1ste bachelor in de Biochemi Prof. dr. J.
geneeskunde e Gettemans
CEL II - BIOCHEMIE
OPMERKING: deze samenvatti ng wordt het best bestudeerd, samen met de dia’s zoals
verschaft door prof. dr. J. Gett emans, alsook met zijn cursus en de MCB.
Hoofdstuk I - zwakke krachten en hun rol i.d. biochemie
(MCB 2.1)
1.1 Waterstofbruggen
EN (O) = 3,5
EN (H) = 2,1 ΔEN = 1,4
0,4 < ΔEN < 1,7: polaire covalente binding
Asymmetrisch: partiële ladingen heffen elkaar niet op.
⇒ Grotere aantrekking van elektronenpaar door O-atoom in de covalente binding met H-
atoom.
⇒ partieel negatief geladen O-atoom + partieel geladen H-atomen ⇒ polariteit met
dipoolmoment
⇒ oriëntatie watermoleculen: vrije e-paar van O-atoom richt zich naar H-atoom van nabije
watermolecule. = H-brug (geen elektronen gedeeld ⇒ lagere bindingsenergie en grotere
bindingslengte dan O-H)
⇒ dynamisch netwerk van water (⇒ hoge kookpunt)
1.2 Waterstofbruggen tussen functionele groepen (-OH, -NH2, C=O, -
CONH2)
Functionele groepen met een EN karakter ⇒ H-bruggen ⇒ goede oplosbaarheid = hydrofiel
Molecuul dat waterstof ‘aanneemt’ = waterstofbrugacceptor
Molecuul dat waterstof ‘aanbiedt’ = waterstofbrugdonor
Sterkte van H-brug: afhankelijk van de oriëntatie van deelnemende moleculen.
Linair
Niet-lineair
(Zie vb. p. 9 cursus prof. Gettemans)
1.3 Ionaire binding
ΔEN > 1,7: ionaire binding
⇒ overgang e-paar naar meer EN atoom/molecule.
⇒ ontstaan van : - anion: negatieve ion
- kation: positieve ion
=> Elektrostatische aantrekking tussen kationen en anionen van naburige moleculen
volgens de wet van
Coulomb: 1
Met = Diëlektrische contstante (D)
4 π ε0
(Zie vb. p. 10 cursus prof. Gettemans)
Sterkte van ionaire binding:
Onafhankelijk van richting
Bepaald door omgevingsfactoren, m.n. diëlektriciteitsconstante D
1
Samenvatting
biochemie
,1ste bachelor in de Biochemi Prof. dr. J.
geneeskunde e Gettemans
Oplossing ionen:
Partieel negatieve ladingen van O-atomen richten zich naar kationen.
⇒ watermantel
=> vrijkomen hydratatie-energie
1.4 Van der Waals interacties
ΔEN < 0,4: apolaire covalente binding
⇒ transiënte inductie van dipool + zwakke interactie, afh. van afstand
Te ver: te zwakke kracht
Te dicht: sterke afstoting
Optimale afstand: Van der Waalsradius (~ 2 d(covalente binding))
Geringe energie; toch belangrijk
Herkenning & binding juiste partners is belangrijk ⇒ complementaire stapeling (cf.
sleutel-slotsysteem)
1.5 Hydrofoob effect
Hydrofobe verbindingen = apolaire verbindingen die niet oplosbaar zijn in water.
Hydrofobe verbinding in water => fixatie van watermoleculen
=> Afname entropie (ΔS)
=> Toenamen Gibbs vrije E (ΔG)
=> Energetisch ongunstig
Meerde hydrofobe verbindingen in water => interactie tussen hydrofobe moleculen
onderling.
=> minder fixatie van water.
=> Energetisch gunstiger.
Voorbeeld: spinnenwebben hebben hydrofobe Van der Waalsinteracties
1.6 De totaalsom
transiënte stabilisatie
= som van individuele bijdragen van alle zwakke interacties in een structuur.
Voorwaarden: 1) Complementaire oppervlakken
2) Aanwezigheid van groepen die energetisch gunstige interacties kunnen
aangaan.
3) Geen gelijke ladingen tegenover elkaar.
4) Geen ladingen tegenover hydrofobe groepen.
2
Samenvatting
biochemie
,1ste bachelor in de Biochemi Prof. dr. J.
geneeskunde e Gettemans
Hoofdstuk II - lipiden en cellulaire membranen (MCB 10)
2.1 Inleiding
Klassen macromoleculen (in het vet aangeduid komen in dit deel aan bod):
Eiwitten
Polynucleotiden
Suikers
Vetten (= lipiden)
o Amfipatisch: zowel hydrofobe, als hydrofiele eigenschappen
o Cellulaire energiebron
o Signaalmolecule
o Onderdeel biologische membranen; 3 belangrijkste groepen:
Fosfolipiden
Glycolipiden
Cholesterol
2.2 Fosfolipiden
Algemene structuur van glycerofosfolipiden
Glycerolruggengraat (propaan-1,2,3-triol)
Vetzuur(- of acyl)ketens: veresterd op C1 =enDiacylglycerol-3-
C2. =
Fosfaat: veresterd op C3 fosfaat
Fosfatidyl
Polaire N-bevattende alcoholgroep: veresterd op de fosfaatgroep
(Zie fig. 2.1 op p. 15 cursus prof. Gettemans)
Acylketens
onvertakt
even aantal koolstofatomen (meestal 14-24)
Meest voorkomend: C16- en C18-ketens
aantal dubbele bindingen (steeds cis-configuratie!) ook variabel:
Verzadigde vetzuren: uitsluitend enkelvoudige bindingen
Onverzadigde vetzuren: minstens 1 dubbele binding
Te kennen acylketens:
Palmitinezuur: C16, verzadigd
Stearinezuur: C18, verzadigd
Oleïnezuur: C18, onverzadigd tussen C9=C10
Linolinezuur: C18, onverzadigd tussen C9 =C10 en C12=C13
Arachidonzuur: C20, onverzadigd tussen C5=C6, C8 =C9, C11=C12 en C14=C15
Polaire, N-bevattende alcoholgroep
Ethanolamine: fosfatidylethanolamine
Choline: fosfatidylcholine
Serine: fosfatidylserine
Inositol: fosfatidylinositol
Kan bijkomende fosfaatgroepen dragen = polyfosfoïnositiden
3
Samenvatting
biochemie
, 1ste bachelor in de Biochemi Prof. dr. J.
geneeskunde e Gettemans
reageren met membraangeassocieerde eiwitten
rol als secundaire boodschappersmodellen .
Lading polaire groep varieert:
neutraal (fosfatidylcholine, ethanolamine)
1 negatieve lading (fosfatidylserine, fosfatidylinositol)
meerdere negatieve ladingen (fosfatidylinositol-4-fosfaat, fosfatidylinositol-4,5-
bisfosfaat, fosfatidylinositol-3,4,5-trisfosfaat, …)
(Zie ook fig. 2.2 op p. 17 cursus prof. Gettemans)
Glycerolfosfolipidenderivaten:
Sfingolipiden Sfingosine: Ceramide: sfingosine met
gelijkaardig aan een amidegroep op C2.
glycerol, maar op Sfingomyeline:
2de C-atoom in Fosfocholinegroep
plaats van veresterd met Ceramide
hydroxylgroep, een
aminegroep (NH2).
Difosfatidylglycerol 2 moleculen Cardiolipine: component
Diacylglycerol-3- van de binnenste
fosfaat zijn mitochondriale
veresterd met een membraan
additionele transfer van binnenste
glycerolgroep (via naar buitenste
de fosfaatgroep) -- mitochondriale
> 4 vetzuurketens membraan
=> afbraak
Fodfolipide-ether of plasmalogen Het C1-atoom is Cholineplasmalogen
veretherd met een ethanolamineplasmaloge
vetzuurketen i.p.v. n
veresterd
Lysofosfolipide De glycerolgroep is Lysofosfatidylcholine
slechts gebonden lysofosfatidylethanolamin
op 1 vetzuurketen e
i.p.v 2
Toepassingen en voorbeelden met fosfolipiden:
Multiple Sclerose: verdwijning van plasmalogen (lipide) uit myeline van zenuwcellen.
Hartaandoeningen: antilichamen tegen fosfolipiden
Alzheimer: verhoogde afbraak van fosfolipiden => opstapeling van afvalstoffen in
cellen (=amiloidziekte
4
Samenvatting
biochemie