1. Aminokwasy

• Polarne

  • Arginina (Arg)C₆H₁₄N₄O₂

• Asparagina (Asn)C₄H₈N₂O₃

• Lizyna (Lys)C₆H₁₃N₂O₂

• Glicyna (Gly) C₂H₆NO₂

• Cysteina (Cys)C₃H₁₀NO₂S

• Glutamina (Gln)C₅H₁₁N₂O₃

• Tyrozyna (Tyr)C₉H₁₁NO₃

• Treonina (Thr)C₄H₉NO₃

• Seryna (Ser)C₃H₇NO₃

• Histydyna (His)C₆H₉N₃O₂

• Kwas asparaginowy (Asp)C₄H₇NO₄

• Kwas glutaminowy (Glu)C₅H₉NO₄

• TRYPTOFAN (Trp)C₁₁H₁₂N₂O₂

• Niepolarne

  • Alanina (Ala)C₃H₇NO₂

• Leucyna (Leu)

• Izoleucyna (Ile)

• Metionina (Met)

• Fenyloalanina (Phe)

• Walina (Val)

• Prolina (Pro)

REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE:

1. Ninhydrynowa (czy w ogóle jest gr –NH₂)

   1. Ilościowe oznaczenie aminokwasów

   2. Kolor niebiesko fiołkowy

   3. Aminokwas + purpura Ruhemanna

   4. Reagują tylko aminokwasy 1rzędowe – np. Glicyna (Gly)

   5. Środowisko : etanol

1. Ksantoproteinowa

   1. Wykrywanie aminokwasów aromatycznych

   2. Żółte zabarwienie

   3. HNO₃

   4. Reakcja nitrowania

   5. Aminokwas + HNO₃ ->pochodna nitrowa +H₂O – np. tyrozyna (Tyr)

2. Wykrywanie grup tiolowych (-SH)

   1. Nitroprusydek sodu

   2. Barwa czerwono fiołkowa

   3. Środowisko alkaliczne

   4. Np.Cysteina (Cys)

3. Biuretowa (Piotrowskiego)

   1. Wykrywanie wiązania peptydowego (min.2)

   2. Cu(OH)₂

   3. Barwa fioletowa (kompleks z jonami Cu²⁺)

   4. Środowisko zasadowe

4. Denaturacja

• Zmiana przestrzennej struktury łańcuchów peptydowych

1. Cieplna

   • Rozerwanie wiązań wodorowych

   • Środowisko kwasowe sprzyja wytrąceniu

2. Alkoholowa

   • Rozpuszczalniki organiczne dezorganizują płaszcz wodny cząsteczki białka

   • Zachodzi przy wysokich stężeniach i długim czasie działania alkoholu

3. Kationowo – anionowa

   • Kationy metali ciężkich (Pb²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺) dają trudno rozpuszczalne sole

6. Wysalanie

   1. Proces odwracalny

   2. Wytrącenie białka z roztworu

   3. Sole odbierają białkom płaszcze wodne, co obniża ich rozpuszczalność

   4. Np.: siarczan amonu

Białka są substancjami amfoterycznymi, aminokwasy są związkami hydrofobowymi

Aminokwasy:

• Obojętne: Alanina(Ala), Walina (Val), Leucyna (Leu), Izoleucyna (Ile) Prolina (Pro): hydrofobowy łańcuch boczny, niepolarne

• Zasadowe: Lizyna (Lys), Arginina (Arg), Histydyna (His)

• Kwasowe: kwas asparaginowy (Asp), kwas glutaminowy (Glu): dodatkowa grupa –COOH

• Hydroksyaminokwasy: Seryna(Ser), Treonina (Thr): łańcuchy boczne neutralne (bez wiązania sigma), polarne (-OH)

• Siarkowe: Cysteina (Cys), Metionina (Met),

• Aromatyczne: Fenyloalanina (Phe), Tyrozyna (Tyr), Tryptofan (Trp)

Wiązanie Peptydowe

• Ala – Ser

Białka

• Są odpowiedzialne za kierunek przemian w układach biologicznych (enzymy)

• Transport i magazynowanie wielu małych cząsteczek i jonów np.: hemoglobina – tlen

• Białka są głównym składnikiem mięśni. Przesunięcie się dwóch rodzajów włókien białkowych względem siebie prowadzi do skurczu mięśnia

• Funkcja mechaniczno – strukturalna : dużą elastyczność mięśni oraz tkanki kostnej zapewnia obecność kolagenu

• Ochrona immunologiczna (przeciwciała)

• Wytwarzanie i przekazywanie impulsów nerwowych ( białka receptorowe)

• Kontrola wzrostu i różnicowania: kontrola kolejności ekspresji informacji genetycznej (białka rep resorowe)

Aminokwas zbudowany jest z :

• Grupy karboksylowej

• Grupy aminowej

• Atomu wodoru

• Charakterystycznej grupy – R

! węgiel alfa sąsiaduje z grupą –COOH

• Zależność jonizacji od pH

Kwaśne obojętne zasadowe

Cukry

1. Monosacharydy (cukry proste)

   1. Glukoza

1. Galaktoza

1. Fruktoza

1. Ryboza

1. Deoksyryboza

1. Oligosacharydy

   1. Sacharoza (glukoza-fruktoza)

1. Laktoza

1. Maltoza

Zbudowane z węgla, tlenu i wodoru

• Cukry redukujące: cukry zawierające wolną grupę aldehydową/ketonową, redukują wskaźniki takie jak kompleksy jonów Cu²⁺ do Cu⁺

• Uzyskanie energii poprzez fosforylacje cukru

• Polisacharydy są elementami strukturalnymi ścian komórkowych bakterii i roślin

• Glikogen: materiał zapasowy u zwierzat

Reakcje charakterystyczne:

1. Odczyn Molischa (ketozy)

   • Alfa naftol (w etanolu)

   • Środowisko kwasowe

   • Barwa czerwono fiołkowa

   • Szybciej u ketoz, później u aldoz

2. Antronowa (cukry obojętne)

• Antron

• Środowisko kwasowe

• Kolor zielony

• Aminocukry: próba negatywna

1. Odczyn Seliwanowa (keto cukry)

   • Środowisko kwasowe

   • Kawałki rezorcyny

   • Barwa czerwono wiśniowa

   • Dłuższe ogrzewanie powoduje dodatni odczyn również dla aldocukrów

2. Odczyn Biala (pentozy)

   • Środowisko : Fe³⁺ w kwasowym

   • Odczynnik orcynowy

   • Barwa zielona

   • Dla heksoz: słaba barwa żółtobrązowa

5. Odczynnik Fehlinga (cukry redukujące)

• Odczynnik jest niebieski

• Po ogrzaniu, cukier redukujący powoduje zmianę barwy odczynnika

• Np.: kolor brunatno czerwony (osad Cu₂O)

6. Odczyn Barfoeda (cukry proste od cukrów redukujących)

• Cukry proste dają szybko czerwony osad Cu2O

• Cukry złożone dają taki sam efekt, ale po 10-15 minutach i jest on słabszy

• Odczynnik Barfoeda

HYDROLIZA SKROBII:

• W środowisku kwaśnym

• Hydroliza do glukozy

• Potwierdzeniem jest barwna reakcja z jodem

HYDROLIZA CELULOZY:

• W środowisku mocnych kwasów i bardzo wysokiej temperatury

• Reakcja Fehlinga

• Hydroliza do glukozy

ODRÓŻNIANIE DNA OD RNA

1. Z orcyną

• Środowisko kwasowe

• Odczynnik orcynowy

• Kolor zielony dla RNA

• Kolor 10x słabszy dla DNA

1. Z difenyloaminą

• Łaźnia wodna

• Odczynnik difenyloaminowy

• Tam gdzie DNA jest barwa niebieska

LIPIDY

• Nierozpuszczalne w wodzie, rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych

• Tłuszcze proste:

  • Właściwe: estry glicerolu i wyższych kwasów tłuszczowych

  • Woski: estry wyższych jednowodorotlenowych alkoholi i wyższych kwasów tłuszczowych

• Tłuszcze złożone:

  • Fosfolipidy

  • Glikolipidy

• Podstawowy składnik błon biologicznych

• Zapasowy materiał energetyczny

• Prekursory niektórych witamin oraz szeregu hormonów

• Kwas deinowy: C₁₇H₃₃COOH

• Kwas palmitynowy: C₁₅H₃₁COOH

• Kwas stearynowy: C₁₇H₃₅COOH

• Cholesterol C₂₇H₄₆O

• Fitol C₂₀H₄₀O

Tworzy chlorofil, wbudowując się w błonę chloroplastu

• Β-karoten C₄₀H₅₆

• Lecytyna (fosfatydylocholina) C₄₂H₈₀NO₈P

Fosfolipid stymuluje układ nerwowy, składnik błon komórkowych

• Chlorofil A C₅₅H₇₂O₅N₄Mg (eukariota + glony)

• Chlorofil B C₅₅H₇₀O₆N₄Mg (rośliny + glony)

! w środowisku kwaśnym następuje zastąpienie Magnezu jonami Wodoru

! w środowisku zasadowym następuje hydroliza wiązań estrowych

CHROMATOGRAFIA CIENKOWARSTWOWA:

• Rozdział lipidów (ogólny)

• Chromatografia na żelu krzemionkowym

• Lipidy są bezbarwne, dlatego po rozdziale płytkę wybarwia się

CHROMATOGRAFIA BIBUŁOWA:

• Bibuła – nośnik fazy nieruchomej

• Rozdział barwników

ENZYMY

• Wysoce wyspecjalizowane białka proste/złożone o masie od 10 do 10 000 kDa

• Białka globularne o kształcie owalnym (charakteryzują się co najmniej strukturą trzecio rżedową)

Holoenzym

(aktywne białko enzymatyczne)

Apoenzym (część białkowa) – kofaktor

nieaktywne białko enzymatyczne (część niebiałkowa)

jon metalu grupa prostetyczna koenzym

kowalencyjnie związany stale związana, niezbędna łączy się tylko

z apoenzymem lub luźno do aktywności białek, decyduje na czas r-cji,

związany z apoenzymem o przyłączeniu substratu, część org.

Część nieorganiczna

Etapy reakcji enzymatycznej:

E + S <-> ES <->E + P

(1) (2) (3)

1. Związanie cząsteczek substratu na powierzchni enzymu, powstanie kompleksu

2. Stan przejściowy

3. Zajście reakcji katalitycznej, przekształcenie kompleksu ES w EP, rozpad tego ostatniego na E i P

• Specyficzność substratowa i katalityczna

  • Zdolność do wiązania tylko określonych substratów

  • Niektóre enzymy wykazują specyficzność w stosunku do określonego typu reakcji

• Lipazy: hydroliza wiązań estrowych

• Proteazy: hydroliza wiązań peptydowych

• Inwertaza: rozkład sacharozy

• Amylaza: rozkład skrobi

• Peroksydaza: utlenienie H₂O₂ do H₂O

Właściwości:

• Obniżają energię aktywacji

• Przyśpieszają reakcję

• Specyficzne wiązanie stanu przejściowego

• Przyśpiesza osiągnięcie stanu równowagi

Enzym allosteryczny : enzym na którym jest jedno lub więcej miejsc aktywnych. Kontrolują najczęściej pierwszą reakcję w szlakach lub cyklach biochemicznych

Szybkość reakcji enzymatycznej:

k-stała szybkości reakcji

[E] – stężenie enzymu

V – liczba moli produktów utworzona w czasie 1s przy stałym stężeniu enzymu

Wyznaczanie stałej Michaelisa

• K_m- miara powinowactwa enzymu do substratu (im większa wartość K_m tym mniejsze powinowactwo); odpowiada takiemu stężeniu enzymu, przy którym szybkość reakcji odpowiada połowie szybkości maksymalnej

Inhibitory

• Kompetycyjne (współzawodniczące): hamują reakcję, zależy to od stężenia substratu

• Niekompetycyjne: hamują reakcję poprzez działanie na wolny enzym lub na kompleks ES; nie zależą od stężenia substratu, a tylko od stężenia inhibitora i wartości K_i (powinowactwo inhibitora do enzymu), może on nie zmieniać wartości K_m, ale będzie obniżał V_max

Elektroforeza

• Zróżnicowana ruchliwość w polu elektrycznym

• Szybkość i kierunek poruszania się cząstek w polu elektrycznym zależy od:

  • Wypadkowego ładunku cząsteczki

  • Wielkości i kształtu cząstek

  • Siły jonowej elektrolitu

  • Temperatury

  • Siły tarcia w środowisku

  • Natężenia prądu

• Izoenzymy: kilka form tego samego enzymu katalizujące tą samą reakcję

	Denaturująca	Natywna
Forma białka	Denaturowana	Niedenaturowana
SDS	+	-
Temp.	-	+
Ładunek	(-)	(+)
Masa	+	+
Aktywność enzymatyczna	-	+
Kompleksy z innymi białkami	-	+
Anoda/katoda	Anoda	Katoda
BMT	+	-

Fotosynteza

• Proces anaboliczny

• Z prostych substancji pobranych z otoczenia pod wpływem energii syntetyzowane są złożone substancje organiczne (głównie cukry)

• Energią potrzebną jest światło słońca

• Podstawowym produktem jest glukoza przetwarzana na dalsze produkty

• Substratami są H₂O, CO₂ i O₂

• Przeprowadzana przez rośliny zielone

• Zielony barwnik – chlorofil – pochłaniający wszystkie długości fal oprócz zielonego

• Fotosystemy: cząsteczki chlorofilu poukładane w stosy w szkieletach białkowych i zatopione w błonach tylakoidów wewnątrz chloroplastów. Zbierają fotony światła generując potencjał elektryczny w postaci elektronów

• Faza jasna: zachodzi na błonach tylakoidów, bezpośrednio zależy od dostępu światła i polega na wytworzeniu tzw. siły asymilacyjnej (ATP, NADPH) do przeprowadzenia drugiej fazy fotosyntezy

• Faza ciemna: cykl Calvina, zachodzi w stromie chloroplastów, siła asymilacyjna wykorzystywana jest do zamiany CO₂ w związki organiczne, etapy cyklu Calvina: karboksylacji, redukcji oraz regeneracji.

• Oddychanie komórkowe:

  • Glikoliza: glukoza ->kwas pirogronowy

  • Cykl Krebsa: pirogronian ->CO₂