Lexine van Berg – 2025-2026
Biochemie
wrm. biochemie id geneeskunde?
- werking v. proteïnen begrijpen: = werkpaarden v/d cel itt tot DNA (‘inert’)
- invloed v. medicijnen op proteïnen (= doelwitten v. medicijnen, soms zelf medicijn (antilichaam))
- ad basis v. allerlei aandoeningen/klinische syndromen
- leren begrijpen hoe proteïnen opgebouwd zijn & hoe ze functioneren
H1: Zwakke krachten & hun rol id biochemie
- biochemische processen < transiënte/permanente interacties (bindingen) tss.
biomoleculen (eiwitten, l0604ipiden, metabolieten)
- bindingen: zwakke, niet-covalente associaties tss. moleculen:
1) H-bruggen
2) ionaire/elektrostatische binding
3) hydrofoob effect
4) van der Waals interactie
(1e 3 w beïnvloed dr. naburige watermoleculen)
1.1. Watermoleculen vormen netwerk via waterstofbruggen
- levende organismen bevatten 70 tot 80% water
- O trekt gem. elektronenparen v. covalente bindingen nr. zich toe
⇒ polaire structuur – dipoolmoment
- watermoleculen oriënteren ( ⇒ VEP O nr. H v. buur) – zwakke interactie = waterstofbrug
- E v. H-bruggen tss. watermoleculen = ~5 kcal/mol
(<< bindingsE covalente binding O-H = 110 kcal/mol)
- afstand tss. kernen:
H-bruggen = 2,7 Å (<< covalente binding O-H = 1,2 Å)
- hoog kookpunt v. water (⇒ continu uitwisselen H-bruggen)
1.2. Waterstofbruggen ontstaan ook tss. moleculen met functionele groepen
- geschikte functionele groepen = atomen met elektronegatief karakter (O, N)
→ OH, NH2 , C=O, amidegroepen (goede oplosbaarheid! → hydrofiel)
- waterstofbrugdonor
- waterstofbrugacceptor
- lineaire H-bruggen = sterkst
- afstand tss. kernen: 2,6 - 3,1 Å (2x covalente binding)
1.3. Ionaire binding
- verschil in elektronegatief karakter = groot: e- paar in donor gaat over nr. acceptor ⇒ anion
- H+ kan associëren met ander atoom ⇒ kation
- wet v. Coulomb bepaalt aantrekkingskracht
- diëlektriciteitsconstante (D) (water = 80, vacuüm = 1)
↪ omgevingsfactoren die aantrekkingskracht beïnvloeden
elektrostatische interacties = onafh. v/d richting (itt covalente bindingen & waterstofbruggen)
- water = goed oplosmiddel vr. ionen (dr. dipoolkarakter)
- ionen: watermantel (hydratatie-E komt vrij)
↪ dr. membraan migreren / associëren met eiwitten → (partieel) watermantel verliezen
1
,Lexine van Berg – 2025-2026
1.4. Van-der-Waals-interactie
- in niet-polaire moleculen: transiënte dipool → zwakke interactie
- afh. v. afstand: (2 atomen: elkaar te dicht naderen → afstoting, ver uit elkaar: kracht sterk verminderen)
optimale afstand vr. interactie = van der Waals radius: ~2x afstand cov. binding
- E ~ 1 kcal/mol (wel belangrijk!)
intramoleculaire herkenning bij opvouwing eiwitten → gebeurt dr. complementaire stapeling v. opp. die in elkaar passen
Van-der-waals-kracht = grootst bij Van-der-waals-radius C = covalente straal
1.5. Hydrofobe effect
- hydrofiel ↔ hydrofoob (moeilijk oplosbaar in water)
- hydrofobe moleculen associëren in waterige oplossing (bv. 2 benzeen moleculen)
→ energetisch ongunstig ⇒ waternetwerkstructuur w verstoord
→ meerdere hydrofobe moleculen: doen dat minder ⇒ met elkaar associëren ⇒ hydrofobe opp. w kleiner
- drijvende kracht bij eiwitopvouwing
1.6. Vele kleintjes maken 1 groot
- deze krachten: noodzakelijk vr. biochemische processen
- bv. dubbelstrengig DNA < H-brugvorming tss. nucleotiden
- bv. hydrofobe kracht: vorming membraanstructuur
- ≠ krachten werken samen:
secundaire structuur eiwitten: H-brugvorming + van der Waals + hydrofobe interacties
DNA binding dr. transcriptiefactoren → elektrostatische interacties & waterstofbrugvorming
2
, Lexine van Berg – 2025-2026
Biochemie
H2: Lipiden & cellulaire membranen
2.1. Inleiding
- 4 klassen organische macromoleculen: eiwitten, polynucleotiden, suikers & vetten/lipiden
- hydrofoob karakter, wateronoplosbare moleculen (meeste ook hydrofiel gedeelte)
(ambivalent: goede & slechte kant)
16-C vetzuur: CH3(CH2)14-COO-
(geen functionele groepen, enkel C&H) apolair polair (geladen)
- rol:
1) brandstof (cellulaire Ebron) (ATP)
2) signaalmolecule
3) biologische membranen (structuur)
- 3 voornaamste groepen:
1) fosfolipiden (1/meer fosfaatgroepen)
2) glycolipiden (connectie bloedgroepen)
3) cholesterol (1 molecule, = precursor alle steroïdhormonen)
Lipiden = v. medisch belang
- Multiple Sclerose: verlies v. plasmalogen (bep. lipide) → de-myelinatie (⇒ oogproblemen)
- hartaandoeningen: antilichamen tgn fosfolipiden (auto-immuunziekte: tgn cellen v/h eigen lichaam)
- Alzheimer: verhoogde afbraak v. membraan fosfolipiden
2.2. Fosfolipiden (1) → niet alleen structurele, maar soms ook functionele rol
- alg. structuur:
- glycerol ruggengraat
- OH-groepen (op C1 & C2) veresterd met vetzuurketen (lange C-keten met COOH)
- fosfaatgroep
- C2 heeft chiraal centrum (L = natuurlijk voorkomende vorm)
- fosfaatgroep nogmaals veresterd (met polair alcohol)
- acylketens = onvertakt, even aantal C-atomen (meestal 14 tot 24)
- meest voorkomend: C16 & C18-ketens
- # dubbele bindingen (altijd cis configuratie) = variabel
- verzadigde ↔ onverzadigde vetzuren (met dubbele binding)
in dierlijke fosfolipiden = meestal 1 v/d 2 ketens verzadigd
triviale naam # C-atomen dubbele binding
myristinezuur C14
stearinezuur C18
oleïnezuur C18 C9-10
linolinezuur C18 C9-10, C12-13
(essentieel!)
arachidonzuur C20 4
3
Biochemie
wrm. biochemie id geneeskunde?
- werking v. proteïnen begrijpen: = werkpaarden v/d cel itt tot DNA (‘inert’)
- invloed v. medicijnen op proteïnen (= doelwitten v. medicijnen, soms zelf medicijn (antilichaam))
- ad basis v. allerlei aandoeningen/klinische syndromen
- leren begrijpen hoe proteïnen opgebouwd zijn & hoe ze functioneren
H1: Zwakke krachten & hun rol id biochemie
- biochemische processen < transiënte/permanente interacties (bindingen) tss.
biomoleculen (eiwitten, l0604ipiden, metabolieten)
- bindingen: zwakke, niet-covalente associaties tss. moleculen:
1) H-bruggen
2) ionaire/elektrostatische binding
3) hydrofoob effect
4) van der Waals interactie
(1e 3 w beïnvloed dr. naburige watermoleculen)
1.1. Watermoleculen vormen netwerk via waterstofbruggen
- levende organismen bevatten 70 tot 80% water
- O trekt gem. elektronenparen v. covalente bindingen nr. zich toe
⇒ polaire structuur – dipoolmoment
- watermoleculen oriënteren ( ⇒ VEP O nr. H v. buur) – zwakke interactie = waterstofbrug
- E v. H-bruggen tss. watermoleculen = ~5 kcal/mol
(<< bindingsE covalente binding O-H = 110 kcal/mol)
- afstand tss. kernen:
H-bruggen = 2,7 Å (<< covalente binding O-H = 1,2 Å)
- hoog kookpunt v. water (⇒ continu uitwisselen H-bruggen)
1.2. Waterstofbruggen ontstaan ook tss. moleculen met functionele groepen
- geschikte functionele groepen = atomen met elektronegatief karakter (O, N)
→ OH, NH2 , C=O, amidegroepen (goede oplosbaarheid! → hydrofiel)
- waterstofbrugdonor
- waterstofbrugacceptor
- lineaire H-bruggen = sterkst
- afstand tss. kernen: 2,6 - 3,1 Å (2x covalente binding)
1.3. Ionaire binding
- verschil in elektronegatief karakter = groot: e- paar in donor gaat over nr. acceptor ⇒ anion
- H+ kan associëren met ander atoom ⇒ kation
- wet v. Coulomb bepaalt aantrekkingskracht
- diëlektriciteitsconstante (D) (water = 80, vacuüm = 1)
↪ omgevingsfactoren die aantrekkingskracht beïnvloeden
elektrostatische interacties = onafh. v/d richting (itt covalente bindingen & waterstofbruggen)
- water = goed oplosmiddel vr. ionen (dr. dipoolkarakter)
- ionen: watermantel (hydratatie-E komt vrij)
↪ dr. membraan migreren / associëren met eiwitten → (partieel) watermantel verliezen
1
,Lexine van Berg – 2025-2026
1.4. Van-der-Waals-interactie
- in niet-polaire moleculen: transiënte dipool → zwakke interactie
- afh. v. afstand: (2 atomen: elkaar te dicht naderen → afstoting, ver uit elkaar: kracht sterk verminderen)
optimale afstand vr. interactie = van der Waals radius: ~2x afstand cov. binding
- E ~ 1 kcal/mol (wel belangrijk!)
intramoleculaire herkenning bij opvouwing eiwitten → gebeurt dr. complementaire stapeling v. opp. die in elkaar passen
Van-der-waals-kracht = grootst bij Van-der-waals-radius C = covalente straal
1.5. Hydrofobe effect
- hydrofiel ↔ hydrofoob (moeilijk oplosbaar in water)
- hydrofobe moleculen associëren in waterige oplossing (bv. 2 benzeen moleculen)
→ energetisch ongunstig ⇒ waternetwerkstructuur w verstoord
→ meerdere hydrofobe moleculen: doen dat minder ⇒ met elkaar associëren ⇒ hydrofobe opp. w kleiner
- drijvende kracht bij eiwitopvouwing
1.6. Vele kleintjes maken 1 groot
- deze krachten: noodzakelijk vr. biochemische processen
- bv. dubbelstrengig DNA < H-brugvorming tss. nucleotiden
- bv. hydrofobe kracht: vorming membraanstructuur
- ≠ krachten werken samen:
secundaire structuur eiwitten: H-brugvorming + van der Waals + hydrofobe interacties
DNA binding dr. transcriptiefactoren → elektrostatische interacties & waterstofbrugvorming
2
, Lexine van Berg – 2025-2026
Biochemie
H2: Lipiden & cellulaire membranen
2.1. Inleiding
- 4 klassen organische macromoleculen: eiwitten, polynucleotiden, suikers & vetten/lipiden
- hydrofoob karakter, wateronoplosbare moleculen (meeste ook hydrofiel gedeelte)
(ambivalent: goede & slechte kant)
16-C vetzuur: CH3(CH2)14-COO-
(geen functionele groepen, enkel C&H) apolair polair (geladen)
- rol:
1) brandstof (cellulaire Ebron) (ATP)
2) signaalmolecule
3) biologische membranen (structuur)
- 3 voornaamste groepen:
1) fosfolipiden (1/meer fosfaatgroepen)
2) glycolipiden (connectie bloedgroepen)
3) cholesterol (1 molecule, = precursor alle steroïdhormonen)
Lipiden = v. medisch belang
- Multiple Sclerose: verlies v. plasmalogen (bep. lipide) → de-myelinatie (⇒ oogproblemen)
- hartaandoeningen: antilichamen tgn fosfolipiden (auto-immuunziekte: tgn cellen v/h eigen lichaam)
- Alzheimer: verhoogde afbraak v. membraan fosfolipiden
2.2. Fosfolipiden (1) → niet alleen structurele, maar soms ook functionele rol
- alg. structuur:
- glycerol ruggengraat
- OH-groepen (op C1 & C2) veresterd met vetzuurketen (lange C-keten met COOH)
- fosfaatgroep
- C2 heeft chiraal centrum (L = natuurlijk voorkomende vorm)
- fosfaatgroep nogmaals veresterd (met polair alcohol)
- acylketens = onvertakt, even aantal C-atomen (meestal 14 tot 24)
- meest voorkomend: C16 & C18-ketens
- # dubbele bindingen (altijd cis configuratie) = variabel
- verzadigde ↔ onverzadigde vetzuren (met dubbele binding)
in dierlijke fosfolipiden = meestal 1 v/d 2 ketens verzadigd
triviale naam # C-atomen dubbele binding
myristinezuur C14
stearinezuur C18
oleïnezuur C18 C9-10
linolinezuur C18 C9-10, C12-13
(essentieel!)
arachidonzuur C20 4
3
