biochemia 1

  • POZNÁMKY K BIELKOVINÁM

    1. ÚVODNÉ POZNÁMKY

    • Bielkoviny sú hlavné štrukturálne a funkčné polyméry živých systémov.

      • Zabezpečujú široké spektrum činností:

      • Katalýza metabolických reakcií.

      • Transport vitamínov, minerálov, kyslíka a palív.

      • Tvorba štruktúr tkanív a orgánov.

      • Zabezpečujú rôzne biologické funkcie.

      • Syntetizujú sa z aminokyselín.

    • Aminokyseliny:

      • Poznáme asi 300 aminokyselín.

      • Len 20 z nich je zakódovaných v DNK pre proteíny.

    1.2 POZNÁMKY K BIOCHEMICKÝM PRINCÍPOM

    • Štruktúra a stereochémia:

      • Na alfa uhlíku sa nachádzajú nasledovné substituenty:

      • Karboxylová skupina.

      • Amínová skupina.

      • Vodíkový atóm.

      • Postranný reťazec.

    • Klasifikácia aminokyselín na základe chemickej štruktúry:

      • Alifatické (napr. glycin).

      • Aromatické (napr. fenylalanin).

      • Neutrálne polárne (napr. serín).

      • Kyslé (napr. asparágová kyselina).

      • Bázické (napr. lyzín).

      • Obsahujúce síru (napr. cysteín).

      • Iminoaminokyseliny (napr. prolín).

    • Ionizačný stav aminokyselín:

      • Aminokyseliny sú amfoterné molekuly, čo znamená, že obsahujú kyslé aj zásadité skupiny.

    • Titračná krivka aminokyselín:

      • Zobrazuje počet ekvivalentov titračného činidla, ktoré aminokyselina spotrebuje v procese titrácie pri prechode od pH 0 po pH 12.

    • Disociácia:

      • Aminoskupina a karboxylová skupina disociujú v závislosti od pH.

    • Hendersonova-Hasselbalchova rovnica:

      • Používa sa na výpočet koncentrácie tlmivých roztokov.

    • Definícia:

      • Makromolekuly, polyméry aminokyselín viazaných navzájom peptidickou väzbou.

      • Bielkoviny vykazujú štyri druhy štruktúr:

      • Primárna štruktúra: Poradie aminokyselín.

      • Sekundárna štruktúra: Geometria peptidickej väzby.

        • Alfahelix: Peptidická väzba rotuje.

        • Skladací list: Pri peptidickej väzbe k rotácii neprichádza.

      • Terciárna štruktúra: Priestorové usporiadanie polymérového reťazca v trojrozmernom priestore.

      • Kvartérna štruktúra: Usporiadanie podjednotiek v makromolekule bielkoviny.

    1.3 POZNÁMKY KU KLINICKÉMU KONTEKSTU

    • Niektoré aminokyseliny, ktoré sa nenachádzajú v proteínoch, hrajú významnú úlohu v metabolizme:

      • Citrulín (v močovinovom cykle).

      • Kreatinín (v metabolizme svalov).

    • Glutatión:

      • Tripeptid prítomný v bunkách vo vysokej koncentrácii; hrá úlohu v antioxidačnej ochrane.

    • Kolagén:

      • Obsahuje glycin, alanín a hydroxyprolín usporiadané do ľavotočivej závitnice; je najrozšírenejšia rodina bielkovín, tvorí tretinu ľudského tela, hlavne vo forme pojivových tkanív.

    1.4 ZISTENIE ŠTRUKTÚRY A FUNKCIE BIELKOVÍN

    • Zisťovanie primárnej štruktúry bielkovín:

      • Vysoľovanie.

      • Edmanova degradácia.

    • Zisťovanie vyšších štruktúr:

      • RTG difrakcia.

      • MALDI TOF.

      • SELDI TOF.

    • Posttranslačné modifikácie bielkovín:

      • Glykozylácia, fosforylácia, amidácia, sulfátácia, acetylácia, tvorba disulfidických mostíkov.

    1.5 UPOZORNENIA

    • Existujú tisíce rôznych bielkovín v bunkách, z ktorých každá má odlišnú štruktúru a funkciu.

    • Dôležité je najprv rozdelenie bielkovín na základe rozpustnosti, veľkosti, náboji a väzbovej kapacite, čo umožňuje ich charakterizáciu.

    1.6 NAJDÔLEŽITEJŠIE VZORCE A SCHÉMY

    • Peptidická väzba: C - CO - NH - C -

    • Aminokyselina: NH2 - C - COOH

      • Glutatión: SH - NH - CO - NH - COOH

    POZNÁMKY K ENZÝMOM

    2. ÚVODNÉ POZNÁMKY

    • Takmer všetky biologické funkcie sa realizujú na základe chemických reakcií katalyzovaných enzýmami.

    • Metabolizmus je kontrolovaný a riadený usporiadanými a vetviacimi sa metabolickými cestami.

    2.1 POZNÁMKY K BIOCHEMICKÝM PRINCÍPOM

    • Faktory ovplyvňujúce enzýmové reakcie:

      • Teplota.

      • pH.

    • Definícia enzýmovej aktivity:

      • Jednotka aktivity: katal = mol/s. Závisí od specificity substrátu a aktívneho miesta enzýmu.

    • Klasifikácia enzýmov:

      • Oxidoreduktázy.

      • Transferázy.

      • Hydrolázy.

      • Lyázy.

      • Ligázy.

      • Izomerázy.

    • Úloha koenzýmov:

      • Pomocné molekuly, delia sa na:

      • Rozpustné koenzýmy (nie sú pevne viazané na enzým).

      • Prostetické skupiny (pevne viazané na enzým).

    2.2 MICHAELIS-MENTENOVÁ ROVNICA

    • Popisuje vzťah medzi rýchlosťou reakcie a koncentráciou substrátu:

      • E+S
        ightleftharpoons ES
        ightleftharpoons E+P

      • V = rac{V{max} imes [S]}{Km + [S]}

      • (V: rýchlosť reakcie, K: Michaelisova konštanta, [S]: koncentrácia substrátu).

    2.3 POZNÁMKY KU KLINICKÉMU KONTEKSTU

    • LDH (laktátdehydrogenáza):

      • Tetramér zložený z dvoch rozličných podjednotiek H (heart = srdce) a M (muscle = sval).

    • Izoenzýmy:

    • Rozlídime štyri typy izoenzýmov:

    • LDH 1 = HHHH.

    • LDH 2 = HHMM.

    • LDH 3 = HMMM.

    • LDH 4 = MMMM.

  • Glukokináza a hexokináza:

    • Katalyzujú rovnakú reakciu (fosforyláciu glukózy) s rozdielom v rovnovážnych konštantách, čo má význam pre reguláciu metabolizmu cukrov.

2.4 ZAPAMÄTAJTE SI

  • Všetky metabolické reakcie sú katalyzované enzýmami, ktoré sú účinné pri telesnej teplote a regulované viacerými mechanizmami.

2.5 NAJDÔLEŽITEJŠIE VZORCE A SCHÉMY

  • E + S
    ightleftharpoons ES
    ightleftharpoons E + P

  • V = rac{V{max} imes [S]}{Km + [S]}

POZNÁMKY K SACCHARIDOM

3. ÚVODNÉ POZNÁMKY

  • Sacharidy (glycidy alebo uhľohydráty) sú opticky aktívne polyhydroxyderiváty karbonylových zlúčenín. Dôležité primárne metabolity, existujú vo všetkých živých organizmoch.

3.1 FUNKCIA A ŠTRUKTÚRA

  • Funkcie sacharidov:

    • Zdroje energie (hlavne glukóza).

    • Štrukturálna funkcia (celulóza, chitín).

    • Zásobná funkcia (škrob, glykogén).

    • Časť enzýmov, hormónov a nukleových kyselín.

  • Zloženie:

    • Uhlík (C), vodík (H), kyslík (O).

    • Vzorce starého názvu uhľohydráty (C(H$2$O)$n$).

3.2 MONOSACHARIDY

  • Monosacharidy:

    • Jednoduché sacharidy, základné sacharidové jednotky.

    • Chemicky sú to polyhydroxyketóny alebo polyhydroxyaldehydy.

    • Najvýznamnejšie monosacharidy: glukóza, fruktóza.

3.3 OLIGOSACHARIDY A POLYSACHARIDY

  • Oligosacharidy: 2-10 monosacharidových jednotiek (disacharidy, trisacharidy).

  • Polysacharidy: Zložené z veľkého počtu monosacharidových jednotiek (napr. celulóza, glykogén).

3.4 ZAPAMÄTAJTE SI

  • Klasifikácia sacharidov podľa počtu uhlíkov, prítomnosti ketónových alebo aldehydových skupín, a redukujúci/neredukujúci charakter.