מבנה שניוני
המבנה השניוני בחלבון הוא מושג בביוכימיה, המתייחס למבנים מאפיינים של השרשרת הראשית של חומצות האמינו (לעיתים נקרא גם שלד) של הפוליפפטיד. מבנים שניוניים הם בדרך כלל אלמנטים מחזוריים, הנובעים מקשרי מימן בין קבוצות ה-NH וה-CO של הקשרים הפפטידיים בשרשרת הראשית. קבוצות השייר של חומצות האמינו אינן מעורבות בייצוב המבנה השניוני.
מבנים עיקריים
[עריכת קוד מקור | עריכה]
ישנם ארבעה סוגי מבנים עיקריים:
- סליל אלפא (alpha helix) - המבנה השניוני הנפוץ ביותר. זהו מבנה סלילי, כדוגמת קפיץ, בדרך כלל בעל סיבוב ימני. הצורה הסלילית נוצרת בזכות קשרי מימן הקושרים בין כל חומצה אמינית לחומצה האמינית הרחוקה ממנה מרחק ארבע חומצות אמינו ברצף החלבון.
- משטח בטא (beta sheet) - מבנה של משטחים הנוצר על ידי קשרי מימן בין מקטעים מקביליים של השרשרת הפוליפפטידית. כל מקטע במשטח בטא נקרא גדיל. משטחים בעלי פחות מ-4 גדילים הם נדירים, עקב חוסר יציבות. מבנה אופייני מורכב מ-6 גדילים.
- סיבוב (turn) ולולאה (loop) - תפקידם הוא הפיכת כיוון השרשרת הפוליפפטידית.
- האתר הפעיל של חלבון המשמש כאנזים. זהו האתר בו נעשית הפעילות הכימית הקטליטית של החלבון.
קיפול החלבון למבנה השניוני
[עריכת קוד מקור | עריכה]בהנחה שלכל חומצת אמינו יש שלושה מצבים שונים שבהם היא יכולה להיות (סליל אלפא, משטח בטא או מבנה אקראי), אז מספר האפשרויות של קיפול חלבון הוא , כאשר n הוא מספר חומצות האמינו בחלבון. לכן אפילו בחלבון לא גדול במיוחד מספר אפשרויות הקיפול עצום. למרות זאת, בתוך התא קיפול החלבון לוקח שניות מעטות. נראה כי בעת קיפול החלבון, החלבון אינו עובר דרך כל הקונפורמציות האפשריות, אלא קיפול החלבון לקונפורמציה מסוימת, בעלת האנרגיה הנמוכה ביותר, מונע את ההיתכנות של רבות מהאפשרויות האחרות, ולכן תחום אפשרויות הקיפול האפשריות מצטמצם מאוד עם התקדמות קיפול החלבון.
ניבוי מבנים שניוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]קיימות מספר שיטות לניבוי מבנים שניוניים. ידועה במיוחד שיטת Chou-Fasman, שיטה הסתברותית נפוצה לקביעת המבנים השניוניים בחלבון. שיטה זו מסתמכות על הרכב המבנים השניוניים של חלבונים שהמבנה המרחבי שלהם נקבע בקריסטלוגרפיה בקרני רנטגן. לכל חומצה אמינית נקבעה ההסתברות להופעתה בסליל אלפא או במשטח בטא. לדוגמה, הסתברות נמוכה של חומצה אמינית מסוימת במבנה שניוני עשויה לרמז כי חומצה אמינית זו מפריעה לייצוב המבנה השניוני הזה (בשל הפרעה מרחבית, חשמלית וכדומה).
