Cel II: Biochemie
HF1:k De zwakke krachten en hun rol in de
biochemie
1.1. Watermoleculen vormen een netwerk via
waterstofbruggen
Levende organismen bevatten 70-80% water
Watermoleculen hebben een polaire structuur + dipoolmoment
̶> oriënteren zich om een zwakke interactie aan te gaan met elkaar (=H-
brug)
Energie H-brug tussen watermoleculen = ~5kcal/mol (Veel zwakker dan een
covalente binding van 110 kcal/mol)
Afstand tussen 2 H-bruggen: 2.7 A (angstrom)
Water heeft een hoog kookpunt door zijn dynamisch karakter.
1.2. Waterstofbruggen tussen biomoleculen met
functionele groepen
Goede functionele groepen met: F, O, N (hebben goede oplosbaarheid,
hydrofiel)
Waterstofbrugdonor geeft een H+ af, waterstofbrugacceptor neemt H+
aan
Lineare H-bruggen zijn sterker dan niet-lineare
1.3. De Ionaire binding
= Wanneer ∆EN>> dan zal het elektronenpaar niet gedeeld worden, maar zal
het overgaan naar de acceptor (anion).
1
,Tussen anion en kation ontstaat een aantrekkingskracht, onafhankelijk van
de richting
Wet van Coulomb bepaalt deze kracht F= Q1Q2/r2D
Met D= diëlektriciteitsconstante (mate van beïnvloeding op
aantrekkingskracht, in vacuüm=1, water=80)
Water is een goed oplosmiddel voor ionen, het heeft ook watermantel
(verliezen wanneer associeert met membraan).
1.4. Van der Waals interactie
Niet-polaire moleculen, zwakke interactie
Afhankelijk van de afstand, optimale afstand nodig voor interactie (want te
dicht zal afstoting veroorzaken omdat ze in eigen volume binnentreden en
te ver is de kracht te zwak)
= Van der Waals radius: ~2x covalente binding en ~1 kcal/mol
1.5. Het hydrofoob effect
Hydrofiel (waterlovend) <̶> hydrofoob
(waterafstotend)
Hydrofobe moleculen zullen met elkaar associëren in
een waterige oplossing (vb: 2 benzeen moleculen)
̶> drijvende kracht bij eiwitopvouwing
1.6. Vele kleintjes maken één groot
Al deze zwakke krachten zijn nodig in biochemische reacties
vb: dubbelstrengig DNA opgevouwen door H-brugvorming tussen
nucleotiden
Verschillende krachten werken samen
2
,MAAR: Er moet een goede geometrie zijn en groepen moeten energetisch
gunstige interacties met elkaar kunnen aangaan
HF2: Lipiden en cellulaire membranen
2.1. Inleiding
Lipiden hebben hydrofoob karakter, ze zijn wateronoplosbaar.
vb: CH3-(CH2)14-COO (laatste deel is polair)
Rol: brandstof, signaalmolecule (want hormonen kunnen niet in de
membraan), biologische membraan..
Drie voornaamste groepen: fosfolipiden, glycolipiden en cholesterol
MEDISCH BELANG:
A. Multiple Sclerose: verlies van plasmalogen (zit in de myelineschede die
de isoleerlaag vormt van de axon) ̶> axon komt bloot te liggen (=de-
myelinesatie) ̶> oogproblemen
B. Hartaandoeningen: antilichamen verzetten zich tegen ons eigen
immuunsysteem, tegen de fosfolipiden
C. Alzheimer: verhoogde afbraak van membraan fosfolipiden
2.2. De fosfolipiden
= Glycerolipiden
Algemene structuur: bestaat uit glycerolruggengraat, vetzuurketens en een
fosfaatgroep (al dan niet veresterd). C2 is chiraal atoom (L-vorm is
natuurlijke).
3
, - Acylketens zijn meestal onvertakt, en hebben even aantal C-atomen
(16-18)
- Dubbele bindingen zijn variabel
- Verzadigd (GEEN dubbele bindingen- <̶> onverzadigde ketens
- (bij dierlijke fosfolipiden is meestal 1/2 verzadigd)
Meest voorkomende vetzuurketens:
N-Hexadecanoic palmitinezuur C16 Geen dubbele
bindingen
N-octadecanoic Stearinezuur C18 Geen dubbele
bindingen
Cis-9-Octadecanoic oleïnezuur C18 C9=C10
cis-9,12- linolinezuur C18 C9=C10, C12=C13
Octadecanoic
Cis-5,8,11,14- arachidonzuu C20 C5=C6, C8=C9,
Eicosatetranoic r C11=C12,
C14=C15
4
HF1:k De zwakke krachten en hun rol in de
biochemie
1.1. Watermoleculen vormen een netwerk via
waterstofbruggen
Levende organismen bevatten 70-80% water
Watermoleculen hebben een polaire structuur + dipoolmoment
̶> oriënteren zich om een zwakke interactie aan te gaan met elkaar (=H-
brug)
Energie H-brug tussen watermoleculen = ~5kcal/mol (Veel zwakker dan een
covalente binding van 110 kcal/mol)
Afstand tussen 2 H-bruggen: 2.7 A (angstrom)
Water heeft een hoog kookpunt door zijn dynamisch karakter.
1.2. Waterstofbruggen tussen biomoleculen met
functionele groepen
Goede functionele groepen met: F, O, N (hebben goede oplosbaarheid,
hydrofiel)
Waterstofbrugdonor geeft een H+ af, waterstofbrugacceptor neemt H+
aan
Lineare H-bruggen zijn sterker dan niet-lineare
1.3. De Ionaire binding
= Wanneer ∆EN>> dan zal het elektronenpaar niet gedeeld worden, maar zal
het overgaan naar de acceptor (anion).
1
,Tussen anion en kation ontstaat een aantrekkingskracht, onafhankelijk van
de richting
Wet van Coulomb bepaalt deze kracht F= Q1Q2/r2D
Met D= diëlektriciteitsconstante (mate van beïnvloeding op
aantrekkingskracht, in vacuüm=1, water=80)
Water is een goed oplosmiddel voor ionen, het heeft ook watermantel
(verliezen wanneer associeert met membraan).
1.4. Van der Waals interactie
Niet-polaire moleculen, zwakke interactie
Afhankelijk van de afstand, optimale afstand nodig voor interactie (want te
dicht zal afstoting veroorzaken omdat ze in eigen volume binnentreden en
te ver is de kracht te zwak)
= Van der Waals radius: ~2x covalente binding en ~1 kcal/mol
1.5. Het hydrofoob effect
Hydrofiel (waterlovend) <̶> hydrofoob
(waterafstotend)
Hydrofobe moleculen zullen met elkaar associëren in
een waterige oplossing (vb: 2 benzeen moleculen)
̶> drijvende kracht bij eiwitopvouwing
1.6. Vele kleintjes maken één groot
Al deze zwakke krachten zijn nodig in biochemische reacties
vb: dubbelstrengig DNA opgevouwen door H-brugvorming tussen
nucleotiden
Verschillende krachten werken samen
2
,MAAR: Er moet een goede geometrie zijn en groepen moeten energetisch
gunstige interacties met elkaar kunnen aangaan
HF2: Lipiden en cellulaire membranen
2.1. Inleiding
Lipiden hebben hydrofoob karakter, ze zijn wateronoplosbaar.
vb: CH3-(CH2)14-COO (laatste deel is polair)
Rol: brandstof, signaalmolecule (want hormonen kunnen niet in de
membraan), biologische membraan..
Drie voornaamste groepen: fosfolipiden, glycolipiden en cholesterol
MEDISCH BELANG:
A. Multiple Sclerose: verlies van plasmalogen (zit in de myelineschede die
de isoleerlaag vormt van de axon) ̶> axon komt bloot te liggen (=de-
myelinesatie) ̶> oogproblemen
B. Hartaandoeningen: antilichamen verzetten zich tegen ons eigen
immuunsysteem, tegen de fosfolipiden
C. Alzheimer: verhoogde afbraak van membraan fosfolipiden
2.2. De fosfolipiden
= Glycerolipiden
Algemene structuur: bestaat uit glycerolruggengraat, vetzuurketens en een
fosfaatgroep (al dan niet veresterd). C2 is chiraal atoom (L-vorm is
natuurlijke).
3
, - Acylketens zijn meestal onvertakt, en hebben even aantal C-atomen
(16-18)
- Dubbele bindingen zijn variabel
- Verzadigd (GEEN dubbele bindingen- <̶> onverzadigde ketens
- (bij dierlijke fosfolipiden is meestal 1/2 verzadigd)
Meest voorkomende vetzuurketens:
N-Hexadecanoic palmitinezuur C16 Geen dubbele
bindingen
N-octadecanoic Stearinezuur C18 Geen dubbele
bindingen
Cis-9-Octadecanoic oleïnezuur C18 C9=C10
cis-9,12- linolinezuur C18 C9=C10, C12=C13
Octadecanoic
Cis-5,8,11,14- arachidonzuu C20 C5=C6, C8=C9,
Eicosatetranoic r C11=C12,
C14=C15
4
