INLEIDING
1. BIOCHEMIE IS EEN BIOLOGISCHE EN EEN CHEMISCHE WETENSCHAP
- Macromoleculen: grote biomoleculen
- Interacties van biologische macromoleculen vormen de basis van alle leven
(chemische interacties)
2. DE 3 BIOPOLYMEREN: EIWITTEN, NUCLEÏNEZUREN EN POLYSACCHARIDEN
- Verschillende types biomoleculen:
Eiwitten
Nucleïnezuren
Polysacchariden
Vetten (lipiden)
- Eiwitten, nucleïnezuren, polysacchariden: opgebouwd door covalent binden van
stabiele eenheden of monomeren
Biomoleculen (macromoleculen) Bouwsteen (monomeer, covalent
gebonden)
Eiwitten Alfa-aminocarbonzuren (aminozuren)
Polysacchariden Monosacchariden (eenvoudige
suikers)
Nucleïnezuren DNA/RNA (erfelijk Nucleotiden (suiker + base +
materiaal) fosfaatgroepen)
- Eiwitten worden ook polypeptideketens genoemd
3. HET BELANG VAN NIET-COVALENTE AANTREKKINGSKRACHTEN IN DE STRUCTUUR,
STABILITEIT EN FUNCTIE VAN BIOMOLECULEN
- Functie van macromoleculaire biopolymeren hangt af van niet-covalente
elektrostatische aantrekkingskrachten tussen delen van deze grote moleculen
- Eiwitten moleculaire herkenning
4. HERHALING: FUNTIONELE GROEPEN EN COVALENTE KOPPELINGEN TUSSEN
FUNCTIONELE GROEPEN VAN BELANG IN BIOMOLECULEN
- Koolstofskelet met functionele groepen
, - Polair = hydrofiel = waterminnend
- Apolair = hydrofoob = watervrezend
HOOFDSTUK 1: ZWAKKE KRACHTEN TUSSEN
BIOMOLECULEN
- Covalente bindingen
- Niet-covalente bindingen:
Ionaire of elektrostatsiche binding
, Waterstofbinding (H-brug)
Van der Waals krachten
1. IONAIRE OF ELEKTROSTATISCHE AANTREKKING OF ZOUTBRUG
- Anion in de buurt van kation coulombkracht
- Wet van coulomb:
F = q1q2 / r2D
- D : dielektriciteitsconstante (vacuüm D = 1 , water D = 80)
- = zoutbrug (33 kJ/mol)
- Gevormd tussen eiwitten
- Belangrijke rol bij eiwitopvouwing, enzymatische katalyse, …
- Tussen polaire moleculen of functionele groepen dipool-dipoolkrachten /
keesomkrachten
2. WATERSTOFBRUGGEN
- Aantrekking tussen watermoleculen
- Ook tussen moleculen met geschikte functionele groepen
- Tussen O-H en N-H groepen
- Waterstofdonor: functionele groep met H-gebonden op O of N
- Waterstofbrugacceptor: oefent aantrekking uit op het H-atoom
- Geen elektronenuitwisseling
- Sterkte waterstofbrugvorming hangt af van positie van betrokken atomen (lineair/
niet-lineair)
- H-bruggen stabiliseren o.a. secundaire structuur van eiwitten (α-helix)
3. VAN DER WAALS KRACHTEN OF LONDONKRACHTEN
- Aantrekking tussen apolaire moleculen
- Geïnduceerd dipool resulteert in zwakke aantrekking
- Elektronenverdeling varieert dus asymmetrisch
- Optimale afstand voor interactie: som van de van der waals radii van atomen
- Van der waals radius: afstand van kern tot oppervlak van de ruimte bezet door
elektronen
4. HET EFFECT VAN WATER OP ZWAKKE AANTREKKINGSINTERACTIES
- Levende organismen bevatten 70-80% water
- Water is polair:
O-atoom trekt gemeenschappelijke elektronenparen van covalente bindingen naar
zicht toe permanente polaire structuur, dipoolmoment
- Waterstofbruggen tussen watermoleculen wisselen constant dynamisch netwerk
Water zeer cohesief
, Oppervlaktespanning
Hoog kookpunt
- Water is excellent solvent voor polaire moleculen en ionen
Watermantel zorgt ervoor dat de ladingen afgeschermd worden en minder
kunnen reageren met andere groepen
- Ionaire interacties en waterstofbruggen tussen biomoleculen worden afgezwakt in
water
5. HET HYDROFOOB EFFECT
- Hydrofoob vs hydrofiel
- Hydrofobe moleculen associëren in waterige oplossing
6. VEEL ZWAKKE KRACHTEN SAMEN MAKEN EEN STERK GEHEEL
- Vraag 1: hoe kunnen zwakke krachten van belang zijn als ze zwak zijn?
Vele kleintjes maken 1 groot (velcro)
Som van de individuele energiebijdragen van deze interacties voldoende
stabiliteit
Co-operativiteit: wanneer aantrekking optreedt op een deel van de chemische
groepen, brengt dit weer andere groepen dicht genoeg om attracties op elkaar uit
te oefenen
- Vraag 2: welk voordeel levert het zwak karakter vanuit biologisch standpunt?
Zwak karakter dynamisch
Delicate balans nodig tussen samenwerken en loslaten
HOOFDSTUK 2: AMINOZUREN EN PEPTIDEN
1. BIOCHEMIE IS EEN BIOLOGISCHE EN EEN CHEMISCHE WETENSCHAP
- Macromoleculen: grote biomoleculen
- Interacties van biologische macromoleculen vormen de basis van alle leven
(chemische interacties)
2. DE 3 BIOPOLYMEREN: EIWITTEN, NUCLEÏNEZUREN EN POLYSACCHARIDEN
- Verschillende types biomoleculen:
Eiwitten
Nucleïnezuren
Polysacchariden
Vetten (lipiden)
- Eiwitten, nucleïnezuren, polysacchariden: opgebouwd door covalent binden van
stabiele eenheden of monomeren
Biomoleculen (macromoleculen) Bouwsteen (monomeer, covalent
gebonden)
Eiwitten Alfa-aminocarbonzuren (aminozuren)
Polysacchariden Monosacchariden (eenvoudige
suikers)
Nucleïnezuren DNA/RNA (erfelijk Nucleotiden (suiker + base +
materiaal) fosfaatgroepen)
- Eiwitten worden ook polypeptideketens genoemd
3. HET BELANG VAN NIET-COVALENTE AANTREKKINGSKRACHTEN IN DE STRUCTUUR,
STABILITEIT EN FUNCTIE VAN BIOMOLECULEN
- Functie van macromoleculaire biopolymeren hangt af van niet-covalente
elektrostatische aantrekkingskrachten tussen delen van deze grote moleculen
- Eiwitten moleculaire herkenning
4. HERHALING: FUNTIONELE GROEPEN EN COVALENTE KOPPELINGEN TUSSEN
FUNCTIONELE GROEPEN VAN BELANG IN BIOMOLECULEN
- Koolstofskelet met functionele groepen
, - Polair = hydrofiel = waterminnend
- Apolair = hydrofoob = watervrezend
HOOFDSTUK 1: ZWAKKE KRACHTEN TUSSEN
BIOMOLECULEN
- Covalente bindingen
- Niet-covalente bindingen:
Ionaire of elektrostatsiche binding
, Waterstofbinding (H-brug)
Van der Waals krachten
1. IONAIRE OF ELEKTROSTATISCHE AANTREKKING OF ZOUTBRUG
- Anion in de buurt van kation coulombkracht
- Wet van coulomb:
F = q1q2 / r2D
- D : dielektriciteitsconstante (vacuüm D = 1 , water D = 80)
- = zoutbrug (33 kJ/mol)
- Gevormd tussen eiwitten
- Belangrijke rol bij eiwitopvouwing, enzymatische katalyse, …
- Tussen polaire moleculen of functionele groepen dipool-dipoolkrachten /
keesomkrachten
2. WATERSTOFBRUGGEN
- Aantrekking tussen watermoleculen
- Ook tussen moleculen met geschikte functionele groepen
- Tussen O-H en N-H groepen
- Waterstofdonor: functionele groep met H-gebonden op O of N
- Waterstofbrugacceptor: oefent aantrekking uit op het H-atoom
- Geen elektronenuitwisseling
- Sterkte waterstofbrugvorming hangt af van positie van betrokken atomen (lineair/
niet-lineair)
- H-bruggen stabiliseren o.a. secundaire structuur van eiwitten (α-helix)
3. VAN DER WAALS KRACHTEN OF LONDONKRACHTEN
- Aantrekking tussen apolaire moleculen
- Geïnduceerd dipool resulteert in zwakke aantrekking
- Elektronenverdeling varieert dus asymmetrisch
- Optimale afstand voor interactie: som van de van der waals radii van atomen
- Van der waals radius: afstand van kern tot oppervlak van de ruimte bezet door
elektronen
4. HET EFFECT VAN WATER OP ZWAKKE AANTREKKINGSINTERACTIES
- Levende organismen bevatten 70-80% water
- Water is polair:
O-atoom trekt gemeenschappelijke elektronenparen van covalente bindingen naar
zicht toe permanente polaire structuur, dipoolmoment
- Waterstofbruggen tussen watermoleculen wisselen constant dynamisch netwerk
Water zeer cohesief
, Oppervlaktespanning
Hoog kookpunt
- Water is excellent solvent voor polaire moleculen en ionen
Watermantel zorgt ervoor dat de ladingen afgeschermd worden en minder
kunnen reageren met andere groepen
- Ionaire interacties en waterstofbruggen tussen biomoleculen worden afgezwakt in
water
5. HET HYDROFOOB EFFECT
- Hydrofoob vs hydrofiel
- Hydrofobe moleculen associëren in waterige oplossing
6. VEEL ZWAKKE KRACHTEN SAMEN MAKEN EEN STERK GEHEEL
- Vraag 1: hoe kunnen zwakke krachten van belang zijn als ze zwak zijn?
Vele kleintjes maken 1 groot (velcro)
Som van de individuele energiebijdragen van deze interacties voldoende
stabiliteit
Co-operativiteit: wanneer aantrekking optreedt op een deel van de chemische
groepen, brengt dit weer andere groepen dicht genoeg om attracties op elkaar uit
te oefenen
- Vraag 2: welk voordeel levert het zwak karakter vanuit biologisch standpunt?
Zwak karakter dynamisch
Delicate balans nodig tussen samenwerken en loslaten
HOOFDSTUK 2: AMINOZUREN EN PEPTIDEN
