Samenvatting biochemie cel 2, deel 1

Cel II: Structuur en functies: Biochemie

Waarom biochemie geneeskunde/tandheelkunde?
 Werking van proteïnen begrijpen: werkpaarden van de cel in tegenstelling tot DNA
(‘inert’); DNA/erfelijkheidsleer = 2e semester
 Invloed van medicijnen op proteïnen (doelwitten van medicijnen- soms zelf
medicijnen)
 Aan de basis van allerlei aandoeningen/klinische syndromen
 Leren begrijpen hoe proteïnen opgebouwd zijn, en hoe ze functioneren

Werking medicijnen:
 Ingebouwd in groeiende polysuikerketen
 Transpeptidase: aanhechting pentaglycinebrug op DNA-alanine

 Voorkennis organische scheikunde noodzakelijk
 Prelude op cel III (enzym, kinetieken, metabolisme)
 MCB (schiet wat tekort op vlak van biochemie)
 Internet leren gebruiken om problemen op te lossen
 Syllabus (leidraad) – noteren?


H1: De zwakke krachten en hun rol in de biochemie
 Biochemische processen  transiënte / permanente interacties (bindingen) tussen
biomoleculen (…)
 Bindingen: zwakke, niet-covalente associaties tussen moleculen (niet permanent):
o H-bruggen
o Ionaire of elektrostatische binding
o Hydrofoob effect
o Van-der-Waals interactie

1.1 Watermoleculen vormen een netwerk van waterstofbruggen
 Levende organismen bevatten 70-80% H2O
 O trekt gemeenschappelijke elektronenparen van covalente binding naar zich toe (ENW)
 Polaire structuur – dipoolmoment
 Watermoleculen oriënteren – zwakke interactie = waterstofbrug
 Energie H-bruggen tussen watermoleculen  5 kcal/mol (<<< bindingsenergie covalente
binding (O-H = 110 kcal/mol))
 Afstand tussen kernen: O-H = 1,2Å – H-bruggen = 2,7Å
 Hoog kookpunt van water…

1.2 Waterstofbruggen ontstaan ook tussen biomoleculen met de geschikte functionele
groepen
 Geschikte functionele groepen = atomen met elektronegatief karakter (O, N)
 OH, NH2, C=O, amidegroepen (oplosbaarheid!  hydrofiel)
o Waterstofbrugdonor
o waterstofbrugacceptor

, 1.3 De ionaire binding = elektrostatische binding
 Verschil in elektronegatief karakter = groot, elektronenpaar in donor gaat over naar
acceptor (anion)
 H+ kan associëren met een ander atoom  kation
 Wet van Coulomb bepaald aantrekkingskracht
 Diëlektriciteitsconstante (D) (water = 80, vacuüm = 1)
 Water is goed oplosmiddel voor ionen (dipoolkarakter)
 Watermantel ionen (hydratatie-energie komt vrij)

1.4 De van-der-waals-interactie
 Niet-polaire moleculen – transciënte dipool – zwakke interactie
 Afhankelijk van afstand:
Optimale afstand voor interactie = van-der-Waals-radius: 2x cov binding
 Energie  1 kcal/mol (niettemin belangrijk!)

1.5 Het hydrofobe effect
 Hydrofoob  hydrofiel
 Hydrofobe moleculen associëren in waterige oplossing ( waternetwerkstructuur
minder verstoord, want hydrofobe opp kleiner)
 Bv. 2 benzeen moleculen
 Drijvende kracht bij eiwitopvouwing

1.6 Vele kleine deeltjes maken één groot
 Deze krachten: noodzakelijk voor biochemische interacties
 Bv. Dubbelstrengig DNA  H-brugvorming tussen nucleotiden
 Hydrofobe kracht: vorming membraanstructuur
  Krachten werken samen:
Secundaire structuureiwitten: H-brugvorming + van-der-Waals + hydrofobe interacties
 DNA-binding door transcriptiefactoren  elektrostatische interacties en H-brugvorming
 Complementariteit !!!