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