| Arabic | English | French |
| بروتينات | Proteins | Protéines |
| بنية البروتين | Protein structure | Structure de protéine |
كل البروتينات تحتوي عموما
على أربعة عناصر كيميائية وهي الكاربون (Carbon, C)، الهيدروجين (Hydrogen, H)، الأوكسيجين (Oxygen, O) والأزوت (Nitrogen, N). و بعض البروتينات تضم كذلك الكبريت (Sulfur, S) أو الفوسفور (Phosphorus, P) أو الإثنين. و يمثل عنصر الأزوت 16% من المكونات.
تعد البروتينات (Proteins) جزيئات كبيرة (Macromolecules) وهي عبارة عن سلسلة أو سلاسل من الأحماض الأمينية (Amino-acids) تتواصل بينها بالروابط البيبتيدية (Peptide bonds). غالبا، نتكلم عن البروتين عندما يتجاوز عدد الأحماض الأمينية 100 حمضا. نتحدث عن الببتيدات في أقل من 100 حمضا أمينيا.
تشير كلمة "عديدات الببتيد (Polypeptide)" إلى جزيئات تتكون من حوالي عشرة إلى حوالي مائة من الأحماض الأمينية.
تحتوي البيبتيدات القليلة (Oligopeptides) على ما بين اثنين إلى بضع عشرات من الأحماض الأمينية. تمثل
الكارنوزين
و الأسبارتام
أمثلة على ثنائيات الببتيدات، لأنها تحتوي على حمضين أمينيين فقط.
الجلوكاجون،
يعتبر هرمون ارتفاع السكر في الدم المكون من 29 حمضًا أمينيًا (هرمون الببتيد) وهو مثل للبيبتيدات العديدة.
All proteins generally contain four chemical elements: carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O) and nitrogen (N). Some proteins also contain sulfur (S), phosphorus (P), or both. Nitrogen represents 16% of the ingredients.
Proteins (البروتينات) are macromolecules with structures made up of chains of amino-acids linked together to others thanks to peptide bonds. We often speak of proteins when the number of amino acids exceeds 100. We speak of peptides (oligopeptides, polypeptides) for molecules of less than 100 amino-acids.
لا يوجد حتى الآن نظام عام مناسب لتصنيف كل
البروتينات. من بين التصنيفات المستعملة نجد تقسيم البروتينات إلى نوعين:
- البروتينات الك ام لة المتجانسة (Holoproteins)، تحتوي فقط على سلاسل من الأحماض الأمينية.
البروتينات الم ركبة أو المختلطة (Heteroproteins)، تضم، زيادة عن سلاسل الأحماض الأمينية، جزيئات من السكريات و تسمى البروتينات السكرية (Glycoproteins) أو الدهنيات و تسمى البروتينات الدهنية (Lipoproteins) أو الأحماض النووية و تسمى البروتينات النووية (Nucleoproteins). كما يمكن وجود بروتينات أخرى تصب في هذه الخانة، مثل البروتينات ال م فسفرة (Phosphoproteins) وهي البروتينات المرتبطة بحمض الفسفور والبروتينات ال مفلزة (Metalloproteins)وهي البروتينات المرتبطة بالمعادن والبروتينات الملونة (Chromoproteins) وهي البروتينات المرتبطة بزمر لونية والبروتينات الهيمية (Hemoproteins) التي لها ارتباط بمادة الهيمين (Hemin) و هي بورفيرين حديدي (Iron porphyrin) كالتي توجد في الخضاب الدموي أو الهيموكلوبين (Hémoglobine).
بالاعتماد على الشكل العام للبروتين، يمكن كذلك تمييز صنفين رئيسيين من البروتينات يسمى الأول البروتينات
الكروية (Globular proteins) والثاني البروتينات الليفية (Fibrous proteins). عكس البروتينات الليفية ، تمتاز البروتينات الكروية بقابليتها للذوبان في المحاليل المائية و قدرتها على التنقل والانتشار. الإنزيمات (enzymes) بروتينات كروية لها قدرات تحفيزية في أغلب التفاعلات البيولوجية للكائنات الحية. تعد البروتينات الليفية عناصر تركيبية و واقية لجسم الكائن الحي. كأمثلة لهذه، نجد كيراتين (keratin) الأظافر والقرون والحوافر، إلستين (elastin) العضلات والأوعية الدموية ثم كولجين (collagen) الأوتار.
إستنادا على ال وظيفة البيولوجية للبروتين، يمكن كذلك تصنيف البروتينات إلى إنزيمات، بروتينات تركيبية، بروتينات خازنة، بروتينات ناقلة، بروتينات متقلصة، بروتينات واقية في الدم، سموم و هرمونات.
بنيات البروتينات تنقسم إلى 4 بنيات أساسية، منها البنية الأولية (Primary tructure)، البنية الثنائية (Secondary structure)، البنية الثلاثية (Tertiary tructure) والبنية الرباعية (Quaternary structure).
البنية الأولية للبروتين
Primary structure of proteins
تنتج البنية الأولية (Structure primaire) للبروتين عن ترتيب الأحماض الأمينية الذي يطبع كل بروتين و هو مرهون بالمورثات المناسبة الموجودة داخل الحمض النووي الريبوزي ناقص الأوكسيجين (DNA). معرفة جميع الأحماض الأمينية المكونة لبروتين ما تتطلب حلمأته الكلية و القيام بتجارب دقيقة لمعرفة طرفيه الأميني و الكاربوكسيلي.
إعتبارا للروابط التي يمكنها أن تحدث بين مجموعات R لأحماض أمينية مبتعدة في
بروتين ما، تنتج بنيات مختلفة أخرى تغير شكل البروتين داخل أبعاد أخرى تتجلى في
البنيات الثانوية و الثلاثية و الرباعية.
البنية الثانوية للبروتين
Secondary structure of proteins
تتكون البنية الثانوية للبروتين (Structure secondaire) بالتفاف السلاسل الببتيدية على بعضها في شكلحلزونات أو لوالب ألفا (Hélice alpha, a) وصفائح بيتا (Feuillets beta, b). تلعب روابط الهدروجين (Liaisons hydrogène) دورا هاما في تكوين البنية الثانوية للبروتين. كمثل لبروتينات بلوالب ألفا، نذكر هرمون الأنسولين (Insuline) الذي يستعمل في معالجة مرض السكري (insuline and diabete) و يعد أول بروتين يصنع بالبيوتكنولوجيات الحديثة سنة 1979 و يتاجر فيه سنة 1982 (انظر الفقرة المتعلقة بالهندسة الوراثية). يتكون الأنسولين الناضج من سلسلتين بيبتيدية، سلسلة A (21 حمض أميني) و سلسلة B (30 حمض أميني) تظهر كل واحدة لوالب ألفا. زيادة عن روابط الهيدروجين، يحتوي الأنسولين على 3 قناطر كبريتية (2 بين السلسلتين وواحدة ذاخل السلسلة A).
الأنسولينيتكون من سلسلتين متعدد الببتيد (51 حمضًا). أمينإجمالاً). السلسلة A (21 حمض أميني) وسلسلة B (30 حمض أميني) وترتبط فيما بينها هم عن طريق جسرين ثاني كبريتيد وجسر ثاني كبريتيد واحد داخل السلسلة في السلسلة أ (راجع Structure 3D de l'insuline).
البنية الثلاثية للبروتين
Structure tertiaire.
تتكون البنية الثلاثية للبروتين (Tertiary structure) من اجتماع البنى الثانوية للبروتين (لوالب ألفا وصفائح بيتا) بوساطة قوى فيزيائية غير تكافؤية لتعطي الشكل النهائي والوظيفي للبروتين. تلعب الروابط التساهمية (من خلال الجسور -S-S-) والروابط الإيونية (بين الأحماض الأمينية القاعدية والأحماض الأمينية الحمضية) و الروابط الهيدروفوبية دورا هاما في تشكيل البنية الثلاثية للبروتين. هناك قاعدة مهمة يتبعها البروتين في المحافظة على بنيته الوظيفية تتعلق بتموقع الأحماض الأمينية المحبة للماء (acides aminés hydrophiles) على سطح البروتين وإخفاء الأحماض الأمينية النافرة للماء (acides aminés hydrophobes) داخله.
تعد البنية الثلاثية للبروتين بنية ثلاثية
البعد (Three-dimensional structure, 3D structure)، تلعب دورا رئيسيا في وظيفة البروتين. كمثل لهذا نذكر تشكيل الموقع النشيط (Site actif) للإنزيمات من خلال التقارب الثلاثي البعد لبعض الأحماض الأمينية (البعيدة
في ترتيبها داخل البنية الأولية). يعد الموقع النشيط منطقة ضرورية للتحفيز الإنزيمي، إذ يمكن من ارتباط مادة التفاعل (Substrate) بالإنزيم قبل أن تحولها إلى نواتج (Products). المزيد من المعلومات متوفر بالفقرة المتعلقة
بالإنزيمات.
 |
 |
 |
 |
 |
البنية الرباعية للبروتين
Quaternary structure .
تتشكل البنية الرباعية للبروتين (Quaternary structure) ب اتحاد وحدات بروتينية صغيرة (Protein subunits) لتؤدي وظيفة معينة. كمثل للبروتينات والذي يتكون من 4 وحدات صغيرةمن نوعي ألفا ( Alpha, a) و بيتا (Beta,) بنسبة 2 ألفا-2 بيتا (a 2- b 2).
كمثل
آخر سبق تناوله في فقرة البنية الثنائية للبروتينات، نذكر هرمون الأنسولين الذي يتكون من سلسلتين
بيبتيدية، سلسلة A و سلسلة B (51 حمض أميني في المجموع).
البنية البروتينية (البنيات الثلاثية و الرباعية، على الخصوص) غير ثابتة بل تتغير في البروتينات
لتأدية وظائفها المختلفة ولتحقيق هذا التغيير البنيوي يحدث تغير في ارتباطات البنيات
الثلاثية والرباعية، لذلك تسمى هذه البنيات بالتشكيلات (Conformations) وما يحدث لها من تغيرات
بالتغيرات التشكيلية (Conformational changes).
يلعب الكمبيوتر دورا هاما في معاينة بنيات البروتينات
في البعد الثالث. تعطي الفقرة المتعلقة
بمعاينة الجزيئات بواسطة برنامج Rastop، توضيحات أكثر في هذا المجال
سؤال Q1.
البنيات الوظيفية للبروتين هي:
The functional structures of proteins are:
(!البنية الأولية primary structure)(! البنية الأولية والبنية الثانوية primary structure and secondary structure)(! البنية الثانوية والبنية الثلاثية Secondary structure and tertiary structure)( البنية الثلاثية والبنية الرباعية tertiary structure and quaternary structure)(! البنية الثنائية Secondary structure)
سؤال Q2.
يتم تحديد البنية الرباعية للبروتين عن طريق الترميز الجيني للبروتين المقابل
The Quaternary Structure of a Protein is determined by the gene coding for the corresponding protein:
(!صحيح True)( خطأ False)
سؤال Q3.
يتم تثبيت البنية الرباعية للبروتين من خلال التفاعلات بين مجموعات السلسلة الجانبية
The quaternary structure of a protein is held by interactions between the side chain groups:
(!صحيح True)( خطأ False)
Answers
Q2. ليس للبنية الرباعية علاقة مباشرة بالمورث. بينما البنية الأولية للبروتين تعكس التسلسل الخطي للأحماض الأمينية في سلسلة عديد البيبتيد. و يتم تحديدها من خلال الجين المقابل للبروتين.
The quaternary structure has no direct relationship to the gene. While the primary structure of a protein reflects the linear sequence of amino acids in a polypeptide chain. It is determined by the gene corresponding to the protein.
Q3.البنية الرباعية للبروتين هي ترتيب وحدات فرعية من البروتين في مجمع متعدد الوحدات. تتكون العديد من البروتينات من أكثر من سلسلة عديد الببتيد. تطوى سلاسل عديد الببتيد هذه لتشكل وحدة فرعية من البروتين المعقد. تتحد جميع الوحدات الفرعية لتشكل بروتينًا وظيفيًا كاملاً. أما البنية الثلاثية للبروتين فتتكون من عناصر هيكلية ثانوية تتحد لتشكل المطابقات والمجالات. وبالتالي، يتم تثبيت البنية الثلاثية للبروتين معًا من خلال التفاعلات بين مجموعات السلسلة .الجانبية
Quaternary structure of a protein is the arrangement of protein subunits in a multi-subunit complex. Many proteins are composed of more than one polypeptide chain. These polypeptide chains fold to form a subunit of a complex protein. All subunits combine to form a complete functional protein. However, the tertiary structure of a protein consists of secondary structural elements that combine to form domains and conformations. Thus, the tertiary structure of the protein is held by interactions between side chain groups.
USEFUL LINKS
- أحماض أمينية. تأين ومعايرة
Amino-acids. Ionization, titration
- Visual comparison of different species of molecules in biochemistryمقارنة بصرية لأنواع مختلفة من جزيئات الكيمياء الحيوية (البيوكيمياء)
- Acides aminés en 3D
- Transcription
- Traduction du mRNA en protéines
- QCM-protéines 1
- QCM-protéines 2
- Protéines. Contrôle type S3
- Structure des protéines. Exercices et examens
- Fonctions des Protéines. QCM وظائف البروتينات
- Adressage des Protéines. QCM
- protéines recombinantes البروتينات المؤتلفة
- Matériaux de base (lipides, glucides, protéines et acides nucléiques) dans les programmes de l'enseignement secondaire
Livre 'Protéines. Cours et exercices' 'بروتينات. دروس وتمارين'
Faculty of Sciences, Cadi Ayyad University
Marrakech, 40000, Morocco
Email: baaziz@uca.ac.ma
Phone: 212524434649 (post 513)
Fax: 212524434669
