לקטט דהידרוגנאז הוא אנזים ממשפחת הדהידרוגנאזות, אשר מזרזים תגובות חמצון חיזור. לשם כך הוא משתמש בקופקטור NAD+. בתגובה זו, פירובט יכול לעבור חיזור ללקטט (ובמקביל NADH עובר חמצון ל- NAD+) או לקטט יחומצן לפירובט (ו- NAD+ יחוזר ל NADH). תגובת החיזור של פירובט ללקטט (חומצה לקטית) נפוצה מאוד בשרירי השלד בעת מאמץ אינטנסיבי.
חשיבות.
בתהליך הגליקוליזה מופקת אנרגיה על ידי הקטבוליזם של גלוקוז לפירובט. בתהליך זה האנזים גליצראלדהיד 3-פוספט דהידרוגנאז מזרז ריאקצית חמצון-חיזור. על כל מולקולת גלוקוז אחת, מתרחשות שתי תגובות חמצון (בהן שתי מולקולות NAD+ מחוזרות ל-2NADH). כלומר, תהליך הגליקוליזה (מגלוקוז על פירובט) אינו מאוזן מבחינת חמצון חיזור. אם לא ימוחזר ה- NAD+ בציטופלסמה, תהליך הגליקוליזה יעצר בשל מחסור במקבלי אלקטרונים. עצירה בתהליך הגליקוליזה אינה רצויה כיוון שהיא תגרום ירידה ביכולת התא לייצר אנרגיה. לפיכך, כדי לאפשר קטבוליזם של מולקולות גלוקוז נוספות, יש לחמצן בחזרה את מולקולות ה- NADH ל- NAD+. הריאקציה של לקטט דהידרוגנאז מאפשרת מיחזור של NAD+ על ידי חיזור פירובט ללקטט.
חשוב לציין כי ריאקציה זו מתרחשת גם בכיוון ההפוך (מלקטט לפירובט), בזירוזו של אותו אנזים. כאשר יש עליה באספקת החמצן לתאים, ניתן להמשיך בקטבוליזם דרך מעגל קרבס. במקרים אלה הריאקציה מתהפכת, לקטט מחומצן לפירובט, והאחרון עובר תגובות נוספות על ידי קומפלקס פירובט דהידרוגנאז כך שנוצר אצטיל-קואנזים A שנכנס למעגל קרבס.
מעגל קורי.
מרבית הלקטט (חומצה הלקטית) שנוצר בעת מאמץ אינטנסיבי בשרירים (בריאקציה שמזרז לקטט דהידרוגנאז) עוברת במחזור הדם לכבד, שם בתהליכי גלוקונאוגנזה הלקטט משמש אבן בנין ליצירת גלוקוז.
איזואנזימים.
לאנזים לקטט דהידרוגנאז ידועים חמישה איזואנזימים (אנזימים המזרזים את אותה תגובה, אך בעלי רצפים שונים ותכונות קינטיות שונות). האיזואנזימים השונים מתקבלים מאוליגומריזציה שונה של שני סוגי תתי יחידות (הקרויות M ו- H) למבנה רביעוני של טטרמר. ברקמות שונות מתבטאים איזואנזימים שונים. לדוגמה, LDH-1 בנוי מארבע תתי יחידות זהות (4H) ומתבטא באופן דומיננטי בתאי לב. לעומת זאת LDH-5 בנוי גם כן מארבע תתי יחידות זהות, אך מהסוג השני (4M) ומתבטא בעיקר בכבד ובשרירי השלד. LDH-3 מורכב משתי תתי יחידות M ושתי תתי יחידות H, והוא מתבטא בעיקר בריאות. LDH-4 מתבטא בכליות והוא מורכב מתת יחידה H אחת ומשלוש תתי יחידות M.
ברפואה.
מכיוון ש LDH הוא אנזים כל כך נפוץ בתאים ניתן לאבחן טראומות ומחלות שונות (כגון סרטן, התקפי לב ואפילו איידס) על ידי מדידת רמותיו בדם. נזק תאי גורם להפרשת LDH, ולכן לעליה ברמותיו בסרום. ניתן לאבחן את סוג הרקמה שנפגעה לפי סוג האיזואנזים שהופרש.
פוספוגלוקומוטאז
פוספוגלוקומוטאז הוא אנזים, ממשפחת אנזימי המוטאז, המצוי בכל תא צמחי ואנימלי. תפקידו הוא העברת קבוצת פוספט על מונומר של גלוקוז מעמדה 1' לעמדה 6' במולקולה או ביצוע הפעולה ההפוכה.
התגובה המזורזת.
פוספוגלוקומוטאז מזרז את ריאקצית ההעברה התוך-מולקולרית של קבוצת הפוספט הנמצאת על מולקולת גלוקוז. ליתר דיוק, הפוספט הנמצא על פחמן מספר 1 במטבוליט גלוקוז-1-פוספט עובר לעמדה מספר 6 בגלוקוז, לקבלת גלוקוז-6-פוספט. זוהי ריאקציה הפיכה היכולה להתרחש בתאים לשני הכיוונים.
בגליקוגנוליזה (פרוק גליקוגן).
גלוקוז-1-פוספט נוצר מביקוע גליקוגן על ידי האנזים גליקוגן פוספורילאז. על מנת שתוצר זה יוכל להיכנס לתהליכים מטבוליים, כגון, תהליך הגליקוליזה הוא עובר איזומריזציה לגלוקוז-6-פוספט, על ידי פוספוגלוקומוטאז.
בגליקוגנזה (סינתזת גליקוגן).
בריכוזים גבוהים של גלוקוז-6-פוספט האנזים פוספוגלוקומוטאז מזרז את הריאקציה ההפוכה: גלוקוז-6-פוספט עובר איזומריזציה לגלוקוז-1-פוספט. זהו השלב הראשון בסינתזה של גליקוגן מיחידות גלוקוז. בשלבים הבאים ייווצר UDP-גלוקוז, שבעזרת האנזים גליקוגן סינטאז ישמש מולקולת הסובסטרט שתאפשר הוספת הגלוקוז לגליקוגן.
מנגנון קטליטי.
לסיכום, מהשלבים הנ"ל מגיעים למצב בו האנזים בסה"כ לא עבר שינוי ומוכן לקלוט סובסטרט חדש למזור קטליטי נוסף והסובסטרט עבר שינו מבני לגלוקוז-6-פוספט.
מוטאז
מוטאז הוא שם כללי בביוכימיה לאנזימים המזרזים את ריאקציית העברת קבוצה פונקציונלית מעמדה אחת לאחרת בתוך אותה מולקולה.
דוגמה.
האנזים פוספוגלוקומוטאז מזרז את העברת קבוצת הפוספט בין עמדות '1 ו- '6 בגלוקוז. ההרכב הכימי הכללי של גלוקוז-1-פוספט זהה לתכולת האטומים בגלוקוז-6-פוספט אך מבחינה מבנית וכימית, וגם מבחינה ביולוגית, אלו שתי מולקולות שונות.
מנגנון קטליטי.
לאנזימי המוטאז לרוב יש את החומצה האמינית סרין כקבוצה קטליטית באתר הפעיל. לדוגמה, במקרה של פוספוגלוקומוטאז, הסרין הפעילה תקשור את קבוצת הפוספט - מצב שמקנה לאנזים את יכולתו להעביר קבוצות פונקציונליות מהעמדות השונות.
2,3-ביספוספוגליצרט
2,3-ביספוספוגליצרט או 2,3-דיפוספוגליצרט (בלועזית: 2,3-Bisphosphoglycerate או 2,3-Diphosphoglycerate ובקיצור 2,3-BPG או 2,3-DPG) היא מולקולה, בעלת שלושה פחמנים הנמצאת בתאי דם אדומים בבני אדם בריכוז של כ-5 מילימול לליטר.
בפעילותה משפיעה על זיקתו של ההמוגלובין לחמצן ומסייעת לשחרור החמצן בגוף.
רקע ותיאור.
העברת החמצן בגוף נעשית באמצעות מולקולת ההמוגלובין היכולה להיקשר ולשחרר ארבע מולקולות חמצן. כאשר אל ההמוגלובין לא קשורים חמצניים הוא נקרא דאוקסיהמוגלובין. מולקולת הביספוספוגליצרט בעלת זיקה גבוהה להמוגלובין בצורה זו. אתר הקישור שלה הוא הכיס ההידרופובי החיובי בדאוקסיהמוגלובין בעל חומצות האמינו ליזין (Lys) והיסטידין (His), וכך לכל מולקולת המוגלובין יכולה להיקשר מולקולה אחת בלבד של 2,3BPG.
למולקולת ה2,3BPG השפעה אלוסטרית שלילית על ההמוגלובין, עם קשירתה היא מווסתת ומקטינה את זיקתו של ההמוגלובין לקשירת חמצן ויכולת שחרור החמצן מנגד, מוגברת. ה2,3BPG הכרחי לפעילות תקינה של המוגלובין ובלעדיו ההמוגלובין היה נמצא באופן מתמיד במצב קושר חמצן וחמצן לא היה משתחרר ממנו ומגיע לרקמות הגוף.
יצירת מולקולת 2,3DPG.
מולקולה זו נוצרת ממולקולת 1,3DPG על ידי האנזים ביספוספוגליצרט מוטאז ועובר שבירה על ידי פוספטאז לצורת ה3-פוספוגליצרט, סינתוז ושבירת המולקולה נעשים כחלק מתהליך הגליקוליזה. את תפקוד מולקולת ה2,3DPG מצאו ב-1967 רינהולד בנאש ורות בנאש.
השפעות הקשירה של 2,3DPG לחמצן.
כאשר 2,3BPG נקשרת לדאוקסיהמוגלובין היא פועלת לייצוב המצב עם הזיקה הנמוכה לחמצן של ההמוגלובין, מצב T (ראו מודל KNF ומודל MWC). על ידי ייצוב מצב ה-T קשה יותר להמוגלובין לקשור חמצניים ויהיה מצב מועדף לשחרורם ברקמות הגוף.
המולקולה נכנסת לבקע שיש להמוגלובין במצב הדאוקסי שלו תוך ניצול הסימטריה המולקולרית והפולריות החיובית והקישור נעשה תוך יצירת קשר יוני עם חומצות האמינו ליזין והיסטידין.
מצב ה-R של האוקסיהמוגלובין, עם החמצן, בעל קונפורמציה (מבנה מרחבי) שונה שאינה מאפשרת את הקישור המתואר.
2,3DPG היא חלק ממנגנון היזון חוזר שמטרתו למנוע היפוקסיה- חוסר אספקת חמצן בכמות מספקת לרקמות, במצבים המועדים לכך ברגישות גבוהה כמו: המצאות בגובה רב, בעיות בנתיבי האוויר או חסמים בלב, במצבים אלו בתאי הדם האדומים ייצרו כמות מוגברת של 2,3DPG כך שיתאפשר שחרור מוגבר של חמצן לרקמות.
המוגלובין עוברי.
לוויסות קשירת החמצן תפקיד חשוב בהתפתחות העוברית, העובר זקוק לחמצן מהדם של האם ולכן יש צורך בזיקה גבוהה יותר של ההמוגלובין העוברי לחמצן.
בהמוגלובין העוברי מוחלפת החומצה אמינית ה-143 היסטידין בסרין שמורידה את הזיקה ל 2,3DPG ובכך הזיקה לקשירת חמצן עולה ולעובר מתאפשר לצרוך חמצן דרך שילית האם.
שחרור החמצן מתאפשר ברקמות העובר הודות לכך שהלחץ החלקי של החמצן ברקמותיו נמוך יותר משל אדם בוגר מה שמאפשר את הצלחת שחרור החמצן.
חיים אמזלאג
חיים נסים אמזלאג או אמזלאק (1828–1916) היה איש עסקים ומנהיג קהילתי יהודי מארץ ישראל. אחרי שהתיישב ביפו שימש כסגן קונסול בריטניה בעיר וראש הסניף של כל ישראל חברים. בימי הקפיטולציות היה לו תפקיד חשוב בהגנה על היהודים תושבי העיר, למרות שלא היו נתינים בריטיים. הוא השתתף באופן פעיל ברכישת האדמות לייסוד המושבות הראשונות: בשנת 1878 פתח תקווה ובשנת 1882 ראשון לציון והיה ממייסדי שכונת נווה צדק בשנת 1887.
ביוגרפיה.
נולד בגיברלטר בשנת 1828 למשפחה יוצאת מרוקו. בשנת 1834 משפחתו עלתה לארץ ישראל והתיישבה בירושלים. אביו של חיים אמזלאג, יוסף אמזלאג, היה סוחר עשיר ממרוקו שביקר ביפו כבר בשנת 1816 ובאמצעות הציר הבריטי באיסטנבול השיג כתב חסות מהשלטון העות'מאני. הוא היה ידיד אישי של משה מונטפיורי, שהתארח אצלו בביקוריו בארץ.
בילדותו קיבל חינוך מסורתי ולצד זאת השתלם בהשכלה כללית ובשפות אירופאיות. הוא עבר להתגורר ביפו בשנות החמישים המאוחרות של המאה ה-19. משנת 1852 הוא ערך מסע דרך ארצות האגן המזרחי של הים התיכון במסגרת עיסוקו בסחר בינלאומי. בין השאר קיבל מהקונסול הכללי של בריטניה בטריאסטה תעודת-מעבר המתירה לו לעבור באופן חופשי, "וללא מכשולים ומעצורים". כאשר הגיע ליפו, העיר הייתה בעיצומה של התפתחות. נמל יפו שרת את עולי הרגל והעולים היהודים לירושלים ולארץ ישראל וכן היה לנמל היצוא של פרי הדר מפרדסי השפלה ומישור החוף ושיווקם לחו"ל.