Chemie en inleiding tot biochemische processen (D000854A)
Alle documenten voor dit vak (37)
Verkoper
Volgen
ellagoosens
Voorbeeld van de inhoud
Inleiding
1. Biomoleculen zijn organische (macro)moleculen
Suikers, vitaminen, hormonen, eiwitten, nucleïnezuren
Als hoofdelementen koolstof en waterstof, ook zuurstof, stikstof, zwavel, fosfor
interactie v chemische aard
- covalente chemische bindingen (macromoleculen)
- niet-covalent interacties/ zwakke krachten tssn chemische groepen
2. overzicht vd 3 biopolymeren: eiwitten,
nucleïnezuren & polysacchariden
Eiwitten, nucleïnezuren, polysacchariden:
biopolymeren = macromoleculen opgebouwd door covalent op elkaar binden v monomeren
- homobiopolymeren= bestaan uit 1 type monomeer
- heterobiopolymeren= bestaan uit covalente koppeling v verschillende monomere
eenheden (eiwitten & nucleïnezuren)
Eiwitten= polypeptideketens bestaande uit aminozuren
Monosacchariden= suikers (glucose, fructose)
Disacchariden= suikermoleculen op elkaar covalent
binden (maltose, lactose)
Polysacchariden= honderden suikermoleculen covalent
op elkaar gekoppeld (glycogeen)
1
, Nucleïnezuren (DNA & RNA)= uit 2 lange ketens
elke keten opgebouwd uit covalent op elkaar gebonden = nucleotiden
vetten/lipiden= kleinere moleculen via zwakke (niet-covalente) krachten
geen polymeren
3. belang v niet-covalente aantrekkingskrachten
(zwakke krachten) id structuur, stabiliteit &
functie v biomoleculen
functie v biopolymeren: steunt op niet-covalente zwakke elektrostatisch aantrekkingskrachten tssn
delen v grote moleculen
rol in eiwit:
- stabilisatie vd vorm & structuur
- in communicatie met andere biomoleculen => functie
moleculaire herkenning= eiwitten vormen complexen met andere moleculen door vormen v
zwakke aantrekkingskrachten
laat op efficiënte & specifieke wijze interacties toe tssn biologische moleculen in & buiten
eiwitten interageren met andere eiwitten, ionen, vitamen, DNA-moleculen
steunt op aanwezigheid v functionele groepen met eigenschappen op opperlvak vh
biomoleculen
vormt basis v skeleteiwit: herkennen eiwit op menselijke cellen => cel binnendringen
(infectie)
vb: interactie v insuline met insulinereceptor: cellen aanzetten om glucosemoleculen op te
nemen bij te hoge glucoseconcentratie ih bloed
functionele groepen: elkaar via niet-covalente krachten aantrekken => contact toelaten
4. functionele groepen & hun eigenschappen:
overzicht
biomoleculen: koolstofskelet (= alkylketen) & functionele groepen
methyl-, ethyl-, propylgroep
vertakte koolstofketen
koolstofringen
veschil tussen:
Carbonylfunctie (keton of aldyhydefuntie) Carboxylfunctie R-COOH (carbonzuren)
R-CO-R zwake zure eigenschappenn
corresponderende base= negatief
geladen carboxylaation R-COO-
Aminefunctie -NH2 Amidefunctie -CONH2
zwak basische functie geen base: neemt geen waterstofkation
+
zure vorm= positef geladen -NH3 H+ op
polair polair
chemische reactiviteit tssn functionele groepen:
- ester (R-COO-R) vormt zich bij reactie tssn carboxyl-funcite & hydroxylfunctie
- amide vormt zich bij reactie tssn aminefunctie & geactiveerde carboxylfunctie
door reactie met water hydrolyseren
polair= hydrofiel/ waterminnend
assymetrische ladingsverdeling (𝛓+ & 𝛓-)
apolair= hydrofoob/ watervrezend
amfifiel= molecule die zowel polair als apolair zijn
zwak zuur/ basisch karakter vd functionele groepen
afh. v pKa-waarde vd zure functie id functionele groepen & pH
2
, negatief, niet-geladen of positief geladen kù zijn
mate waarin functionele groepen met andere functionele groepen zwakke
aantrekkingskrachten kù aangaan
acylketen: vr koolstofketen met eindstandige carbonylgroep R-CO
acetylketen: R-groep ie acylgroep= methylgroep CH 3-CO
TABEL P12 KENNEN!
Fosfaatgroep: zuur => H+ afstaan
1. Niet-covalente krachten tssn
biomoleculen
Verschillende types niet-covalente krachten (intermoleculaire aantrekkingskrachten) bepaald door
polair/apolair karakter.
Aantrekkingskrachten tssn functionele groepen
H-brug houden watermoleculen samen in vloeibaar water
Op verschillende wijze beïnvloed door aanwezig watermoleculen
Belangrijkste niet-covalente aantrekkingskrachten:
Tssn geladen/polaire groepen
- Ionaire/elektrostatische aantrekking
- Dipoolinteracties/dipool-dipoolkrachten
- Waterstofbrugvorming
Tssn apolaire groepen: londonkrachten/van der Waals krachten
1.1. Ionaire aantrekking (zoutbrug) & dipool-
dipoolkracht
Anion id buurt v kation: oefenen elektrostatische aantrekkingskracht op elkaar uit
Sterkte gegeven door wet v Coulomb
Kracht F ∼ met ladingen v 2 groepen (q1q2)
= Omgekeerd ovenredig met kwadraat vd afstand r
tssn 2 groepen & met dielktriciteitsconstante D vd
omgeving waarin aantrekkingskracht wordt
uitgeoefend
Elektrostische aantrekking tssn ionen= zoutbrug
Gevormd in eiwitten tsn negatief geladen carboxylaat & positief geladen aminefunctie
Tssn polaire moleculen met partiële positieve/negatieve ladingen: elektrostatische aantrekking
Dipoolinteractiekracht, dipool-dipoolkracht
Zwakker dan tssn ionen (zoutbrug)
1.2. Waterstofbruggen
Niet-covalente elektrostatische aantrekking tssn atomen met tegengesteld partiële ladingen:
watermoleculen trekken elkaar aan
Tssn moleculen met geschikte functionele groepen waarin atomen sterk elektronegatief
karakter => aanwezigheid O- of N-atoom
Tssn O-H en N-H groepen & elektronegatieve atomen N en O
Waterstofdonor= functionele groep die 𝛓+ draagt + met H-gebonden op O/N
Waterstofacceptor= functionele groep die 𝛓- draagt + oefent aantrekking uit op H-atoom v
andere functionele groep
3
, Lineaire waterstofbruggen= sterkst
Bij stabilisering v structuurelementen bij eiwitten
Vormen basis vd verbindingen tssn complementaire basen v DNA/RNA
1.3. Londonkrachten
Tssn apolaire moleculen: elektrostatische aantrekking wnr voldoende dicht samenkomen
Tijdelijke dipool in 1 apolaire molecule induceert dipool in 2 de molecule
Ontstaan londonkrachten= zwakke aantrekking tssn apolaire moleculen
Nog zwakker & meer afhankelijk vd onderlinge afstand tssn moleculen dan niet-covalente
aantrekkingskrachten tsssn polaire moleculen
Ver v elkaar verwijderd=> aantekkingskracht sterk verminderen
Optimale afstand vr maximale onderlinge aantrekking= som v der Waals radii vd
betrokken atomen ≈ 2x afstand vd covalente binding
1.4. Het effect v water op zwakke
aantrekkingsinteracties
Herhaling:
Water= polair
Watermoleculen:
trekken elkaar sterk aan via H-brugvorming
zuigt gemeenschappelijke elektronen nr zich toe => hogere elektronegativiteit
ontstaat dipool zuurstofatoom: partieel negatief & 2 waterstofatomen: partieel positief
kan 2x als waterstofbrugdonor & 2x als waterstofbrugacceptor optreden
ontstaat dynamische netwerk => waterstofbruggen tssn watermoleculen continue
uitwisselen
water= solvent vr polaire moleculen en ionen
kleine ionen, polaire moleculen, geladen & functionele groepen v grotere moleculen
gehydrateerd
watermoleculen via H-bruggen/dipool-dipoolkrachten in interactie => krijgen watermantel
MAAR werkt competitief tegen niet-covalente interacties tssn geladen functionele groepen
Zoutbruggen: vooral in watervrije omgeving
Ionaire interactie & H-bruggen tssn biomoleculen: afgezwakt in water
1.5. Hydrofoob effect
Apolaire verbindingen: moeilijk oplosbaar in water (vb: vetmoleculen)
Apolaire molecule in waterige oplossing
energetisch ongunstig: waterstofbrugnetwerk ster verstoord
watermoleculen rond hydrofobe moleculen gefixeerd & meer orde gecreëerd
associatie die ontstaat tssn hydrofobe moleculen in water=> treedt spontaan op
1.6. veel zwakke krachten samen maken een sterk
geheel: het waarom v zwakke krachten
1) veel zwakke krachten maken 1 sterk geheel
niet-covalente (zwakke) interacties= niet voldoende om grote moleculen bij elkaar te houden
individuele zwakke krachten dragen energetisch weinig bij tot stabiliteit
tssn contactoppervlak v DNA & eiwitten: veel zwakke aantrekkkingen
som vd individuele energeibijdragen => voldoende stabiliteit
cooperativiteit= aantrekking treedt op tssn deel v chemische groepen => andere groepen
dicht genoeg bij elkaar brengen om attractie op elkaar uit te oefenen
4
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper ellagoosens. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €9,96. Je zit daarna nergens aan vast.
