Biochemie
Hoofdstuk 1: Inleiding
1. Biomoleculen
Macromoleculen = bestaat uit bouwstenen/monomeren
Cellen 4 belangrijke groepen biomoleculen
- Aminozuren
- Koolhydraten
- Nucelotiden
- Lipiden
Aminozuren
- Aminofunctie + zuurfunctie -> gebonden aan centraal C
- Zwitterion -> pH 7, groepen geïoniseerd
• Molecule netto neutraal
= zwitterion
- Bouwstenen van eiwitten
= aminozuur
Koolhydraten
- = monosacchariden/suikers
- (CH2O)n
- Aldehyde/ketonfunctie
- Glucose
= glucose
- Bouwstenen van polysacchariden
1
,Nucleotiden
- 3 componenten: 5Csuiker, base, 1 of meer Pgroepen
- Bouwstenen van DNA/RNA
Lipiden
- Lage oplosbaarheid in water
- Cholesterol
Macromoleculen = beperkt aantal bouwstenen w gecombineerd, grotere variatie aan grotere
structuren kan w geproduceerd
- Voordeel
• Beperkte hvlheid materiaal nodig voor overleving
• Informatie vastleggen
- Residuen = monomeren ingebouwd in polymeer
- Soorten polymeren
• Eiwitten/proteinen
• Nucleïnezuren
• Polysacchariden
Eiwitten/proteïnen
- Polymeren van aminozuren
• 20 versch aminozuren
• Opvouwen tot structuren gerelateerd aan hun functie
- Functies
• Enzymen
• Structurele eiwitten
• Transport kleine moleculen
Nucleïnezuren
- Polymeren van nucleotiden
• DNA/RNA
• 4 nucleotiden -> adenine, guanine, cytosine, uracil
• Dubbelehelixstructuur
- Volgorde van nucleotiden van belang
Polysacchariden
- Lineaire/vertakte ketens monosacchariden
- Functie
• Opslag energie
• Structuur
Membranen = polymeren van lipiden
2. Energie en metabolisme
Energie -> nodig voor levensfuncties, groeien, vermenigvuldigen van cellen
2
,- Macromoleculen maken uit bouwstenen
- Beweging
- Celdeling …
1e wet thermodynamica = energie kan niet w gecreëerd, kan alleen omgezet w in een andere vorm
Energie vrijkomt bij vormen binding -> vrijgesteld als warmte of gebruiken om verbinding te verbreken
Gibbs vrije energie
- 2 componenten
• Enthalpie (H) = warmte inhoud
• Entropie (S) = mate van wanorde
è Hoe meer mogelijkheden om componenten te schikken -> groter wanorde
2e wet thermodynamica = entropie van een systeem neemt steeds toe
G = H – TS -> vrije energie in systeem
- Enthalpie
• H < 0 = exotherm (vrijstelling warmte)
• H > 0 = endotherm (opname warmte)
- Entropie
• A -> B + C (entropie toenemen)
- G < 0 = spontane/exergonische reactie
- G > 0 = niet-spontane/endergonische reactie
- G = 0 -> evenwicht
Gekoppelde reacties = ongunstige reacties koppelen aan gunstige -> totaalsysteem waar G < 0
Reductie = endergonisch, H toevoegen of O onttrekken
Oxidatie = exergonisch, CO2 vormen
3. Oorsprong vh leven
Prebiotisch wereld
- Atmosfeer: H2O, N2, CO2
- Oparin en Haldane hypothese -> UV straling vd zon en elektrische ontlading zorgen voor ontstaan
eenvoudige organische moleculen
- Miller experiment -> organische verbindingen knn bouwstenen zijn van grotere biomoleculen
(aminozuren)
• Analoog exp aanwezigheid HCN -> pyrimidine en purine basen w gevormd
Chemische evolutie = condensatie van eenvoudige moleculen tot complexe (Fes = katalysator)
3
, Cel = systeem waar moleculen georganiseerd voorkomen
- Eerste cellen: CO2 fixeren -> CO2 omzetten tot organische stoffen (energie door oxidatie van H2S
Fotosynthetische org -> zonlicht gebruiken om CO2 te fixeren
Aeroben = O2 knn gebruiken
Anaeroben = Oarme gebieden
Hoofdstuk 2: Chemie in waterige omgeving
1. Inleiding
Water
- oplosmiddel of solvent
- opvouwing van macromoleculeb door interactie met functionele groepen
- assamblage celstructuren
- biochemische reacties
2. Eigenschappen van water
Vorm
- HOH 104,5°
- Polair (dipool)
- Elektronegatief
- OH 0,96 Å
H-brug
- + geladen H intrageren met vrije elektronenparen van O
- O- - H 1,8 Å
Ijs
- Elke water omreing door 4 andere -> roosterstructuur
- Centrale molecule -> 2x donor en 2x acceptor
Vloeibaar water
- In beweging -> H bruggen w continu herschikt
- Cohesief = oppspanning
3. Niet-covalente bindingen
= H-bruggen, ionaire bindinge, vdws, hydrofobe interacties
Niet-covalente binding
- elektrostatisch karakter
- Tss + kern en – elektronenwolk
- Zwak
H-bruggen
- O, N, S met H2O -> NH, OH, SH
- Tss complementaire basen in DNA -> intermoleculair
- Structuur van eiwitten -> intramoleculair
4
Hoofdstuk 1: Inleiding
1. Biomoleculen
Macromoleculen = bestaat uit bouwstenen/monomeren
Cellen 4 belangrijke groepen biomoleculen
- Aminozuren
- Koolhydraten
- Nucelotiden
- Lipiden
Aminozuren
- Aminofunctie + zuurfunctie -> gebonden aan centraal C
- Zwitterion -> pH 7, groepen geïoniseerd
• Molecule netto neutraal
= zwitterion
- Bouwstenen van eiwitten
= aminozuur
Koolhydraten
- = monosacchariden/suikers
- (CH2O)n
- Aldehyde/ketonfunctie
- Glucose
= glucose
- Bouwstenen van polysacchariden
1
,Nucleotiden
- 3 componenten: 5Csuiker, base, 1 of meer Pgroepen
- Bouwstenen van DNA/RNA
Lipiden
- Lage oplosbaarheid in water
- Cholesterol
Macromoleculen = beperkt aantal bouwstenen w gecombineerd, grotere variatie aan grotere
structuren kan w geproduceerd
- Voordeel
• Beperkte hvlheid materiaal nodig voor overleving
• Informatie vastleggen
- Residuen = monomeren ingebouwd in polymeer
- Soorten polymeren
• Eiwitten/proteinen
• Nucleïnezuren
• Polysacchariden
Eiwitten/proteïnen
- Polymeren van aminozuren
• 20 versch aminozuren
• Opvouwen tot structuren gerelateerd aan hun functie
- Functies
• Enzymen
• Structurele eiwitten
• Transport kleine moleculen
Nucleïnezuren
- Polymeren van nucleotiden
• DNA/RNA
• 4 nucleotiden -> adenine, guanine, cytosine, uracil
• Dubbelehelixstructuur
- Volgorde van nucleotiden van belang
Polysacchariden
- Lineaire/vertakte ketens monosacchariden
- Functie
• Opslag energie
• Structuur
Membranen = polymeren van lipiden
2. Energie en metabolisme
Energie -> nodig voor levensfuncties, groeien, vermenigvuldigen van cellen
2
,- Macromoleculen maken uit bouwstenen
- Beweging
- Celdeling …
1e wet thermodynamica = energie kan niet w gecreëerd, kan alleen omgezet w in een andere vorm
Energie vrijkomt bij vormen binding -> vrijgesteld als warmte of gebruiken om verbinding te verbreken
Gibbs vrije energie
- 2 componenten
• Enthalpie (H) = warmte inhoud
• Entropie (S) = mate van wanorde
è Hoe meer mogelijkheden om componenten te schikken -> groter wanorde
2e wet thermodynamica = entropie van een systeem neemt steeds toe
G = H – TS -> vrije energie in systeem
- Enthalpie
• H < 0 = exotherm (vrijstelling warmte)
• H > 0 = endotherm (opname warmte)
- Entropie
• A -> B + C (entropie toenemen)
- G < 0 = spontane/exergonische reactie
- G > 0 = niet-spontane/endergonische reactie
- G = 0 -> evenwicht
Gekoppelde reacties = ongunstige reacties koppelen aan gunstige -> totaalsysteem waar G < 0
Reductie = endergonisch, H toevoegen of O onttrekken
Oxidatie = exergonisch, CO2 vormen
3. Oorsprong vh leven
Prebiotisch wereld
- Atmosfeer: H2O, N2, CO2
- Oparin en Haldane hypothese -> UV straling vd zon en elektrische ontlading zorgen voor ontstaan
eenvoudige organische moleculen
- Miller experiment -> organische verbindingen knn bouwstenen zijn van grotere biomoleculen
(aminozuren)
• Analoog exp aanwezigheid HCN -> pyrimidine en purine basen w gevormd
Chemische evolutie = condensatie van eenvoudige moleculen tot complexe (Fes = katalysator)
3
, Cel = systeem waar moleculen georganiseerd voorkomen
- Eerste cellen: CO2 fixeren -> CO2 omzetten tot organische stoffen (energie door oxidatie van H2S
Fotosynthetische org -> zonlicht gebruiken om CO2 te fixeren
Aeroben = O2 knn gebruiken
Anaeroben = Oarme gebieden
Hoofdstuk 2: Chemie in waterige omgeving
1. Inleiding
Water
- oplosmiddel of solvent
- opvouwing van macromoleculeb door interactie met functionele groepen
- assamblage celstructuren
- biochemische reacties
2. Eigenschappen van water
Vorm
- HOH 104,5°
- Polair (dipool)
- Elektronegatief
- OH 0,96 Å
H-brug
- + geladen H intrageren met vrije elektronenparen van O
- O- - H 1,8 Å
Ijs
- Elke water omreing door 4 andere -> roosterstructuur
- Centrale molecule -> 2x donor en 2x acceptor
Vloeibaar water
- In beweging -> H bruggen w continu herschikt
- Cohesief = oppspanning
3. Niet-covalente bindingen
= H-bruggen, ionaire bindinge, vdws, hydrofobe interacties
Niet-covalente binding
- elektrostatisch karakter
- Tss + kern en – elektronenwolk
- Zwak
H-bruggen
- O, N, S met H2O -> NH, OH, SH
- Tss complementaire basen in DNA -> intermoleculair
- Structuur van eiwitten -> intramoleculair
4
