Samenvatting Biochemie

Biochemie = wetenschap die zich bezighoudt met omzetting v stoffen in levende organismen


H2: Biomoleculen


Kunnen herkennen: AZ, E, fosfolipide, TGC, VZ, chol, mono-, di- en polysachariden, nucleoside, nucleotide, nucleïnezuur, coA, NAD en FAD

1) Water = belangrijkste bestanddeel lichaam (70%)
Evenwicht opname (via spijsverteringsstelsel) en uitscheiding (huid, nieren, longen)
Dehydratatie  ORS (orale rehydratatiezouten)
Eigenschappen:
1) Elektrische dipool: bevat positieve en negatieve ladingen
 watermoleculen trekken elkaar aan en zijn verbonden door H-bruggen
 verdampen: H-bruggen verbreken = kost En (warmte)
2) Oplosmiddel voor ionen: vormt hydraatmantel en schermt ionen v elkaar af
 hydrofiele stoffen = kunnen H-bruggen vormen met watermoleculen
 hydrofobe stoffen = bestaan uit C-skelet en kunnen geen H-bruggen vormen
Functies:
1) Reactiemedium (condensatie en hydrolyse)
2) Oplosmiddel en transportmiddel (transport van O2, CO2, VS, spijsverteringssappen via bloed)
3) Geeft volume & structuur
4) Smeer- en glijmiddel (hoofdbestanddeel slijm, gewrichtssmeer)
5) Constant houden van lichaamstemp (zweet = koelmiddel)
6) Schokdemper (bv. baarmoeder)
Condensatie = 2 monomeren aan elkaar koppelen tot 1 polymeer door afsplitsing van water
Hydrolyse = 1 polymeer splitsen tot 2 monomeren door toevoeging water
2) Koolhydraten: monosachariden, disachariden, oligosachariden en polysachariden
Functies:
1) Brandstof/En-leverancier : glucose, fructose, zetmeel (reservevoedsel)
2) Structuur/stevigheid: cellulose, chitine, desoxyribose (ruggengraat DNA)
3) Cel-cel interacties: vertakte oligosachariden als membraanproteïne en glycolipiden
4) Divers: eiwitadressering, voorkomen v bloedstolling, smeren v gewrichten
Monosachariden: (CH2O)n  op elke C één alcoholgroep & één H-atoom:
D-glucose: aldehyde met 6 C-atomen waarvan vijf met hydroxylgroep  Fischer 
Zesring = pyranosen  vijfring = furanosen  Haworth
Triosen: 3 C-atomen  vb. D-glyceraldehyde, duhydroxyaceton = intermediairen suikermetabolisme
Pentosen: 5 C-atomen  vb. ribose en desoxyribose = onderdeel nucleïnezuren (RNA/DNA)
Hexosen: 6 C-atomen  vb. glucose (plantensappen/bloedsuiker), fructose (fruit/honing), galactose (melksuiker)
Glucosidebinding = binding tssn OH-groepen van 2 monosachariden
Disachariden:
- Sucrose/sacharose = glucose + fructose (in planten, intens zoet)
- Lactose = glucose + galactose (in melk zoogdieren)
- Maltose = glucose + glucose (afbraakproduct ZM, tussenproduct spijsvertering)
Polysachariden:
Ontstaan door condensatiereacties van monosachariden  1 watermolecule verdwijnt

, - Structuur-PS: geven mechanische stabiliteit (bv. cellulose)
- Waterbindende PS: voorkomen uitdroging cellen/weefsels
- Reserve-PS: opslag van Kh (bv. glycogeen)
Cellulose (β-glycosidebindingen): celwand plantaardige cellen  stevigheid
Chitine: structuur PS v/h exoskelet van insecten en schaaldieren
ZM: energieopslag (α-glycosidebindingen)  amylopectine en amylose
Glycogeen: dierlijke tegenhanger van amylopectine = energiereserve
Inuline: polymeer fructose = zetmeelvervanger (bv. bij dieet diabetici)
Heterosiden: suiker + niet-suikergroep:
- Glycoproteïne  extra-/intercellulaire matrix  hydratatie, structuur, cel-cel-signalling en regeling groei &
differentiatie = 95% suiker + 5% eiwit
 sterk negatief dus binden water en kationen  basis extracellulaire matrix
 suikergedeelte = glycosaminoglycaan (hyaluronzuur, heparine, kerataansulfaat, …) = mucopolysacharide
- Peptidoglycaan  celwand bacteriën
- Glycolipiden = sfingosine + VZ + suiker  ABO-bloedgroepensysteem: glycolipiden = antigenen
- Lipopolysachariden  gram- bact
3) Lipiden (vetten)
C + H, weinig polaire atomen  lossen op in apolaire stoffen
1) Brandstof: triglyceriden en VZ
2) Bouwmateriaal: fosfolipiden, glycolipiden en cholesterol
3) Isolator: fosfolipiden (celmembraan, elektrisch) en neutrale vetten (mechanisch & thermisch, subcutaan vet)
4) Signaalfunctie: steroïden, eicosanoïden
5) Cofactor voor enzymen: vit K, carotenoïde
Vetzuren = KWS-staart + carboxylgroep (kan ioniseren/veresteren met alcohol):
- En-leverancier, eicosanoïdenstofwisseling, bouwstenen v triglyceriden en fosfolipiden
- Verzadigd  onverzadigd (dubbele bindingen)
 hoe meer VV, hoe harder bij koelkasttemp  meer En nodig om VV tov elkaar te laten bewegen
- Cis (in natuur)  trans (synthetisch)
- W-3 en W-6 VZ = VZ met dubbele binding op 3de en 6de laatste C-atoom
- Ess VZ moeten via voeding worden opgenomen: bv. arachidonzuur (C20), linolzuur en linoleenzuur (C18)
 arachidonzuur voor synthese eicosanoïden, linol- en linoleenzuur vr synthese arachidonzuur
Triglyceriden: carboxylgroep verbonden met alcoholgroep via verestering:
- 3 VZ + glycerol
- Vetdruppels = brandstofvoorraad
- Geen lading  neutrale vetten
Fosfolipiden: esters tussen glycerolafgeleide + 2 VZ:
- Fosfatidylcholine (lecithine)
- Apolaire staart en polaire kop (fosfaatgroep) = amfipathisch milieu
- 2 dimensies stapelen tot molecuul dikke laag = fosfolipiden-dubbellaag  apolaire kant naar elkaar toe
- Hoofdbestanddeel biologische membranen
Steroïden: 4 verzadigde ringen (A, B, C, D) + zijketen  relatief apolair + soms polaire zijketen:
- Sterolen: C-3 verbonden aan hydroxylgroep + meerdere dubbele bindingen
Cholesterol: vnl. in zenuwweefsel  regelt vloeibaarh. membr, precursor galzouten, steroïdhormonen, vit D
- Galzuren: bevorderen vertering van lipiden
- Steroïdhormonen = lipofiele signaalstoffen die stofwisseling, groei en voortplanting sturen
Membranen: vloeibare mozaïekmodel:
- Onverzadigde VZ-ketens = vloeibaar  fluïde systeem

,  Membraaneiwitten dobberen rond in lipidenzee
 Lipid rafts = stijve domeinen door lokale aanrijking v vrije chol + sfingolipiden + VV
4) Eiwitten:
Aminozuren:
- Bouwstenen v peptiden en proteïnen
- Aminogroep + carboxylgroep + H + zijketen (R) + centraal C-atoom (chiraal centrum)
 enantiomeren = elkaar spiegelbeeld
- In voedsel: L-AZ
- Cysteïne en methionine dragen zwavel in zijketen  cysteïne kan zwavelbrug vormen (sterke kracht)
- Ess  niet-ess  semi-ess
- Bouwstenen lipiden: serine in fosfolipiden en glycine in galzouten
- Neurotransmitters
- Voorlopers van hormonen/metabolieten (glucose, heem, …)
Peptiden en proteïnen (>100 AZ):
Peptidebinding: aminogroep aan carboxylgroep met afsplitsing H2O
Biosynthese: vergt veel En (ATP) en gebeurt in ribosomen
Stel: proteïne met 400 AZ & 15 versch AZ  aantal varianten = 15400
- Primaire structuur = opeenvolging van AZ (van N-terminus naar C-terminus)
- Secundaire structuur = 3D-structuur door inter- en intramoleculaire krachten
 α-helix (stabiel door H-bruggen) = schroefvormig
 β-vouwblad (β-sheet) = H-bruggen enkel tussen naburige ketens  tegengestelde ketens = antiparallel
- Tertiaire structuur = gevormd door interacties tssn versch R-groepen = opgerolde structuur
- Quaternaire structuur = verschillende proteïnemoleculen binden tot 1 geheel
Indeling volgens vorm: vezelige  globulaire eiwitten:
- Vezelig: veel langer dan breed
 vb. keratine
 vb. collageen = taaie, sterke ketenstructuur  in kokend water  gelatine
- Globulair: rond van vorm
 vb. enzymen, antilichamen, membraaneiwitten en hemoglobine
Indeling volgens samenstelling: eenvoudige (homoproteïnen)  complexe (heteroproteïnen) eiwitten:
- Homoproteïnen: opgebouwd uit AZ  albuminen, globulinen, gluteninens, histonen, …
- Heteroproteïnen: gekoppeld aan niet-E structuur  nucloe-, glyco-, lipo- of metalloproteïnen
 hemoglobine (Fe), chlorofyl (Mg), ribosomen (nucleïnezuur)
Eigenschappen eiwitten:
- Iso-elektrisch punt = pH waarbij netto-lading 0 is  evenveel (+) als (-) ladingen
 reactie met positieve ionen indien pH > IEP
 reactie met negatieve ionen indien pH < IEP
- Oplosbaarheid: vezelvormig = onoplosbaar  globulaire = oplosbaar
 hydrofiele groep in R-groep  watermantel rond zichzelf  stabiliteit
- Hydrolyse = peptideketen breken door toevoeging water
- Denaturatie = verlies quaternaire, tertiaire en secundaire structuur (door zuur, base, warmte, …)
Functies eiwitten:
1) Structuurvorming en -behoud: collageen, keratine
2) Transport: hemoglobine, ionenkanalen
3) Bescherming en afweer: immunoglobulines
4) Sturing en regeling: signaalstof, receptoren
5) Katalyse: enzymen
6) Beweging: actine en myosine