שיעור 3- טרנספורט וקיר התא

‫הממברנה הציטופלסמטית‬
‫המשך‬
The major
functions of
the
cytoplasmic
membrane
‫תפקידי הממברנה‬
‫לתחום את הציטופלסמה‪.‬‬
‫לשמש מחיצה סלקטיבית )מניעת מעבר מולקולות מתוך התא החוצה ולהיפך(‬
‫מולקולות מים ומולקולות לא טעונות יכולות לעבור את הממברנה‪ .‬העברה אקטיבית של מולקולות‬
‫מים יכולה להתבצע על ידי חלבונים הקרויים ‪ aquaporins‬הקיימים בכל התאים מכל‬
‫הסוגים‪.‬‬
‫בממברנה מעוגנים חלבונים רבים חלקם אנזימים ואחרים מעורבים במעבר סלקטיבי של‬
‫מולקולות אל התא ומתוך התא החוצה ‪.‬‬
‫אתר לפעילות מטבולית )בהעדר אורגנלות מוקפות ממברנה כמו באאוקריוטים(‪ .‬רוב האנזימים‬
‫הקשורים בנשימה ויצירת ‪ .ATP‬אנזימים המעוגנים בממברנת התא מסייעים בסנטזת‬
‫מקרומולקולות‪.‬‬
‫הממברנה משמשת כמאגר אנרגיה בתא‪ .‬הממברנה יכולה להיות טעונה ‪ +‬בחוץ ו‪ -‬בפנים‪ .‬המצב‬
‫הטעון דומה למצב של בטריה וקרוי ‪ .proton motive force‬מצב זה אחראי לתיפקודים‬
‫דורשי אנרגיה בתא כמו מעבר חומרים אקטיבי דרך הממברנה‪ ,‬תנועה וביוסינטזה של‬
‫‪.ATP‬‬
1
2
3
The three
classes of
membranetransporting
systems
1
Simple transport
1. Simple transport
2. Group translocation
Heat
‫ לא ספציפיים‬stable
protein
‫חלבוני ציטופלסמה‬
Mechanism of the phosphotransferase system of
‫ גלוקוז מנוז פרוקטוז‬Escherichia coli
‫‪3.ATP-Binding Cassette (ABC-type) transporter‬‬
‫בגרם חיוביים‬
‫חלבונים קושרי‬
‫סובסטרט קשורים‬
‫לממברנה‬
‫‪In E. coli, the maltose‬‬
‫‪transport system is an‬‬
‫‪example of an ABC‬‬
‫‪system‬‬
‫החלבון הפריפלסמטי יכול להכניס לתא חומרים הנמצאים בריכוזים מאד נמוכים ‪ 1 -‬מיקרומולר‬
‫‪kinase‬‬
Protein Export
Proteins are exported out of prokaryotic
cells through the actions of proteins called
translocases, which are specific in the
types of proteins exported.
The Cell Wall of Prokaryotes:
Peptidoglycan and Related
Molecules
Cell walls of Bacteria
Peptidoglycan
Each peptidoglycan repeating subunit is composed of:
1. Two N-acetyl-glucose-like sugars
2. Four amino acids (L-alanine, D-alanine, D-glutamic
acid, and either lysine or diaminopimelic acid)
N-acetylglucosamine
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪M‬‬
‫החומצה המורמית הינה תרכובת ייחודית לחיידקים‬
‫דופן בלטינית = ‪murus‬‬
‫‪peptidoglycan = murein‬‬
‫‪1‬‬
‫‪G‬‬
β(1,4) glycosidic bond
1
4
Diaminoacids present in Peptidoglycan
Diaminopimelic acid
Lysine
Escherichia coli G-
Staphylococcus aureus G+
‫פפטידוגליקאן‬
‫פפטידוגליקאן‬
‫‪.1‬‬
‫מורמיק אסיד וגלוקוז אמין מהוות תמיד את השלד של מולקולות‬
‫הפפטידוגליקאן‪ .‬בכל המיקרים יהיה הקישור של הפפטיד לגשר דרך הח‪.‬‬
‫המורמית‬
‫‪.2‬‬
‫הסוכרים בפפטידוגליקאן קשורים ביניהם תמיד בקשרי ‪β-1, 4‬‬
‫‪ .3‬שונות בין מינים קיימת בעיקר‪:‬‬
‫בח‪ .‬האמינו השלישית בפפטיד הנקשרת לקצה הקרבוקסילי של הח‪ .‬האמינית‬
‫הרביעית – ‪) .D-Ala‬שונות תיתכן גם בח‪ .‬אמינית מס' ‪(1‬‬
‫בגשר בין הפפטידים‪) .‬בגרם חיוביים מגוון גשרים ובגרם שליליים הקשר בד"כ‬
‫ישיר בין ‪ DAP‬ל‪(D-Ala -‬‬
‫קיימים יותר ממאה טיפוסי פפטידוגליקאן‬
‫דופן בחיידקים גרם חיוביים‬
‫‪ 90% .1‬מקיר התא בנוי פפטידוגליקאן )עד ‪ 25‬שכבות (‬
‫‪ .2‬קשרי הרוחב בד"כ על ידי גשר פפטידי )למשל ב‪ S. aureus -‬על ידי‬
‫‪ 5‬גליצין‪ – dialanine –Streptococcus pyogenes ,‬שתי מולקולות‬
‫של ‪(L-ala‬‬
‫‪ .3‬קשרי צילוב רבים יותר מאשר בגרם שליליים‬
‫ המשך‬- ‫דופן בחיידקים גרם חיוביים‬
Teichoic acids
Structure of the ribitol teichoic
acid of Bacillus subtilis
Polymer of ribitol units
Polymer of glycerol
R represent D-ala, glucose or other
lactobacillus -‫לדוגמא‬
‫דופן בחיידקים גרם חיוביים ‪ -‬המשך‬
‫‪.1‬‬
‫הח‪ .‬הטייכואיות קשורות לפפטידוגליקאן בקשר קוולנטי דרך הקבוצה‬
‫ההידרוקסילית ‪ 6‬של ‪NAM‬‬
‫‪.2‬‬
‫כאשר ח‪ .‬טייכואית שקועות בממברנה היא נקראת ח‪ .‬ליפוטייכואית‬
‫‪6‬‬
‫‪.3‬‬
‫הח‪ .‬הטייכואיות תורמות מטען שלילי לקיר התא‪ .‬תפקיד משוער‪-‬‬
‫לאפשר מעבר חומרים טעונים דרך הדופן‬
‫ח‪ .‬טייכואיות אינן מצויות בחיידקים גרם שליליים‬
Summary diagram of the gram-positive cell wall
25
‫ ננומטר – עובי פפטידוגליקאן‬20-80
‫חלבונים השקועים בפפטידוגליקאן )גרם חיובי(‬
‫לחלבונים קשר קוולנטי לגשר הפנטגליציני‬
‫)‪ 5‬מולקולות הגליצין המהוות את הגשר בחלק‬
‫מהחיידקים הגרם חיוביים בין הפפטידים הקשורים לשרשרת הסוכרים( בפפטידוגליקאן‬
‫תפקידים משוערים‪:‬‬
‫‪ .1‬קישור לתאי מאכסן )שלב ראשון בפתוגניות(‬
‫‪ .2‬קישור ביצירת ביופילם‬
‫‪ .3‬אנזימים לעיבוד חלבונים חוץ תאיים‬
‫‪ .4‬טיפול אנזמתי בנוטריאנטים גבה מולקולריים כמו קזאין )לאקטובצילוס(‬
‫‪ .5‬תפקיד בקוניוגציה‬
‫‪ .6‬מניעת פאגוציטוזיס‬