נעם אדיר

המעבדה לחקר מבנים מקרומולקולאריים, אשר נמצאת בפקולטה לכימיה ע”ש שוליך, נוסדה ב-1995.

תמונה #1: גביש של החלבון Phycocyanin, ותמונת פיזור קרני ה-X שלו עד לרזולוציה של 1.25 אנגסטרום. עוד מידע ניתן לקבל מהמאמרים #3 ו-4#.

במרכז אנו מבצעים מחקרים שונים המכוונים לפענוח הקשר בין המבנים התלת-ממדיים של מולקולות ביולוגיות לבין התפקוד שלהן. את המבנים אנחנו מפענחים בעיקר בעזרת קריסטלוגרפיה של קרני-X בשילוב עם שיטות ביו-פיזיקליות נוספות. הכרת המבנה התלת-מימדי של מולקולות מאפשרת הבנה עמוקה של מערכות ביולוגיות מורכבות מאוד. במעבדה אנחנו מבודדים את מולקולות המטרה, מגבשים את המולקולות לגבישים יחידים באיכות גבוהה, ומקרינים אותם בקרני-X. את פיזור קרני-X הייחודי מהגביש ניתן לפענח בעזרת אלגוריתמים מתמטיים עוצמתיים לבניה של המבנה המולקולרי, בקושר הפרדה (רזולוציה) אטומי. כאשר יודעים את מיקום כל האטומים – כולל של מולקולות הממס, קבוצות העזר, הליגנדות, הכרומופורים וכד’, ניתן לשייך פונקציות ידועות לקבוצות כימיות ספציפיות – או להציע פונקציות חדשות. המעבדה חוקרת לעומק, ברמה מולקולרית, מספר מערכות פוטוסינתטיות מצמחים, אצות וחיידקים. מערכות אלו כוללות אנטנות האוספות את אנרגיית השמש (בעיקר קומפלקס המכונה ה-Phycobilisome), חלבונים הקשורים להעברת אלקטרונים וחלבונים הקשורים לייצוב קומפלקסים (תמונה #1).

תמונה #2. תרשים של ה”ביו-גנרטור” ליצירת מימן ע”י התמרת אנרגית השמש ישירות ממערכות פוטוסינתטיות. לעוד מידע ראו מאמרים 1# ו-#2

העניין והידע שלנו בתחום הפוטוסינתזה הוביל אותנו לניסיון להפיק אנרגיה נקיה ישירות ממערכות פוטוסינתטיות ביולוגיות. בנינו “גנרטור ביולוגי” שיוצר זרם חשמלי ישירות מממברנות פוטוסינתטיות של צמחים או חיידקים (תמונה #2).

המעבדה גם עוסקת בפענוח מבנים של חלבונים נוספים בעלי חשיבות רפואית או תעשייתית, בעיקר אנזימים וחלבוני טרנספורט. אנחנו משתפים פעולה עם פרופ’ איילת פישמן מהפקולטה לביוטכנולוגיה והנדסת מזון על אנזים הנקרא טירוזינאז. אנזים זה מייצר בגופנו את המלנין המקנה לנו את צבעי

תמונה #3. האתר הפעיל של האנזים טירוזינאז עם ליגנדות קשורות. מידע נוסף במאמרים #5 ו-6#.

העור, שיער ועיניים, ופגמים באנזים מובילים ללבקנות. יחד, פענחנו את המבנים הראשונים של אנזים פעיל, יחד עם החומרים עליו הוא פועל (סובסטראטים) ומעכבים (תמונה #3).

• B. Sc. בכימיה, 1984, האוניברסיטה העברית בירושלים, ישראל
• Ph.D בביוכימיה 1990, האוניברסיטה העברית בירושלים, ישראל
• חוקר בתר- דוקטורט 1990-5, המחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת קליפורניה, סאן דייגו, ארה”ב.
• חבר סגל בטכניון – מכון טכנולוגי לישראל מ-1995.

Determination of tyrosinase substrate binding modes reveals mechanistic differences between type-3 copper proteins. M. Goldfeder, M. Kanteev, S. Isaschar-Ovdat, N. Adir^* and A. Fishman^*. Nature Communications, 5, 4505 (2014).

The Orange Carotenoid Protein burrows into the Phycobilisome to provide photoprotection. D. Harris, O. Tal, D. Jallet, A. Wilson, D. Kirilovsky, and N. Adir. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 113(12), E1655-1662 (2016).

The amino acid sequence repertoire of the bacterial proteome and the occurrence of untranslatable sequences. S. Penias Navon, G. Kornberg, J. Chen, T. Schwartzman, A. Tsai, E.V. Puglisi, J.D. Puglisi^* and N. Adir^*. 113(26), 7166-7170. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA (2016).

Hybrid Bio-Photo-Electro-Chemical Cells for Solar Water Splitting. R. I. Pinhassi, D. Kallmann, G. Saper, H. Dotan, A. Linkov, A. Kay, V. Livneau, G. Schuster, N. Adir, and A. Rothschild. Nature Communications 7, 12552 (2016).

The unravelling of the complex pattern of tyrosinase inhibition. B. Deri, M. Kanteeva, M. Goldfeder, D. Lecina, V. Guallarb, N. Adir, and A. Fishman. Scientific Reports 6, 34993 (2016).

Live cyanobacteria produce photocurrent and hydrogen by functional coupling of the respiratory and photosynthetic systems G. Saper, D. Kallmann, F. Conzuelo, F. Zhao, T.N. Tóth, V. Liveanu, S. Meir, J. Szymanski, A. Aharoni, W. Schuhmann, A. Rothschild, G. Schuster^* and N. Adir^*. Nature Communications 9, 2168 (2018).

Structural studies reveal protein dynamics crucial for protein carotenoid uptake and delivery. D. Harris, A. Wilson, F. Muzzopappa, N.N. Sluchanko, T. Friedrich, E. G. Maksimov, D. Kirilovsky^* and N. Adir^*. Communications Biology (Nature) 1, 125-136 (2018).

Structural heterogeneity leads to functional homogeneity in A. marina phycocyanin. S. Bar-Zvi, A. Lahav, D. Harris, D.M. Niedzwiedzki, R.E. Blankenship and N. Adir. Biochimica et Biophysica Acta – Bioenergetics 1859, 544-553 (2018).

The structure of a heat-shock protein in 2M urea exhibits initial stages of denaturation. S. Ghosh, F. Salama, M. Dines and N. Adir. BBA Proteins and Proteomics 1867, 442-452 (2019).

Excitation energy migration pathways between multiple phycocyanin populations in A. marina phycobilisomes D.M. Niedzwiedzki, S. Bar-Zvi, R.E. Blankenship and N. Adir. BBA Bioenergetics 1860, 286-296 (2019).

Variant PADI3 in central centrifugal cicatricial alopecia. L. Malki, O. Sarig, M. T. Romano, M. C. Mechin, A. Peled, M. Pavloski, L. Samuelov, L. Uwakwe, V. Briskin, J. Mohamad, A. Gat, O. Isakov, T. Rabinowitz, N. Shomron, N. Adir, M. Simon, A. McMichael, N. C. Dlova, R. C. Betz and E. Sprecher. New England Journal of Medicine 380, 833-841 (2019).

Improved quantum efficiency in an engineered light harvesting/Photosystem II super-complex for high current density biophotoanodes. V. Hartmann, D. Harris, T. Bobrowski, A. Ruff, M. Rögner, W. Schuhmann, N. Adir^* and M.M. Nowaczyk^*. Journal of Material Chemistry A 8, 14463- 14471 (2020). Hot Papers themed collection.

 Carotenoid uptake, binding and delivery by water-soluble proteins in cyanobacteria. D. Harris, F. Muzzopappa, F. Glaser, A. Wilson, D. Kirilovsky and N. Adir. BBA Bioenergetics 1861, 148214. (2020).

1985-1990, Teaching and Advanced Teaching Assistant, Department of Biochemistry, The Hebrew University, Jerusalem, Israel

(Biochemistry (Undergraduate

(Protein Isolation (Undergraduate

1995-present, Professor, Schulich Faculty of Chemistry, Technion

(General Chemistry (Undergraduate

(Principles of Chemistry (Undergraduate

(Laboratory in Principles of Chemistry (Undergraduate

(Structure and Function of Macromolecules (Graduate/Undergraduate

(Selected Topics in Structural Biology (Graduate/Undergraduate

(Biological Photochemistry (Graduate/Undergraduate