Biológia - Biokémia I

Biokémia 1.

Elemek, vegyületek

 

Az élő anyag elemi összetétele:

Ø élő szervezetek tömegének több, mint 95%-át és atomjainak több, mint 99%-át 4 elem → O, H, C, N

Ø ugyanazok a kémiai elemek az élő szervezetekben és az élettelen anyagi

Ø világban → csak eltérő arányban és más vegyületekben

Ø szilícium nagyon gyakori a Földön, de élő szervezetben csak ritkán fordul elő

Ø kevés számú elem, de a különböző molekulák száma milliós nagyságrendű

Ø ok: a szén sok, eltérő felépítésű vázat tud létrehozni

 

Biogén elemek:

Ø elemek, amelyek atomjai az élő szervezetek vegyületeit építik fel

Ø elemek 20-30%-a

Ø elsődleges biogén elemek:

     minden élőlény számára nagy menny. szüks.

     szén, hidrogén, oxigén, nitrogén

Ø másodlagos biogén elemek:

     kisebb mennyiségben vesznek részt az élőlények felépítésében

     kálium, nátrium, magnézium, kalcium, vas, klór, foszfor, kén

Ø nyomelemek:

     nagyon kis menny. szükséges, de nélkülözhetetlenek

     állandó feleslegük betegséget okoz

     Mn, Hg, Al, Cr, Cd

 

Az élet szénalapúsága:

Ø szénlánc alkotja az élő szervezetek szerves molekuláinak vázát

Ø az összes elem közül csak a szén atomjai képesek egymással korlátlan mennyiségben/hosszúságban összekapcsolódni

     változatos, elágazó, el nem ágazó, gyűrűs

     szerves vegyületek lehetséges száma korlátlan

Ø atomszerkezeti ok:

     a periódusos rendszer 6. eleme:

   6 protonja és 6 elektronja van

     II. periódus 4. eleme:

   belső elektronhéjon 2 elektron, külsőn 4 elektron

     4 azonos erősségű kovalens kötést tud létrehozni más atomokkal, hogy még az atominál is stabilabb, molekuláris szerkezetűvé váljon

Ø molekulaképző sajátosság:

     korlátlan számú, különböző formájú szénváz létrehozható

     ezekre még több heteroatom (pl. O, N, S) kapcs. → még többféle vegyület

     a szénvegyületek sokfélesége → élő rendszerek sejtes működése

 

Szervetlen vegyületek

 

Fogalmak:

Ø hidrolízis

     biomolekulák kémiai kötéseinek bontása vízmolekula beépítésével (addíciójával)

Ø kondenzáció

     kémiai kötések jönnek létre vízkilépés mellett

     a hidrolízis ellentétes folyamata

Ø polaritás

     pl. a vízmolekula

     nem azonos az elektronok eloszlása, az oxigénatom erősebben vonzza magához a két kovalens kötés elektronjait, mint a hidrogének

     apoláris molekulák: ezekben az elektronvonzó erők kb. kiegyenlítettek

 

Szén-dioxid:

Ø standard körülmények között gáz halmazáll.

Ø színtelen, szagtalan

Ø apoláris

Ø szén legoxidáltabb állapota

Ø levegőnél nagyobb sűrűségű → talajhoz közel halmozódik fel

Ø levegő kb. 0,040 V/V% (100 éve kb 0,028% volt)

Ø üvegházhatású

Ø légkörbe kerülése:

     vulkanizmus

     tengerek kötött szén-dioxidjából

     C-tart. anyagok égetésével

     ipari folyamatok

     légzés - biológiai oxidáció

Ø légkörből kikerülése:

     fotoszintézishez kell:

   növények és algák megkötik a levegőből: C-t beépítik saját szervezetükbe

     növényevők, mindenevők szervezetébe kerül

     lebontó szervezetekbe kerül/

     fosszilis tüzelőanyagokká alakul/

     üledékként karbonátos kőzetté alakul

Ø szén-dioxid és oxigéngáz szerepe az életfolyamatokban

     az aerob működésű szervezetek légzési gázai

     tápanyagok, mint szerves vegyületek széntartalma a kémiai kötéseikben raktározott energia kinyerésének folyamatában, a biológiai oxidáció (sejtlégzés) során oxigénnel reagálva szén-dioxiddá alakul

     kikerül a légkörbe, növények kivonják széntartalmát glükózzá alakítják, oxigén felszabadulása mellett → fotoszintézis

 

Víz - H2O:

Ø poláris

Ø sejtek tömegének nagy része

Ø reakcióközeg

Ø reakciópartner

Ø jó diffúziós képesség → anyagok szállítása

Ø hidrolízis, kondenzáció

Ø élettér

     4C-on lesüllyed, itt vészelik át az állatok a telet

Ø kohéziós erő:

     vízmolekulák között hat

Ø adhéziós erő:

     víz és más poláris anyagok közötti összetartó erő

     pl. hajszálcsövesség → növények vízszállítása

Ø viszonylag nagy fajhő

     mennyi energia adott menny. 1C-ra felmelegíteni

Ø ozmózis, plazmolízis

Ø sejtek tömegének 65-80%-a

Ø 105° kötésszög, V-alak

Ø dipólusos → poláris kötések → töltés többletek

     lehetőség hidrátburok képzésére

Ø kiváló oldószer

     apoláris anyagokat eloszlatja - diszpergálja

Ø nagy felületi feszültség

     levegővel érintkező részen hidrogénköt. befelé

     néhány rovar tud járni a vízen

 

További szervetlen biogén vegyületek:

Ø kálium-klorid (E 508)

     idegek, izmok működéséhez kell + ízfokozó

Ø nátrium-klorid = só

     megfelelő ozmózisnyomás fenntartása, gyomorsavképződés stb.

 

Szerves vegyületek

Jellemzőik:

Ø szerves vegyületek váza egy színlánc

Ø C-atomok között kovalens kötés

Ø szénhidrogének:

     a C-atomokhoz csak H-atomok kapcs.

Ø beépülhet más is a molekulába:

     O, N, S, P

 

Oxigéntartalmú szerves vegyületek:

Ø funkciós csoportok:

     oxocsoport

     aldehidcsoport

     ketoncsoport

Ø alkoholok:

     CnH2n+1–OH

     a szénhidrogén egy vagy több hidrogénatomját hidroxil csop.-ra cseréljük

     molekula hidroxilcsoport felé eső vége poláris

Ø oxovegyületek

     az O két kovalens kötéssel kapcs. a C-atomhoz

     láncvég: aldehid funkciós csop.

     láncköz: ketoncsop.

Ø karbonsavak

     funkciós csoportjuk a karboxilcsop. (COOH)

     sejtek a.cs.f.-ben fontosak

 

Nitrogéntartalmú szerves vegyületek:

Ø aminok

     (-NH2) kapcsolódik a szénatomhoz

     aminosavak:

   olyan szerves vegyületek, amelyek molekuláiban mind a karboxil­­csoport, mind az amino­csoport megtalálható

   biológiailag legjelentősebb aminok

   belőlük épülnek fel az élet molekulái → a fehérjék

   20 (22) aminosav → csak oldalláncukban kül.

     esszenciális aminosavak:

   az életműködéshez szükséges olyan aminosavak, amiket az emberi szervezet nem tud előállítani, így táplálékkal kell felvenni

   növényi táplálékok nem mindig tartalmazzák az összeset

   tojással, tejjel együtt már igen

Ø amidok

     amidcsoport            →

Ø heterociklusos vegyületek

     a szénláncban a N egy C helyére épül be

     gyűrűs szerkezetű molekula

     6 delokalizált elektronból álló aromás gyűrű → stabil

     pl. piridin, pirimidin, imidazol, purin

 

Lipidek

 

Jellemzők:

Ø zsírszerű anyagok

Ø molekuláik nagyobb része apoláris

Ø C-H kötések oxidációjával (főleg a hidrogén vízzé oxidálásával) → nagy mennyiségű energia szabadulhat fel → egyik legfontosabb szerep az energiatárolás

Neutrális zsírok (trigliceridek):

Ø glicerin (háromértékű alkohol) zsírsavakkal alkotott észterei

Ø glicerin és három zsírsav észterkötéssel kapcs.

Ø összetett lipidek

Ø minél több telítetlen zsírsav, annál folyékonyabb

Ø zsírsav:

     hosszú szénláncú (12-14 szénatom) telített vagy telítetlen szerves savak

     az élő szervezetben páros szénatomszám

Ø leggyakoribbak:

     palmitinsav C16H32O2

     sztearinsav C18H36O2

     olajsav C18H34O2

     linolsav C18H32O2

Ø biológiai szerep:

     energiatárolás

   tartalék tápa. az állatok zsírszövetében

     hőszigetelés

     mechanikai védelem

     zsírban old. vitaminok

   raktározza akár évekig

   hipervitaminózis

Ø növények:

     az olajat rakt. alapszövetben különítik el

     pl. repce, napraforgó, dió

Ø jól old. alkoholban

Ø old. vízben

Ø telített zsírsav:

     csak 1x szén-szén kötések

Ø telítetlen zsírsav:

     tart. 2x kötést is

Ø omega zsírsav:

     a karboxilcsop.-tól legtávolabbi (omega) C- atomtól           kezdve számozva a 3-mas, 6-os és 9-es helyen kettős kötést tart.

Ø képződés:

     a glicerin hidroxilcsoportjai és a zsírsavak karboxilcsop. közötti kondenzációs reakcióval

     észterkötés alakul ki

Ø hidrolizálhatók: alkohol + zsírsavak

Ø környezetünkben tal. zsírok/olajok eltérőek

     zsírokban nagyobb arányban telített zsírsavak

     olajokban nagyobb ar. telítetlenek

     csak telített > szabályos alak

     ha telítetlen is → szabálytalan alak, nehezebben szab. kristályrácsba

     25°C-on áll.:

   zsírok → szilárdak

   olajok → folyékonyak

     áll. növényi olaj, állati zsír, de pl. csukamájolaj, kókuszzsír

Ø telítetlen zsírsavak tartalmazó olajok fogy. előnyösebb a zsíroknál

     alacsonyabb energiatart.

     telítetlen kötések → reakció az a. cs. f. során képződő, sejteket

     károsító szabad gyökökkel

     nem hoznak létre plakkokat

Ø zsírszövet

     felhalm. az emberben nemi hormonok bef.

   férfiak: tesztoszteron → hasfalon

   nők: ösztrogén → bőraljában egyenletesen

 

Foszfatidok:

Ø foszfatidsav:

     glicerin 2 hidroxilcsop.-ját zsírsav észteresíti, 3.-hoz foszforsav kapcs.

Ø foszfatidmolekula:

     a foszforsavat még észteresíti egy szerves vegyület

   pl. kolin, szerin, inozitol

     pl. lecitin (tojássárgája)

   kolin + foszfát + glicerin + zsírsavak.

Ø biológiai jelentőség:

     biológiai membrán képzése

   kettős foszfatidréteg a sejtek körül

   hidrofil fejek a sejten kívüli és sejten belüli tér felé

   hidrofób farokrészek egymás felé

   folyékony mozaik modell

   folyékony struktúra

   mozaikosan membránfehérjék épülnek be

     folyadékban kolloid méretű micellákat

   50- 100 foszfatidmolekula apoláris résszel egymás felé

   belső térbe zsírban old. anyagok kerülhetnek

   pl. koleszterin, DEKA-vitaminok

     liposzómák

   foszfatidmolekulák kettős rétegben

   vízben oldódó molekulák sejtbe juttatása

   kozmetika

 

Szteroidok:

Ø szteránváz

Ø változatos kapcsolódó oldalláncok

Ø hormonok

     tesztoszteron, ösztrogén, progeszteron, aldoszteron, kortizol, szexuálszteroidok

Ø nem hormonhatású anyagok:

     epesavak, D-vitamin, koleszterin

Ø elnevezések → gyűjtőnevek

Ø szteroidhormonok

     apolárisak

     globulinok szállítják a sejtekhez - átoldódnak a sejthártyán

     funkciók:

   női nemi hormonok:

   ösztrogén:

   petefészek tüszőhámsejtjei, terhesség alatt méhlepény is termeli

   menstruáció után a méhnyálkahártya reg.

   méhnyálkahártya megvastagodását, terhesség fenntartását seg.

   másodlagos nemi jellegek kial.

   progeszteron:

   petefészekben tüszőrepedést köv. kial. sárgatest term.

   méhnyálk. további vastagodását → h hólyagcsíra befog.

   terhesség alatt méhlepény is term. → terhesség fennt.

   férfi nemi hormonok

   tesztoszteron

   herék Leydig- sejtjei term.

   hímivarsejtek term. fok, másodlagos nemi jell.

   mellékvese kéregállománya term.

   aldoszteron

   Na+ visszaszívását fokozza a vesékben

   alacsony sóbevitel esetén a vér ozm. konc. és térf. fennt.

   kortizol

   cukorháztast. → növeli a vérc. szintet

Ø koleszterin

     nem hormonhat., minden sejt term.

     minél több a sejthártyában → kevésbé engedi poláris molekulák diffúzióját

     szteránvázas hormonok kiindinduló vegyülete

     szállítása vérben:

   LDL-koleszterin gömböcskék → atherosclerosis

Ø epesavak

     máj term. - epehólyag rakt.

     amfipatikusak

     segítik a zsíremésztést - DE emésztőenzim!

     emulzióban tart. a zsírokat

     aktiválja a lipáz enzimet → emésztés gyorsítás

Ø D3-vitamin

     szervezet norm. Ca-anyagcs.-hez szük. zsírban old. vit.

     részben tápl. vesszük fel

     részben bőrben állítjuk elő UV seg.

   koleszterin előanyag képz. a bőrben

   UV hat. inaktív D3- vit. a bőrben

   májban rakt. → tovább módosul

   vesében → aktív vitaminná

     fok. a Ca+ felszívódását a bélből → emeli a vér Ca konc.

     elősegíti a Ca beépülését a csontokba

 

Karotinoidok:

Ø 5 C- atomos izoprén molekulájának kül. számú többszörösei a terpének és karotinoidok

Ø a molekulában sok konjugált kettőskötés

     π- elektronjai delokalizálódnak

     látható fény fotonjai gerjesztik

     elnyelt, kisugárzott energia → fotonok - színes molekulák

Ø fotokémiai szerep:

     a fény energiáját megkötik és kémiai energiává alakítják

     élő szervezetek számára használható fényenergia

Ø konjugált kettőskötés-rendszerek

     1x és 2x kötések felváltva

Ø növények:

     fotoszintetizáló sejtekben → az energia a fotorendszer kp.-i

     molekulája → a klorofill-A felé továbbítódik

Ø ember:

     szem retináján tal. fotoreceptorsejtek tart.

   a csapok, pálcikák

   A-vitamint, retinalt

     az itt elnyelt fényenergia a látóbíbor fehérjéjének, az opszinnak adódik át → térszerkezete megvált.

   pálcika: rodopszin

   csap: jodopszin

Ø példák:

     likopin

   paradicsom termésének piros színe

     karotin

   sárgarépa karógyökerének színe

   A-vitamin előanyaga

   fotoszintetikus pigment

   oxidált származéka → sárga xantofill

     A-vitamin

   bőrvédő

   rodopszin kial. részt vesz

 

Szénhidrátok

~ szén, hidrogén, oxigén ~

a sejt/szervezet energiaháztartása, felépítése

 

Csoportosítás:

Ø egyszerű CH-k

     monoszacharidok → cukrok

Ø összetett ch-k

     diszacharidok → cukrok

     poliszacharidok

Monoszacharidok:

Ø legegyszerűbb CH-k

Ø egyszerű cukrok

Ø ø hidrolizálhatóak

Ø poláris, vízben old.

Ø édes ízű, sejthártyán átjutó

Ø 3-7 db C-atom

     trióz, tetróz, pentóz, hexóz, heptóz

Ø C:H:O → 1: 2: 1

     pl.: C6H12O6

Ø glükóz (szőlőcukor)

     sejtek energiaforrása

Ø fruktóz (gyümölcscukor)

     gyümölcsökben

Ø galaktóz

     tejben fordul elő

     4. C-atomján tér el a glükóztól

Ø glicerinaldehid:

     anyagcs.f. fontos köztes terméke

     glicerinaldehid–3–foszfát

Ø trióz → 3 C-atomos cukor

Ø pentóz → 5 C-atomos cukor

     nukleinsavak alkotói

     DNS-t kiv. minden nukleotid vegyületben ribóz C5H10O5

     DNS → dezoxiribóz C5H10O4

Ø

Ø hexóz → 6 C-atomos cukor

     leggyakoribbak

     pl. glükóz - fotoszintézis során kel.

 

Glükóz:

Ø szinte minden élőlény sejtjeiben

Ø sejtek ált. táplálékmolekulája

Ø anaerob körülmények között is lehet energiát nyerni belőle

Ø növényekben fotoszintézis során napenergia felhaszn.

     6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

Ø benne energia tár. → növényeket fogy. haszn.

Ø tápl. elfogy. szénhidrátok lebontása során 2872 kJ/mol energia

Ø 1 dm³ vérben kb 1g cukor

     sejtek csak inzulin jelenlétében kép. felvenni

     agy számára kizárólagos tápa.

     többi sejtnek is a leggyorsabban haszn.

 

Fruktóz - gyümölcscukor:

Ø 2. legfontosabb élelmiszerben előford. monoszacharid

Ø kristálycukor = glükóz + fruktóz diszacharid

 

Gyűrűs szerk. kial.:

Ø 5 C-atomos monoszacharidoktól kezdődően

Ø vizes oldatban

Ø addíció

Ø lánc utolsó előtti C-atomjához kapcs. oxigén nemkötő elektronpárja

Ø az oxocsop. elektronhiányos C-atomja

 

α vagy β monoszacharid:

Ø glikozidos hidroxilcsop. helyzetétől függ

Ø gyűrűs molekula síkjához képest

     α: glikozidos hidroxilcsoport merőlegesen helyezkedik el

   axiális

     β: glikozidos hidroxilcsoport a molekula síkjával párhuzamos

   equatoriális

Ø a hidroximetil-csoporthoz viszonyítva

     α: glikozidos hidroxilcsoport a molekula túloldalán van

     β: glikozidos hidroxilcsoport ugyanazon az oldalon van

Ø jelentősége:

     a glikozidos OH csoportok részt vesznek a di- és poliszacharidok képződésekor a vízkilépéssel járó kondenzációs reakcióban

     nem mindegy, hogy melyik fajta kapcs. melyikhez

     glikozidos kötés:

   a glikozidos hidroxilcsop. helyére más atom vagy atomcsop. kapcs.

 

Diszacharidok

 

Jellemzők:

Ø az élő szervezetekben a monoszacharidok vízkilépés közben egyesülnek diszacharidokká

Ø vízben jól old., édes ízű, kristályos cukrok

 

Maltóz:

Ø malátacukor

Ø glükóz + glükóz

Ø 2 db α–D–glükóz kapcs. össze

Ø α-1;4 -glikozidos kötés

Ø keményítő bontásának köztes term.

Ø van szabad glik. hidroxilcsop. → redukáló hat.

 

Laktóz:

Ø tejcukor

Ø glükóz + galaktóz

Ø β–1;4–glikozidos kötés

Ø emlősök tejében, energiaszolgáltató

Ø van szabad glik. hidroxilcsop. → redukáló hat.

 

Szacharóz:

Ø répacukor

Ø glükóz + fruktóz

Ø köznapi értelemben vett cukor, legelterjedtebben haran. édesítőszer

Ø 1;2-glikozidos kötés

     mindkét alkotórész glikozidos hidroxilcsoportja részt vesz a kötés kial.

     szabad glikozidos hidroxilcsop. → redukáló hatású

Ø oxocsop-tól kezdve számozunk

 

Poliszacharidok

 

Jellemzők:

Ø sok monoszacharid-egységből álló makromolekula

Ø édesek, vízben rosszul vagy egyáltalán old.

 

Cellulóz:

Ø növények vázanyaga, sejtfal

Ø több ezer β-1;4-glikozidos kötéssel kapcs. glükóz

Ø vízben old.

Ø H-kötések stabilizálják

Ø néhány baktérium, eukarióta tudja bontani → celluláz

Ø fehér, rostos, szálas szerk.

 

Glikogén:

Ø több ezer α-glükóz

Ø de több elágazás → 1,6-kötések miatt

Ø állatok és gombák raktározott tápa.

Ø gerincesekben apró szemcsék formájában májban és harántcsíkolt izmokban rakt.

Ø vízben old.

Ø kimutatható jóddal → barna szín

 

Keményítő - amilum:

Ø amiláz (C6H12O5)

     több száz glükóz

     csak α–1,4–kötések

     hélix szerk.

     H-kötések a menetek között

     Lugol-próba

Ø amilopektin

     1,4– és 1,6–glikozidos kötések

     emiatt elágazó

     hélix

 

Keményítő kimutatása jóddal:

Ø amiláz molekula → hosszú, elágazásmentes spirál

Ø kálium-jodidos jódoldat jódmolekulái beférnek az amiláz spiráljába → ott másodrendű köt.

Ø megvált. a molekula fényelnyelése → színvált.

 

Redukáló vagy sem?

Ø monoszacharidok

     glükóz nyílt láncú form. tartalmaz formilcsop. → oxidálható

     fruktóz nyílt láncú form. tart. → de lúgos közegben képes glükózzá izomerizálódni → már oxidálható

Ø diszacharidok

     a szabad glikozidos hidroxilcsop. határozza meg

     ez a molekularész fel tud nyílni → így formilcsop. → oxidálható

     maltóz, cellobióz, laktóz → tart.

   felnyíló molekularész → karbonilcsop.

     szacharóz → tart.

Ø redukáló cukrok:

     amelyek kimutatási reakcióban (pl. ezüsttükör-próba) vált. okoz

Ø nem redukáló cukrok.

     amelyek kimutatási reakcióban okoz vált.

 

Fehérjék

Aminosavakból felépülő polimerek

 

Fehérjék:

Ø makromolekulák:

     sok kis molekuláris építőkocka (monomer) által felépített, nagy, polimer molekulák

Ø C, H, O, N, S

Ø monomerjei: 20 féle proteinogén aminosav

     újabban: 22 féle → nincs klasszikus kodonjuk

     eltérő arányban, más-más kapcsolódási sorrend

     peptid kötésekkel

     α–aminosavak

     átlagos fehérje: kb. 100-300 aminosavból

Ø legalább 1 aminocsoporttal és 1 karboxilcsoporttal rend.

Ø legegyszerűbb: glicin

Ø láncokká kapcs. → polipeptidek

     peptidkötés köztük

     vízkilépés mellett

Ø egy aminosav karbonilcsop. + másik aminosav aminocsop.-ja

     szervezet ph-körülm. → ikerionos szerk.

     NH3+ ; COO-

 

Esszenciális aminosav:

Ø a szervezet nem tudja előállítani

Ø tápl.-kal kell felvenni

Ø ember esetében 9 ilyen

Ø állati fehérjék teljes mértékben tart.-, vegán → figyelni kell

 

Oligopeptid:

Ø néhány aminosavból álló rövid lánc

Ø pl. vazopresszin (ADH)

 

Fehérjék szerkezete

Ø elsődleges

     aminosavak sorrendje

Ø másodlagos

     térbeli elhelyezkedés

     α-hélix, β-redő

Ø harmadlagos

     teljes lánc térbeli

Ø negyedleges

     1 v. több lánc és ezek egymáshoz viszonyított elrendeződése

 

Elsődleges szerkezet:

Ø aminosav sorrend

Ø minden további szintet ez hat. meg

Ø ha 1 aminosavat is kicserélünk → teljesen más fehérje is lehet

     sarlósejtes-vérszegénység

 

Másodlagos szerkezet:

Ø térbeli elrendeződés

Ø egyszerű, ismétlődő, szabályos szerk.

Ø peptidkötések között hidrogénhíd kötések

Ø α - hélix

     aminosav-oldalláncok a hélixre merőlegesen

     spirális

Ø β-redő

     hullámpapír szerű

     oldalláncok a redő síkja alatt, felett

Ø esetleg rendezetlen lánc

Ø szupermásodlagos szerk.

     bonyolultabb funkcionális egységek

     doméneket hoznak létre

     pl. NAD+ kötő domén

Ø 1 fehérjén belül többféle is lehet

 

Harmadlagos:

Ø a teljes polipeptid térbeli elh.

Ø másodl. szerk. elemek egymáshoz visz. elrend.

Ø stabilitás → aminosav-oldal. közötti kötések

     apoláris → diszperziós kcsh., Van der Waals

     hidroxilcsop. → H-köt.

     töltése van → ionos köt.

     ciszteinoldalláncok oxidációja → diszulfidhíd (kovalens)

Ø jell. megjelenési forma

     globuláris szerk. (gömbsz)

     fibrilláris (szálas) pl. kollagén

 

Negyedleges szerkezet:

Ø nem minden esetben

Ø több polipeptidláncból felép. fehérjék → láncok egymáshoz visz. helyzete

Ø oldalláncok közötti köt. stabilak

Ø kapcsolatok miatt → a láncok hatással lehetnek egymás térszerk.

Ø pl. hemoglobin → 4 alegység

 

Fehérjék tulajdonságai:

Ø nagyon érzékeny a körny. hat.

Ø denaturálás/koagulálás/kicsapódás

     amikor egy fehérje elveszti magasabb szintű ( elsődleges) struktúráját

     mechanikus hat., nehézfémsók hat-, hőhat., pH-vált.

Ø reverzibilis

     pl. tojásfehérje oldatba konyhasó → elvonja a fehérje hidrátburkát, ha felhigítjuk, a fehérjék újra hidratálódnak → működő képes

Ø irreverzibilis

     pl. tojássütés

 

Biológiai szerepük:

Ø harmadlagos tart. tápanyag

     hosszabb távú éhezés során felkaron.

     vészhelyzeti energia tart.

Ø enzim → biokat.

Ø stresszfehérjék

     stressz hatására megvált a fehérjék másodlagos, harmadlagos szerk. → kicsapódhatnak (pl. magas láz)

     ilyenkor más fehérjék menny. megnő a sejtekben

     stresszfehérjék → feladatuk: a többi fehérje kicsapódásának megak., lassítása

Ø kollagén

     bőr, köröm egészsége, öregedésének lass.

     porcokat, inakat, szalagokat felép.

Ø aktin, miozin → izomműk.

Ø hormonok

Ø fibrinogén

     véralvadás nélkülözhetetlen fehérjéje

     fibrinháló → alvadék váza

Ø prionok

     kóros térszerkezetbe csavarodott, fertőző fehérjék

 

Nukleinvegyületek

Nukleozidok:

Ø 5 C-atomos monoszacharid

     ribóz/ dezoxiribóz

Ø N-tart. bázis

     adenin, timin, uracil, guanin, citozin

Ø ezek glikozidos kötéssel, kondenzációs reakcióban összekapos.

Ø adenin

     ribózzal: adenozin

Ø guanin

     ribózzal: guanozin

Ø citozin

     ribózzal: citidin

Ø uracil

     ribózzal: uridin

Ø timin

     dezoxiribózzal: timidin

 

Nukleotidok:

Ø nukleozidok cukoregységének 5. C-atomjának -OH csoportjához kondenzációval kaps. a foszforsav

     foszfoészterkötés

Ø számozás

     N-tart. bázis gyűrűt alkotó C-atomjait számokkal jel.

     cukoregys. C-atomjait vesszős számokkal jel.

 

ATP:

Ø adenozin-trifoszfát

Ø a szerves anyag lebontás exoterm → hőnövekedéssel járna → káros a szervezetnek

Ø biztonságosan kell megkötni az E-t, tárolni, később használni kell

Ø képes megkötni a lebontások során felszab. E-t

Ø makroerg kötés:

     nagy energiájú

     25 kJ/mol-nál több E-t tart.

     itt 30,9 kJ/mol

Ø energiafelszabadulással járó biokémiai reakció esetén ATP keletkezik ADP és foszforsav kondenzációjával

Ø ha egy folyamathoz E kell, akkor ezt a kötést kell felbontani

 

Koenzimek:

Ø enzimek működéséhez szük.

Ø kovalensen kapcs. molekulák → lazán, reverzibilisen kapcs.

Ø felépítés: gyakran van vitamin jellegű csoport

     vitaminhiány. gátolja a koenzimek felép., így bizonyos biokémiai folyamatokat

NAD+:

Ø nikotinsavamid-adenin-dinukleotid

Ø 2 ribóz tartalmú nukleotidból ép.

Ø feladata:

     H szállítása a lebontó, energiafelszab. anyagcsere-folyamatokba

     NAD+ + 2H+ + 2e- → NADH + H+

 

NADP+:

Ø nikotinsavamid-adenin-dinukleotid foszfát

Ø 2 ribóztart. nukleotidból ép. fel, 1 foszfátcsoporttal tart. többet

Ø feladata:

     H szállítása a felépítő a.cs.f.-ba

     NADP+ + 2H → NADPH + H+

 

Koenzim-A:

Ø biokémiai folyamatokhoz 2 C-atomos acetilcsoportokat száll.

Ø acetilcsop. a molekula végén található -SH csoporthoz kondenzációval kapcs.

Ø aztán más helyen képes leadni

Ø lebontó és felépítő folyamatok fontos vegyülete

 

Nukleinsavak:

Ø nukleotid egységekből felépülő polinukleotidok

Ø foszfátcsoportjaikon keresztül kapcs. egym.

     egy nukleotid foszfátcsop.-ja egy másik ribóz/dezoxiribóz 3 C-atomjához kapcs. foszfodiészter-köt.

     akár több millió nukleotid kondenzációjával → makromolekulák

     pentóz-foszfát gerinc

     oldalláncként → bázisok

 

Kísérletek

 

Ezüst-tükör próba:

Ø ezüst-nitrát oldat

Ø ammónia oldat hozzá

Ø glükóz oldat

Ø aldehid csop. karboxilcsop-á alakul, ezüst-ion redukálódik

Ø melegíteni kell

Ø répacukorral nem működene → nem redukáló

 

Fehling-próba:

Ø réz-szulfát oldat → világoskék

Ø lúgosítjuk → királykék lesz

Ø melegítjük

Ø felső fázisban barnás-vöröses → réz

 

Keményítő kimutatás:

Ø keményítő-oldat

Ø lugol-oldat (kálium- jodidos old.)

Ø belecsepegtetve → sötétlila

     spirális formájába befér a jód molekula

Ø melegítés → kijönnek a jódok, átlátszó, sárga lesz

Ø ha kihűl → újra lila

 

Irreverzibilis fehérje kicsapás:

Ø tojásfehérje oldat

Ø melegítés

Ø áttetszőből → tejszerű, fehér oldat lesz

 

Reverzibilis fehérje denaturáció:

Ø fehérje oldat

Ø sót rakunk bele

Ø kis fehér szálak láthatóak

Ø a só elvonja a fehérjék hidrátburkát → kiválás

Ø ha felhigitjuk deszt. vízzel → visszaalakul

 

Másik irreverzibilis fehérje denaturáció:

Ø sósav (HCl) a fehérje-oldatba

Ø tejszerű lesz

Ø pH-t vált. meg

 

Xantoprotein reakció:

Ø fehérje kimutatása

Ø salétromsavat (HNO3) rakunk a fehérje-old.

Ø xanto → sárga

Ø kicsapódik + sárga lesz

     aminocsoportot mutatjuk ki

     nitrátcsoport kapcs. az aromás gyűrűbe

 

Biuret-próba:

Ø réz-szulfát a lúgos oldatban

     NaOH-val lúgosítjuk

     kék + csapadék képződik

Ø fehérjék hozzáadva körök alakulnak ki, újra világoskék

Ø amid/peptid -köt. kimutatása