Biochemie Biochemie
Hoofdstuk 1: Biomoleculen
Inleiding:
- Karakter/ eigenschappen van biomoleculen wordt bepaald door de aanwezige functionele groepen van
het molecule
- De vorm/opvouwing van de molecule is ook heel belangrijk voor de werking van de biomolecule
o Stereo-isomeren: R en S vormen hebben zelfde opbouw maar andere ruimtelijke
structuur → binden op andere receptoren → andere werking
o Thalidomide: R-vorm in geneesmiddelen tegen ochtendmisselijkheid, maar S-vorm was
schadelijk → misvormde ledematen bij “softenon” kinderen
o Carvone: R-vorm heeft pepermunt smaak, S-vorm heeft smaak van karwijzaden
o Aspartaam: R-vorm heeft zoete smaak, S-vorm heeft bittere smaak
Aminozuren:
- Bestaat uit een centrale C atoom gebonden met een H, amine groep & carboxylgroep
- Plaats van C beschrijven adhv
o Cijfers: tellen vanaf -COOH
o Griekse letters: tellen vanaf centrale C
- In ons lichaam: enkel L-aminozuren; bacteriën kunnen voor korte aminozuurketens ook D-aminozuren
aanmaken
- 20 aminozuren + kenmerken => VAN BUITEN KENNEN
o pKa,COOH rond 2
o pKa,NH3 rond 9-10
Aminozuur Afkorting pKa,R Eigenschappen
Niet-polaire, - inert door alifatisch karakter
alifatische R-groepen - zijketens zijn hydrofoob → gaan zo samen clusteren → opplooien proteïne
- geen functionele groepen
Glycine Gly, G - niet asymmetrisch, 2 H
- veel Gly naast elkaar → flexibel
- kleine R-groep → veel rotatie
- flexibiliteit belangrijk voor opvouwing proteïne
Alanine Ala, A In vitro mutagenese
= onderzoeken van welk aminozuur voor bepaalde eigenschap
zorgt: de codon voor dat aminozuur vervangen door die van alanine
→ equivalent van ‘afgeknipte’ zijketen
Valine Val, V
Leucine Leu, L
Isoleucine Ile, I
, Methionine Met, M
Aromatische R- Absorberen licht → hieruit concentratie van eiwit in een vloeistof bepalen
groepen → licht door vloeistof met eiwitten, dit wordt geabsorbeerd, lichtintensiteit die hierna wordt
uitgestoten zal minder intens zijn → via detector meten
→ hoeveelheid eiwit bepalen adhv referentiestalen
Phenylalanine Phe, F - hydrofoob
- apolair
- weinig reactief
Tyrosine Tyr, Y 10 - OH → intermediair polair
- OH→ H-bruggen→ opvouwing eiwit
Fosforylatieplaats
= post-translationele modificatie waarbij fosfaatgroep wordt
aangehecht aan hydroxylgroep → negatieve lading
(afstoten/aantrekken)→ conformatieverandering → functie
verandering door andere vorm
Tryptofaan Trp, W - N → intermediair polair
- Zeldzaam in eiwitten
Polaire, ongeladen R-
groepen
Serine Ser, S - OH → polair
- Gefosforyleerd worden
Threonine Thr, T - H bruggen vormen
Cysteïne Cys, C 8 - SH groep → dissociëren en dus polair
- 2 aparte eiwitten die disulfidebrug vormen = cystine
- 2 cysteïnes in 1 keten die disulfidebrug vormen = belangrijke
factor in het opplooien van eiwitten
- Nucleofiele katalytische groep → enzym bindt aan molecule
doordat cysteïne een H afsplitst → elektronenverplaatsing
waardoor een ander deel afsplitst
Asparagine Asn, N - Amiden → polair
Glutamine Gln, Q - Vormen H-bruggen
Proline Pro, P - Zijketen uit centrale alfa-C gaat binden aan aminogroep
- Ring gevormd → geen rotatie
- Geen H-bruggen
- Knikvorming in keten
- Zowel trans als cis vorm is mogelijk, niet even gunstig
Positief geladen R-
groepen
Lysine Lys, K 10 - R-groep is een primaire amine
Histidine His, H 6 - Ringsluiting in zijketen
- pKa is redelijk neutraal → in een fysiologische pH gaat de
groep zowel geladen al ongeladen zijn
- Veelzijdige zijgroep (zowel donor als acceptor)
- Katalytisch aminozuur
Arginine Arg, R 12 - R-groep bevat guanidinogroep
Negatief geladen R-
groepen
Asparaginezuur Asp, D 4 - Op pH 7: volledig geïoniseerd → heel polair
(Aspartaat) - Negatieve R-groepen → carboxylgroep
Glutaminezuur Glu, E 4 - Heel goed binden met metalen en kationen door negatieve
,(Glutamaat) lading
Suikers:
- Monosachariden & disachariden
o Enkele belangrijke basis sachariden
Glucose
Fructose
Galactose
Ribose → nucleïnezuren
Maltose: glucose + glucose
Lactose: glucose + galactose
Sucrose: fructose + glucose
o Families van basis sachariden → derivaten van basis vorm
Zure suikers: geoxideerd tot carboxylgroep (COO-)
Suikeralcoholen/ ketosuikers: reductie van carbonylgroep
Kunnen niet cycleren
Aminosuikers: aminogroep
Geacetyleerd (C=O)
Gefosforyleerd
Deoxy suikers: geen zuurstof waar je het zou verwachten
CH3 ipv CH2OH
, - Polysachariden = verbindingen tussen suikers
o Homo- of heteropolysachariden → vertakt of onvertakt, herhaling of complex
o Zetmeel en glycogeen
Homopolysachariden, opgebouwd uit glucose
Opslag van glucose in levende cellen → zetmeel: planten, glucose: dieren
Structuur glycogeen:
Maakt een knik tussen 2 glucoses → helix gevormd
Veel vertakkingen gevormd: korte takjes → veel uiteinden zodat het
enzym dat glycogeen afbreekt aan de uiteinden snel en veel tegelijk kan
doen → meer glucose vrijstellen
o Cellulose en chitine
Veel suikers lineair achter elkaar schakelen
Meerdere lagen gevormd, lopen dwars over elkaar
H-bruggen tussen moleculen in zelfde vlak + H-bruggen tussen moleculen van
een ander vlak → heel sterke structuur
o Peptidoglycans
In wand bacteriën: strengen die een harde laag rond het plasmamembraan van
de bacterie vormen
Osmolariteit niet regelen en dus heel hoog → osmose → water naar binnen →
bacterie barst
Door de wand kan er geen water door; als wand weg is → bacterie sterft
Elke molecule heeft een tetrapeptide die onderling zijn verbonden dmv 5
glycines → vast geketend aan elkaar → heel sterk
Verdedigingsmechanismen in natuur hiertegen:
In ons traanvocht secreteren wij een enzym lysozyme, dit kan de suikers
splitsen op die plaatsen van de tetrapeptiden
Schimmels produceren moleculen die het bacteriële enzym dat de wand
opbouwt afbreekt → wand niet synthetiseren waardoor ze deze wand
dus missen en barsten en doodgaan
o Glycosaminoglycans = polymeren van suikers die in duo’s voorkomen
Negatief geladen, zure aminosuikers (geacetyleerd of sulfaten)
Belangrijk onderdeel van extracellulaire matrix (ECM)
Een paar veel voorkomende:
1. Hyaluronzuur (HA)
- In het wit van het oog
- Heel viskeus → glijmiddel gewrichten
- Belangrijk bestanddeel van ECM: moeilijk doordringbaar voor
bacteriën → lokale infecties
- Sommige bacteriën produceren enzymen die deze strengen
afbreken → beter verspreiden door ECM
2. Chondroïtinesulfaat (CS)
- Chondros → gewricht
- Spansterkte in kraakbeen, pezen, ligamenten, wand aorta
3. Dermatansulfaat (DS)
- Derma → huid
- Plooibaarheid van de huis
- Ook in bloedvaten en hartkleppen
