1 / 73

3. lekcija. Biopolimēri.

Studiju kurss Bioloģija (nebiologiem). Bloks Šūnas bioloģija, bioķīmija, ģenētika. 3. lekcija. Biopolimēri. Māris Lazdiņš lazda@latnet.lv LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra. Organisko vielu grupas. O gļhidrāti , ogļūdeņi , (cukuri)

gretel
Download Presentation

3. lekcija. Biopolimēri.

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. Studiju kurssBioloģija (nebiologiem) BloksŠūnas bioloģija, bioķīmija, ģenētika 3. lekcija. Biopolimēri. Māris Lazdiņšlazda@latnet.lv LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  2. Organisko vielu grupas • Ogļhidrāti,ogļūdeņi, • (cukuri) • Vispārīgā monosaharīdu ķīmiskā formula ~ (CH2O)n • (ogļhidrāti = ogleklis + ūdens) • Vienkāršākie pārstāvji – monosaharīdi: 3 – 7 C atomu virkne • + viena karbonil- (aldehīd- vai keto-) un • vairākas hidroksil- funkcionālās grupas, • papildus var būt ietvertas arī vēl citas • funkcionālās grupas (atvasinātie cukuri). LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  3. Organisko vielu grupas • OGĻŪDEŅI, ogļhidrāti • (cukuri) • Kondensācijas reakcijās no monosaharīdiem var veidoties polimēri: • di-, tri- utt. - saharīdi => polisaharīdi, • apvienojoties vairākiem monosaharīdiem. • Piemēram: • monosaharīds + monosaharīds disaharīds + H2O LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  4. Organisko vielu grupas • OGĻŪDEŅI, ogļhidrāti • Vairumam monosaharīdu (arī daļai polisaharīdu) nosaukums beidzas ar izskaņu “-oze”. • Organismos biežāk sastopamie monosaharīdi ir ar 6; 5 un 3 C atomu garām virknēm (heksozes, pentozes un triozes). • Ogļūdeņu molekulā atrodas asimetrisks C atoms • (tam no katras puses piesaistīta kāda cita • funkcionālā grupa), • kas molekulu padara asimetrisku un stipri • palielina iespējamo izomēru skaitu. HO C HO C H R LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  5. Organisko vielu grupas • OGĻŪDEŅI, ogļhidrāti • Tādēļ vairākiem monosaharīdiem summārā • formula ir vienāda, bet molekulas struktūra (funkcionālo grupu izvietojums) un īpašības atšķiras. • Piemēram, C6H12O6 => glikoze, galaktoze, fruktoze utt. • Ogļūdeņu molekulā atrodas asimetrisks C atoms. HO C H C OH R LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  6. Ogļūdeņi (cukuri) • Monosaharīdu piemēri Riboze Dezoksiriboze Galaktoze Glikoze Fruktoze O H H C 2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 C O H O C H H C O H H C O H O H H C 6 6 6 2 Pentozes (5 C) Heksozes (6 C) Ketoze (keto- grupa) Aldozes (aldehīd- grupa) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  7. Ogļūdeņi (cukuri) • Ogļūdeņu tautomerizācija a-D-glikopiranoze (~32%) (~0,04%) D - glikoze b-D-glikopiranoze (~68%) • Ūdens šķīdumā LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  8. Ogļūdeņu ciklisko formu piemēri 6 6 HOH C CH OH O H 2 2 O O 5 H H H H O 2 5 4 1 H CH OH O H H 2 4 O H H O 1 O H H 2 3 H b-D-fruktofuranoze O H a-D-glikopiranoze 5 CH OH 5 CH OH 2 2 O O H H 1 1 H H 4 H H 4 O H O H 3 3 2 2 O H H O H O H a-D-2-dezoksiribofuranoze a-D-ribofuranoze Ja ciklā 5 C atomi + O atoms = piranozes; Ja ciklā 4 C atomi + O atoms = furanozes (riboze, fruktoze) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  9. ŠŪNAS ĶĪMISKAIS SASTĀVS ČETRI MAKRO-MOLEKULU TIPI LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  10. BIOPOLIMĒRI • Lipīdi • Polisaharīdi • Proteīni (olbaltumvielas) • Nukleīnskābes LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  11. POLISAHARĪDI LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  12. DISAHARĪDI Glikoze Fruktoze (a-D-glikopiranoze) (b-D-fruktofuranoze) Kondensācijas reakcija - H2O LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  13. DISAHARĪDI glikozīdiskā saite Saharoze, galda cukurs, biešu, cukurniedru cukurs (a-D-glikopiranozil - b - D-fruktofuranozīds) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  14. DISAHARĪDI Galaktoze Glikoze b-D-galaktopiranoze a-D-glikopiranoze Kondensācijas reakcija - H2O LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  15. DISAHARĪDI Laktoze, piena cukurs (1, 4 -O- b-D-galaktopiranozil - a - D-glikopiranozīds) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  16. TRISAHARĪDI Rafinoze Melibioze Saharoze Galaktoze Glikoze Fruktoze (b-D-fruktofuranozil - O - a - D-galaktopiranozil- (1- 6) - a - D-glikopiranozīds) Cukurbiešu cukurā ~ 5% LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  17. POLISAHARĪDI a-D-glikopiranoze polikondensācijas reakcija poli (1,4-O– a-D-glikopiranozīds) Amiloze (arī amilopektīns, glikogēns; atkarībā novirknes zarošanās pakāpes [1,6]) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  18. POLISAHARĪDI b-D-glikopiranoze polikondensācijas reakcija poli (1,4-O– b-D-glikopiranozīds) Celuloze(augu šūnu sieniņās) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  19. POLISAHARĪDI 2-aminoacetil-b-D-glikopiranoze (atvasinātais cukurs) polikondensācijas reakcija poli(1,4-O-2-aminoacetil-b-D-glikopiranozīds) Hitīns(sēņu šūnu šūnapvalkos, posmkāju skeletā) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  20. POLISAHARĪDI Lentināns, poli b-glukāns no šitakē sēnēm [Lentinula edodes, Berk (Sharp)] Imunostimulators, (pretvēža preparāts) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  21. POLISAHARĪDU FUNKCIJAS Funkcija Piemērs Barības vielu rezerves Ciete (amiloze + amilopektīns), glikogēns Mehāniskā un aizsardzības - Celuloze, hitīns, peptidoglikāns, šūnu sieniņas, kapsulas, levāns makstis Mehāniskā, Lentināns starpšūnu matrikss LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  22. LIPĪDI Hidrofobi, nepolāros organiskajos šķīdinātājos šķīstoši savienojumi; satur garus ogļūdeņražu posmus. LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  23. LIPĪDI LIPĪDIEM PIEDER: • TAUKSKĀBES • TAUKI, EĻĻAS • VASKI • FOSFOLIPĪDI • STEROĪDI u.c. LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  24. LIPĪDI Taukskābes: Nezarotas mono-karbonskābes ar lielu C atomu skaitu. Tipiskajām taukskābēm molekulā C atomu skaits > 9, lai gan daži autori taukskābēm pieskaita arī sviestskābi (C4) Dzīvās dabas pārstāvjiem raksturīgas taukskābes ar pāra C atomu skaitu (10; 12; 14; 16 utt.) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  25. LIPĪDI Taukskābes iedala: a) piesātinātās - starp C atomiem divkāršo saišu nav Stearīnskābe (C18) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  26. LIPĪDI Taukskābes iedala: b) nepiesātinātās - starp C atomiem ir viena vai vairākas divkāršās saites Oleīnskābe (C18) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  27. LIPĪDI Tauki, eļļas - taukskābju un glicerīna esteri Glicerīns + 12 – 20 C atomus garas taukskābes Kondensācijas reakcija LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  28. LIPĪDI Tauki, eļļas - taukskābju un glicerīna esteri Hidrofīlā daļa Hidrofobā daļa Glicerīns + 3 taukskābes = triglicerīds LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  29. LIPĪDI Tauki - glicerīna un piesātināto taukskābju esteri, - istabas temperatūrā cieti - raksturīgi dzīvnieku valsts pārstāvjiem Raksturīgākās taukskābes: C18 – stearīnskābe; C16 - palmitīnskābe; piena taukos arī sviestskābe (C4). LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  30. LIPĪDI Vāji izteikta hidrofīlā daļa Tauki TAUKU molekulas struktūras attēlojums atomu pildījuma modelī Hidrofobā daļa LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  31. LIPĪDI Eļļas - glicerīna un, pamtā, nepiesātināto taukskābju esteri, - istabas temperatūrā šķidras - raksturīgas augu valsts pārstāvjiem Satur mononepiesātinātās taukskābes: C18 – oleīnskābe u.c., un/vai polinepiesātinātās taukskābes C18 – linolskābe, C18 – linolenskābe u.c. LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  32. LIPĪDI Vaski - taukskābju esteri ar lielmolekulāriem (C16-C22) spirtiem. - istabas temperatūrā cietāki par taukiem. LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  33. LIPĪDI Fosfolipīdi - glicerīna (vai citu poliolu) esteri ar - taukskābēm un fosforskābi. Fosforskābe parasti esterificēta ar vēl kādu polāru, mazmolekulāru savienojumu. Fosfodiglicerīds: fosfātu grupa pastiprina viena molekulas gala hidrofīlās īpašības LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  34. LIPĪDI Fosfolipīdi Holīns Fosfatidilholīns = lecitīns Emulgators (E322); putnu olu dzeltenuma, žults, augu eļļu satāvā LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  35. LIPĪDI Fosfolipīdi Polāra galva -hidrofīlā daļa Fosfolipīdu struktūras shematisks attēlojums Nepolāra aste - hidrofobā daļa LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  36. LIPĪDI Fosfolipīdi Ūdens vide Micella, hidrofobās mijiedarbības LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  37. LIPĪDI Hidrofobās mijiedarbības Daudzas molekulas (lipīdi) ir ūdenī nešķīstošas vai satur nepolāras, hidrofobas daļas. Šādas molekulas ūdens vidē cenšas savākties vienkopus, samazinot pret ūdeni atklātās virsmas laukumu (eļlas piliens ūdenī). Mazākais virsmas laukums pret ūdeni nodrošina hidrofobām molekulām enerģētiski izdevīgāko stāvokli ūdens vidē. LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  38. LIPĪDI Fosfolipīdi Fosfolipīdi Ūdens Šūnu membrānu dubultslānis (bislānis) LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  39. LIPĪDI Fosfolipīdi Fosfolipīdu dubultslāņa ietverta telpa LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  40. LIPĪDI Steroīdi Perhidrofenantrēns LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  41. H C C H 3 3 C H 3 C H 3 C H 3 H O LIPĪDI Steroīdiem raksturīga pazīme - ciklopentān-perhidrofenantrēns, kuram piesaistītas dažādas funkcionālās grupas Holesterīns (holesterols) nepieciešams šūnu membrānu veidošanai LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  42. O H C H 3 O H C H 3 H O C H 3 O LIPĪDI Steroīdu hormoni Estradiols Testosterons LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  43. LIPĪDU funkcijas Lipīdu veidsFunkcija Piemērs Tauki un eļļas Barības vielu rezerve Zemādas tauki, eļļas augu sēklās Aizsardzība, amortizācija Zemādas tauki Siltumizolācija Zemādas tauki Vaski Mehāniskā Bišu vasks Aizsardzības Aizsargslāņi uz organisma virsmas (lapas, augļi, spalvas, mati, āda) Fosfolipīdi Struktūras Šūnu membrānas Transporta Emulgators, transporta liposomas Steroīdi Struktūras Šūnu membrānas Regulatorā Hormoni Metaboliska Izejviela hormonu sintēzei LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  44. PROTEĪNI LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  45. PROTEĪNI Cisteīns (C) Arginīns (R) Triptofāns (W) kondensācijas reakcijas -Aminoskābes peptīda (proteīna) pavediens - H2O LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  46. PROTEĪNI Peptīdsaites N-gals C-gals Tripeptīds RCW LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  47. PROTEĪNI Aminoskābes proteīna molekulā savieno peptīdsaites 20 aminoskābes proteīnu molekulās spēj veidot 20n kombinācijas, kur n = aminoskābju skaits proteīna molekulā. Tipisku proteīna molekulu veido 100 – 500 aminoskābes. LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  48. PROTEĪNI Mijiedarbības, kas nosaka proteīna molekulas telpisko struktūru Hidrofobās mijiedarbīas Ūdeņraža saite Disulfīd-saite (S-S tiltiņš) Jonu saite Proteīnu molekula LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  49. PROTEĪNI Proteīna struktūras organizācijas līmeņi LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

  50. PROTEĪNI Kvarternārās struktūras Šaferoni – īpaši šūnas proteīni, kas palīdz citiem proteīniem izveidot pareizo telpisko formu. LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra ML

More Related