Biochemie I alle lessen

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Aantekeningen van alle lessen biochemie I

Text of Biochemie I alle lessen

  • Biochemie I: Hoorcollege 1 H1: Inleiding Biochemie:hoelevenlozemoleculenwaaruitlevendeorganismenbestaanmetelkaarinterageren.

    H2: Koolhydraten Koolhydraatkoolstofwater(CH2O)n. Voedsel,energie,omopteslaan(verschillendeopslagvormen). Aangemaaktviafotosynthese:CO2enH2O. Indelingopbasisvangrootte:mono(n),oligo(enkele)enpolysacchariden(veel).

    Mono:vb.1polyhydroxyaldehyde. Oligo:korteketensvanmonosacchariden. Poly:meerdan20monosacchariden(cellulose,glycogeen).

    Monosacchariden Aldehydeofketon:aldoseofketose. Meerdan1hydroxylgroep. 3Cs(triose),4Cs(tetrose),5Cs(pentose),6Cs(hexose),7Cs(heptose). Hetkoolstofskeletisonvertaktenerzijnaltijdenkelvoudigebindingentussende

    Catomen. Dubbelebindingmetzuurstof:carbonyl. Asymmetrischecentra,dusallemonosaccharidenbehalvedihydroxyacetonhebben

    chiralecentraendusoptischeisomeren. Glyceraldehydeheeft1chiraalcentrumdustweestereoisomeren,hetzijn

    enantiomerenvanelkaar. Chiraal:nooitsuperponeerbaaropzijnspiegelbeeld.Erzitten4verschillende

    functionelegroepenophetCatoom. nisomeerishetDisomeer,hetanderehetLisomeer.

    DOHgroepophetchiralecentrumhetverstvandecarbonylgroepzitrechtsindefisherprojectie.

    LOHgroepophetchiralecentrumhetverstvandecarbonylgroepzitlinksindefisherprojectie.

    Hetaantalmogelijkestereoisomeren:2aantalchiralecentra,waarvandehelfteenDsuikerisendehelfteenLsuiker.DesuikersdieindenatuurvoorkomenzijnmeestalDsuikers.

    AlsjevaneenDsuikernaareenLsuikerwilgaan,moetjeelkchiraalcentrumnemenenelkeOHgroepspiegelen!

    Dihydroxyacetonisdeenigezonderchiralecentra.

    1

  • Biochemie I: Hoorcollege 2 Epimeer:deconfiguratieverschiltmaaropnchiraalcentrum,bijvoorbeeldDglucose

    enDgalactose. Demeestemonosaccharidenhebbeneenringstructuur.Dehemiacetaal/hemiketaal

    wordtgevormdalsdemoleculeeenringwordt. Hemiacetaal:aldehyde+alcohol. Hemiketaal:keton+alcohol.

    Allesuikersmetmeerdan5Catomenkunneneenringsluitingvormen,aldotetrosenook.Ermoeteenbepaaldehoeveelheidruimteinzitten.

    Deringsluitingbevindtzichtussentweekoolstofatomenenerwordteenextrachiraalcentrumgevormd.

    Alfaenbeta:hetverschilhiertussenisdepositievandeOHgroepophetanomerekoolstofatoom:bovenofonderdering.

    Alfaenbetavanhetzelfdesuikerhebbenalleenophetanomerekoolstofatoomeenverschilinconfiguratie,hetzijnanomerenvanelkaar.

    HetanomerereferentieatoomishetchiraleCatoomdathetverstverwijderdisvanhetanomereCatoom.Danmoetjekijkennaardepositievandegroepdieophetreferentieatoomstaat.

    Alfasuiker:deOHgroepzitaandetegenovergesteldekantvandegroepophetreferentieatoom.

    Betasuiker:deOHgroependegroepophetreferentieatoomstaanallebeinaarbovenofallebeinaarbeneden.

    JemoetaltijdkijkennaardehydroxylgroepopC1. Pyranosenzijnzesringen,furanosenzijnvijfringen. Hexosenkomenhetmeestvoorindenatuur,verhoudingenvanvormenhangenafvan

    welksuikerhetis. Haworthprojectie:suikergetekendineen3Dringstructuur. Reducerendeennietreducerendesuikers:monosaccharidenzijnreducerend.

    Reducerend:hetkangeoxideerdworden,decarbonylgroepkangeoxideerdwordentotcarboxylgroep.Ditisbijallesuikerswaarvanderingopenkangaan.

    Fischer naar Haworth TekendeFischerprojectieentekendejuisteringstructuur,leeg. HetanomerekoolstofatoomC1zitrechts,vervolgensmoetjewijzerzindeandere

    koolstofatomennummeren. Dsuiker:CH2OHomhoog.Lsuiker:CH2OHomlaag. Alfasuiker:anomereOHtegenovergesteldaanCH2OH.Betasuiker:anomereOHaan

    dezelfdekantalsCH2OH. DeandereOHgroependierechtsstaaninFischer,staanomlaaginHaworth.De

    OHgroependielinksstaaninFischer,staanomhooginHaworth.

    Disacchariden Tweemonosaccharidenmeteenglycosidischebinding. Reactievaneenhemiacetaalmeteenalchol,vormingvaneenacetaal. Oglycosidisch:bindingmetzuurstof. Nglycosidisch:bindingmetstikstof.

    2

  • MaltoseisalfaDglucoseviaeenalfa1,4glycosidischebindinggekoppeldaanbetaDglucose.Hetheefteenalfaeneenbetavorm.

    Mutarotatie:alseenringzichsluit,ontstaatereenautomatischevenwichttussenalfaenbeta,ditmoetjeweergevenmeteengekronkeldlijntjemetOHenHeraan,alsernietgenoemdisofjealfaofbetamoettekenen.

    Lactose:beta1,4glycosidischebindingtussenbetagalactoseenglucose,duserisalfaenbetalactose.

    Sucrose:fructoseenglucoseinglycosidischebindingwaarbijdetweeanomerechiralecentraverbondenzijn.

    Ofeensuikerreducerendisofniet,hangtafvanhetaantalanomereCatomenbetrokkenbijdeglycosidischebinding.

    Tweebetrokken:nietreducerendglycosylglycoside. Eenbetrokken:reducerendglycosylglycose.

    Polysacchariden Langeketensvanmonosacchariden. Onderscheidopbasisvan:

    Typemonosaccharide:1soorthomo, 2soortenheteropolysaccharide. Ketenlengte. Typeglycosidischebinding. Matevanvertakking.

    Functieshomopolysacchariden:opslagvormvankoolhydraten(brandstofglycogeen,zetmeel),structuurelementindecelwandvanplantenenhetexoskeletvandieren(cellulose,chitine).

    Functiesheteropolysacchariden:extracellulaireondersteuningvanorganismenvanallerijken.

    Verschilmeteiwitten(polymerenvanaminozuren):DNA/RNA/eiwittenhebbeneenwelbepaaldesamenstellingenlengteeneenbepaaldmoleculairgewicht.Bijpolysaccharidenisergeentemplate,dusgeenvoorafbepaaldelengte/grootte.

    Zetmeel:amyloseenamylopectine. Amyloseislineair,onvertaktDglucosemeteenalfa14glycosidischebinding.

    Hetispolymaltose. AmylopectineissterkvertaktDglucoseeniszeergroot.Deketenbestaatuitalfa

    14glycosidischebindingen,devertakkingenzijnalfa16van2430residuen. Zetmeelwordtaandenietreducerendeuiteindenafgebroken.

    Hetbiologischevoordeelvanvertaktemoleculenisdaterzeersnelveelglucosevrijgesteldkanworden.

    3

  • Biochemie I: Hoorcollege 3 H3: Aminozuren

    Bouwstenenvaneiwitten.Eiwittenzijnuiterstdiversinstructuurenfunctie,maartochopgebouwduit20aminozurendiecovalentgebondenzijntoteenlineairesequentie,gebaseerdopdeDNAsequentie.

    Eiwittenzijndiversinstructuurenfunctie:enzymen,hormonen,antilichamen,transporters,

    Structuur:centraalkoolstofatoom,eenaminogroep,eencarboxylgroep. Alfakoolstofatoom:chiraalcentrum(behalveglycine),2mogelijke

    stereoisomeren:enantiomeren(spiegelbeeld). Enantiomeren:D/Lnomenclatuur.AlleaminozurenineiwittenzijnLaminozuren. Erzijntweesystemenvoorhetnummerenvandekoolstofatomen:vanafde

    carboxylgroep,ofmetGriekselettersvanafhetalfakoolstofatoom. ClassificatiegebeurtopbasisvandeRgroep,opbasisvanpolariseiten

    waterolosbaarheid. Nietpolair,alifatisch:hydrofobezijketens. Aromatisch:absorberenUVlicht. Polair,ongeladen:zijketensvormenHbindingen. Positiefgeladen:basischezijketen. Negatiefgeladen:zurezijketen.

    Zuur-base eigenschappen NeutralepH:aminozuurkomtvooralszwitterion.Kanreagerenalszuurofalsbase.Amfolyt:amfotereelektrolyt.

    Eenmonoamine,monocarboxylaminozuur,iseendiprotischzuurwanneerhetvollediggeprotoneerdisenheefteenkarakteristieketitratiecurve.

    4

  • Biochemie I: Hoorcollege 4 H4: Peptiden

    Depeptidebindingmaakteenpolymeervanaminozuren. Peptiden:kleinecondensatieproductenvanaminozuren.Eiwitten

    bestaanuitveelaminozuren.Degrenstussendezetweeisvaag. Links/bovenvandepeptidebindingzitdeaminoterminaalen

    rechts/onderdecarboxylterminaal.BijvormingvandepeptidebindingontstaatH2O.Enzymenzorgendatdezebindingengevormdworden.Zekunnenookweergebrokenworden.

    Residu:individueelaminozuurineenpeptide. Dipeptide:2aminozuren. Tripeptide:3aminozuren.

    Functies:hormonen(insuline(suiker),oxytocine(geboorte)),neuropeptiden(neuropeptideY(energiemetabolisme)),bescherming(vb.toxines(amanitine,chlorotoxine).

    Eiwitten Polypeptiden:covalentgebondenalfaaminozurenmeteventueelcofactoren,conzymen

    ofprostetischegroepen:geconjugeerdeeiwitten,alseiwittendefunctienietalleenuitkunnenvoeren.

    Degroottekanheelveelvariren,netalso.a.vormensamenstelling. Eiwittenkunnenookaanietsgekoppeldzijn,bijvoorbeeldaanvetten:lipoprotenen.

    Werkenmeteiwitten

    Scheidenvaneiwittenuiteenmengselkanopverschillendemanieren. Kolomchromatografie:opbasisvanionen,grootteofaffiniteit.Glazenbuisjemet

    bepaaldematrixerin,daarboveneenstaalaanbengenvanwatjewilscheidenmetbovenhetbuisjeeenreservoir.Dematrixisdestationairefasewaardemobielefase/staaldoorheenbeweegt.Deverschillendeeiwittenbewegenmetverschillendesnelheiddoordematrix,waardoorjeverschillendefractiesvanhetmengselkrijgt.

    Ionenuitwisselingschromatografie:destationairefaseisopgebouwduitietsmetnegatievelading.BijeenbepaaldepHverschillendeverschillendeeiwitteninlading.Denegatiefstgeladeneiwittenwordenhetsterkstafgestotendoordestationairefaseengaanerdushetsnelstdoorheen.Groottespeelthierbijgeenrol.

    Sizeexclusionchromatography:dematrixbestaatuitbolletjesporeusmateriaal.Groteeiwittenkunnennietdoordematrixdusgaanerlangs,kleinepassenweldoordematrixmaarondervindenweerstandduszijnlaterbeneden.

    Affinitychromatography:meestspecifiek,interesseomeenspecifiekeiwittescheidenvanderest.Dematrixiszodathetgekozeneiwiteengroteaffiniteitheefteneraanblijftplakken,derestgaatwelnaarbeneden.Daarnawordtdekolomgespoeldmetdestofvandestationairefasezodatercompetitietussenmobielenstationairkomt.

    5

  • Elektroforese:elektrischveldtrekteiwittenaandoorhunlading.Gelmatrixverhindertmobiliteitvaneiwitten,vooraldievandegrotezodatdielangzamerzijn.Demobiliteitisafhankelijkvanderatiolading/massa.Meernegatieveenkleinegaansneller.Somsowrdtereenmolecuultoegevoegdzodatdeladingvanheteiwitwordtafgeschermdeneralleennogmaaropbasisvangroottewordtgescheidenalsdegrootte/massagekendmoetzijn.Erwordendaneiwittenmeteenbekendemassaalsreferentietoegevoegd.

    Isoelectricfocusing:meesthogeresolutie.Scheidenopbasisvanhetisoelektrischpunt:depHwaarbijdeladingvanheteiwitnulis.HeteiwitwordtindepHgradintgebrachtwaarbijdepHgradieelafneemt.Erwordteenelektrischveldtoegevoegdzodatdeeiwittennaarbenedenmigreren.Opeenbepaaldpuntisheteiwitopzijnisoelektrischpuntenwordthetnietmeeraangetrokkentoteen+ofladingdusbeweegthetnietmeer.

    2Dgelelektroforese:scheidingintweestappen. Isoelectricfocusingzodatjegroepjeseiwittenkrijgtmeteengelijkaardig

    isoelektrischpunt. Resultaatvandatwordtnuingelgescheiden,dankunjeeeneiwituitdegel

    snijdenenverderonderzoeken. Zekunnenookgesequencedworden:bepalenvandeaminozuursequentie.

    H5: Eiwitstructuur Enzymenzijndebelangrijkstefamilie. Erzijnvierniveaus:primair,secundair,tertiair,quaternair.Erisnietaltijdeenquaternair

    niveau. Deruimtelijkestructuurbepaaltdefunctie.

    Primaire structuur Aminozuursequentie,beschrijvenvanallecovalentebindingenineeneiwitaminozuursequentie,disulfidebindingen,peptidenverbondendoordisulfidebindingen.

    Bepaalthetvouwpatroomendefunctie.Deaminozuursequentieisredelijkgeconserveerdomdefunctietebehouden.

    2030%vandeeiwittenispolymorf:verschillendevarianten.Isovorm:devariantvaneeneiwitmetdezelfdefunctie,deefficintievanisovormenkanverschillen.

    Kunnenontstaandoorverwantegenenofverschillendegenenvanhetzelfdegen,ofdooralternativesplicing.

    Isovormenzijnvaakweefselspecifiek:bijvoorbeeldeenvooreenspier,eenvoordelever.Somszijnzeookspecifiekvoorverschillendecelcompartimenten.

    Secundaire structuur Elkeiwitheefteenspecifiekeeigenstructuur,directgerelateerdaandefunctie.Gedicteerddoordeaminozuursequentieeninteractiestussenaminozuren.Destructuurwordtdeelsbepaalddoordeeigenschappenvandepeptidebinding,dieiseenresonantiehybridewaardoordebindingrigideenplanairis.Erkannietomheengeroteerdwordenenhijvertoonteendipoolmoment.

    ErisalleenrotatiemogelijkrondbindingenaanCalfa,viahoek enhoek .Ineenvolledig uitgestrektpolypeptidezijndiehoeken180graden.0gradenisdemeestopgevouwenpositie.DehoekenwordenbekekenvanuitCalfa,

    6

  • derotatiewordtbekekenvanuithetdistaleatoom. Ramachandrangrafiek:allecombinatiesphienpsidieineenbepaaldeiwitvoorkomen.

    Sommigekunnennietvoorkomendoorsterischeeffecten. Desecundairestructuurisregelmatigofonregelmatig.Regelmatig:alfahelixen

    betaconformatiekomenhetmeestevoor. Alfahelix:spiraal,zeerstabieldoorwaterstofbruggentussendepeptidebindingen.

    Compact:0o

  • Biochemie I: Hoorcollege 5 Tertiaire structuur Nietalleeiwittenhebbenverschillendetypenvansecundairestructuren.Detertiairestructuurisdealgemeneruimtelijkeordeningvanatomenineenvolledigpolypeptideofeiwit.Erzijntweegroteklassen:

    Vezelachtigeeiwitten:onoplosbaarennenkelesecundairestructuur Alfakeratine:haar,wol,nagels,hoorns,huid,klauwen,vanzoogdieren.Twee

    helicesdieparallelopgewondenzijnineenspoel,deaminouiteindenzittenaandezelfdekant.Aanhetoppervlakzittenhydrofobeaminozuren.Disulfidebindingenversterkenhet.

    Permanentje:disulfidebindingenwordenverbrokenennahetveranderenvanhethaarweergevormd.

    Collageen:zeersterkmaarflexibel.Inpezen,kraakbeen,hoornvlies,Destructuurlijktopdievanalfakeratinemaardanmetalfaketensinplaatsvanalfahelix(compacter).Erzijndriealfaketensomelkaargewonden.Erzijngeendisulfidebruggenmaarbruggentussenlysineenhydroxylysine.

    Fibrone/zijde:vandezijderups,spinnenwebben.Sterk,kannietuitgerektworden:betasheets,zijnalzovermogelijkuitgerekt.Hetiswelflexibeldoornietcovalenteinteractiestussendebetasheets,zekunneneenbeetjeoverelkaarschuiven.

    Globulaireeiwitten:bolvormig,hebbenmeersecundairestructuren.Erzijnwateroplosbare(incytosol,bloed,)envetoplosbare(vb.inmembranen).De3Dstructuurkancomplexzijnmaarisaltijdgerelateerdaandefunctie.

    Myoglobine:zuurstofbindendeiwitinspiercellen,bestaatuit153aminozuren.Destructuurisgelinktaandefunctie:alsdestructuurwijzigt,bijvoorbeelddoormutatie,wijzigtdefunctieook(vb.sikkelcelanemie).Myoglobineheefteenhaemgroepenbestaatuit8alfahelicesverbondendoorbetaturnsenanderestructuren.

    DemeestehydrofobeRgroepenzittenaandebinnenkant,demeestehydrofieleaandebuitenkant.Ditzorgtvoordeoplosbaarheid.

    DehaemgroepzitineenbeschermendepocketomdeoxidatievanFe2+naarFe3+teverhinderen.Fe3+isdegeoxideerdevormvanFe2+enkangeenzuurstofbinden.Hetijzeratoommoetdusbeschermdwordentegenoxidatie.

    Quaternaire structuur Heteiwitbestaatuitsubunitstertiairestructurendiealleeneenbiologischefunctieuitkunnenvoerenalszeopeenbepaaldemaniertoteenquaternairestructuurzijngeassocierd.Subunitskunnendezelfdefunctiehebbenmetverschillendegevoeligheid,zekunnenookcoperatierealiserenofanderefunctieshebbendiecomplementairzijn.

    Erzijntweesoortensymmetrie:rotationelesymmetrieiscyclisch,dihedraaloficosahedraal.Helicalesymmetrieishelixvormig.

    Somsisdequaternairestructuureenhelixdiebestaatuitsubunitsdieopzichzelfaleencompletetertiairestructuurhebben.Ditisgeenalfahelixwantdiebestaatuitaminozuren.

    8

  • Myoglobineheeftgeenquaternairestructuur,maarnvandesubunitsvanhemoglobinelijktopmyoglobine.Inhemoglobinezijnvierbindingspositiesvoorzuurstof.

    Eiwitdenaturatie:hetverliesvanstructureleintegriteitmetdaarmeesamenhangendhetverliesvandefunctie.Eiwittenkunnengedenatureerdwordendoor:warmte(eikoken:wordtwit),koude,pH,organischesolventen,chaotropischestoffenzoalsureum(chaotropisch=verstorenvanHbindingen).

    Denaturatiecurve:Tm=Tmelting.AlsdeTmlageris,denatureertheteiwitsneller/bijeenlageretemperatuur.Dewaardebij50%geefteenideevandegevoeligheid.Opdeyasstaathetpercentagedenaturatie,opdexashetgeendatvoordenaturatiezorgt,inditgevaldetemperatuur.

    Somsisdenaturatieomkeerbaar:renaturatie.Ditgebeurtalsdedenaturatieveroorzakendecomponentopgehevenwordt.

    H6: Eiwitfunctie Defunctieisafhankelijkvandebindingaanhetmolecuul.Vaakisdefunctiebindenaan

    eenmolecuul,erietsmeedoenzoalstransporterenofwijzigenendanweerloslaten.Zonmoleculeiseenligand,dieeenligandbindingvormtmeteeneiwit.Debindingistransint.

    Eiwittenzijnnietstatisch,alseenliganderaanbindt,kandestructuurvanheteiwitlichtjesveranderen.Doorinteractiemetdemoleculenverandertdefunctie.

    Erzijntweemodellendiedeligandeiwitbindingbeschrijven.Dewerkelijkheidiseencombinatievandietwee:

    Keylock:ligandpastpreciesopheteiwit. Inducedfit:deligandbindingveroorzaakteenconformatiewijzigingdieeenbinding

    toelaat.Somskaneenbindingdeaffiniteitvooreentweedebindingverhogen:indirecteinducedfit.

    Enzymen Bindenentransformerenanderemoleculenenstellenzedanweervrij. Enzymenkunnengestuurdworden. Hetzijnkatalysatoren:zevergemakkelijkenreactiesmaarwordenzelfnietgebruiktof

    gewijzigd. Fysicochemischeomstandighedenindecelzorgendatreactiesnietspontaanverlopen,

    doorenzymenkunnenzetochdoorgaan.

    Haemgroep Zuurstofbindingvoortransportenopslag. Rgroepenvaneiwittenhebbeneenlageaffiniteitvoorzuurstofduseriseenbijkomende

    groepnodig:dehaemgroepdieijzerbevatdatzuurstofkanbinden.IJzerkomtvooronder

    9

  • devormvanFe2+,watmakkelijkgeoxideerdwordttotFe3+datgeenzuurstofkanbinden.Fe2+wordtdaaromdoordepocketendehaemgroepbeschermd.

    IJzerheeft6bindingsplaatsen: 4voordebindingaandehaemgroep. 1voorbindingaanheteiwit. 1voorbindingaanzuurstof.

    DevierNatomenzijndeessentievanhettweedebeschermingsmechanismetegenoxidatie:zezijnergelektronegatiefenwillendusgraagelektronenbijhouden.HierdoorisdekanskleindatFe2+eenelektronverliest.

    Myoglobine Bindtzuurstofinspierweefsel. 8helices,verbondendoorbetaturnsenanderestructuren. Bindingvaneenligand:evenwichtsreactie.P(protene)+L(ligand) PL.Inditgeval:P

    =myoglobine,L=zuurstof. Evenwichtsconstante/associatieconstante:Ka=[PL]/[P][L]. Dissociatieconstante:Kd=1/Ka=[P][L]/[PL]. isdegraadvanverzadiging:bezettebindingsplaatsen/mogelijke

    bindingsplaatsen[PL]/[PL]+[P].

    Decurvesteltdebindingvanhetligandaanheteiwitvoor.Kdisdeconcentratieliganddieaanleidinggeefttot50%vandesaturatie.EenhogereKdbetekenteenlagerebindingsaffiniteit.Erisdaneenhogereconcentratieligandnodigomheteiwit50%tesatureren.

    Biochemie I: Hoorcollege 6 Bindingscurvemyoglobine:demaximaalrealiseerbaresaturatiegraadwordtsnelbereikt:

    DecurveligtvernaarlinksendeKdhierp50)iszeerklein.Myoglobineheefteenhogebindingsaffiniteitvoorzuurstofenbindthetdussnelenmakkelijk:efficintomdezuurstofvoorraadoppeiltehouden.

    Destructuurvanheteiwitbepaalthoeligandenbinden(ruimtelijkepositie):invrijhaembindtCO20.000xbeterdanO2,inmyoglobinebindthetnogmaar200xbetersterischehinder.

    DeplaatswaarO2bindtispreciesgemaaktomeenmolecuultebindenindehoekdieO2vormt.DaarombindtCOminderefficintdantheoretischhetgevalzouzijn.

    DebindingvanO2wordtbepaalddoorhetademenvanheteiwit:depocketgaatheelsnelopenenweerdicht,precieslanggenoegvoorO2omerintegaan.Haemzitgoed

    10

  • verstoptinheteiwitvoordebeschermingvanFe2+tegenoxidatie,maarhierdoorishetslechttoegankelijkvoorO2.

    Hemoglobine MyoglobineslaatO2op,hemoglobinetransporteerthet.Myoglobinebindtzoefficintdat

    hetgeenzuurstofafkangevenaandeweefsels. 2alfasubunits,2betasubunitsendus4haemgroepen.Desubunitslijkenallemaalop

    myoglobine.Eerstassocirendealfasubunitsmetdebetasubunits.Ditisdesterksteinteractie.Jehebtdan2alfabetaprotomerendiesamenhetdimeerhemoglobinevormen.Hemoglobineisduseendimeervanalfabetaprotomeren.

    Erzijn2vormenhemoglobinedoordatdesubunitstenopzichtevanelkaarkunnenbewegen.Alleeneiwittenmeteenquaternairestructuurkunnendusverschillendebindingsaffiniteitenhebben.

    Tvorm:tensed/gespannen.Lageaffiniteit.Deoxyhemoglobine:geenO2.Veelinteractiestussendomeinen.

    Rvorm:relaxed/ontspannen,hogeaffiniteit.Oxyhemoglobine:O2gebonden.Erzijnminderinteractiestussendedomeinen.

    BindingvanzuurstofveroorzaaktdetransitievanTnaarR:depositievandehaemgroept.o.v.histidineverandert.Debindingheefteffectopdeaffiniteitvandeanderesubunits:dieaffiniteitstijgt.

    Omgekeerdgebeurthetook:alsnO2loslaat,wordthetvoordereststeedsmakkelijkeromooklostelatencoperatieveligandbinding.

    Coperatieve ligandbinding DepO2indelongenis13,3kPa,dieinde

    weefsels4kPa.Myoglobinekanditnietrealiseren,hemoglobinelosthetopmetzijn4subunitsendeT/Rtoestand.

    MyoglobinekangoedO2bindenmaarmoeilijkafstaan,hetiseenslechttransporteiwit.

    Debindingsplaatseninhemoglobineinteragerenmetelkaar:deeerstebindingverhoogtdeaffiniteitopdeandereplaatsen.Ditkanherkendwordenaandesigmodalecurve.

    Allosterischeregulatie:bindingvaneenligandbenvloedtdeeigenschappenvandeanderebindingsplaatsen.

    Erzijntweemodellendiecoperatiebeschrijven:geconcerteerdensequentieel.

    Erzijnookanderefactorendiedeaffiniteitbenvloeden: Hb+O2 HbO2. pH:protonenhebbeneenanderebindingsplaatsdanO2.LagepH(veelprotonen):

    lageaffiniteit,doorhetpHverschilindeweefsels.DoorhetpHverschilkanerzowelgoedeopslagalsgoedtransportgebeuren.

    HHb++O2 HbO2+H+.

    11

  • 2,3bifosfoglyceraat(BPG):hoge[BPG]lagebindingsaffiniteit.BPGwordtgemaaktopbasisvanglucoseafbraak.BPGverlaagtdeaffiniteitvoorO2enstabiliseertdedeoxyvormvanhemoglobine.

    HbBPG+O2 HbO2+BPG. Mogelijkeexamenvraag:hoogindebergen,waarweinigzuurstofis,ishetdaneen

    voordeeldatdeaffiniteitvanhemoglobinevoorzuurstofhogeroflagerisdanopzeeniveau?ziegrafiek.

    H7: Lipiden Erzijnopslagvetten,lipidenalsstructuurinmembranenenlipidenmetanderefuncties

    (vb.bepaaldehormonenopbasisvanvetten). Eendeelvandeopslagvettenisafkomstigvansuikers.Vetteneneiwittenkunnen

    somsnaarelkaargeconverteerdworden. Zeerheterogenegroeporganischestoffenmetnofmeer(lange)apolairealkylketens.

    Zezijnoplosbaarinapolairoplosmiddel,nietinwater. Erzijnenkelvoudigelipiden(opslag,vettenenolin,wassen),samengesteldelipiden

    (fosfo,sfingo,glycolipiden)enlipode/vetachtigestoffen(vetzuren,carotenoden,steroden).

    Biologischefuncties:energievoorraad,brandstof,structuurfunctieinmembranen.Hormonen,vitaminen,signaalmoleculen,antibiotica,

    Vetzuren Lipidenzijnderivatenvanvetzuur( lipide).Incellengebeurtervetzuursynthese:ze=/

    kunnenzelfvetzurenaanmaken.Vetzurenzijncarboxylzurenmetkoolwaterstofketens.Zezijnsterkgereduceerd.Biologischrelevantevetzurenhebben436Cs.Zezijnverzadigdofonverzadigd,vertaktofonvertakt.

    Basisvetzuurheeft16Cs. Demeestvoorkomendevetzurenhebbenonvertakteketensvan1224(evenaantal)

    koolstofatomen. Zehebbeneenpolaire,wateroplosbarekopeneenapolaire,vetoplosbarestaart. Dierlijkevettenzijnvooralverzadigd,plantaardigevooralonverzadigd.Synthesegebeurt

    doorhetsteedsverlengenvandeketenmet2Cs,afbraakgebeurtooksteedsper2Cs. Naamgevinggebeurtaandehandvandeketenlengteenhetaantalendepositievande

    dubbelebindingen. Vb.arachidonzuur:20:4( 5,8,11,14)betekenteenketenvan20koolstofatomen,4

    dubbelebindingenopdeplaatsen5,8,11en14.Jemoettellenvanafhetcarbonylkoolstofatoom.

    12

  • Biochemie I: Hoorcollege 7 Depositievandubbelebindingeninvetzurenismeestal9,12of15.Dedubbele

    bindingenzijnbijnanooitgeconjugeerd:meestalzittenerminstens2enkelebindingentussentweedubbele.Bijnaallenatuurlijkeonverzadigdevetzurenhebbeneencisconfiguratie,waardoorereenknikindeketenkomt.

    Fysicochemischeeigenschappenwordenbepaalddoordeketenlengte:hoegroterdeketen,hoegroterhetbelangvandepolairestaartoplosbaarheidneemtaf.

    T/meenketenlengtevan4ishetnogoplosbaarinwater. Vanafeenketenlengtevan12ishetvolledigonoplosbaarinwater. Eenvetzuurisdusnietoplosbaarinbloed.

    Deeigenschappenwordenookbepaalddoordematevanverzadiging: Verzadigdevetzuren(meestaldierlijk)zijnvastbijkamertemperatuur. Onverzadigdevetzurenzijnvloeibaarbijkamertemperatuur(meestalplantaardig)

    doordeknikdieerinkomt:zekunnenmoeilijkeropgestapeldworden. Doordatzewateronoplosbaarzijn,zijnvetzurentijdenstransportgebondenaaneeneiwit

    (albumineishetbelangrijkst).Vettenwordenverpaktinvesikelsvoortransport. Vetzurenzijnamfipatisch:zehebbeneenhydrofieleneenhydrofoobdeel.Hierdoorgaan

    zezichinwaterigmilieuorganiserenalsmicellen.Doordatdepolairekopaandebuitenkantzit,zijnzebeteroplosbaarinwater.

    Alsjededubbelebindingenbenoemtvanafdepuntvandestaart,komtereen voor. Dezetellingheeftfysiologischerelevantie.Erzijnomega3enomega6vetzuren.Deratioomega6/omega3moettussende1/1en4/1zitten.Hetgaatnietzozeeromdehoeveelheidvandietwee,vooralomdeverhouding.

    Opslagvetten Slaanenergieopinvetweefsel.Hetgaatomenergiedienietdirectnodigisenlater

    gebruiktkanwordenalshetnodigis. Triacylglycerolen/TAGzijnestersvanhetalcoholglycerolendrievetzuren.Eenvoudige

    bestaanuitdriedezelfdevetzuren,gemengdeuit2ofmeerverschillende. Opmerkelijk:TAGwordtgemaaktmetglycerol3fosfaati.p.v.glycerol.Het

    eindresultaatvanafbraakvanTAGiswelglycerol.TAGwordtafgebrokenalserenergienodigis.

    Vetcellen/adipocytenhebbeneenvolumedatbijnavollediguitvetbestaat.Degroottevanvetcellenneemttoe/afbijdikkerworden/afvallen,niethetaantal.Omdecelgrotertelatenworden,moetdemembraanookgroterworden.

    Energiediebinnenkomt,kanwordenopgeslagenalsvetofalssuiker. VoordelenTAGvergelekenmetsuikers:sterkergereduceerddusdeafbraak

    (oxidatie)levertmeerdan2xmeerenergieop.Zeerhydrofoobduserzitgeenwatertussendemoleculen:lagergewicht,compacter.

    NadelenTAG:duurtrelatieflangomhetaftebreken. Voordelensuikers:snelbeschikbareenergiebron.Oplosbaarinwater,

    eenvoudigertransport. Vetteninvetweefselkomenvanverschillendeplaatsen.Sommigekomenuitvoeding,

    anderewordendoorhetorganismegesynthetiseerd.PUFA(polyonverzadigdevetzuren)kanhetlichaamnietzelfmaken.Eriseencorrelatietussenhartenvaatziektenenverzadigdevetzuren,eendieetmetveelPUFAisbelangrijk,diezittenvooralinplantaardigvet.

    13

  • Naastdenatuurlijkecisvettenzijnerooktransvetten.Zewordeninrumengeproduceerddoorfermentatieenhetlichaamneemtzedusopviazuivelofvlees.Ookwodenzegeproduceerddoorhydrogenatievanplantaardigeolinomdebewaartijdteverlengen.Dedubbelebindingenwordengereduceerdwaardooralsbijproducttransonverzadigdevetzurenontstaan.

    Wassen Waterafstotend(bescherminghaar,huid,

    vogelveren,planten,).Vb.bijenwas. ZezijneenvoudigerdanTAG:eenestervan

    decarboxylvaneenvetzuurendehydroxylvaneenalcohol(langeketenvetzuurvan1436Cseneenlangeketenalcoholvan1630Cs).

    HetsmeltpuntishogerdanvanTAG.

    Vetten als structuurelement in membranen Destructuurvanbiologischemembraneniseenlipidedubbellaag. Barrirevoorpolairemoleculen(ionen,water). Membraanlipidenzijnamfipatisch.Dedubbelelaagontstaatdooronderlingeinteracties

    tussendelipiden(hydrofoob)enhydrofieleinteractiestussendelipidenenwater. Debiologischemembraaniseenstructuurdiepreciespastineenwaterigmilieu.De

    diametervandekopisongeveergelijkaandievandetweestaartensamen,waardoordestructuurrelatiefrechtis.

    Erzijnvijfhoofdtypes:glycerofosfolipiden,galactolipidenensulfolipiden,tetratherlipiden,sfingolipidenensterolen(lipod).

    Fosfolipide:fosfaatgroepvormtdepolairekop. Glycolipide:suikervormtdepolairekop. Galactolipide:glycerolenhetsuikergalactosevormendepolairekop. Sulfolipide:galactolipidemeteensulfaatgroepophetsuiker.

    Glycerofosfolipiden

    Glycerolisdebasis,mettweevetzurenveresterd.Depolairegroepisgebondenviaeenfosfodisterbinding.Glycerolisprochiraal:hetisnietchiraalmaarbindingvaneenfosfaatgroepaannuiteindemaakthetwelchiraal.

    Debasismoleculeisfosfatidinezuur.Andereglycerofosfolipdenzijnhierderivatenvan: Fosfatidylethanolamine,fosfatidylcholine,fosfatidylserine,

    14

  • Biochemie I: Hoorcollege 8 Eriseengrootverschilinvetzuursamenstelling.Ditisweefselensoortafhankelijk.

    MeestalziteropC1eenverzadigdevettzuurketenvan16of18CsenopC2eenonverzadigdevan1020Cs.

    Etherlipidenzijnglycerofosfolipidenmetnetherbinding.DevetzuurketendieverbondenismeteenetherbindingkanonverzadigdzijnopC1/C2(plasmalogenen)ofkanverzadigdzijn(alkyletherlipiden).

    Galactolipiden

    Debasisisglycerol,met2vetzureneropveresterdeneensuikeralspolairekopwaarevt.eensulfaatgroepopstaatsulfolipiden.

    Hetsuikerheeft1of2galactoseresiduen.Galactolipidenkomenvnl.voorinplanten.Membranenvanplantenhebbendusminderfosfaatdandierlijke.(WaarschijnlijkomdaterooiteentekortisgeweestaanfosfaatenplantentoendevoorkeurhaddenomfosfatenvoorDNAsynthesetegebruikenevolutionairetradeoff.)

    Tetratherlipiden Tweelangekoolstofketensvan32Cs,via4etherbindingengebondenaan2

    glycerolmoleculen.Erzijn2polairekoppendusnlaagkanaleenmembraanvormen. KomenvoorinArchaeadievaakinextremeomstandighedenleven.Etherbindingenzijn

    resistentertegenafbraakonderzwareomstandigheden.Sfingolipiden

    Polairekopentweeapolairestaarten.Debasismoleculeissfingosine,diezelfnvandestaartenvormt.Deandereiseenvetzuur.

    Samenmetdeglycerofosfolipidenisditdebelangrijkstesoortmembraanlipidenindedierlijkecel.

    Depolairekopiseenfosfodisterbindingofeenglycosidischebinding. Debasismoleculebestaatuitsfingosine,1vetzuureneenpolairekop. Driesubklassensfingolipidennaargelangdepolairekopdieeropzit:

    Sfingomyelines:deenigemeteenfosfodister.Zehebbenfosfocholineoffosfoethanolaminealskopgroepenkomenvoorindeplasmamembraanvandierlijkecellen,vooralveelinmyelineschedes.

    Glycosfingolipiden:ladingslozeglycolipiden.Erzijncerebrosiden(1suiker)englobosiden(2,3,4suikers).

    Gangliosidenzijndemeestcomplexesfingolipiden.Zehebbenoligosaccharidenalspolairegroep,vaakvertakt.BijpH7zijnzenegatiefgeladen.

    Afbraakvanfosfolipiden:inlysosomen,voorelkehydrolyseerbarebindingisereenspecifiekenzym:

    FosfolipaseA1kniptdestaartenaf,bijalleenC1. FosfolipaseA2kniptalleenafbijC2. FosfolipaseBkanbijzowelC1alsC2destaartknippen. FosfolipaseCkniptdekopgroepvrhetfosfaat. FosfolipiaseDkniptdekopgroepnadefosfaatgroep.

    15

  • Sterolen Structurelelipideninbijnaallemembranenaanwezig.Hetzijnderivatenvancholesterol.

    Devierringenzijneraltijd,dekoolstofketenenstructurelegroepenvariren.

    H8: Membranen Celmembraandefinieertdeexternegrensvandecel.Binnendecelzijnerooknog

    membranen:celletjesbinnendecelorganellen. Membranensluiteniets(cel,organel)afvanderest:compartimentalisatie.

    Omstandighedeninhetcompartimentkunnenminofmeeronafhankelijkvandebuitenwereldveranderdworden.Membranenlatencommunicatietussendecompartimentenselectieftoedoorregulatievanmoleculairtransportoverdegrenzen.

    Demogelijkhedenineencelhangenafvanwaardemembraanoverbeschikt.Dezebepalenwatdecel/organelwelofnietkanmembranenzijndusnietstatisch!

    Membranenhebbenookreceptoren:decelkansignalenvandebuitenwereldoppikken. Membranenbevattengespecialiseerdeeiwtten:transportersvoormetabolietenenionen,

    receptorenvoordetectievanextracellulairesignalenenadhesieeiwitten. Suikers,vettenneiwittenzijnbelangrijkomeenmembraanzijnfunctionaliteittegeven.

    Demembraanisdusmeerdaneendubbelelipidenlaag. Membranenbinneneencelorganiserencellulaireprocessen:vetsynthese,synthesevan

    bepaaldeeiwitten,energietransductieenenergieproductie.Destructuurvanmembranen:2dunnelagenvanmoleculen,inessentie2D,watsterkdekansvergrootopinteractietussenmoleculen.Hierdoorkunnenprocessenefficinterdoorgaan.Belangrijkeprocessenzijndusmeestalgekoppeldaandemembraan(vb.ATPsynthese).Cytosolischeprocessenzijnminderefficintwantdatisineen3Druimte.

    Demembraanbestaatuitpolairelipiden,eiwittenensuikers(alsglycoproteneofglycolipide).Eriseenzeergrotevariatietussensoortenmembranen,omdatverschillendecellenverschillendebehoeftenhebben.Desamenstellinghangtdusvolledigafvandefunctiesvandecel.

    Membraanarchitectuur Decelmembraandefinieertdeexternegrensvandecel.Binnendecelzittenook

    membranen,dezelijnendeorganellenaf. Deomstandighedenindecompartimentendiemembranenaflijnen,kunnenminofmeer

    onafhankelijkvandebuitenwereldveranderdworden. Zeregelenmoleculairtransportoverdemembraan:zelatencommunicatietussen

    verschillendecompartimentenselectieftoe. Demogelijkhedenindecelhangenafvanhetgeenwaardemembraanoverbeschikt.Dit

    bepaaltwathetcompartimentwelofnietkan.Eenmembraanisnietstatisch! Zezijnflexibelenzelfsluitend. Zezijnselectiefdoorlaatbaarvoorpolairestoffen. Doorlaatbaarvooreenaantalapolairestoffen:sterodeenschildklierhormonen. Membranenhebbenookreceptorenwaardoorzesignalenvanbuitenafkunnen

    opvangen. Membranenbevattengespecialiseerdeeiwitten.Nietalleeneiwitten,maarooksuikersen

    vettenzijnbelangrijkomeenmembraanzijnfunctionaliteittegeven.Deeiwitten: Transportersvoormetabolietenenionen.

    16

  • Receptorenvoorextracellulairesignalen. Adhesieeiwitten.

    Membranenbinneneencelorganiserencellulaireprocessen:vetsynthese,eiwitsynthese,energietransductieenproductie.

    Membranenbestaanuittweedunnelagenvanmoleculenenzijninessentie2D.Ditvergrootdekansopinteractietussenmoleculenwantzekunnenelkaarmakkelijkertegenkomen.Ditheeftimpactopdewerkingvanbijvoorbeeldenzymen.Processenkunnenhierdoorefficinterdoorgaan.Belangrijkeprocessenzijndusmeestalgekoppeldaandemembraanvb.ATPsynthese.Cytosolischeprocessenzijnminderefficintomdatzeineen3Druimtegebeuren.

    Samenstellingvanmembranen:polairelipiden,eiwitten(receptoren,transport,membraangekoppeldeprocessen),suikers(glycoproteneoflipide).

    Verschillendecellenhebbenverschillendebehoeftenendusverschillendesamenstellingenquabiomoleculen.Desamenstellingisheelbelangrijkenhangtafvandefunctiesvandecel.

    Membranenzijndoorlaatbaarvoorapolairestoffen,onlaatbaarvoorpolaire.Zezijn510nmdikenzijntebeschrijvenvolgenshetfluidmosaicmodel,datbeschrijftdatdemembraaneenvloeibarestructuuris:

    Fosfolipidenvormeneendubbellaagdiedoorhydrofobereactieswordtgestabiliseerd.

    Indedubbellaagzijneiwitteningebeddieookdoorhydrofobereactiesgestabiliseerdworden.

    Hijisvloeibaardoornietcovalentereactiesflexibel. Deeiwittenhebbeneenfunctioneleasymmetrie:dieaandebuitenkantzijnniet

    noodzakelijkhetzelfdealsdieaandebinnenkant. Glycerofosfolipideninwater:onoplosbaar.Erzijnhydrofobeinteracties.Zevormen

    aggregaten:micellen,dubbellaag,liposoom. Plasmamembraan:ookdelipidenhebbeneenasymmetrie.Dezeisnietabsoluutenkan

    wijzigen.Vb.rodebloedcel:debuitenzijdeheeftvooralcholinebevattendelipiden,debinnenzijdeanderelipiden.

    Membraaneiwittenwordenin3typenonderverdeeld: Integraleeiwitten:zijneenintegraaldeelvandemembraan.Hydrofobereacties

    metdemembraan. Perifereeiwitten:bindenopdeintegraleenzittenindeperiferie(elektrostatische

    enHbindingen). Amfitropeeiwitten:kunnenassocirenmetdemembraanenweerloskomen.

    Biologischeregulatiezorgthiervooralshetnodigisenalszeweerlosmoeten.Hetgeeftcellentijdelijkeennieuwefunctie.Erzijnsubtypesaandehandvandemanierwaaropzegeassocieerdworden:covalentofelektrostatisch.

    Sommigeintegraleeiwittenzijnnpolypeptidemetmeerdereapolairestukjesdietotcilinderzijnopgeroldmetelkaarendepolairelussenhangenindebuisionenkanaal.Delussenzijneensoortfilterdatbepaaltwelkeionendoorkunnen.

    De3Dstructuurvanintegraleeiwittenkanvoorspeldwordena.d.h.v.desequentie.Alsereenononderbrokensequentievan20hydrofobeaminozurenis,isereentransmembranairdomein:potentieelomtehechtenindemembraan.

    Geladenresiduenzittenaandebinnenofbuitenkant,deapolairezittenindedubbellaag.

    17

  • Biochemie I: Hoorcollege 9 Membraandynamiek

    Alsjeeengatmaaktineenmembraan,herstelthetzichzelf:membranenzijndynamisch.Membraanfosfolipidenkunnenzichbinnendemembraanverplaatsen,tussendelagen/transbilayerdiffusieofbinnendezelfdelaag/lateralediffusie.

    Hulpmechanismen:eiwittendieindemembraanzitten.Hetzijnenzymendieditkatalyseren:zelatendereactiesnellerenefficinterverlopenmaarblijvenzelfongewijzigd(zowelstructuuralsfunctie).Deenigebeperkingvanenzymenishunlevensduur.

    Flippase:buitenstelaagnaardebinnenste,erisATPnodig. Floppase:vandebinnenstelaagnaardebuitenste,erisATPnodig. Scramblase:uitwisseling.

    Hetbeschrijvenvandemogelijkhedenenbeperkingenvaneencel:membraandynamiek.Detemperatuurbenvloedtdit:

    Lagetemperatuur:gelfase. Hogetemperatuur:vloeibareongeordendetoestand.Detemperatuuriszohoog

    daterrandombewegingisendedingendienormaalvoorordezorgennietfunctioneelkunnenzijn.

    Fysiologischrelevantetemperatuur:vloeibaregeordendetoestand. Verzadigdevetzurenzijndebelangrijkstefactor,zezijndichtgestapeldwanterisgeen

    knik.Zedragenbijaanderigiditeitenbevoordelendevloeibaregeordendetoestand. Onverzadigdevetzureninterfererenmetdenormalestapelingenbevoordelende

    vloeibareongeordendetoestand.Defluditeitkangeregeldwordendoordeverhoudingverzagdig/onverzadigdvetzuur.Desamenstellingvandemembraanisdusookdynamisch.

    Cholesterol:dwingtnaburigevetzurenindemeestuitgestrektevorm,zevlakkendeknikkenuit.Cholesterolreduceertdusdefluditeit.

    Membranerafts:combinatievanglycosfingolipidenencholesterol.Lagefluditeit(cholesterolenlangeverzadigdevetzuren),dikkerdandefosfilipidedubbellaag.Zevormenvlottendiedrijventussendelipidenvandemembraan.Devetzureninderaftszijnlangerdaninderestvandemembraanenzezijndikker.

    Zeerrijkaantweeklassenamfitropeeiwitten,covalentgebondenaanlipiden.Eiwittenkunnenlangzaaminenuitraftsbewegen,tot50%vandemembraankunnenraftszijn.

    Zedragenbijaandealgemenemembraanstructuurenbrengeneiwittensamen.Zehoudenenzymenbijelkaarzodatzeelkaarniethoeventezoekenenverhogenzodeefficintie(vb.receptorenensignaaleiwitten).

    Membraankrommingenmembraanfusiezijnfundamenteelinveelbiologischeprocessen.Defusiestartmetlokalekrommingdoorverwijderenvanwatertussenmembranen.Hemifusie:alleendebuitenstemembraanlagen,ofergebeurtvolledigefusie.Decelmaaktdeeiwittenaanenbepaaltduszelfdekromming.Dithoortookbijmembraandynamiek:

    Eeneiwitdatvanzichzelfkromis,interageertmetdemembraanzodatdieookkromwordt.

    Verschillendesubunitsassocirenzodatereengroterekrommingkomt.

    18

  • Elementenindemembraanduwendebovenstefosfolipidenuitelkaar,watondernietgebeurt.Doorhetspanningsverschilkomtereenkromming.

    H9: Nuclenezuren Metabolefunctiesvannucleotiden:

    BouwstenenvanDNAenRNA. Energieeenheidinmetabolereacties(vb.ATP). Signaalmoleculen(signaaltransductieproces:uitwendigsignaalverwerkennaar

    inwendig). Componentenvanbelangrijkeconzymen(anderemolecule(nieteiwit)dienodig

    isomeenenzymtelatenwerken). DNA:genen,opslaanenoverbrengenvangenetischeinformatie. RNA:onderanderetRNA,rRNA,mRNAmaarerzijnveelmeertypes.

    miRNA:ombepaaldegenentijdelijkuitteschakelen.ZehebbeneeneffectopdetranscriptiemaaropmRNAnadetranscriptie.Hetisklein:21nucleotiden.

    Nucleotidenbevatten3componenten:eenstikstofbevattendebase,eenpentoseeneenfosfaatgroep.Zonderdefosfaatgroepisheteennucleoside.

    Erzijn2familiesvanbasen:pyrimidines(2Ns)enpurines(4Ns).Adenineenguaninezijnpurines,cytosineenthyminezijnpyrimidines.AstaattegenoverTenCtegenoverG.InRNAiseruracilinplaatsvanthymine.

    Nummeringkoolstofatomenvandepentose:accent.Erzijn2soortenpentosen: RNA:Dribose,2OH. DNA:2deoxyDribose,2H.

    Opbouwnucleotiden:NbetaglycosidischebindingtussenN1(pyrimidine)ofN9(purine)en1koolstofatoomvanhetpentose.Eriseenfosfaatestertussendefosfaatgroepenhet5koolstofatoomvanhetpentose.

    DNAenRNA:denucleotidenzijnaanelkaargekoppeldviaeenfosfaatgroeptussen5vandeeneen3vandeandere,watresulteertineen3eindeeneen5einde,duseriseenrichtingindeketen.Eriseenfosfodisterbinding.

    InteractiestussenDNAenRNAstrengengebeurenviawaterstofbindingen.Erzijnspecifiekecombinatiesvanbasenparen:AenT/Umet2Hbruggen,GenCmet3Hbruggen.

    Structuur van nuclenezuren 2helicaleDNAketenszijnomeenasgewonden,rechtsdraaiendenantiparallel.De

    ruggengraatishydrofiel(pentosefosfaat).Debasenzittenaandebinnenkant,desuikersenfosfaataandebuitenkant.StabilisatiegebeurtdoorHbindingen.

    Dekleineengrotegroevezijnbelangrijk:anderemoleculenmoetenbindenmetDNA.Bepaaldeassocirenmetdekleineenanderemetdegrote.

    Antiparallel:deorintatieisparallelm.b.t.de5en3uiteinden,watgevolgenheeftvoorhoehetcellulairsysteemermeeomgaat.

    HetverlengingsprocesbijDNAreplicatieheefteenrichting:vanhet5vandenieuwestrengnaarhet3,dusalleenaan3kunnendingenwordentoegevoegd:deleadingstrand.DelaggingstrandwachttotereenstukDNAisvrijgekomenensynthetiseertdaneenstukjevan5naar3Okazakifragmenten.OmdeOkazakifragmentenaantesluitenisereenmechanisme.

    DNApolymeraseisdekatalysator.

    19

  • Erzijnverschillendesoortenhelices: ADNAiseencompacterehelix. BDNAiseenklassiekehelix. ZDNAiseenlinkshandigehelix.

    Andereruimtelijkestructurenzijnhetgevolgvandespecifiekenucleotidensequentieenzelfcomplementariteitpalindroom,spiegelbeeld,haarspeld,kruisvormig.

    DestructuurvanRNAiscomplex:enkelstrengig,lokaaldubbelstrengig,dubbelstrengig,

    Eriseenneigingtotrechtshandigehelixvormingeneriscomplexiteitdoorzelfcomplementariteit.

    Nuclenezuurchemie DNAkangedenatureerdworden:Hbruggenbreken,danwordtheteenenkelestreng

    i.p.v.dubbel.DitgebeurtbijextremepHofhogetemperaturen,verstorenvandeHbindingen,scheikundigestoffen,ontwindendubbelehelix.

    Herstelvandeconditiesisrenaturatie:van2enkelenaareendubbelstreng.

    Onderfysiologischrelevanteomstandighedenisdenaturatienietwaarschijnlijk,tochishetvoorveelprocessennoodzakelijk(vb.voorduplicatie/mRNA).Enzymenhebbenhierbijeenbelangrijkerol:ditgebeurtdanzeergecontroleerd.

    Alsdefactorvoordenaturatiewegvalt,gebeurterrenaturatie,waargeenmechanismevoornodigis.

    Denaturatiecurve:%denaturatieishetpercentageHbruggendatverbrokenis.Metdezecurvekunnenhittegevoelighedenvergelekenworden.

    G/Cgehalte:hoehogerhetG/Cgehalte,hoehogerTmwantdaarzitten3HbindingenenbijATmaar2.

    Andere functies van nucleotiden Energiedrager,cofactorvanenzymen,signaalmoleculen.

    20

  • ATPisnietdeenigeenergiedrager,erisookGTP,CTP,UTP.GTPkanalsATPgebruiktwordenenandersom.

    Afsplitsenvandefosfaatgroepgeeft30kJ/molenergie:vanATPnaarADP.Verbrekenvandeesterbindinggeeft14kJ/molenergie:naarAMP.Deeigenlijkeenergiezitdusindebindingvande2laatstefosfaatgroepen.

    CoenzymA:cofactorinondermeerhetvetmetabolisme,afgeleidvanadenosinealsnucleoside.

    NAD+:nicotinamideadeninedinucleotide,cofactorino.a.hetkoolhydraatmetabolisme. Signaalmoleculen,regulatorvanmetabolisme,vanreproductie,...

    21