האנזים גליקוגן פוספוריאלאז והיא קשורה אליה באמצעות קשרים קוולנטיים בין קבוצת האלדהיד לקבוצת ε-האמינו של שארית ליזין באזור המרכז של האנזים. קבוצה זו מסייעת בפירוק הזרחני של הגליקוגן.

הן mononucleotide פלבין ו dinucleotide אדנין פלבין שהוזכרו לעיל הן הכרחיות עבור ההמרה של B פירידוקסין או ויטמין ₆ ל פוספט pyridoxal.

מתילקובלמין

מתילקובלמין הוא סוג שווה ערך לוויטמין B ₁₂ . מבחינה מבנית, יש לו מרכז קובלט אוקטאהדרלי והוא מכיל קשרים מתכתיים-אלקיליים. בין התפקודים המטבוליים העיקריים שלה הוא העברת קבוצות מתיל.

תיאמין פירופוספט

תיאמין פירופוספט הוא הקבוצה התותבת של אנזימים המעורבים במסלולי חילוף חומרים עיקריים, כמו למשל α-ketoglutarate dehydrogenase, pyruvate dehydrogenase ו- transketolase.

באותו אופן, הוא משתתף במטבוליזם של פחמימות, ליפידים וחומצות אמינו מסועפות. כל התגובות האנזימטיות הדורשות תיאמין פירופרוספט כוללות העברת יחידת אלדהיד מופעלת.

תיאמין פירופוספט מסונתז תוך תאית על ידי זרחן של ויטמין B ₁ או תיאמין. המולקולה מורכבת מטבעת פירימידין וטבעת טיאזוליום עם מבנה אזיד CH.

מחסור בתימין פירופוספט מביא למחלות נוירולוגיות המכונות beriberi ו- Wernicke - Korsakoff. מצב זה מתרחש מכיוון שהדלק היחיד במוח הוא גלוקוזה, ומכיוון שמתחם הפירובאט dehydrogenase דורש תיאמין פירופרוספט, אין למערכת העצבים אנרגיה.

מוליב-דופטרין

מוליב-דופטרינים הם נגזרות של פירנופטרין; הם מורכבים מטבעת פיראן ושני תיאולות. מדובר בקבוצות תותבות או קופקטורים הנמצאים באנזימים שיש בהם מוליבדן או טונגסטן.

זה נמצא כקבוצה תותבת של תיוסולפטת-reductase, purine hydroxylase, ו- formate dehydrogenase.

חומצה ליפואית

חומצה ליפואית היא הקבוצה התותבת של ליפואמיד ומחוברת קוולנטית לחלק החלבונים על ידי שארית ליזין.

בצורתו המופחתת יש לחומצה ליפואית זוג קבוצות סולפידריל ואילו בצורה המחומצנת יש לה דיסולפיד מחזורי.

זה אחראי להפחתה של דיסולפיד מחזורי בחומצה ליפואית. יתר על כן, זוהי הקבוצה התותבת של טרנסצילאז וקופקטור של אנזימים שונים המעורבים במחזור חומצות לימון או מחזור קרבס.

זהו מרכיב בעל חשיבות ביולוגית רבה בדה-הידרוגנזים של החיידקים האלקאטואידים, שבהם קבוצות הגופרת-הידריל אחראיות על הובלת אטומי מימן וקבוצות אציל.

המולקולה היא נגזרת של חומצת שומן אוקטנואית והיא מורכבת מקרבוקסיל סופני וטבעת דיונית.

חומצות גרעין

חומצות גרעין הן הקבוצות הפרוטטיות של נוקלאופרוטאינים המצויים בגרעיני התא, כגון היסטונים, טלומרז ופרוטמין.

הפניות

1. Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP, and Pérez, RS (2011). יסודות הביוכימיה. אוניברסיטת ולנסיה.
2. באטנר אריאס, א '(2014). קומפנדיום של אנזימולוגיה. מהדורות אוניברסיטת סלמנקה.
3. ברג, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). בִּיוֹכִימִיָה. התהפכתי.
4. Devlin, TM (2004). ביוכימיה: ספר לימוד עם יישומים קליניים. התהפכתי.
5. דיאז, איי פי, ופנה, א (1988). בִּיוֹכִימִיָה. לימוזה עריכה.
6. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). ביוכימיה אנושית: קורס בסיסי. התהפכתי.
7. Meléndez, RR (2000). חשיבות מטבוליזם ביוטין. Journal of Clinical Research, 52 (2), 194–199.
8. מולר - אסתרל, וו. (2008). בִּיוֹכִימִיָה. יסודות רפואה ומדעי החיים. התהפכתי.
9. Stanier, RY (1996). מִיקרוֹבִּיוֹלוֹגִיָה. התהפכתי.
10. Teijón, JM (2006). יסודות הביוכימיה המבנית. טבר עורך.
11. Vilches - Flores, A., & Fernández - Mejía, C. (2005). השפעת הביוטין על ביטוי גנים וחילוף חומרים. Journal of Clinical Research, 57 (5), 716–724.