Volledige samenvatting van het onderdeel 'inleiding tot de biochemische processen' in het vak 'chemie en inleiding tot de biochemische processen' (revaki - 1e bachelor, sem 1 - prof. dr. Marleen Van Troys). Duidelijke en correcte uitleg, voorbeelden, figuren, verwijzingen, overzichtelijke tabellen ...
• C en H, ook vaak O, N, S en P
• Kleine en grote biomoleculen
→ Suikers, vitaminen, hormonen
→ Macromoleculen: eiwitten, nucleïnezuren
• Koppeling van bouwstenen tot covalente biopolymeren
• Driedimensionale architectuur
• Interacties van chemische aard: covalente bindingen, niet-covalente interacties, zwakke
krachten
DE DRIE BIOPOLYMEREN
• Biopolymeer = biologische macromolecule die opgebouwd is door het covalent op elkaar
binden van stabiele eenheden of monomeren
→ Homobiopolymeren > 1 type monomeer: polysacchariden
→ Heterobiopolymeren > covalente koppeling van verschillende monomeren: eiwitten
en nucleïnezuren (DNA/RNA)
• Vierde type biomolecule = lipiden = kleinere biomoleculen ≠ polymeer
→ Vormen supramoleculaire structuren via zwakke (niet-covalente) krachten
HET BELANG VAN NIET-COVALENTE AANTREKKINGSKRACHTEN IN DE STRUCTUUR, STABILITEIT EN
FUNCTIE VAN BIOMOLECULEN
• Biopolymeren: steunen ook op niet-covalente zwakke elektrostatische aantrekkingskrachten
→ DNA: H-brugvorming tussen polymere nucleotideketens
→ Myoglobine: polypeptideketen op complexe wijze opgevouwen
• Functie zwakke krachten in biomoleculen
→ Stabilisatie van vorm en structuur
→ Communicatie met andere biomoleculen => moleculaire herkenning: complexen
vormen door zwakke aantrekkingskrachten contactoppervlakken partnermoleculen
▪ Steunt op aanwezigheid van functionele groepen of ‘chemische vingers’ met
welbepaalde eigenschappen
▪ Bv. insuline receptor, stekeleiwit van SARS-CoV-2 menselijke cel
,NIET-COVALENTE KRACHTEN TUSSEN MOLECULEN
• Belangrijkste niet-covalente aantrekkingskrachten1 = elektrostatische aantrekkingskrachten
→ Tussen geladen/polaire groepen
▪ Ionaire/elektrostatische aantrekking
▪ Dipoolinteracties
▪ Waterstofbrugvorming
→ Tussen ongeladen/apolaire groepen
▪ Londonkrachten (= vanderwaalskrachten)
• Aantrekkingskrachten treden op tussen functionele groepen
• Biologische reacties gaan door in vloeibaar water
IONAIRE AANTREKKING EN DIPOOL-DIPOOLKRACHT
• Ionaire aantrekking = zoutbrug
→ Negatief geladen groep (anion) + positief geladen groep (kation)
→ Sterkte wordt weergegeven door wet van Coulomb
𝑞1 𝑞2
𝐹~
𝑟2𝐷
- en +
▪ q1 en q2 = de twee ladingen
▪ r = afstand tss. moleculen
▪ D = dielektriciteitsconstante (vacuüm: D = 1, water: D = 80)
• Dipool-dipoolkracht = Keesomkracht
→ Tussen polaire moleculen: partieel positieve lading
+ partieel negatieve lading
δ- en δ+
→ Zwakker dan krachten tussen ionen
WATERSTOFBRUGGEN
• Waterstofbrugvorming = niet-covalente elektrostatische aantrekking tussen watermoleculen
onderling en tussen moleculen met geschikte functionele groepen met sterk
elektronegatieve atomen δ+ δ-
→ Zuurstof en stikstofatomen met vrij elektronenpaar –OH en NH–
(bv. tussen alcoholgroep en aminogroep) δ+ -
–NH en δ OH–
→ Waterstofdonor = functionele groep met δ op H-atoom
+
Waterstofacceptor = functionele groep met vrij elektronenpaar (δ-)
• Sterkte waterstofbrugvorming hangt af van relatieve positie van betrokken atomen:
lineaire waterstofbruggen zijn het sterkst
• Belang
→ Stabilisering structuurelementen in eiwitten zoals α-helix
→ Vormen basis van interacties tss. complementaire basen van RNA/DNA
LONDONKRACHTEN
• Tussen apolaire/hydrofobe moleculen
→ Tijdelijke dipool in apolaire molecule induceert dipool in andere molecule
→ Zeer zwak, afhankelijk van van der Waals radius (afstand kern opp. e--mantel)
1
Niet-covalent: delen dus geen elektronen
3
, HET EFFECT VAN WATER OP ZWAKKE AANTREKKINGSINTERACTIES
• Water = polair, sterke aantrekking via H-brugvorming
→ Goed solvent: moleculen krijgen watermantel door niet-covalente interacties
• Watermantel schermt (partiële) ladingen af => ionaire interacties en H-bruggen tussen
biomoleculen worden afgezwakt in water (cfr. wet van Coulomb: D = 80 in water)
HET HYDROFOOB EFFECT
Bv. olie in water
• Apolaire moleculen verstoren waterbrugnetwerk
tussen watermoleculen
• Watermoleculen fixeren rond hydrofobe moleculen
=> meer orde = lagere entropie S
=> hogere vrije energie ΔG
• Hydrofobe moleculen associëren => totale hydrofobe
oppervlakte verkleint
ZWAKKE KRACHTEN MAKEN EEN STERK GEHEEL
• Som van individuele energiebijdragen van zwakke ineteracties => voldoende stabiliteit
→ Cfr. velcro
• Coöperativiteit = wanneer tussen een deel van chemische groepen aantrekking optreedt,
brengt dit andere groepen dicht genoeg bij elkaar om attracties op elkaar uit te oefenen
• Zwak karakter van complexvorming tussen biomoleculen = dynamisch dus beweeglijk
EENVOUDIGE SUIKERS EN POLYSACCHARIDEN, AMINOZUREN EN PEPTIDEN
SUIKERS
Basisstructuur van een monosaccharide
• Indeling in twee groepen
→ Aldosen: –CHO met C als 1e C-atoom van de keten
→ Ketosen: –CO in de koolstofketen
• Voorvoegsel aldo-/keto- + telwoord voor aantal C’s + -ose
• Polaire functionele groepen => zwakke niet-covalente aantrekkingskrachten mogelijk
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller emch. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $9.11. You're not tied to anything after your purchase.
