General chemistry for the life sciences
Lecture 1
Reacties
- Evenwicht A + B -> AB
- Afbreking 2A -> 2B + C
- Opvouwing A -> A*
- Chaperone eiwitten A + B + C -> ABC
o GroEL systeem (bacterien)
o ‘dekseltje’
Chemische reactie: covalente binding
Fysische reactie: niet-covalente binding
Vloeibaar -> gas
Ribosomen
- 3 RNA
- 55 eiwitten
Intra-moleculair: binnen molecuul (vouwing)
Inter-moleculair: tussen moleculen (complex vorming)
Interactie klein, veel interacties -> sterke binding
Specifieke interactie – complementaire vorm + veel niet-covalente bindingen
1. Dispersiekracht: elektronen kunnen door hele molecuul bewegen
Ongelijke verdeling elektronen
+ en – trekken elkaar aan -> dispersiekracht
Niet sterk, vanderwaalskrachten
Zelfde EN
2. Dipolen: verschil in elektronegativiteit (EN)
1 deel altijd negatief, 1 deel altijd positief
Netto dipool moment: polair
3. Waterstofbrug: permanent dipoolbinding
Donor – receptor
O-H, N-H, F-H - H-O, H-N, H-F, C=O
Oplossen in water, DNA, eiwitstructuur
4. Hydrofobe interactie: hydrofobe moleculen kunnen geen H-bruggen vormen
-> zoeken elkaar op (naar elkaar toe gedreven)
Eiwitvouwing: hydrofobe kern, micellen
5. Ionbindingen: lading van ene ion naar de andere
NaCl, eiwitten (zoutbruggen), vouwing DNA
Thermodynamica
Planten: zonlicht -> ATP -> suiker
Mensen: suiker -> ATP -> vet/energie
ADP -> ATP
- Verbranding suiker
ATP -> ADP
- Energie komt vrij
ΔU = UADP – UATP = -30 kJ/mol
Eind minder energie dan begin: negatief getal, energie komt vrij
, Hoeveelheid energie = constant
Entropie neemt alleen maar toe
= dispersie deeltjes
Nooit 100% efficientie, altijd energie verloren (warmte)
Loopt een reactie? Totale entropie moet toenemen: ΔS > 0
Condensatie: entropie neemt af, exotherm proces: warmte komt vrij
Entropie van luchtmoleculen neemt toe: effect groter dan afname entropie watermoleculen
-> reactie loopt
ΔStot = ΔSsys + ΔSsur
Systeem + omgeving
Moet groter zijn dan 0, anders loopt de reactie niet
(toename > afname)
Als entropie afneemt, moet warmte vrijkomen
Vouwing eiwitten: ΔSsys < 0
Verandering van entropie bepaalt richting proces
Afname entropie: reactie loopt niet
ΔSsys = q/T
q = toegevoegde warmte
T = temperatuur
Lecture 1
Reacties
- Evenwicht A + B -> AB
- Afbreking 2A -> 2B + C
- Opvouwing A -> A*
- Chaperone eiwitten A + B + C -> ABC
o GroEL systeem (bacterien)
o ‘dekseltje’
Chemische reactie: covalente binding
Fysische reactie: niet-covalente binding
Vloeibaar -> gas
Ribosomen
- 3 RNA
- 55 eiwitten
Intra-moleculair: binnen molecuul (vouwing)
Inter-moleculair: tussen moleculen (complex vorming)
Interactie klein, veel interacties -> sterke binding
Specifieke interactie – complementaire vorm + veel niet-covalente bindingen
1. Dispersiekracht: elektronen kunnen door hele molecuul bewegen
Ongelijke verdeling elektronen
+ en – trekken elkaar aan -> dispersiekracht
Niet sterk, vanderwaalskrachten
Zelfde EN
2. Dipolen: verschil in elektronegativiteit (EN)
1 deel altijd negatief, 1 deel altijd positief
Netto dipool moment: polair
3. Waterstofbrug: permanent dipoolbinding
Donor – receptor
O-H, N-H, F-H - H-O, H-N, H-F, C=O
Oplossen in water, DNA, eiwitstructuur
4. Hydrofobe interactie: hydrofobe moleculen kunnen geen H-bruggen vormen
-> zoeken elkaar op (naar elkaar toe gedreven)
Eiwitvouwing: hydrofobe kern, micellen
5. Ionbindingen: lading van ene ion naar de andere
NaCl, eiwitten (zoutbruggen), vouwing DNA
Thermodynamica
Planten: zonlicht -> ATP -> suiker
Mensen: suiker -> ATP -> vet/energie
ADP -> ATP
- Verbranding suiker
ATP -> ADP
- Energie komt vrij
ΔU = UADP – UATP = -30 kJ/mol
Eind minder energie dan begin: negatief getal, energie komt vrij
, Hoeveelheid energie = constant
Entropie neemt alleen maar toe
= dispersie deeltjes
Nooit 100% efficientie, altijd energie verloren (warmte)
Loopt een reactie? Totale entropie moet toenemen: ΔS > 0
Condensatie: entropie neemt af, exotherm proces: warmte komt vrij
Entropie van luchtmoleculen neemt toe: effect groter dan afname entropie watermoleculen
-> reactie loopt
ΔStot = ΔSsys + ΔSsur
Systeem + omgeving
Moet groter zijn dan 0, anders loopt de reactie niet
(toename > afname)
Als entropie afneemt, moet warmte vrijkomen
Vouwing eiwitten: ΔSsys < 0
Verandering van entropie bepaalt richting proces
Afname entropie: reactie loopt niet
ΔSsys = q/T
q = toegevoegde warmte
T = temperatuur
