إعداد الدكتور : كاملي عبد الكريم / مادة الكيمياء الحيوية أستاذ محاضر بالمدرسة العليا للأساتذة - القبة

لكل بروتين بنية فراغية محددة بدقة متناهية ، هذه البنية هي المسؤولة عن وظيفة هذا البروتين. أي تغير في البنية الفراغية يؤدي إلى فقدان الوظيفة. يبدأ الحديث عن بنية البروتين عند تكون السلسلة الببتيدية أي بعد تكوين الروابط الببتيدية.

من أين نشأ الخطأ ؟ من عدم تنوع الأمثلة: هناك فكرة غير صحيحة عند عدد كبير من طلبة السنة النهائية عن أن البنية الرابعية تحتوي على أربع تحت وحدات ويعتبرون أنها قاعدة. من أين نشأ الخطأ ؟ من عدم تنوع الأمثلة: البنية الرابعية : لا تعني أربع تحت وحدات وإنما البنية الفراغية الأكثر تعقيدا من البنية الثالثية. وتضم تحت وحدتين أو أكثر وقد تصل إلى عدد كبير من تحت الوحدات.( 10تحت وحدات = الدنا بوليميراز.

قواعد هامة في انطواء البروتين: من بين القواعد الهامة في انطواء البروتين المحب للماء مثل الهيموجلوبين والميوجلوبين والبيومين البيض وإنزيم الليزوزيم هو تواجد الأحماض الأمينية المحبة للماء على سطح البروتين وتواجد الأحماض الأمينية الكارهة للماء في داخل (قلب) الجزيء.

أمينية محبة للماء على السطح القاعدة: أمينية محبة للماء على السطح أحماض أمينية كارهة للماء في الداخل

جزيء الهيموجلوبين Hb Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.

أي خلل في هذه القاعدة قد تؤدي إلى خلل في عمل البروتين ومرض وراثي مثال: مرض الأنيميا المنجلية

كرات دم حمراء عادية كرات دم حمراء منجلية

الفرق بين HbA و HbS + -

تسلسل الأحماض الأمينية السبعة الأولى في السلسلة b في HbA و HbS . Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.

طفرات أخرى في Hb Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.

هل هي أولية ، ثانوية ، ثالثية أم رابعية ؟ بنية الإنسولين؟ هل هي أولية ، ثانوية ، ثالثية أم رابعية ؟ عدد السلاسل؟ نوع الروابط؟ وجود أو عدم وجود البنيات الثانوية a أو b ؟ S S S S S S

ماهوعدد السلاسل الببتيدية في الإنسولين؟ أصل الإنسولين هو سلسلة ببتيدية واحدة ثم يتحول إلى قطعتين (سلسلتين) بعد نزع قطعة وسطية.

نضج الإنسولين سلسلة A سلسلة C سلسلة B قطعة متقدمة تعمل كإشارة سلسلة B إنسولين قبل أولي (110 ح أ وسلسلة ببتيدية واحدة) إنسولين أولي (86 ح أ وسلسلة ببتيدية واحدة) إنسولين ناضج وفعال (51 ح أ وسلسلتين ببتيديتين)

مراحل تحول الإنسولين بعد تصنيعه سلسلة ج سلسلة ج ببتيد يعمل كإشارة NH3+ C-peptide C-peptide Signal sequence NH3+ -S -S S- - SH -SH HS- NH3+ B-chain -S -SH -S S- -S سلسلة ب -S S- -SH HS- -S COO- COO- -S S- A-chain COO- سلسلة أ INSULIN PROINSULIN PREPROINSULIN إنسولين 51 ح أ سلسلتين ببتيديتين إنسولين قبل أولي 110 ح أ سلسلة ببتيدية واحدة إنسولين أولي 86 ح أ سلسلة ببتيدية واحدةؤ مراحل تحول الإنسولين بعد تصنيعه

في مستوى الشبكة الإندوبلازمية الفعالة السلسلة B السلسلة A RNA الرسول الأولي RNA الرسول الناضج بعد نزع قطع Introns بنية الإنسولين الأولي بعد نزع القطعة المتقدمة التي تعمل كإشارة في الإنسولين قبل الأولي نزع القطعة C من الإنسولين الأولي لتحويله إلى الإنسولين الناضج الفعال بيولوجيا تجميع الإنسولين الفعال في الحويصلات لإفرازه خارج الخلايا b للبنكرياس . Intron 2 Intron 1 السلسلة C السلسلة B في مستوى الشبكة الإندوبلازمية الفعالة السلسلة A السلسلة C السلسلة B السلسلة A في جهاز غولجي السلسلة C إنسولين ناضج في الحويصلة إفرازية السلسلة C

الجواب عن الإشكالية : أصل الإنسولين هو سلسلة ببتيدية واحدة أي أنه ناتج من استنساخ مورثة واحدة. هذه الإجابة تثير إشكاليات أخرى في موضوع الهندسة الوراثية. هل تصنيع الإنسولين في البكتريا يتطلب مورثة واحدة أم مورثتان ؟ الجواب: تتطلب عملية التصنيع مورثتين وليس مورثة واحدة. لماذا لا يمكن تصنيع الإنسولين في البكتريا من مورثة واحدة؟ الجواب : لأن البكتريا لا تملك الإنزيمات اللازمة لنزع القطع الإضافية (القطعة المتقدمة + القطعة C ). كما أن البكتريا لا تملك الإنزيمات الضرورية لفصل القطع غير الدالة (Introns ) من RNA الرسول الأولى قبل حدوث عملية الترجمة. يمكن تصنيع االمورثة المسؤولة عن السلسلة A وكذلك المورثة المسؤولة عن السلسلة B لأن تسلسل القواعد فيهما معلوم.

البنية الفراغية للإنسولين الأولي Proinsulin

البنية الفراغية للإنسولين الناضج Insulin

البنية الفراغية للإنسولين الناضج Insulin

طريقة إنتاج الإنسولين في بكتريا E.Coli

طريقة إنتاج الإنسولين في بكتريا E.Coli إنتاج السلسلة B قطعة DNA مصنعة تحمل المعلومات الوراثية للسلسلة B إنتاج الخلايا المحورة وراثيا وتضاعفها بصورة مستقلة تنقية ثم مزج A + B ثم أكسدة لتكوين الجسور إنسولين إدخال قطعتي DNA في بلازميدات مختلفة إنتاج السلسلة A قطعة DNA مصنعة تحمل المعلومات الوراثية للسلسلة A

حل الإشكالية ينتج من البحث عن المعلومات الصحيحة في الكتب والمراجع

مراحل تصنيع ونضج الإنسولين

مراحل تصنيع ونضج الإنسولين

Figure 5.23 The quaternary structure of proteins Quaternary structure = structure that results from the interactions between several polypeptide chains سلسلة ببتيدية بروتين كروي: الهيموجلوبين بروتين ليفي: الكولاجين Supercoiled structure gives it strength

”من يرد الله أن يهديه يشرح صدره للإسلام ومن يرد أن يضله يجعل صدره ضيقا حرجا كأنما يصعد في السماء“