Celbiologie partim medische biochemie
0. Inleiding biochemie
Examen:
- MPC, 60 vragen, 2min/vraag
- Niet terug naar vorige vraag
- 15/60= 0/20, 50/60= 15/20
1. Inleiding + enzymologie
Herhaling organische chemie
PSE
- Essentiële bouwstenen
o Hoofdrolspelers
o Chnops: C, H, N, O, P, S
- Belangrijke aanvullingen
o In fysiologie belangrijk
o Fe, Na, K, Cl,…
o Bv Fe: belangrijk bij hemoglobine & O2-transport
- Trace-elementen
o Atomen in lage concentratie aanwezig in lichaam, wel essentieel voor metabolisme
o Zn, Co, Cu, I
Koolstof & waterstof: de ruggengraat van organische chemie
Koolstof (C)
- Maximaal 4 bindingspartners in 3 configuraties (afh van aantal BP gaan BP zich anders oriënteren)
o sp³ – orbitalen:
4 enkelvoudige bindingen
o sp² - orbitalen: beschikbaar p-orbitaal → e- distributie
o sp – orbitalen: lineaire oriëntatie
Dubbele binding(en), tripelle binding
- ‘Middelmatige’ EN (=elektronegativiteit)
o = mate waarin C aan een elektron trekt → middelmatig
o Dus versatiele (veelzijdige) bindingspartner: kan met veel atomen binden
o Dus kan veel ketens vormen → bv alkanen (verzadigd), alkenen (dubbele binding), alkynen,
ringstructuren
o Heel organische chemie hangt hieraan vast
Waterstof (H)
- Gelijkwaardige EN met C (=middelmatig)
- Neutrale afsluiting/ end capping: heeft 1 elektron dus kan maar met 1 atoom binden → kan keten
afsluiten
- Proton → pH en ladingen (zuren en basen) hangen af van concentratie van vrij proton
- Dipoolmomenten met hetero-atomen N en O: samenwerking, interacties mogelijk door
middelmatige EN
,Zuurstof (O) & zwavel (S): de reactieve partners
- Sterke EN (meer rechts in PSE)
- Elektronenzuigers
Zuurstof
- Polariteit verhogen
- Combinatie O:
o E- bijgehouden en uitgesmeerd naar ander O
o = mesomere resonantie: organisch zuur?
- Stabiele bindingen (bij N en C samen) → belangrijke rol bij vorming macromoleculen
Zwavel
- Extra elektronenschil: groter, ruimtelijk verschil in bindingspartners met C
- Geeft vaak tijdelijke binding
- Activatie van molecule om later in andere reactie te gebruiken (metabole processen)
- Vormt reactieve zone voor verdere enzymatische stappen
- 4 bindingspartners, 6 oxidatietrappen
o 4x zuurstof binden → sulfaat-ion
o Grote polaire kap
o Gebruikt om metabolieten hydrofiel te maken
o Via nieren uitscheiden
Stikstof (N) & fosfor (P)= de mediatoren
- Middelmatige EN (tussen C,H en O,S)
- 1 vrij elektronenpaar
o Geeft meer mogelijkheden: stabiliteit molecule, pH op punt stellen,… → gebruiksvriendelijk
o Participatie p-wolk elektronspreiding?
Stikstof
- Gelijkaardige grootte aan C en O
- Grootte → onderdeel macromolecules (bv in eiwitketen, want AZ is opgebouwd uit C,N,O)
Fosfor:
- Extra e-schil → elektronendonor (wilt e- afgeven)
- Koppeling aan zuurstof (zie zwavel)! → fosfaat-ion
o 4x zuurstof binden → fosfaat-ion
o Grote polaire molecule, neemt veel plaats in beslag
E-rijke binding: stockeren
Proteïneregeling: fosfaat zetten waar vroeger O zat: grote bol opgezet →
mogelijkheden (fosforylatie)
,Chemische bindingen
Verschil ion-binding & covalente binding + ENW
- Ion-bindingen (IB)
o Indien verschil ENW > 1.7
o Voorbeeld NaCl
Na is zwak (lage EN)
Cl meer protonen, e- naar zich toe trekken
In opl: Na zweeft rond en Cl houdt e- bij zich, daarom Cl een negatieve lading
- Covalente bindingen (CB)
o Indien verschil in ENW < 1.7
o Mens bestaat uit CB
o Voorbeeld H2O
2 partners delen e- met elkaar
O is agressiever, hogere EN → lading iets meer bij O dan bij H
Partieel negatieve lading bij O, partieel positieve lading bij H
→ verschil in EN-waarde (=hoe hard partners trekken aan gedeelde e-)
- Hoe hoger in PSE, hoe minder schillen, hoe harder kracht van kern om e- aan te trekken
(anders zitten schillen ‘ertussen’)
- Hoe meer protonen, hoe harder trekken, want positief trekt negatief aan
- Chnops: C gaat vaak e delen, zeker met O
Oxidatietrappen
Waar zit de negatieve lading
= maat in hoe graag atomen e- delen met een andere partner
Partieel negatieve lading vaak bij atoom met hoogste EN → regels van EN
C en H = donoren, O= acceptor, N= acceptor (maar vrij e-paar)!
Polariteit: slides
Basisreacties: slides
Hydrolyse= splitsing van een chemische binding onder opname van een molecuul water (condensatie= omgekeerd, water vrij)
Hydratatie= stof oplossen/omhullen met water, geen chemische reactie waarbij water betrokken is
Fosforylatie= fosfaat toegevoegd aan molecule, bv ADP + P → ATP, omgekeerd= defosforylatie, energie vrij
NAD + → NADH = OXIDATIE
NADH → NAD+ = REDUCTIE
, Basisprincipes biochemie
Waar trek je de lijn, wat is leven?
Van wat levend is en wat niet → definitie niet eenvoudig → discussie
- Mens staat centraal
- Dieren, insecten zijn ook levend → hebben allemaal biochemische processen
- Virussen, prionen levend of niet?
Wat is leven? → belangrijke begrippen/voorwaarden
- Organisatie
- Interactie met omgeving
- Energie
- Evolutie
- Reproductie
- Groei
Wat is biochemie?
Claude Bernard:
= chemische aspecten achter de studie van het leven
- Milieu intérieur (omgeving binnenin)
o Strikt gecontroleerde processen
o Geïntegreerd?
o Endogeen, afgeschermd metabolisme
- Open systeem in interactie met omgeving
o Opnemen voeding + zuurstof
o Uitwisseling water: opnemen en uitscheiden
o Excretie CO2 + afvalstoffen
- Precaire/fragiele balans
o Malnitrutie (ondervoeding)
o Obesitas
o Toxicologie
→ omgeving verandert → verstoort balans en maakt dat we ziek zijn
Homeostase
= belangrijk biochemisch principe= behoudt van orde, status quo
- Fluctuaties binnen nauwe grenzen: temperatuur mag tussen 35,5° en 37°
- In sterk contrast met buitenwereld: buiten is het maar 5°
- Netto balans van intense dynamiek
- Voorbeelden
o Bloeddruk
o Temperatuur
o Waterhuishouding (osmotische balans)
Uitdroging – waterintoxicatie (teveel water)
0. Inleiding biochemie
Examen:
- MPC, 60 vragen, 2min/vraag
- Niet terug naar vorige vraag
- 15/60= 0/20, 50/60= 15/20
1. Inleiding + enzymologie
Herhaling organische chemie
PSE
- Essentiële bouwstenen
o Hoofdrolspelers
o Chnops: C, H, N, O, P, S
- Belangrijke aanvullingen
o In fysiologie belangrijk
o Fe, Na, K, Cl,…
o Bv Fe: belangrijk bij hemoglobine & O2-transport
- Trace-elementen
o Atomen in lage concentratie aanwezig in lichaam, wel essentieel voor metabolisme
o Zn, Co, Cu, I
Koolstof & waterstof: de ruggengraat van organische chemie
Koolstof (C)
- Maximaal 4 bindingspartners in 3 configuraties (afh van aantal BP gaan BP zich anders oriënteren)
o sp³ – orbitalen:
4 enkelvoudige bindingen
o sp² - orbitalen: beschikbaar p-orbitaal → e- distributie
o sp – orbitalen: lineaire oriëntatie
Dubbele binding(en), tripelle binding
- ‘Middelmatige’ EN (=elektronegativiteit)
o = mate waarin C aan een elektron trekt → middelmatig
o Dus versatiele (veelzijdige) bindingspartner: kan met veel atomen binden
o Dus kan veel ketens vormen → bv alkanen (verzadigd), alkenen (dubbele binding), alkynen,
ringstructuren
o Heel organische chemie hangt hieraan vast
Waterstof (H)
- Gelijkwaardige EN met C (=middelmatig)
- Neutrale afsluiting/ end capping: heeft 1 elektron dus kan maar met 1 atoom binden → kan keten
afsluiten
- Proton → pH en ladingen (zuren en basen) hangen af van concentratie van vrij proton
- Dipoolmomenten met hetero-atomen N en O: samenwerking, interacties mogelijk door
middelmatige EN
,Zuurstof (O) & zwavel (S): de reactieve partners
- Sterke EN (meer rechts in PSE)
- Elektronenzuigers
Zuurstof
- Polariteit verhogen
- Combinatie O:
o E- bijgehouden en uitgesmeerd naar ander O
o = mesomere resonantie: organisch zuur?
- Stabiele bindingen (bij N en C samen) → belangrijke rol bij vorming macromoleculen
Zwavel
- Extra elektronenschil: groter, ruimtelijk verschil in bindingspartners met C
- Geeft vaak tijdelijke binding
- Activatie van molecule om later in andere reactie te gebruiken (metabole processen)
- Vormt reactieve zone voor verdere enzymatische stappen
- 4 bindingspartners, 6 oxidatietrappen
o 4x zuurstof binden → sulfaat-ion
o Grote polaire kap
o Gebruikt om metabolieten hydrofiel te maken
o Via nieren uitscheiden
Stikstof (N) & fosfor (P)= de mediatoren
- Middelmatige EN (tussen C,H en O,S)
- 1 vrij elektronenpaar
o Geeft meer mogelijkheden: stabiliteit molecule, pH op punt stellen,… → gebruiksvriendelijk
o Participatie p-wolk elektronspreiding?
Stikstof
- Gelijkaardige grootte aan C en O
- Grootte → onderdeel macromolecules (bv in eiwitketen, want AZ is opgebouwd uit C,N,O)
Fosfor:
- Extra e-schil → elektronendonor (wilt e- afgeven)
- Koppeling aan zuurstof (zie zwavel)! → fosfaat-ion
o 4x zuurstof binden → fosfaat-ion
o Grote polaire molecule, neemt veel plaats in beslag
E-rijke binding: stockeren
Proteïneregeling: fosfaat zetten waar vroeger O zat: grote bol opgezet →
mogelijkheden (fosforylatie)
,Chemische bindingen
Verschil ion-binding & covalente binding + ENW
- Ion-bindingen (IB)
o Indien verschil ENW > 1.7
o Voorbeeld NaCl
Na is zwak (lage EN)
Cl meer protonen, e- naar zich toe trekken
In opl: Na zweeft rond en Cl houdt e- bij zich, daarom Cl een negatieve lading
- Covalente bindingen (CB)
o Indien verschil in ENW < 1.7
o Mens bestaat uit CB
o Voorbeeld H2O
2 partners delen e- met elkaar
O is agressiever, hogere EN → lading iets meer bij O dan bij H
Partieel negatieve lading bij O, partieel positieve lading bij H
→ verschil in EN-waarde (=hoe hard partners trekken aan gedeelde e-)
- Hoe hoger in PSE, hoe minder schillen, hoe harder kracht van kern om e- aan te trekken
(anders zitten schillen ‘ertussen’)
- Hoe meer protonen, hoe harder trekken, want positief trekt negatief aan
- Chnops: C gaat vaak e delen, zeker met O
Oxidatietrappen
Waar zit de negatieve lading
= maat in hoe graag atomen e- delen met een andere partner
Partieel negatieve lading vaak bij atoom met hoogste EN → regels van EN
C en H = donoren, O= acceptor, N= acceptor (maar vrij e-paar)!
Polariteit: slides
Basisreacties: slides
Hydrolyse= splitsing van een chemische binding onder opname van een molecuul water (condensatie= omgekeerd, water vrij)
Hydratatie= stof oplossen/omhullen met water, geen chemische reactie waarbij water betrokken is
Fosforylatie= fosfaat toegevoegd aan molecule, bv ADP + P → ATP, omgekeerd= defosforylatie, energie vrij
NAD + → NADH = OXIDATIE
NADH → NAD+ = REDUCTIE
, Basisprincipes biochemie
Waar trek je de lijn, wat is leven?
Van wat levend is en wat niet → definitie niet eenvoudig → discussie
- Mens staat centraal
- Dieren, insecten zijn ook levend → hebben allemaal biochemische processen
- Virussen, prionen levend of niet?
Wat is leven? → belangrijke begrippen/voorwaarden
- Organisatie
- Interactie met omgeving
- Energie
- Evolutie
- Reproductie
- Groei
Wat is biochemie?
Claude Bernard:
= chemische aspecten achter de studie van het leven
- Milieu intérieur (omgeving binnenin)
o Strikt gecontroleerde processen
o Geïntegreerd?
o Endogeen, afgeschermd metabolisme
- Open systeem in interactie met omgeving
o Opnemen voeding + zuurstof
o Uitwisseling water: opnemen en uitscheiden
o Excretie CO2 + afvalstoffen
- Precaire/fragiele balans
o Malnitrutie (ondervoeding)
o Obesitas
o Toxicologie
→ omgeving verandert → verstoort balans en maakt dat we ziek zijn
Homeostase
= belangrijk biochemisch principe= behoudt van orde, status quo
- Fluctuaties binnen nauwe grenzen: temperatuur mag tussen 35,5° en 37°
- In sterk contrast met buitenwereld: buiten is het maar 5°
- Netto balans van intense dynamiek
- Voorbeelden
o Bloeddruk
o Temperatuur
o Waterhuishouding (osmotische balans)
Uitdroging – waterintoxicatie (teveel water)
