الشكل 5-6 - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

📚 تركيب البروتين الثلاثي الأبعاد ووظائفه

المفاهيم الأساسية

تغيير الخواص الطبيعية (Denaturation): عملية تشوه تركيب البروتين الطبيعي ثلاثي الأبعاد وتفسده، مما يؤدي إلى فقدان وظيفته. تنتج عن تغيرات في درجة الحرارة، الرقم الهيدروجيني (pH)، وقوة الرابطة الأيونية.

الإنزيم: عامل محفز حيوي (بروتين) يعمل على تسريع التفاعل الكيميائي دون أن يُستهلك، ويؤدي عادةً إلى تخفيض طاقة تنشيط التفاعل.

خريطة المفاهيم

```markmap

المركبات العضوية الحيوية (كيمياء الحياة)

البروتينات

الوظائف

• تنظيم التفاعلات الكيميائية الحيوية
• الدعم البنائي
• نقل المواد
• تقليص العضلات
• تسريع التفاعلات الكيميائية (الإنزيمات)
• تنظيم العمليات الخلوية
• الاتصالات داخل الخلايا وفيما بينها
• تسريع حركة الخلايا
• مصدر للطاقة عند شح المصادر الأخرى

التركيب

• بوليمرات عضوية
• مونومراتها: الأحماض الأمينية
• ترتبط الأحماض الأمينية بروابط ببتيدية
• يجب أن يكون البروتين مطوياً في تركيب ثلاثي الأبعاد صحيح

#### التركيب الثلاثي الأبعاد (الطي)

• يتم تثبيت الأحماض الأمينية في مواقع معينة بواسطة الروابط الهيدروجينية.
• أنماط الطي:

- الشكل الحلزوني (يشبه لفات سلك الهاتف)

- الصحيفة المطوية (تنثني السلسلة إلى الأمام والخلف)

- اللفات (تنثني السلسلة إلى الخلف على نفسها)

• قد يحتوي البروتين على عدة لوالب، وصحائف، ولفات، وقد لا يحتوي على أي منها.
• الشكل الكلي للعديد من البروتينات شكل كروي غير منتظم.

#### تغيير الخواص الطبيعية (Denaturation)

• تشوه التركيب ثلاثي الأبعاد الطبيعي للبروتين.
• الأسباب: التغيرات في درجة الحرارة، الرقم الهيدروجيني (pH)، وقوة الرابطة الأيونية.
• النتيجة: فقدان البروتين لوظيفته (يصبح غير فعال).
• مثال: صلابة زلال البيضة عند السلق.

#### الإنزيمات

• أمثلة: البابايين (موجود في البابايا والأناناس).
• الوظيفة: عامل محفز حيوي يسرع التفاعلات دون أن يُستهلك.
• آلية العمل: تخفيض طاقة تنشيط التفاعل عن طريق تثبيت الحالة الانتقالية.
• مثال تطبيقي: البابايين يحلل جزيئات البروتين في اللحم القاسي فيجعله طرياً.

#### الأحماض الأمينية

• جزيئات عضوية
• التركيب العام:

- ذرة كربون مركزية

- مجموعة أمين (NH₂-)

- مجموعة كربوكسيل (-COOH)

- ذرة هيدروجين (H)

- سلسلة جانبية متغيرة (R)

#### تنوع السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية

• ألكانات غير قطبية
• مجموعات الهيدروكسيل القطبية
• مجموعات حامضية (مثل الكربوكسيل)
• مجموعات قاعدية (مثل الأمين)
• حلقات أروماتية
• مجموعات تحتوي على الكبريت

#### تكوين الرابطة الببتيدية

• حمض أميني + حمض أميني → ببتيد ثنائي + ماء
• تفاعل تكثيف (نزع ماء)
• تتحد مجموعة الكربوكسيل لأحد الأحماض مع مجموعة الأمين للحمض الآخر

#### الببتيدات والبروتينات

##### الرابطة الببتيدية

• رابطة أميدية
• تربط بين الأحماض الأمينية

##### ثنائي الببتيد

• حمضان أمينيان مرتبطان
• الترتيب مهم: Gly-Phe ≠ Phe-Gly
• لكل طرف مجموعة أمين حرة ومجموعة كربوكسيل حرة
• تبنيه الخلايا بإضافة أحماض أمينية للطرف الكربوكسيلي

##### عديد الببتيد

• 10 أحماض أمينية أو أكثر

##### البروتين

• نحو 50 حمضًا أمينيًا أو أكثر

##### تنوع البروتينات

• 20 حمضًا أمينيًا فقط
• عدد التتابعات هائل: 20² لثنائي الببتيد، 20⁵⁰ لأصغر بروتين
• خلايا الإنسان تصنع 80,000–100,000 بروتين مختلف

الكربوهيدرات

الوظائف

• تزويد الطاقة
• توفير المواد البنائية

الليبيدات

الوظائف

• تكوين الأغشية الخلوية
• تخزين الطاقة
• تنظيم العمليات الخلوية

الأحماض النووية

الوظيفة

• تخزين ونقل المعلومات الوراثية

اختبار السكريات البسيطة (تجربة بندكت)

الهدف

• الكشف عن وجود السكريات البسيطة في الأغذية

المؤشر

• تغير لون المحلول إلى الأصفر أو البرتقالي

```

نقاط مهمة

• يعتمد عمل البروتين داخل الخلية على شكله ثلاثي الأبعاد الصحيح (المطوي بشكل صحيح).
• عملية تغيير الخواص الطبيعية تجعل البروتين غير فعال، كما في حالة صلابة البيضة المسلوقة.
• الإنزيمات هي بروتينات تعمل كمحفزات حيوية، مثل إنزيم البابايين الذي يحلل البروتينات ويُستخدم في تطرية اللحم.
• الروابط الهيدروجينية تلعب دوراً حاسماً في تثبيت شكل البروتين الثلاثي (اللوالب والصحائف المطوية).

يتضمن طي سلاسل الببتيد في صورة شكل حلزوني أو صحيفة مطوية تثبيت الأحماض الأمينية في مواقع معينة بواسطة الروابط الهيدروجينية. فقد تتكون بعض أجزاء عديد الببتيد في صورة شكل حلزوني يشبه لفات سلك الهاتف. وقد تنثني بعض الأجزاء الأخرى إلى الأمام وإلى الخلف بصورة متكررة مكونة تركيباً على هيئة صحيفة مطوية عدة طيات. وقد تنثني سلسلة عديد الببتيد إلى الخلف على نفسها وتغير اتجاهها. كما يمكن أن يحتوي بروتين معين على عدة لوالب، وصحائف، ولفات، وقد لا يحتوي على أي منها. ويبين الشكل 5-6 نمط طي اللولب نموذجي وصحيفة، والشكل الكلي للأبعاد الأبعاد للعديد من البروتينات شكل كروي غير منتظم. فإذا تعذر أن يقوم بعمله داخل الخلية.

تغيير طبيعة البروتين ارجع إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية

الإنزيمات

تغير الخواص الطبيعية ينتج عن التغيرات في درجة الحرارة وقوة الرابطة الأيونية والرقم الهيدروجيني pH والعوامل الأخرى كالفات طيات البروتين واللوالب، وهي العملية التي تشوه تركيب البروتين الطبيعي الأبعاد وتزفره أو تتلفه. ويؤدي طي عدة أجزاء إلى تغير الخواص الطبيعية للبروتينات في الأغذية، فعند سلق بيضة تصبح صلبة لأن زلال البيضة الغني بالبروتين يتصلب نتيجة تغير الخواص الطبيعية للبروتين، ولما كانت البروتينات تعمل بصورة صحيحة فقط عندما تكون مطوية، لذا فإنها تصبح غير فعالة بصورة عامة إذا حدث لها تحويل في خواصها الطبيعية.

هي التي تشوه تركيب البروتين الطبيعي الأبعاد وتزفره أو تتلفه. ويؤدي طي عدة أجزاء إلى تغير الخواص الطبيعية للبروتينات في الأغذية، فعند سلق بيضة تصبح صلبة لأن زلال البيضة الغني بالبروتين يتصلب نتيجة تغير الخواص الطبيعية للبروتين، ولما كانت البروتينات تعمل بصورة صحيحة فقط عندما تكون مطوية، لذا فإنها تصبح غير فعالة بصورة عامة إذا حدث لها تحويل في خواصها الطبيعية.

الخواص الطبيعية

البابايين هو أحد أمثلة الإنزيمات التي قد تكون استعملتها ويوجد في البابايا، والأناناس، ومصادر نباتية أخرى. ويعمل هذا الإنزيم عاملاً مساعداً في التفاعل الذي يفكك جزيئات البروتين، ويحولها إلى أحماض أمينية حرة. والبابايين هو العامل الفعال في بقاء اللحوم طرية؛ فعندما تتر ألياف البروتين في اللحم القاسية يصبح أكثر طراوة.

الوظائف المتعددة للبروتينات

تؤدي البروتينات أدواراً كثيرة في الخلايا الحية؛ فهي تقوم بتسريع التفاعلات الكيميائية، ونقل المواد، وتنظيم العمليات الخلوية، والدعم البنائي للخلايا، والاتصالات داخل الخلايا وفيما بينها، وتسريع حركة الخلايا، وتعمل عمل المصدر للطاقة عند شح المصادر الأخرى.

تسريع التفاعلات

تعمل الإنزيمات معظم المخلوقات الحية عمل الإنزيمات والعوامل المحفزة للتفاعلات الكثيرة التي تحدث في الخلايا الحية. يعد الإنزيم عاملاً محفزاً حيوياً؛ حيث يعمل على تسريع التفاعل الكيميائي دون أن يستهلك في هذا التفاعل، ويؤدي عادة إلى تخفيض طاقة تنشيط التفاعل عن طريق تثبيت الحالة الانتقالية.

https://www.ien.edu.sa

وزارة 213 تعليم Ministry of Education 2025 - 1447

--- SECTION: الشكل 5-6 --- يتضمن طي سلاسل الببتيد في صورة شكل حلزوني أو صحيفة مطوية تثبيت الأحماض الأمينية في مواقع معينة بواسطة الروابط الهيدروجينية. فقد تتكون بعض أجزاء عديد الببتيد في صورة شكل حلزوني يشبه لفات سلك الهاتف. وقد تنثني بعض الأجزاء الأخرى إلى الأمام وإلى الخلف بصورة متكررة مكونة تركيباً على هيئة صحيفة مطوية عدة طيات. وقد تنثني سلسلة عديد الببتيد إلى الخلف على نفسها وتغير اتجاهها. كما يمكن أن يحتوي بروتين معين على عدة لوالب، وصحائف، ولفات، وقد لا يحتوي على أي منها. ويبين الشكل 5-6 نمط طي اللولب نموذجي وصحيفة، والشكل الكلي للأبعاد الأبعاد للعديد من البروتينات شكل كروي غير منتظم. فإذا تعذر أن يقوم بعمله داخل الخلية. --- SECTION: تجربة عملية --- تغيير طبيعة البروتين ارجع إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية --- SECTION: واقع الكيمياء في الحياة --- الإنزيمات تغير الخواص الطبيعية ينتج عن التغيرات في درجة الحرارة وقوة الرابطة الأيونية والرقم الهيدروجيني pH والعوامل الأخرى كالفات طيات البروتين واللوالب، وهي العملية التي تشوه تركيب البروتين الطبيعي الأبعاد وتزفره أو تتلفه. ويؤدي طي عدة أجزاء إلى تغير الخواص الطبيعية للبروتينات في الأغذية، فعند سلق بيضة تصبح صلبة لأن زلال البيضة الغني بالبروتين يتصلب نتيجة تغير الخواص الطبيعية للبروتين، ولما كانت البروتينات تعمل بصورة صحيحة فقط عندما تكون مطوية، لذا فإنها تصبح غير فعالة بصورة عامة إذا حدث لها تحويل في خواصها الطبيعية. هي التي تشوه تركيب البروتين الطبيعي الأبعاد وتزفره أو تتلفه. ويؤدي طي عدة أجزاء إلى تغير الخواص الطبيعية للبروتينات في الأغذية، فعند سلق بيضة تصبح صلبة لأن زلال البيضة الغني بالبروتين يتصلب نتيجة تغير الخواص الطبيعية للبروتين، ولما كانت البروتينات تعمل بصورة صحيحة فقط عندما تكون مطوية، لذا فإنها تصبح غير فعالة بصورة عامة إذا حدث لها تحويل في خواصها الطبيعية. --- SECTION: Denaturation --- الخواص الطبيعية البابايين هو أحد أمثلة الإنزيمات التي قد تكون استعملتها ويوجد في البابايا، والأناناس، ومصادر نباتية أخرى. ويعمل هذا الإنزيم عاملاً مساعداً في التفاعل الذي يفكك جزيئات البروتين، ويحولها إلى أحماض أمينية حرة. والبابايين هو العامل الفعال في بقاء اللحوم طرية؛ فعندما تتر ألياف البروتين في اللحم القاسية يصبح أكثر طراوة. --- SECTION: The Multiple Functions of Proteins --- الوظائف المتعددة للبروتينات تؤدي البروتينات أدواراً كثيرة في الخلايا الحية؛ فهي تقوم بتسريع التفاعلات الكيميائية، ونقل المواد، وتنظيم العمليات الخلوية، والدعم البنائي للخلايا، والاتصالات داخل الخلايا وفيما بينها، وتسريع حركة الخلايا، وتعمل عمل المصدر للطاقة عند شح المصادر الأخرى. تسريع التفاعلات تعمل الإنزيمات معظم المخلوقات الحية عمل الإنزيمات والعوامل المحفزة للتفاعلات الكثيرة التي تحدث في الخلايا الحية. يعد الإنزيم عاملاً محفزاً حيوياً؛ حيث يعمل على تسريع التفاعل الكيميائي دون أن يستهلك في هذا التفاعل، ويؤدي عادة إلى تخفيض طاقة تنشيط التفاعل عن طريق تثبيت الحالة الانتقالية. https://www.ien.edu.sa وزارة 213 تعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 5-6 Description: Diagram illustrates the formation of peptide bonds between amino acids and the resulting secondary and tertiary structures of proteins, including alpha-helices, beta-sheets, and random coils, held together by hydrogen bonds. Data: Illustrative diagram, not quantitative data. Context: Illustrates the structural levels of proteins, explaining how peptide chains fold into specific three-dimensional shapes.