Biochemia TZ wyklad 1 wprowadzenie low


BIOCHEMIA
Kierunek: Technologia Żywności
i Żywienie Człowieka
semestr III
Prof. dr hab. inż. Artur Bartkowiak
(pok. 1.13  ul Janickiego 35)
Wykłady: 15 tyg. x 2 godz. = 30 godz.
Egzamin:
pisemny (test wyboru  60 min 60 pytań)
i ustny (poprawkowy II)
WYDZIA! NAUK O "YWNO#CI I RYBACTWA
CENTRUM BIOIMMOBILIZACJI I INNOWACYJNYCH
MATERIA!ÓW OPAKOWANIOWYCH
BIOCHEMIA semestr III
Kierunek: Technologia Żywności i Żywienie Człowieka
www.cbimo.zut.edu.pl
3
BIOCHEMIA  kluczowe zagadnienia
" 1. Wprowadzenie-wybrane zagadnienia chemii organicznej,
" 2. Aminokwasy i bia"ka,
" 3. Kataliza enzymatyczna,
" 4. Kinetyka reakcji enzymatycznych,
" 5. Zwi#zki wysokoenergetyczne,
" 6. !a$cuch oddechowy,
" 7. Metabolizm t"uszczów,
" 8. Mechanizmy adaptacyjne drobnoustrojów,
" 9. Pomiary aktywno%ci drobnoustrojów,
" 10. Kwasy nukleinowe,
" 11. Horyzontalny transfer genów,
" 12. B"ony biologiczne,
" 13. Metabolizm w&glowodanów,
" 14. Cykl kwasów trójkarboksylowych (cykl Krebsa),
" 15. Metabolizm w&glowodorów,
Żywność a zdrowie
 Z niew$a'ciwego od%ywiania bior" si& wszystkie choroby
ludzkie  Herodot V w p.n.e.
" To, co zjadamy musi zosta! spalone b"d# wbudowane w
tkanki. Wszystkich sk$adników od%ywczych musi by! wi&c w
diecie tyle, ile wynosi indywidualne optimum. A optimum
uzale%nione jest od indywidualnej szybko'ci zachodzenia
poszczególnych szlaków metabolicznych, a tak%e skutków
nadmiernego gromadzenia lub niedoboru poszczególnych
substancji.
BIOCHEMIA (od bios - gr. życie) - dyscyplina
naukowa opisująca składniki chemiczne
organizmów (biochemia statyczna) oraz
przemiany tych składników (biochemia
dynamiczna). (
Całość procesów życiowych tzn. ogół reakcji
chemicznych w organizmie żywym nazywamy
metabolizmem (gr. metabole-przemiana), a
substancje uczestniczące w tych reakcjach
nazywamy metabolitami.
Biochemia w skrócie.....
" Biochemia = chemia 'ycia
" Biochemia pozwala zrozumie( podstawowy poziom organizacji 'ycia
'ywego organizmu  poziom chemiczny.
" Biochemia = chemia zwi#zków organicznych: Chemia du'ych
(przewa'nie), z"o'onych cz#steczek, niezb&dnych do podtrzymywania
'ycia
" Biochemia = chemia w&gla, poniewa' w zwi#zkach organicznych
wyst&puje szkielet utworzony z atomów w&gla, po"#czonych wi#zaniami
kowalencyjnymi
" Obecnie znanych jest ok. 5 mln zwi#zków organicznych. Zdecydowana
wi&kszo%( zwi#zków organicznych wyst&puje w organizmach 'ywych.
" Te zwi#zki organiczne, które nie wyst&puj# w organizmach 'ywych,
cz&sto z tych organizmów pochodz#, np. ropa naftowa.
" Wszystkie zwi#zki organiczne obecne w naturze mo'na dzi%
zsyntetyzowa(.
Cechy reakcji biochemicznych(
.
1. Regulowanie ich przebiegu przez biokatalizatory zwane
enzymami.(
2. Powiązanie z określonymi strukturami komórkowymi. (
3. Istnienie precyzyjnych mechanizmów integrujących
poszczególne reakcje i procesy biochemiczne,(
4. Wymaganie tzw. fizjologicznych warunków przebiegu
reakcji,(
5. Skojarzenie z przemianami energetycznymi.(
Ta ostatnia cecha jest wspólna zarówno reakcjom
biochemicznym, jak również chemicznym.
1. Budowa zwi$zków organicznych
CH3  CH2  CH2  CH2  CH3
Grupy funkcyjne - atom lub kombinacja po"#cze$ atomów,
które w istotny sposób okre%laj# rodzaj reakcji chemicznych,
jakim ulegaj# dane zwi#zki organiczne (np. -COOH).
" Grupa hydroksylowa (wodorotlenowa) -OH
" Grupa karboksylowa -COOH
" Grupa aldehydowa -CHO
" Grupa ketonowa =CO
" Grupa aminowa - NH2
" Grupa nitrowa -NO2
" Grupa sulfonowa -SO3H
1.1. Podstawowe grupy biochemiczne
1  grupa metylowa -CH3
2 - hydroksylowa (alkoholowa)
3  ketonowa
4  sulfhydrylowa  SH
5  aminowa
6  karboksylowa
7  aldehydowa
8 - fosforanowa (wysokoenergetyczna)  H2PO4
Budowa związków organicznych
11
Przestrzeń, czas i energia
12
Przestrzeń, czas i energia
13
Przestrzeń, czas i energia
14
Wiązania niekowalencyjne  świat biochemii
Trzy rodzaje wiązań niekowalencyjnych pośredniczą (
w odwracalnych reakcjach cząstek biologicznych:
- wiązania elektrostatyczne
- wiązania wodorowe
- wiązania van der Waalsa
15
1. Wiązania elektrostatyczne
16
2. Wiązania wodorowe
17
2. Wiązania wodorowe
18
3. Wiązania van der Waalsa
19
Woda  środowisko przemian biochemicznych
Woda  uniwersalny rozpuszczalnik dzięki wysokiej
polarności i dużemu napięciu powierzchniowemu
20
Substancje hydrofobowe  zachowanie w wodzie
Grupy niepolarne w wodzie wykazują tendencję do przyciągania się
21
Izomeria zwi$zków organicznych
IZOMERIA - zjawisko istnienia zwi#zków chemicznych o
identycznym wzorze sumarycznym, ró'ni#cych si& struktur# lub
budow# przestrzenn# cz#steczki, a w konsekwencji
w"a%ciwo%ciami fizykochemicznymi.
Rodzaje izomerii:
I. izomeria konfiguracyjna - występowanie dwóch lub więcej cząsteczek o tej
samej liczbie i rodzaju atomów, między którymi występują dokładnie te same
wiązania chemiczne, różniących się mimo to układem atomów w przestrzeni
(optyczna i geometryczna)
II. izomeria konformacyjna - występowanie dwóch lub więcej cząsteczek o tej
samej liczbie i rodzaju atomów, między którymi występują dokładnie te same
wiązania chemiczne, różniących się mimo to układem atomów w przestrzeni.
Izomery konformacyjne mogą przechodzić wzajemnie w siebie bez reakcji
chemicznej - np. wskutek swobodnej rotacji wokół wiązania pojedynczego, lub
wskutek tzw. "przekrętu" pierścienia
III. Izomeria konstytucyjna - występowanie dwóch lub więcej cząsteczek o tej
samej liczbie tych samych atomów, między którymi występuje jednak inny układ
("konstytucja cząsteczki") wiązań chemicznych.
I. izomeria konfiguracyjna
I-1. Izomeria cis-trans
I. izomeria konfiguracyjna
I-2. Izomery optyczne związków węgla
Związki, które mają choćby 1 asymetryczny atom węgla
nazywamy związkami aktywnymi optycznie, tzn. mają one
zdolność skręcania płaszczyzny polaryzacji światła.
Jeśli skręcają tę płaszczyznę:
- w prawo  forma D,
- w lewo  forma L.
Zdolność związku do posiadania swojego enancjomeru
zależy od cechy geometrycznej zwanej chiralnością.
I. izomeria konfiguracyjna
I-2. Izomeria optyczna
Enancjomery to izomery optyczne, które s# w"asnymi
lustrzanymi odbiciami  mniej wi&cej tak jak prawa i lewa
r&kawiczka. Mog# istnie( tylko dwa enancjomery danego
zwi#zku chemicznego.
Najważniejsze związki tego typu występujące w organizmie
ludzkim to cukry i aminokwasy.
II. Izomeria konformacyjna
Izomeria konformacyjna  rodzaj izomerii cząsteczek chemicznych,
polegającej na częściowym zablokowaniu swobodnej rotacji
podstawników lub pojedynczych atomów,
Mogą się wzajemnie w siebie przekształcać bez reakcji chemicznej,
na skutek skoordynowanych ruchów fragmentów cząsteczki.
Izomeria konformacyjna występuje w głównie w związkach, które
posiadają bardzo rozbudowane przestrzennie podstawniki, lub
podstawniki, które nawzajem silnie z sobą oddziałują poprzez
przestrzeń, tworząc np. słabe wiązania wodorowe.
Konformacje pierścienia cykloheksanu
uszeregowane w zależności od energii
(oś pionowa)
1  krzesło
2  pół-krzesło
3 i 5  skręcona łódka
4  łódka
III. Izomeria konstytucyjna
III.1. Izomeria ketoenolowa
W cz!steczkach zawieraj!cych atomy wodoru i spolaryzowan!
grup" funkcyjn!, mo#e wyst!pi$ w"drówka protonu w ramach tej
samej cz!steczki. W"drówka taka mo#liwa jest w ketonach dzi"ki
obecnej w nich grupie karbonylowej (-C=0).
Odwracalna w"drówka protonu od w"gla do tlenu grupy
karbonylowej prowadzi do zaistnienia równowagi dynamicznej
dwóch form tego samego zwi!zku, które posiadaj! dwie ró#ne
grupy funkcyjne. Forma I jest ketonem, a druga II alkoholem (-
ol) nienasyconym zawieraj!cym wi!zanie podwójne (-en) czyli
"enolem".
Odmiany I i II nazywamy odpowiednio ketonow! i enolow!.
KONIEC


Wyszukiwarka