Dokumendid > Keemia > Üldkeemia > Eksamiküsimuste vastused aines Bioorgaaniline keemia I

Bioorgaaniline keemia I

Õppeaasta 2013/14 sügissemester

Kordamisküsimuste vastused

Põhielemendid

Põhielementideks on kergeimad elemendid, mis moodustavad 1, 2, 3, 4 kovalentset sidet. Moolprotsentides on kõige rohkem vesinikku (63), teisena hapnik, kolmandana süsinik, neljandana lämmastik (1,4). Massi järgi hapnik, süsinik, vesinik, lämmastik

Biomolekulide funktsionaalsed rühmad

Funktsionaalsete rühmade keemilised omadused on reeglina molekulides sarnased; biomlekulides esinevad näiteks aldehüüd, ketoon, eeter, ester, karboksüülhape, alkohol, happe anhüdriid, amiin, fosfaat, amiid (vt üle guanidiin, imidasool) tiool, tiosild? Tioester, fosforüül, fosfoanhüdriid, segaanhüdriid- atsüülfosfaat.

Happelisus, aluselisus; Nukleofiilsus, elektrofiilsus

Geomeetriline isomeeria

cis (z), trans(e) kaksiksideme suhtes, samas vaadeldakse cis-ja transi ja molekuli põhiahela suhtes. Amiidide ja estrite kaksiksidemed on jaotunud mitme sideme peale, mistõttu tekib samuti geomeetriline isomeeria.

R, S- isomeerid. Põhimõtted ja oskus ise määrata/joonistada

On üksteise peegelpildid. Kordne sise võrdsustatakse mitme sidemega sama aatomiga. D ja L süsteemis on kõrval asetsevad rühmad tasandist ette, üleval-all tahapoole

Enantiomeerid ja diastereomeerid

Enantiomeerid on üksteise peegelpildid; Asümmeetriliste isomeeride füüsikalised omadused ja keemilised omadused, kui reaktsioon toimub nn tavaliste mittekäeliste molekulidega, on identsed. Kuid oluliselt võib erineda nende toime teiste käeliste molekulidega. Kui molekulis on kaks (või enam) kiraalset tsentrit, on võimalik diastereoisomeeride moodustumine. Diastereomeerid on stereoisomeerid, mis pole enantiomeerid, s t ei ole teineteise peegelpildid. Erinevalt enantiomeeridest on diastereomeeride füüsikalised omadused erinevad, mistõttu on võimalik nende omavaheline lahutamine kristallisatsiooni, destillatsiooni või ekstraktsiooni meetoditega.

Vee füüsikalised ja keemilised omadused, vesinikside

Vesiniksideme tugevus on umbes kümnendik kovalentse sideme tugevusest; vesi on tetraeedriline molekul, vesinikside tõstab tunduvalt keemis- ja sulamistemperatuuri; polaarne lahusti (amfipaatsed molekulid: sisaldavad nii hüdrofoobseid kui ka hüdrofiilseid alasid, lahustuvus etapiviisiline.)

Vesi lahustina, hüdrofoobsus, hüdrofiilsus

Osmoos, dialüüs

Osmootne rõhk: läbi poolläbilaskva seina liigub vesi madalama vee kontsentratsiooni suunas; isotoonilised lahused- osmootsus on väljas väiksem kui rakus: vesi liigub rakku sisse; hüpertoonilised lahused: osmootsus on väljas suurem kui rakus- vesi liigub rakust välja.

Puhverlahused, pK ja pH

pk =pH kui mõlema vormi sisaldus lahuses on võrdne

Aminohappe struktuur ja isomeeria

Teise süsiniku juures on aminorühm ja esimese juures karbosüülhappe rühm. Teise C juures on samuti külgahel R, mis aminohapete vahel erineb; tsvitterioonne vorm enamiku neutraalse lähedase pH skaala juures, Looduslikes valkudes L- ehk S-stereoisomeerid

20 kodeeritut aminohapet – kõrvalahelad, nende keemilised ja füüsikalised omadused

Mittepolaarsed, alifaatsed: glütsiin, alaniin, proliin, valiin, leutsiin, isoleutsiin, metioniin,

Aromaatsed aminohapped: fenüülalaniin, türosiin(H-doonor), trüptofaan

Polaarsed, mittelaetud aminohapped: seriin, treoniin, tsüsteiin, asparagiin, glutamiin

Aluselised aminohapped (pos laetud): lüsiin, arginiin, histidiin

Happelised aminohapped (neg laetud): Aspartaat, glutamaat

aminohapped kui tsvitterioonid ja nende isoelektriline punkt

Isoelektriline punkt on pH, mille juures molekuli summaarne laeng on 0

Peptiidside ja peptiidid, nende keemilised omadused.

Peptiidside tekib karboksüülrühma ja aminorühma vahelisel polükondensatsioonil; vajab karboksüülrühma aktiviseerimist, et reaktsioon läbi viia. Peptiidside on planaarne, resonantsstabiliseeritud ja lämmastik ei protoneeru. Side on polariseeritud ja väga tugev.

Valgu koostis ja struktuursed tasemed. Primaarne => kvaternaarne struktuur.

Peptiidis on aminohappejäägid eelistatult trans-konfiguratsioonis; va proliin- cis; peptiidi iseloomustab tema rühmade ioniseeritus; ahelad võivad olla ristseotud (disulfiidside). Primaarstruktuur on aminohapete järjestus valgus. Sekundaarstruktuur kirjeldab polüpeptiidi osa lokaalset konformatsiooni, mis valgu struktuuris on stabiilne ja laialt levinud- alfa-spiraal või beeta-leht konformatsioon; spiraalis on kõrvalahelad pööratud välja; beeta pööre sisaldab tihti glütsiini ja proliini. Tertsiaalne struktuur: fibrillaarsed(niitjad) valgud ja globulaarsed ehk keras-ellipsoidsed valgud. Fibrillaarsed sisaldavad ühesuguseid sekundaarseid struktuuriühikuid, vastutavad rakkude/organismide struktuuri, kuju ja kaitsmisfunktsioonide eest. Globulaarsed: sisaldavad eri tüüpi sekundaarseid struktuure, enamik ensüüme ja regulaatorvalke on globulaarsed.

Tsentrifuugimine, väljasoolamine, dialüüs

Valgud erinevad teineteisest lahustuvuse poolest soola lahuses; soolad eraldatakse lahusest dialüüsil. Mõned valgud ei lahustu üldse ilma soola lisamiseta- sissesoolamine; erinevad valgud sadenevad lahusest välja eri soola konts juures.

17. Kromatograafia valkude puhastamisel (geel-filtratsioon, ioon-vahetus-, afiinsuskromatograafia) tööpõhimõte

Geelfiltratsioon- suuremad lähevad enne läbi, sest ei jää geeli kinni. Ioon-vahetus: Positiivselt laetud valgud jäävad neg kolonni kinni, negatiivselt laetud valgud voolavad enne välja. Valgud elueeritakse soola gradiendiga Afiinsuskromatograafias on kolonni seinal on antud valgu jaoks spetsiifiline ligand. Siis kõik ülejäänu voolab välja, lõpuks valatakse kolonni veel paremat ligandi ja valk tuleb lahti

SDS PAGE, Western plot, Isoelektriline fokuseerimine – tööpõhimõte

Geel-elektroforees- makromolekulide lahutamine elektriväljas; suuremad jäävad kinni, väiksemad lähevad kiiremini läbi; polüakrüülamiid geel; valgud denatureeritakse ja laetakse SDS- Naarium dodetsüülsulfaadiga- 1 SDS molekul 2 aminohappe jäägi kohta; siis ei mängi valgu enda laeng rolli ja eraldamine toimub suuruse järgi. All on anood, üleval katood. Western plot = võetakse geel-elektroforetogrammilt valk nitrotselluloosi peale (jälle elektriväljaga), ülejäänud kohad nitrotselluloosi membraanil blokeeritakse inertse valgu kaseiiniga; siis kantakse peale valguga spetsiifiliselt seonduvaid antikehasid ja siis lisatakse ensüümiga seotud antikeha, mis seostub esimese antikehaga, ensüümiga seostub värv? Et lõpuks triip üles leida. Isoelektrilise fokusseerimise korral tekitatakse geeli? PH gradient. Siis rakendatakse elektrivälja, kui laetud valk (näiteks negatiivselt laetud) liigub positiivses suunas, siis satub üks hetk oma isoelektrilisse punkti ja laeng kaob ning enam edasi ei liigu; 2D tulemuse saamiseks võib saadud kolonni veel asetada SDS PAGE

Valgu primaarjärjestuse määramise üldpõhimõtted.

Valgu AH koostise määramine

N-terminaalse AH määramine

disulfiidsidemete lõhkumine

polüpeptiidi fragmenteerimine

fragmentide primaarjärjestuse määramine

valgu primaarjärjestuse määramine

Primaarse järjestuse võib saada ka lähtudes geneetilisest koodist: nukleotiidide tripletile vastab kindel aminohape

Peptiidide saamise meetodid. Peptiidi sünteesi põhimõtted

Puhastamine koest, insenergeneetiliselt, keemiline süntees. Peptiidi süntees on suunatud

Vaja alguses amino ära blokeerida, siis karboksüülhape tahkele kinnitada, siis blokaad maha võtta ja nii järjest edasi edasi, pidevalt kontrollides, et üks rühm on blokeeritud; karboksüülrühm vajab aktiveerimist (ditsükloheksüüluurea)

Aldoosid ja ketoosid

aldoosidel- aldehüüd, ketoosidel ketoon-rühm; lihtsaim glütseeraldehüüd, aldotrioos, dihüdroksüatsetoon, ketotrioos

Poolatsetaal ja atsetaal

Aldehüüd + alkohol = poolatsetaal, ehk sama süsiniku juures eeter (alkoholist) ja hüdroksürühm. Hüdroksürühm võib reageerida edasi teise alkoholiga ja anda atsetaali.

Epimeerid, anomeerid, mutarotatsioon

Epimeerid: suhkrud, mis erinevad teineteisest konfiguratsiooni poolest ainult 1 C juures.

See, mis Ficheri proj on paremal (D), on tsüklis all. L ON LEFT ja on tsüklis ülal; alfa on see kui suhkru aldehüüd/ketoonrühmast tekkinud OH on all.

Anomeerid: Tekkinud tsüklis endine aldehüüdrühm (OH) kas on all või ülal

Mutarotatsioon: alfa ja beeta anomeeride muundumine

Suhkrute redoksomadused, disahhariidid

Suhkrud võivad redutseeruda alkoholiks, hõbepeeglireaktsioon. Suhkru anomeerne süsinik on aktiivne ja võib moodustada glükosiidsideme (happeline katalüüs, veevaba) Kui alkoholiks on teise suhkru OH, siis tekib disahhariid. Anomeerse süsiniku konfiguratsioon fikseerub, ei mutaroteeru ega redutseeri

Polüsahhariidid, tärklis, tselluloos, kitiin

homopolüsahhariidid: tärklises sisalduvad amüloos ja amülopektiin (viimane hargnenud) koosneb maltoosijääkidest; amüloosi molekul on spiraalis; glükogeen on loomne tärklis (hargneb tihedamini kui taimne amülopektiin) Tselluloos- lineaarne, koosneb üle 10 000 D-glükoosi jäägist, seotud beeta1-4 sidemega, stabiliseeritud vesiniksidemetega

kitiin: N-atsetüül-D-glükoosamiin molekulid on seotud beeta1-4 sidemetega.

Lektiinid, veregrupid

Kõik veregrupid sisaldavad oligosahharriidi, mis vastab 0-le, A puhul lisab glükoostransferaas N-atsetüülglükoosamiini, B puhul lisab teine glükoostransferaas galaktoosi, 0 puhul on glükoostransferaas inaktiivne. Lektiinid on valgud, mis seostuvad spetsiifilistele süsivesikute struktuuridele, neil on tähtis osa rakk-rakk interaktsioonidel ja kommunikatsioonis

Nukleotiid, nukleosiid ja nende struktuur

Nukleotiid on nukleosiid ja fosfaat kokku; nukleosiid on seega suhkur koos lämmastikalusega.

Kahte tüüpi nukleotiide: ribonukleotiidid ja desoksüribonukleotiidid.

Nukleiinhappe struktuur, aluspaaride komplementaarsus

Nukleiinhape on lineaarne molekul, mis koosneb ühesugustest komponentidest, iga monomeer koosneb suhkrust, fosfaadist ja N-alusest. 2 polünukleotiidide ahelat on keerdunud ümber ühise telje, kusjuures ahelat on suunatud vastassuunas, suhkur-fosfaatahel on heeliksi välispinnal, ja N-alused heeliksi sees. Heeliksi struktuur kordub iga 10 aluspaari järel

Üksteisega on komplementaarsed guanosiin ja tsütidiin (kolm vesiniksidet) ning adeniin ja tümidiin (2 vesiniksidet)

RNA puhul on komplementaarsed Guanosiin ja uratsiil

DNA primaarstruktuuri määramise üldpõhimõtted

Sangeri meetodi korral sünteesitakse komplementaarne DNA ahel, protsessi katalüüsib DNA polümeraas didesoksünukleotiid peatab reaktsiooni.

Automaatse DNA järjestuse määramise korral kasutatakse 4 erineva fluorestsentsvärviga didesoksünukleotiide. Didesoksünukleotiidid tekitavad erineva pikkusega DNA fragmendid. Värvidega märgistatud segmendid lastakse läbi geelkolonni? Elektroforeesi Ja laseri abil ? Saadakse teada, mis segment kus oli

Nukleotiidide funktsioone

Nukleiinhapete monomeersed struktuuriühikud, keemilise energia allikad?, füsioloogilised mediaatorid? Koensüümide struktuurielemendid

makroergilised sidemed ATPs teevad selle energia allikaks rakus

geneetiline kood: 3 nukleotiidi määrab aminohappe, kood pole kattuv, puuduvad vahemärgid, 1AH võib vastata mitu koodi.

Geneetiline kood: vastavus nukleiinhapete (DNA, mRNA) ja aminohapete vahel.

Tärklis koosneb alfa-glükoosist

Ensüüm, mis seob 2 DNA ahelat omavahel kokku (moodustab fosfodiestersideme) nim DNA LIGAASIKS

Valgud, mis tunnevad ära ja seostuvad kindla struktuuriga SV-le nim LEKTIINIDEKS

Ensüüm, mis lõikab DNA ahelat selle keskpaigast nim ENDONUKLEAASIKS

Rasvhapped, nende nomenklatuur ja omadused

Rashapped- pikema sv-ahelaga (alates 4) karboksüülhapped. Organismis esineb nii küllastunud kui ka küllastumata rasvhappeid. Nimetamine: nummerdamist alustatakse karboksüülrühma süsinikust, mis on alati nr 1, kaksiksideme asukoht tähistatakse nr 1 suhtes (C-de arv : kaksiksidemete arv(Δ^{kaksiksideme asukoht}), nt 18: 0; 20:2(Δ^9,12) Kasutatakse ka tähistust, kus 2iksideme asukoht märgitakse näidatakse viimasest süsinikust ahelas. Füsioloogilised funktsioonid on oomega-3 ja oomega-6 rasvhapete puhul erinevad. Lahustuvus on väike, küllastunud rasvhapete st on kõrgem kui küllastumata rasvhapete omad.

Triatsüülglütseroolid, seep

Elusorganismis varutakse energiat rasvhapete kogumise teel triatsüülglütseroolide näol. TAG on glütserooli külge seotud estersidemetega 3 rasvhapet. Nimetatakse ka neutraalrasvadeks, sest estersidemete moodustumisel enam laenguid molekulis pole. Eelis vrld suhkrutega: süsinikud vähem oksüdeeritud olekus => rohkem energiat, kuna hüdrofoobsed, siis pole vesilahuses hüdraatkattega. Seebi saab kui triatsüülglütserooli töödelda leelisega.

Glütserofosfolipiidid, struktuur ja funktsioonid

Glütserool-3-fosfaadi derivaadid, kus esimeses ja teises glütserooli positsioonis on ester(mõnikord eeter)sidemega seotud süsivesinikahelad ning kolmandas positsioonis estersidemega fosfaatrühm. Glütserofosfolipiidid moodustavad peamise osa bioloogilistes membraanides. Rasvhapped nendes on enamasti erinevad, levinud kombinatsioon küllastunud 16-18 süsinikuga rh esimeses positsioonis ja küllastumata 18-20 süsinikuga rh teises positsioonis.

Lipiidid rakusiseses signaaliülekandes?

Eetersidemeteega glütserofosfolipiidid (fosfolipaasid ei hüdrolüüsi eetersidemeid)

Sfingolipiidid, struktuur ja funktsioonid

sfingolipiidid koosnevad sfingosiinist, sfingosiini N külge seotud rasvhappest ja sfingosiini esimese süsiniku OH-rühma külge seotud polaarsest rühmast. Palju stabiilsemad kui glütserolipiidid, sest ei sisalda estersidemeid , mida lipaasid hüdrolüüsivad. Kolmes rühmas: sfingomüeliinid, neutraalsed glükolipiidid ja gangliosiidid. Sfingolipiidi, kus N-kaudu on seotud rasvhape, nim keramiidiks- seega on sfingolipiidid keramiidi derivaadid. Sfingomüeliinides on keramiidile üle fosfaatrühma seotud koliin või etanoolamiin. Neid esineb neuronite aksonite ümbruses müeliintupes.

Isoprenoidsed lipiidid. Moodustumine ja mõned esindajad.

Isopresnoidsed lipiidid moodustuvad isopreeni polümeriseerumisel? Kolesterool on põhilien sterol loomades, mõjutab membraanide voolavust, temp muutumisel membraani voolavuse muutus sujuvam. Steroidid:streaanimolekulide derivaadid. Sinna hulka kuuluvad membraanilipiidid (kolesterool), steroidhormoonid, sapphapped. Sinna hulka kuulivad ka testosteroon, estradiool, kortisool jne

Ensüümid, üldised omadused ja klassifikatsiooni põhimõtted

Enamus ensüüme on valgud, nende ülesanne organismis on reaktsioonide kiirendamine selektiivselt ja efektiivselt (kuni 10^17 korda).

Osad ensüümid töötavad tänu kofaktoritele (anorgaanilistele lisanditele); koensüümid- rühmade ülekandjad

holoensüüm: katalüütiliselt aktiivne ensüüm koos oma koensüümide ja/või met ioonidega

apoensüüm, apoproteiin: valgu osa ensüümis.

Ensüümide klassifikatsioonis lähtutakse katalüüsitavast reaktsioonist- mis tööd see teeb.

Kinaas: fosforühma ülekandja.

Reaktsioon toimub ensüümi aktiivtsentris, kus substraat (lähteaine) muudetakse produktiks

37. Michaelis-Menteni võrrand, eeldused, tuletus ja olemus; kineetilised konstantide füüsikokeemiline sisu.

Ensüüm mõjub ainult kiirusele, tasakaalu ei nihuta. Substraadi sidumise energia on peamine energiaallikas, mida ensüümid kasutavad reaks akt energia vähendamiseks.(alandavad aktivatsioonibarjääri ja kiirendavad seeläbi reaktsiooni, seostumine on optimeeritud substraadi üleminekuolekule)

M-M võrrand on ühesubstraatse ensüümreaktsiooni kiirusvõrrand, v₀ on reaktsiooni algkiirus

K_m on kompleksne kineetiline konstant, mis tehiliselt vastab substraadi kontsentratsioonile , mille juures saavutatakse pool maksim kiirusest. Ei anna otsest infot reakts mehhanismi kohta ja võib olla seotud erinevate mehhanismidega.

Eeldused:

pöördreaktsiooni produktist ignoreeritakse

kiirus määratakse lähtudes ES muutumisest produktiks (esimene etapp loetakse kiireks, teine määrab kiiruse (on aeglane)

reaktsioon toimub statsionaarses olekus [ES]= const = V_teke = V_lahunemine

38. Konkureeriv ja mittekonkureeriv inhibeerimine. Toime olemus ja mõju kineetilistele parameetritele;

Enamikes ensüümreaktsioonides osaleb mitu substraati, tekib kolmikkompleks, kusjuures substraatide sidumine toimub kindlas järjekorras (võib ka juhuslik).Konkureeriv inhibiitor- seostub substraadi kohta, ebakonkureeriv seostub segavasse kohta, mittekonkureeriv seostub täiesti teise kohta võrreldes substraadiga, muudab substraadi aktiivsust. Konkureerivat inhibeerimist võib täheldada ka siis kui inhibiitor seostub allosteerilisse saiti.

Konkureeriv vähendab kiirust, kuna vähendab vaba ensüümi hulka, sellest saab lahti lisades rohkelt substraati.

Ebakonkureeriv inhibiitor vähendab nii maksimaalset kiirust kui ka K_M i See seostud ensüüm-substraat komplekiga ega lase reaktsioonil lõpuni toimuda

Mittekonkureeriv inhibiitor vähendab jällegi aktiivsete ensüümide hulka ja seega V_max alaneb, kuid substraadi lisamisest abi pole.

Nukleosiidtrifosfaadi gamma-rühma liitmist substraadile nimetatakse fosforüleerimiseks. Ensüümi, mis katalüüsib seda reaktsiooni nim kinaasiks

konkurentseteks inhibiitoriteks on tavaliselt substraadile sarnased ühendid

allosteerilisse seondumiskohta seostuvad tavaliselt/üldjuhul mittekonkurentsed inhibiitorid

k_cat/K_m on spetsiifilisuse konstant.

Mittekonkureeriv inhibiitor vähendab V_max väärtust ja ei muuda K_m väärtust

1 katal on ensüümi hulk, mis katalüüsib 1 mooli substraadi muutumist produktiks 1 sekundi jooksul.

Ensüümi muundamise jõudlus (turnover number) ehk substraadi molekulide arv, mis muundatakse produktiks ajaühikus 1 ensüümi molekulide poolt- k_cat

proteaas, mis hüdrolüüsib peptiidsidet aromaatsete AH juurest – kümotrüpsiin

Membraanide ehitus, selle komponendid

Membraanid koosnevad valkudest, lipiididest, suhkrutest (alla 5%) ja nukleiinhapetest ning nukleotiididest (alla 0,1%). Valk/lipiid suhe varieerub sõltuvalt raku tüübist (umbes 1 loomsetes rakkudes). Membraansed lipiidid on amfipaatilised.

Membraani ehitus- lipiidne kaksikkiht; pole sümmeetriline, lipiidid on membraanides pidevas liikumises (lateraalses liikumises), kuid osa komponentidest on fikseeritud. Membraanides on valgud alfa-spiraalidena.

Membraantransport, aktiivne membraantransport.

Aktiivne transport- iooni/molekuli liigutatatakse vastu oma kontsentratsioonigradienti, protsess vajab lisaenergiat (Primaarne – vabaminev aine lastakse sisse, sekundaarne- midagi pumbatakse välja, et see saaks iseeneslikult sisse tulla)

Passiivne transport toimub keemilise gradiendi ja elektrilise gradiendi arvelt (nende summna tekib elektrokeemiline potentsiaal)

. Transporteri abil saab membraane kergemini läbida (aktivatsioonienergia väiksem). Membraani läbimisel tuleb esimesena vabaneda hüdrateeritud ümbrisest, teiseks tuleb läbida lipiidse kaksikkihi hüdrofoobne ala, siis uuesti hüdrateeruda. Membraanid on läbitavad enamusele mittepolaarsetele ühenditele, polaarsete molekulide jaoks on transportvalgud ja ioonkanalid. Aktiivse membrantranspordi puhul kulub gradiendi tekitamiseks energiat (energia saamiseks kasutatakse ATPd)

Membraantranspordi käigus tekitatakse või kaotatakse aine gradient

Ioonkanalid, nende tööpõhimõte ja selektiivsus.

Ioonkanalid on kiiremad kui pumbad/transporterid. Ioonid liiguvad iseeneslikult. Ei ole küllastatavad, on seotud rakusisese sündmustega (ligand-reguleeritud kanal, depolarisatsioon-reguleeritud kanal) Nikotiinne atsetüülkoliini retseptor.

Ioonkanali võib avada ligandi seostumine või depolarisaatsiooni muutus.

ATP ja selle derivaadid energia salvestamisel ja ülekandes

Katabolism organiliste toitainete lagundamine; anabolism lihtsatest lähtemolekulidest keeruliste sünteesimine.

Energiakandjad: kõrge energiaga ühendid. Soovitava reaktsiooniga seostatakse teine reaktsioon, mis on kõrge vabaenergiaga. Summaarne vabaenergia muut peaks olema väiksem nullist. Energiaülekande toimumiseks ühelt reaktsioonilt teisele peavad need olema realselt seotud, seostamine teostakse mingi rühma (fosfaatrühma) ülekandega kõrge energiaga doonorilt positiivse G-energiaga reaktsiooni substraadile (või seda reakts läbi viivale ensüümile, kust see hiljem hüdrolüüsitakse. Kõrge energiaga ühendite puhul räägitakse rühma ülekande potentsiaalist (iseloomustab antud ühendilt rühma eraldamisel saadavat G-energia)

fosfaatrühma ülekandmisel ATP-lt valgule võivad toimuda erinevad valgu konformatsioonimuutused, mille toimel võib valk teha tööd, anda edasi signaale, selle ensümaatiline aktiivsus võib muutuda. Hiljem hüdrolüüsitakse fosfaatrühm (antakse veele) summaarselt toimub ATP hüdrolüüs. (soodustatud, sest suur laengute tõukumine, mis väheneb hüdrolüüsil, hüdrolüüsiprodukti resonantsstabilisatsioon.

ATP on võrdne energiaallikas teiste nukleosiidtrifosfaatidega ja võib üle kanda ka 2 fosforühma ehk või pürofosforüülrühma

Tioestrid ja teised makroergilised molekulid

Nõuded kõrge energiaga ühenditele: ühendil peab olema kõrge ülekandepot rühm, peab olema piisavalt lihtsa ehitusega (kergelt sünteesitav), rühma ülekanne ühendilt veele peab olema kineetiliselt takistatud, ei tohi iseeneslikult toimuda.

Tioestritel on kõrge atsüülrühma ülekandmise potentsiaal. Koensüüm A sisaldab tioolrühma, mis võib moodustada estersidemeid karboksüülhappega e tioestreid. (Tioestrite vabaenergia kõrgem kui tavaliste estrite oma.)

Ühendite oksüdeeritus. Redoksreaktsioonid ja elektronide ülekandjad

Org ühendite oksüdeerimise eesmärk on energia tootmine => tuleb läbi vii optimaalse kasuteguriga. Ükski energiakandja ei suuda korraga vastu võtta kogu täielikust oksüdeerimisest tulevat energiat, seega peab oksüdeerumine toimuma astmeliselt. Üldiselt toimub oksüdeerimine 1-2 elektroni kaupa. Elektronid kantakse nõrgemalt oksüdeerijalt (doonorilt) tugevamale, kuni kõige tugevama oksüdeerija e aktseptorini -hapnikuni. Oksüdeerimis/redutseerimisvõimet iseloomustab redokspotentsiaal.

Elektronide ülekandmine toimub:

otsesel viisil

vesinikuaatomitena

hüdriidioonidena

hapnikuaatomite viimisel ühenditesse

Elektronide ülekandjad: (aminohapete kõrvalahelates pole peaaegu ühtki elektronide ülekandeks sobivat rühma) redoksensüümid

NAD (nikotiinamiid adeniin dinukleotiid)- ujuvad vabalt ringi, võtavad 2 elektroni korraga

FAD/FMN enamasti seotud ensüümide külge (flavoproteiinid), redokspotentsiaal sõltub konkreetsest flavoproteiinist) võtavad ka 1 elektroni kaupa.

Retseptorid signaalülekandes. Retseptorite klassid.

Retseptorid on signaaliülekande vastuvõtjad. Need jagunevad:

ioonkanalid ja ligand-sõltuv ioon-kanalid

transmembraanse domeeniga, G-valguga seotud retseptorid, retseptor-ensüümid, mille alaühikutel on 1 transmembraanne domeen

transkriptsiooni faktori retseptorid

Ligand-reguleeritud ioonkanalid (atsetüülkoliini näitel)

Ioonkanalid on kiiremad kui pumbad/transporterid. Ioonid liiguvad iseeneslikult. Ei ole küllastatavad, on seotud rakusisese sündmustega: ligand-reguleeritud kanal, depolarisatsioon-reguleeritud kanal. Ligand reguleeritud kanal toimib nii, et ligandi seostumisel ioonkanal avaneb (konformatsioonimuutus valgus). Näiteks nikotiinne atsetüülkoliini retseptorile peab seostuma 2 atsetüülkoliini molekuli.

G-valguga seotud retseptorid

Tüüpiliselt 7 transmembraanse ahelaga retseptorid, milles ligandi seostumine kutsub esile konformatioonimuutuse.

Puhkeasendis on G-valguga seotud guanüülnukleotiid GDP, G-valk on heterotrimeer, mis koosneb alfa, beeta ja gamma alaühikust. Alfa-alaühik seob endaga GDP. Ligandiga seotud retseptor katalüüsib GDP- GTP üleminekut (gunoniin trifosfaat). Sel hetkel lahkub alfa-alaühik beeta-gamma dimeeri juurest. See lahkumine annab märku, et retseptor on hõivatud.

Üks hormoonretseptor kompleks võib stimuleerida paljudes G-valgu heterotrimeerides nukleotiidide vahetuse => signaal võimendub

G-proteiinid lähevad iseeneslikult algolekusse, sest hüdrolüüsuvad

Valkude fosforüleerimine kui regulaator (kinaasid)

Näiteks kasvuhormooni seostumine toob kaasa retseptori dimeriseerumise (alguses on retseptorid eraldi), üksteisele lähemale liiguvad ka retseptorvalgu rakusisesed membraanist välja ulatuvad osad. Nende osade küljed on ensüümid (Janus), mis on võimelised katalüüsima fosforrühma liitmist üksteisele. Selle kaudu saavad mõlemad ensüümid nö ergastatud.

Retseptorensüümid (insuliini näitel)

Just see, millest ülal kirjutasin.

50. Tuumaretseptorid, transkriptsioonifaktorid

51. Glükolüüs, 2 faasi ja 10 reaktsiooni.

52. Alkoholi ja piimhappe käärimine

53. Glükogeeni katabolism

54. Galaktoosi katabolism

55. Glükoneogenees

56. Atsetüül-CoA glükoosi katabolismis

57. Tsitraaditsükkel ja selle 8 reaktsiooni, dekarboksüleerimine ja regenereerimine

58. Oksüdatiivne fosforüleerimine. Üldpõhimõtted etappide kaupa.

59. NADH ja FADH2 elektronide ülekandes

60. ATP süntees – substraatne ja elektrokeemiline

61. Fotosünteesi valgusreaktsioonid

Süsiniku fikseerimine fotosünteesil

Lipoproteiinid ja nende roll rasvade katabolismis

Lipoproteiinid transpordivad rasvasid organismis, erineva tihedusega lipoproteiinid. Koosnevad membraanist, valguliselt osast j rasvatilgast (mis on sees).

Rasvhapete β oksüdatsioon, selle etapid

65. Ketokehad rasvade ja aminohapete katabolismis

66. Valkude katabolism, selle etapid. Transamineerimine.

67. Uurea tsükkel

68. Ühe aminohappe katabolismi rada, mis viib:

a. püruvaadiks

b. atsetüül-CoA-ks

c. α-ketoglutaraadiks

d. oksaloatsetaadiks