Hoorcollege 1 Medical Structural Biology – meneer Guskov – 23.9.2019
Complexiteit van het leven:
- Cel moet nutriënten importeren om in leven te blijven en om processen uit te voeren in de
cel
- Input van energie om de cel bijeen te houden
- Structuur bepaalt de functie van de cel
Structuren van polymeren → zijn lineair:
- A: DNA
- B: RNA
- C: eiwit
- D: glycanen → alleen deze zijn branched
Intermoleculaire energie:
- Alle moleculen/atomen interacteren met elkaar
- Bepaalde interacties promoten de aantrekkingskracht
van moleculen
- Bij een grote afstand tussen de 2 moleculen,
interacteren ze niet met elkaar en de energie is gelijk
aan 0
- Als de moleculen dichter bij elkaar komen, wordt de
energie lager op het moment dat ze elkaar aantrekken
totdat het heel laag is bij een optimale interactie
afstand → atomen in de 2 moleculen gaan botsen bij
een kortere afstand en dan gaan de energie weer
scherp omhoog
Pairwise interacties tussen atomen in 2 moleculen:
- Energie van de interactie tussen de 2 moleculen kan worden berekend
door het optellen van de interactie-energieën tussen de pair-wise
combinaties van atomen in de 2 moleculen
- Niet-covalente interacties zijn interacties tussen atomen die niet
covalent gebonden zijn aan elkaar → kunnen attractief of repulsief zijn
en ze ontstaan door interacties tussen korte of stabiele ladingen op
atomen
• Zijn gemakkelijk te vormen en te breken door thermale
fluctuaties
1
, • Fenylalanine: covalente interacties → water
moleculen bumpt op het aminozuur wat zorgt voor
een conformationele verandering van het aminozuur
→ geen covalente verbindingen worden gebroken
(A)
➢ Niet covalente interactie: 2 aminozuren in
een eiwit hebben verschillende ladingen en
trekken elkaar elektrostatisch aan → bumpen
van water moleculen kunnen non-covalente
bindingen breken bij kamertemperatuur
- Dipolen: situatie wanneer 2 ladingen gescheiden zijn in de
ruimte
• Gebeurt wanneer je een lading naast je atoom hebt →
lading zorgt voor het bewegen van een elektronenwolk
• Neutrale atomen kunnen dipolen induceren: elektronenwolken van de 2 atomen
worden gepolariseerd → elektronen worden geredistributeerd zodat het een
dipoolmoment creëert in het atoom → dipolen trekken elkaar aan maar de
ladingpolarisatie is kortstondig
Van de waals interacties:
- Als atomen ver weg van elkaar zijn dan is er geen interactie
tussen de 2 atomen → lage energie
- Wanneer de atomen dicht bij elkaar zijn dan is er een hoge
energie en kunnen er van der waals interacties ontstaan
- Als atomen dichter bij elkaar komen → gaan bumpen op elkaar
→ veel energie
- Thermale energie: energie die komt van atomen die tegen
elkaar bumpen
- Stabilisatie-energie is heel laag om een interactie tot stand te
laten komen
- Energie is het laagst wanneer de 2 atomen worden gescheiden
door de som van hun van der waals radii
- Horizontale blauwe lijn is de thermale energie bij
kamertemperatuur = energie die gemakkelijk wordt
uitgewisseld tussen moleculen tijdens random bumping events → thermale energie is groter
dan de stabilisatie die nodig is voor de vdwaals interacties → interacties tussen atomen kan
makkelijk worden verstoord door bumping events
2
, - Van de waals radius is een meting voor de grootte van een atoom → energie
door van der waals aantrekking tussen 2 atomen is optimaal wanneer ze
gescheiden zijn van elkaar door de som van hun van der waals radii → als ze
dichter bij elkaar komen dan wordt de energie hoger
Elektronegativiteit: vermogen van atomen om elektronen aan te trekken wanneer het
in een covalente binding zit → grotere elektronegativiteit betekent een grotere neiging
tot het aantrekken van elektronen
- Zuurstof heeft altijd een partiële negatieve lading
- En waterstof heeft altijd een partiële positieve lading
Gekko’s gebruiken van der waals interacties → doen dat door haarachtige
structuren op de poten → structuren hebben individuele spatula die interacties
maken met het oppervlak
Ladinginteracties:
- Bijvoorbeeld door arginine (positief geladen) en glutamaat
(negatief geladen carboxylgroep) → interactie is best sterk als je
kijkt naar de Wet van Coulomb = zoutbrug (salt bridge)
- Is 25 keer sterker dan een van der waals verbinding
Effect van de omgeving:
- In vacuum: hele hoge energie tussen ladingen
- In water is de energie van ladingen veel lager
- Wanneer de ladingen in een eiwit interior plaatsen → hogere
energie dan als je het op het oppervlakte van het eiwit plaatst (dit
is wel stabieler dan in het molecuul)
3
, Dipoolmomenten van waterstofbindingen:
- Vormen van waterstofverbindingen
door een donor en een acceptor
(positief en negatief geladen)
- Dipolen zijn richting de positieve pool
(rode pijlen)
- Zuurstof is negatief en waterstof is
positief → kunnen interacteren met
elkaar waardoor er een waterstofverbinding wordt gevormd
- Waterstofverbindingen zijn interacties tussen polaire groepen (dipolen) waarbij een
waterstof atoom met een partiële positieve lading dichtbij een atoom met een partiële
negatieve lading wordt geplaatst (acceptor) → partiële positieve lading op het
waterstofatoom is een gevolg van een gepolariseerde covalente binding met een meer
elektronegatief atoom = donor
Waterstofverbindingen:
- Qua energie zit het tussen van der waals interacties en
ionladingen in
Watermoleculen verzwakken de effectieve kracht tussen
waterstofverbindingen:
- Water kan ook waterstofbindingen vormen dus is er
competitie tussen eiwitmoleculen en watermoleculen
- Netto dipoolmoment wanneer een negatieve lading tussen 2
positieve ladingen in zit → energie komt middenin te zitten
- Afstand tussen waterstofbindingen is 1,6-1,7
Structuur van een nucleotide:
- Nucleotide – nucleoside + fosfaat
- Fosfaat – nucleoside = suiker + base
- C 5’ zit aan de fosfaat en er is een glycosidische binding bij C1
van suiker en base
- ATP = energiebron → knippen van fosfaat
- Fosfaat komt aan de OH van de suiker (hydroxylgroep) en base
zit aan de hydroxylgroep van C1 van de suiker
- Trifosfaat = ATP
- Pyrimidine: C, T en U basen
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 sophie23. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.41. You're not tied to anything after your purchase.