BIOCHEMIE
1) Definitie biochemie
à bestudeert de processen in de cel op moleculair vlak;
- katabole (afbraak) reacties
- anabole(opbouw, synthese) reacties
2) Elementen
à CHNOPS
à 𝐾 ! , 𝑁𝐴! , 𝐶𝐿" , 𝐶𝐴 #! , 𝑀𝐺 #!
3) Basis organische chemie
à biomoleculen: - proteïnen
- sachariden
- nucleïnezuren
- lipiden
à enzymen: biologische katalysatoren
à basisprincipe van de biochemie is de vorming van biopolymeren of macromoleculen. De bouwstenen
voor deze polymeren zijn monomeren, die aan elkaar worden gekoppeld via waterafsplitsing
(condensatie). Typisch voor deze biopolymeren is hun unieke 3D structuur
4) Levensenergie
à “energie” is een centrale parameter die als rode draad doorheen de diverse metabole wegen in de cel
loopt (bio-energetics)
à - spontane reactie als ∆𝐺 < 0
- input externe energie nodig als ∆𝐺 > 0
- evenwichtsreactie als ∆𝐺 = 0
à ∆𝐺 = ∆𝐻 − 𝑇 ∙ ∆𝑆 (∆𝐻: 𝑒𝑛𝑡ℎ𝑎𝑙𝑝𝑖𝑒; 𝑤𝑎𝑟𝑚𝑡𝑒𝑖𝑛ℎ𝑜𝑢𝑑 en ∆𝑆: entropie;wanorde)
5) De cel is de basiseenheid van het leven
6) Water Polair: hydrofiel
à het is een permanent dipool Apolair: hydrofoob / lipofiel
à er treedt H-brugvorming op zowel intra- als intermoleculair
à ook met andere dipolen worden H-bruggen gevormd o.b.v. electronegativiteit
à de specifieke warmte en damspanning zijn hoog, wat een stabiele lichaamstemperatuur mogelijk
maakt voor elke diersoort
à bij ionisatie wordt 1 proton (H+) en 1 hydroxide-anion (OH-) gevormd
7) niet-covalente bindingen
à electrostatische interacties: - H-bruggen
- ladings-ladingsinteracties
- Van der waals-krachten
à hydrofobe interacties (afstoting!)
8) Reactiemechanismen
à nucleofiel <-> electrofiel
à substitutie <-> additie
à thermodynamisch evenwicht van de nucleofiele hyrdolysereacties ligt in de richting van afbraak, maar
bij fysiologische p en temperatuur is er een energetisch barrière
à hydrolysereactie met water gaat niet spontaan door à katalysator nodig!
à enzymen helpen de thermodynamische barrière te overwinnen die spontane reacties verhindert (ATP
zorgt voor transfer van anorganische P-groep naar het intermediair dat hierdoor reactief wordt
à pH (zuurtegraad) een belangrijke parameter voor controle van biochemische reacties in de cel
(henderson-hasselbalch): pH + pKa + log (A-)/(HA)
1
, Deel 1: beschrijvende biochemie
H1: sacchariden
1) Algemene structuur van de sacchariden
à sacchariden vervullen een sleutelrol als energieleverancier en energie-opslag moleculen
à toename in ketenlengte is omgekeerd ≈ met de wateroplosbaarheid van de sachariden
à mono- à di- à oligo- à poly-sachariden
2) Monossachariden zijn chirale componenten
à polyhydroxy-aldehyden (aldosen: carbonyl = c) of ketonen (ketosen: carbonyl = C)
à wordt voorgesteld door de fischer-projectie)
à triosen wnr n=3
à intramoleculaire cyclisatie: hydroxyl en carvonyl aan elkaar
-> algemene ringstructuur heet pyraan / furaan
-> cyclische hemi-acetaal / ketal
3) Derivaten van monosacchariden
à fosfaatesters: enegrie-leveranciers
à deoxy-vormen: bouwsteen DNA
à amino-vormen: bouwsteen glycoproteïnen en lipiden
à carboxylzuur-vormen: bouwteen van talrijke polysachariden
à vitamine C/ L-ascorbinezuur: collageensynthese
• D-glucuronaat
2
, 4) Disacchariden
1. Maltose: 𝛼-D-glucopyranosyl (1à 4) 𝛽- D-glucopyranose (bouwsteen
zetmeel/glycogeen)
2. Cellobiose: 𝛽- D-glucopyranosyl (1à 4) 𝛽- D-glucopyranose (BS: cellulose)
3. Lactose: 𝛽- D-galactopyranosyl (1à4) 𝛼-D-glucopyranose (melksuiker)
4. Sucrose: 𝛼-D-glucopyranosyl (1à 2) 𝛽- D- fructofuranoside (BS: rietsuiker)
àreducerend vermogen: verantwoordelijk voor de oriëntatie van zowel de lineaire als de
vertakte polysacharide-keten
5) Polysacchariden
à polysachariden zijn dynamische leveranciers, hetzij structurele componenten
à zetmeel, glycogeen, cellulose
à verschillende functie: E <-> structuur!
I. Homoglycanen
à 3 belangrijke polymeren van glucose:
1. Zetmeel: een D-glucose polymeer dat enkel gesynthetiseerd wordt in planten waarin het
opgeslagen is o.v.v.typische zetmeelgranulen
-> structuur: 1,4 (amylose) + 1,6 (amylopectine) 𝛼-D-glucopyranosyl
-> F: energiebron; speeksel pancreas (amylase): vertering (niet alle dieren!)
-> korrelige structuur
2. Glycogeen:= dierlijk zetmeel
-> intracellualair D-glucose polymeer dat enkel gesynthetiseerd wordt bij dieren
-> structuur: 1,6 + 1,4 (amylopectine) 𝛼-D-glucopyranosyl
-> F: intracellulaire sacharide energiebron, intra en extracellulaire afbraak via
𝛼-amylase
3
1) Definitie biochemie
à bestudeert de processen in de cel op moleculair vlak;
- katabole (afbraak) reacties
- anabole(opbouw, synthese) reacties
2) Elementen
à CHNOPS
à 𝐾 ! , 𝑁𝐴! , 𝐶𝐿" , 𝐶𝐴 #! , 𝑀𝐺 #!
3) Basis organische chemie
à biomoleculen: - proteïnen
- sachariden
- nucleïnezuren
- lipiden
à enzymen: biologische katalysatoren
à basisprincipe van de biochemie is de vorming van biopolymeren of macromoleculen. De bouwstenen
voor deze polymeren zijn monomeren, die aan elkaar worden gekoppeld via waterafsplitsing
(condensatie). Typisch voor deze biopolymeren is hun unieke 3D structuur
4) Levensenergie
à “energie” is een centrale parameter die als rode draad doorheen de diverse metabole wegen in de cel
loopt (bio-energetics)
à - spontane reactie als ∆𝐺 < 0
- input externe energie nodig als ∆𝐺 > 0
- evenwichtsreactie als ∆𝐺 = 0
à ∆𝐺 = ∆𝐻 − 𝑇 ∙ ∆𝑆 (∆𝐻: 𝑒𝑛𝑡ℎ𝑎𝑙𝑝𝑖𝑒; 𝑤𝑎𝑟𝑚𝑡𝑒𝑖𝑛ℎ𝑜𝑢𝑑 en ∆𝑆: entropie;wanorde)
5) De cel is de basiseenheid van het leven
6) Water Polair: hydrofiel
à het is een permanent dipool Apolair: hydrofoob / lipofiel
à er treedt H-brugvorming op zowel intra- als intermoleculair
à ook met andere dipolen worden H-bruggen gevormd o.b.v. electronegativiteit
à de specifieke warmte en damspanning zijn hoog, wat een stabiele lichaamstemperatuur mogelijk
maakt voor elke diersoort
à bij ionisatie wordt 1 proton (H+) en 1 hydroxide-anion (OH-) gevormd
7) niet-covalente bindingen
à electrostatische interacties: - H-bruggen
- ladings-ladingsinteracties
- Van der waals-krachten
à hydrofobe interacties (afstoting!)
8) Reactiemechanismen
à nucleofiel <-> electrofiel
à substitutie <-> additie
à thermodynamisch evenwicht van de nucleofiele hyrdolysereacties ligt in de richting van afbraak, maar
bij fysiologische p en temperatuur is er een energetisch barrière
à hydrolysereactie met water gaat niet spontaan door à katalysator nodig!
à enzymen helpen de thermodynamische barrière te overwinnen die spontane reacties verhindert (ATP
zorgt voor transfer van anorganische P-groep naar het intermediair dat hierdoor reactief wordt
à pH (zuurtegraad) een belangrijke parameter voor controle van biochemische reacties in de cel
(henderson-hasselbalch): pH + pKa + log (A-)/(HA)
1
, Deel 1: beschrijvende biochemie
H1: sacchariden
1) Algemene structuur van de sacchariden
à sacchariden vervullen een sleutelrol als energieleverancier en energie-opslag moleculen
à toename in ketenlengte is omgekeerd ≈ met de wateroplosbaarheid van de sachariden
à mono- à di- à oligo- à poly-sachariden
2) Monossachariden zijn chirale componenten
à polyhydroxy-aldehyden (aldosen: carbonyl = c) of ketonen (ketosen: carbonyl = C)
à wordt voorgesteld door de fischer-projectie)
à triosen wnr n=3
à intramoleculaire cyclisatie: hydroxyl en carvonyl aan elkaar
-> algemene ringstructuur heet pyraan / furaan
-> cyclische hemi-acetaal / ketal
3) Derivaten van monosacchariden
à fosfaatesters: enegrie-leveranciers
à deoxy-vormen: bouwsteen DNA
à amino-vormen: bouwsteen glycoproteïnen en lipiden
à carboxylzuur-vormen: bouwteen van talrijke polysachariden
à vitamine C/ L-ascorbinezuur: collageensynthese
• D-glucuronaat
2
, 4) Disacchariden
1. Maltose: 𝛼-D-glucopyranosyl (1à 4) 𝛽- D-glucopyranose (bouwsteen
zetmeel/glycogeen)
2. Cellobiose: 𝛽- D-glucopyranosyl (1à 4) 𝛽- D-glucopyranose (BS: cellulose)
3. Lactose: 𝛽- D-galactopyranosyl (1à4) 𝛼-D-glucopyranose (melksuiker)
4. Sucrose: 𝛼-D-glucopyranosyl (1à 2) 𝛽- D- fructofuranoside (BS: rietsuiker)
àreducerend vermogen: verantwoordelijk voor de oriëntatie van zowel de lineaire als de
vertakte polysacharide-keten
5) Polysacchariden
à polysachariden zijn dynamische leveranciers, hetzij structurele componenten
à zetmeel, glycogeen, cellulose
à verschillende functie: E <-> structuur!
I. Homoglycanen
à 3 belangrijke polymeren van glucose:
1. Zetmeel: een D-glucose polymeer dat enkel gesynthetiseerd wordt in planten waarin het
opgeslagen is o.v.v.typische zetmeelgranulen
-> structuur: 1,4 (amylose) + 1,6 (amylopectine) 𝛼-D-glucopyranosyl
-> F: energiebron; speeksel pancreas (amylase): vertering (niet alle dieren!)
-> korrelige structuur
2. Glycogeen:= dierlijk zetmeel
-> intracellualair D-glucose polymeer dat enkel gesynthetiseerd wordt bij dieren
-> structuur: 1,6 + 1,4 (amylopectine) 𝛼-D-glucopyranosyl
-> F: intracellulaire sacharide energiebron, intra en extracellulaire afbraak via
𝛼-amylase
3
