1 / 21

BIOKÉMIAI ALAPOK

BIOKÉMIAI ALAPOK. ALAPVETŐ FOLYAMATOK : A kémiai energia felszabadítása a tápanyag molekulák oxidációjával. A kémiai energia felhasználása. A kémiai energia felhasználása. A környezetből felvett anyagok átalakítása egyszerű építőelemekké. (pl.: glicerin, glükóz, egyes aminosavak)

callum
Download Presentation

BIOKÉMIAI ALAPOK

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. BIOKÉMIAI ALAPOK

  2. ALAPVETŐ FOLYAMATOK: • A kémiai energia felszabadítása a tápanyag molekulák oxidációjával. • A kémiai energia felhasználása

  3. A kémiai energia felhasználása • A környezetből felvett anyagok átalakítása egyszerű építőelemekké. (pl.: glicerin, glükóz, egyes aminosavak) • Az építőelemekből makromolekulák felépítése. ( poliszacharidok, fehérjék, zsírok,) • A szervezet működéséhez szükséges egyéb speciális molekulák szintézise és lebontása. (enzimek, hormonok) • A végtermékek átalakulása ürítésre alkalmas vegyületekké. ( pl.:karbamid)

  4. Transzportfolyamatok a sejten belül, illetve a sejtmembránon át a sejt és a környezete között • Mechanikai munkavégzés: sejtmozgás, izommunka

  5. Anyagcsere: Mindazon folyamatok összessége, mely során az élő szervezet kémiai energiát termel, tárol és fogyaszt. szintézis = anabolizmus Anyagcsere lebontás = katabolizmus Metabolizmus = anabolizmus + katabolizmus

  6. I. szakasz FEHÉRJÉK POLISZACHARIDOK LIPIDEK GLICERIN+ZSÍRSAVAK AMINOSAVAK MONOSZACHARIDOK II.szakasz PIROSZŐLŐSAV ACETIL-CoA III. szakasz Citrát kör NH3 H2O CO2

  7. fény CO2 + H2O AUTOTRÓFHETEROTRÓF glükóz + oxigén

  8. BIOLÓGIAI FOLYAMATOK TERMODINAMIKAI ALAPJAI

  9. A folyamatok irányát a termodinamika II. főtétele határozza meg. • Azok a folyamatok mennek önként végbe, melyek során az entrópia nő. U =  Q +  W U = Q +Wh – p  V mivel a rendszer végzi, állandó légköri nyomáson pV + U = Q + Wh  H =  Q + Wh  Q  S = entrópia T

  10.  S * T = Q  H = S T + Wh  H - T S = Wh Szabadentalpia-változás  U =  Q +  W  U = T S +  W  U – T S = W szabadenergia  G = Wh F =  W

  11. Valamely rendszer belső-energiája változásának (U) munkavégzésre alkalmas része a szabadenergia-változás(F) . F = U – T S S-entrópia változás T – abszolút hőmérséklet biológiai rendszereknél V= p=0 (állandó) H= U G= H-T S ill.  G=  U -T  S ezért: G = F A szabadentalpia-változással (G) jellemezzük valamely egyensúly felé irányuló rendszer összes energiájának (U) munkavégzésre alkalmas részét.

  12. Egyensúlyra vezető reverzibilis reakció esetén: aA + bB  cC + dD [C]c [D]d G = G° + RT ln [A]a [B]b G° - standard szabadentalpia változás R- egyetemes gázállandó (8,314 J/K mol) A [ ] – megfelelő anyag koncentrációja, mol/ dm3 [C]c [D]d Kegy = G = G° + RT ln Kegy [A]a [B]b Egyensúlyban: G = 0 G° = - RT ln Kegy

  13. A biokémiai reakciók jelentős részeredoxi- reakció, melyre felírható: (elektronszám változással járó folyamat) Go = - n F Eo n – elektronszám F- Faraday szám (96500 C) Eo – redoxpotenciál változás redoxirendszer: piroszőlősav  tejsav COOH COOH C O H C OH CH3 CH3 ( ox.alak; keton) ( red.alak; szekunder alkohol )

  14. Kegy < 1  DG° > 0 Kegy = 1  DG° =0 Kegy > 1  DG° <0 Összefüggés az egyensúlyi állandó és a standard szabadentalpia változás között

  15. DG° előjele nem határozza meg a reakció végbemenetelét, arra a DG előjeléből lehet következtetni. Ha DG <0 EXERGONIKUS folyamat (önként végbemenő) DG =0 EGYENSÚLYI folyamat (nincs változás) DG > 0 ENDERGONIKUS folyamat (csak energiafelvétellel megy végbe)

  16. Biokémiai reakciók végbemenetelének lehetőségei • Az élő rendszer folyamatos munkát végez  egyensúlyt akar létrehozni a biológiai rendszerek nyílt rendszerek folyamatos anyag- és energia cserét folytatnak környezetükkel, miközben fenntartják az egyensúlyi állapotot STACIONER ÁLLAPOT („steady state”)

  17. Folyamatos kémiai reakciók ugyanannyi A típusú molekula keletkezik, mint amennyi elreagált st. körülmény, megfelelő enzim és katalizátor jelenlétében, híg vizes oldatban Gl-1-P : Gl-6-P koncentrácóaránya : 1:19 ha Gl-6-P –ból Fr-6-P keletkezik, az arány marad, mert az elreagált helyett új képződik glikogénből O-P Glükóz-6-P Fruktóz-6-foszfát Glükóz-1-foszfát

  18. izomeráz 2) Koncentráció általi szabályozás Kezdet: [DHAP]0 = 10 -1 mol/dm3 Egyensúlyban : [DHAP] egy= 4,5 · 10 -3 mol/dm3 [G-3-P]egy = 9,5 · 10 -2 mol/dm3 4,5 · 10 -3 K= = 4,7 · 10 -2 9,5 · 10 -2 25 C°-on  G ° = +7,58 kJ/mol (endergonikus) dihidroxi-aceton- foszfát glicerinaldehid-3-foszfát

  19. De: [DHAP]0= 6 · 10 -5 mol/dm3 [G-3-P]0 = 5 · 10 -2 mol/dm3 6 · 10 -5 G = 7,58 kJ/mol + 8,314 kJ/mol · 298 K · ln 5 · 10 -2 G = - 9,08 kJ/mol

  20. 3) Kapcsolt reakciók A) egyik reakció pozitív G ° értékét egy vele összefüggő reakció nagyobb negatív G ° értéke fedezi ΔG°’ = + 3,75 kJ/mol ΔG°’ = - 15,4 kJ/mol ΔG°’ = - 11,65 kJ/mol almasav  fumársav átalakulás kedvezőtlen, de ammóniumion jelenlétében aszparaginsav jön létre és a felszabaduló energia elegendő az előbbi folyamathoz NH4+ COOH CH2 HO C H COOH HOOC CH CH COOH COOH CH2 H2N C H COOH fumaráz aszpartáz almasav fumársav aszparaginsav

  21. H2O B) fruktóz-6-P  fruktóz-1,6-diP átalakulás ΔG°’ = + 16,2 kJ/mol ATP + H2O  ADP + HPO42- ΔG°’ = - 30,5 kJ/mol • a két reakció időben és térben elkülöníthető fruktóz-6-P + ATP  fruktóz-1,6-diP + ADP ΔG°’ = - 14,3 kJ/mol + HPO42- fruktóz-6-P fruktóz-1,6-difoszfát

More Related