Biochemie I
Úvodní přednáška
Organizace výuky etc
Radovan Hynek: S 90, [email protected]
Ústav biochemie: http://biomikro.vscht.cz/ (brzo nové stránky)
Laboratoř hmotnostní spektrometrie: http://biomikro.vscht.cz/maldiman/
 Organizace přednášek
 Program
 Testy
 Zkouška
 Organizace seminářů
Studijní materiály
Nakladatel:
Academia
Autor:
Vodrážka Zdeněk
Rok vydání:
2002
Milan Kodíček
Biochemické pojmy
výkladový slovník
http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-002/
Lehninger Principles of Biochemistry eBook, 5th Edition 2009
BIOCHEMIE I - přednášky
• 1.
Živé systémy, jejich složení a organizace
• 2.
Aminokyseliny (vlastnosti, stanovení a reakce) a peptidy
• 3.
Bílkoviny (vztah struktury a funkce)
• 4.
Enzymy: struktura, názvosloví, rozdělení do tříd
• 5. Reakční kinetika enzymových reakcí; regulace činnosti
enzymů
• 6.
Chemie nukleotidů a nukleových kyselin; replikace
• 7.
Transkripce, translace a posttranslační modifikace
• 8. Chemie lipidů; biomembrány a membránový transport
• 9.
Principy látkové a energetické přeměny; bioenergetika
• 10. Aerobní a anaerobní respirace; světlá fáze fotosynthesy
• 11. Citrátový a glyoxylátový cyklus
• 12. Chemie sacharidů. Metabolismus sacharidů I.
• 13. Metabolismus sacharidů II. Metabolismus lipidů
• 14. Metabolismus dusíkatých látek
Biochemie a související obory
• Biochemie věda zkoumající biologické děje
chemickými prostředky
-(pojem zavedl F.Hoppe-Seyler 1903)
- zkoumá živé systémy na (buněčné) a
molekulární úrovni – viz následující ilustrace
Biochemie:
• statická (látkové složení organismů, vlastnosti
biomolekul, vztah struktury a funkce)
• dynamická (metabolismus, bioenergetika)
• funkční (fysiologické projevy na molekulové
úrovni)
• nadmolekulových struktur (= organizační)
S biochemií úzce souvisí:
•
Molekulová genetika (molekulová biologie, molekulová fysiologie)
•
Proteomika
•
Enzymologie
•
Klinická biochemie
•
Bioorganická chemie
•
Biofysikální chemie
•
Xenobiochemie (farmakobiochemie)
•
Biotechnologie
BUNĚČNÁ TEORIE (Robert Hook
(1667)
"buňka")
1. Buňky tvoří veškerou živou hmotu (x viry: jsou živé?).
2. Veškeré buňky pocházejí z jiných buněk.
3. Informace se předávají z generace na generaci.
4. V buňkách látky podléhají chemickým přeměnám.
5. Buňky reagují na vnější podněty.
Typy buněk
prokaryota
nemají pravé jádro
(karyon=jádro)
eukaryota
mají pravé
jádro(eu=pravý,
karyon=jádro)
Velikosti buněk a jejich
částí
Prokaryotní buňka
velikost: 1 – 10 µm
tvar: sferoidní (koky), tyčinkovitý (bacillus), helikální (spirilla)
flagella
Ribosomy
Buněčná
stěna
Plasmatická
membrána
Pili
Nukleoid
(DNA)
Escherichia coli – nejlépe prostudovný organismus
Eukaryota – velikost 10 -100 µm,
kompartmentace buněčných procesů - organely
Živočišná buňka
Rostlinná buňka
Odlišnosti:
Buněčná stěna
Chloroplasty
Vakuola
Hlavní funkce a procesy probíhající v buněčných organelách a
ostatních kompartmentech
Kompartment
Procesy a funkce
Buněčná membrána
Oddělení vnějšího a vnitřního prostoru,transport iontů
a molekul, příjem a přenos signálu, pohyb
Jádro
Synthesa DNA, RNA
Endoplasmatické retikulum
drsné, hladké
Synthesa proteinů intra- a extracelulárních, synthesa
lipidů, detoxifikační reakce
Golgiho aparát
Modifikace a export proteinů
Mitochondrie
Buněčné dýchání, uskladnění energie
Oxidace sacharidů a lipidů, synthesa močoviny a
hemu
Chloroplasty
Fotosynthesa
Lysosomy
Buněčné trávení – lytické enzymy
Peroxisomy
Oxidativní reakce s O2, metabolismus H2O2 a
ostatních peroxidů
Mikrotubuly a mikrofilamenta
Cytoskeleton, buněčná morfologie a pohyb
(i vnitrobuněčný)
Cytosol
Metabolismus sacharidů, lipidů, aminokyselin a
nukleotidů
Látkové složení živých organismů
Prvky: C,H,N, O,P,S (92%), Ca,Mn,Fe,I,Mg
Složka
ZASTOUPENÍ (g/100 g ORGANISMU)
Rel. mol.
člověk
hmotnost
Počet druhů
molekul
v buňce
bakterie
rostlina
bakterie
60
75
70
1
18
4
15
3 000
<1
<1
1
1
1,5
1
6
1 000
0,5
16
2
250
voda
18
bílkoviny
10 -10
DNA
>10
RNA
4.10 -10
sacharidy
10 -10
lipidy
750-1 500
16
1
2
50
ostatní
org. látky
100-500
1
1
2
500
anorg.
látky
asi 60
3
2
1
15-20
4
6
6
4
2
6
6
Funkce bude
náplní
přednášek
Role vody
•
Všechny výše zmíněné komponenty budou diskutovány podrobněji s výjimkou
vody
•
60 to 70 % hmotnosti živých organismů
•
Všechny reakce vyskytující se v živých organismech probíhají ve vodě
•
Voda je reaktantem o produktem řady biochemických reakcí
•
Fotolýza vody je jedním ze zásadních procesů probíhajících na Zemi
•
Nekovalentní interakce – vodíkové můstky, hydrofobní interakce
Nevazebné interakce
Typy nekovalentních interakcí vyskytujících se v živých
organismech
Typ interakce
vodíkové vazby:
voda (led)
vazby v pept. řetězci
neutrální a nabitá skupina
elektrostat. interakce* ion-ion
interakce dvou
permanentních dipolů
Příklad
*Vazebná
energie
(kJ/mol)
-O-H...O=
17
=N-H...O=C
15
-COO-...HO-CH2-
15
-COO-...+H3N-
20-30
2
C +=O -...C +=O
-
Londonovy dispersní interakce
mezi dvěma alifa-tickými
atomy C
0,11
patrové interakce
mezi dvěma aromatickými
kruhy Phe
6
např. Mezi dvěma
methylovými skupinami
1,2
mezi dvěma postran- ními
řetězci valinu
6
hydrofobní interakce **
Download

1 - Biochemie