Białka złożone-budowa i funcje: białka złożone składają się z cząsteczki białka prostego połączonego z inną, niebiałkową cząsteczki, zwykle organiczną. Fosfoproteiny- grupa białek zawierających ok. 1% fosforanu związanego estrowo z grupami alkoholowymi seryny i treoniny. Alfa , beta kazeiny mleka oraz fosfowityna i witelina żółtka jaja, zawierają 30% seryny i 10% łatwo przyswajalnego fosforanu. Glikoproteiny-składnik cieczy ustrojowych i białek błonkowych u roślin i zwierząt. Głównymi przedstawicielami są enzymy, hormony białkowe, białka surowicy, wszystkie przeciwciała, subst grupowe krwi. Zawartość sacharydy waha się w granicach od 36% 50%. Odpowiedzialne za rozpoznawanie ciał obcych oraz własnych, specyficznie pasujących elementów. Składniki subst grupowych krwi oraz licznych receptorów wystepujących na powierzchni komórki. Chromoproteiny- różnorodna grupa białek których składnikiem niebiałkowym jest substancja barwna związana z białkiem zwykle odwracalnie fikobiliny i fikocyjaniny oraz fitochromu zawierające tetrapiolowe układy otwarte, melaproteiny subst barwne skóry oraz pochodne karotenowe rodopsyny uczestniczące w procesie widzenia. Hemoproteiny- należa do grupy chromoprotein, zawierają tetrapilowy układ hemowy związany z jonem Fe. Metaloproteiny- zawierają różne jony metali związane bezpośrednio z białkiem: ferredoksyny (białka żelazo-siarkowe), ferrytyna i ceruloplazmina, flawoproteiny, kompleksy białkowo-chlorofilowe oraz enzymy, białka czynne zawierające, Mg(fosfotazy), Mn(argininoza), Zn(insulina), Cu(oksydazy), Mo(reduktaza azotowa. Nukleoproteiny- obejmują grupę polipeptydów i białek głównie zasadowych (protamin, histonów) związane w kompleksy z kwasami nukleinowymi (DNA,RNA) za pomocą wiązań kowalencyjnych. Występują w jądrach komórkowych stanowią podstawowy materiał genetyczny. Ponadto z cząstek nukloprotein zbudowane sa wirusy. Lipoproteiny- białka sprzeżone z lipidami. Występują głównie w bogatych w tłuszcz ziarnistościach oraz błonach komórkowych i cytoplazmatycznych, a także w plazmie krwi, cytoplazmie komórek i żółtku jaj. Są odpowiedzialne za transport i rozprzestrzenianie lipidów, hormonów, witamin rozpuszczalnych w lipidach.

Klasyfikacja białek: najbardziej rozpowszechniony podział opiera się na budowie i niektórych właściwościach, a zwłaszcza- na rozpuszczalności. Do białek prostych są zaliczane te które po hydrolizie dają wyłącznie aminokwasy lub ich pochodne. Białka złożone składają się z cząsteczki białka prostego połączonego inną cząsteczką, zwykle organiczną za pomocą wiązań kowalencyjnych, heteroporalnych i koordynacyjnych.

Peptydy o funkcji hormonów i antybiotyków: wiele hormonów ma budowe peptydową. Hormony przysadki mózgowej:oksytocyna, kortykotropina, melanotropina. Hormon trzustki: insulina, zbudowana jest z 51 aminokwasów, stosowana w leczeniu cukrzycy. Protaminy- są to związki silnie zasadowe, ze względu na znaczną zawartość arginin, lizyny, histydyny. Występują one w jądrach komórkowych, gdzie obok histonów towarzyszą kw nukleinowym. Wiele antybiotyków np. polimyksyny, produkowane przez pleśnie są również peptydami. W ich skład wchodzą D-aminokwasy, co jest przypuszczalnie jedną z przyczyn ich antybiotykowego charakteru.

Rola wody w żywych organizmach- w żywej komórce woda stanowi 70-80% a w tkankach podporowych , w tłuszczowych w mniejszych ilościach. Rozpuszczalnik, czynnik umożliwiający wymiane ciepła i transportu subst miedzy poszczególnymi tkankami (O2,CO2, mikro i makroelementy, witaminy, enzymy, subst odżywcze). Dipolowy charakter cząsteczki wody stwarza możliwość przeprowadzenia do roztworu subst o charakterze jonowym i polarnym np. kwasów, zasad organicznych i nieorg i ich soli oraz pochodnych aminokwasów i białek a także innych zw org (kw nukleinowych, sacharydów, pochodnych fosforanowych związków niepolarnych itp.). istnieją również związki obojętne w stosunku do dipolowych cząsteczek wody, nie zawierające grup zjonizowanych lub polarnych np. weglowodany alifatyczne, lipidy i wiele pochodnych (są nierozpuszczalne w wodzie hydrofobowe niezdolne do łączenia z wodą , hydrofilowe odznaczające się powinnowactwem do wody). Przy niedoborze wody w komórce następują poważne zakłócenia w jej metabolizmie. Zaczyna się zmieniac oddziaływanie elektrostatyczne, które wywołuje zmiany konformacyjne cząsteczek białka. Z drugiej strony wzrost stężenia jonów nieorganicznych, zwłaszcza metali ciężkich może hamować niektóre przemiany. Woda także zmiwenia przepuszczalność błon komórkowych i cytoplazmatycznych

Enzymy allosteryczne i wielosubstratowe- E allost- często enzymy wyst w pobliżu centrum aktywności, posiadają inne miejsca w których mogą się łączyć. Enzym zbudowany jest z kilku podjednostek. Czynnik alostatyczny wywołuje dodatkową role regulatorowi centrum aktywnego. A wiec substancja z jedną podjednostką dzieki zmianą kształtu tej jednostki ułatwia powiazanie z drugą i trzecią podjednostką są to enzymy allosteryczne. Składają się z 2,3 i wiecej podjednostek. Zjawisko allosterii wystepuje zarówno przy hamowaniu i aktywacji. Dopiero po przyłączeniu elektronu do centrum allosterycznego następuje zmiana konformacji cząsteczki cząsteczki ułatwiająca lub umożliwiająca połączenie substratu do centrum aktywnego i dalsze reakcje. E wielosubstratowe- to wiekszość enzymów, mogą one wykorzystywać w charakterze substratu określone grupy podobnych do siebie substancji.

Budowa i rola kwasu nukleinowego: kw nukleinowe- cząsteczki o kluczowym znaczeniu dla życia, zawierają informacje genetyczną i uczestnicza bezpośrednio w syntezie białek.zostały wydzielone z materiałów biologicznych jako wielocząsteczkowe subst o charakerze kwaśnym. Pod względem genetycznym są polinukleotydami. Składają się z reszt heterocyklicznych zasad organicznych, cukrów prostych (pentoz) i kwasu fosforowego. Kw nukleinowe powstają dzieki połączeniu nukleotydów przez wiązania dwuestrowe. Długie łańcuchy polinukleotydów są pokręcone.rola kw nukleinowych- aktywne prekursory RNA i DNA; aktywne związki posrednie w wielu biosyntezach; uniwersalny przenośnik energii (ATP); składniki koenzymów; regulatory przemiany materii

5' 0 P

Z C

3' 0 P

5' 0

Z C

3' 0 P

Hormony- ich rola w funkcjonowaniu organizmu:

Stymulatory: - auksyny: stymulują wzrost elongacyjny komórek, przyspieszają podział komórek, intensyfikują procesy biosyntezy białek, cukrów i kw nukleinowych, uczestniczą w powstawaniu korzeni, dojrzewaniu owoców, w ruchach rośliny; gibereliny: powodują wzrost elongacyjny pedu, przełamują naturalną karłowatość roślin, zwiększają pow liścia, redukują intensywność kwitnienia i zawiązywania owoców; cytokininy: stymulują podział komórek, regulują różnicowanie tkanek, opózniają starzenie liści, intensyfikują transport sub odżywczych. Inhibitory: indukują głeboki spoczynek nasion i pąków, hamują kiełkowanie, stymulują opadanie liści i owoców.Pozostałe: adrenalina i glukagon podnoszą poziom glukozy we krwi, isulina obniża poziom glukozy, h tarczycy, nadnerczy i trzustki pobudzają wzrost, hormony gruczoł€w płciowych hamują wzrost, h płciowe rozwój drugo i trzeciorzędowych cech płciowych, zachowanie seksualne (testosteron- u mężczyzn, estrogen- u kobiet), progesteron utrzymuje ciąże.

Struktura DNA: Struktura przestrzenna- podwójny heliks z dwóch nici owinietych wokół siebie i biegnących w pzreciwnych kierunkach. Ściśle określona sekwencja zasad niesie z sobą informacje genetyczne. DNA jest spotykany głównie w jądrze komórkowym, mitochondriach i chloroplastach. Cztery podstawowe regularności w budowie DNA- 1 suma zasad purynowych(A i G)= sumie zasad pirymidynowych (C i T), 2 suma zasad z grupą 6-aminową A i 4-aminową C jest równa sumie zasad z grupą ketonową G=T; 3 ilość adeniny jest równa ilości tyminy A=T; 4 ilość guaniny jest równa ilości cytozyny G=C. Struktura podwójnego heliksu: 1 dwa odwrotnie skierowane łańcuchy polinukleotydowe zwinięte we wspólny heliks oplatają wspólną oś, 2 płaszczyzny zasad są prostopadłe do osi podwójnego heliksu, a płaszczyzny pierścieni dezoksyrybozy są prostopadłe względem zasad, 3 na pełny skręt heliksu przypada 10 zasad w każdym łańcuchu, 4 kolejność zasad w łańcuchu polinukleotydowym jest ograniczona, a określona sekwencja zasad to informacja genetyczna

Struktura RNA i podział: cząsteczki RNA są jednoniciowe. Zamiast tyniny wystepuje uracyl A=U, G=C. zamiast dezoksyrybozy jest ryboza bogata w tlen. W niektórych fragmentach nić może być podwójna jest to jednak zjawisko rzadkie. Ryboza jest bardziej reaktywna od dezoksyrybozy ze względu na obecność grupy -OH. RNA wyst zarówno w cytoplazmie jak i w jądrze komórkowym. Rodzaje: mRNA-matrycowy=informacyjny-przenosi informacje z jądra na rybosomy, rRNA-rybosomalny-wchodzi w skład rybosomów, gdzie pełni funkcje strukturalne, gdyż w połączeniu z określonymii białkami i mRNA stanowi matryce do wytwarzania łańcucha polipeptydowego,tRNA transportujący-wiąże i przenosi zaktywowane aminokwasy do miejsc syntezy białka, czyli rybosomów.

Wzajemne zależności między DNA i białkami:- replikacja DNA przeprowadzna jest przez białka enzymatyczne, nacinające nić, rozplatające, wiążące i stabilizujące, -zapis budowy białka w budowie DNA (kod genetyczny): uniwersalny-wszystkie organizmy wykorzystują ten sam kod; tripletowy-trzy kolejne nukleotydy to aminokwasy; bezprzecinkowy-nie ma miejsc pustych; niejednoznaczny- jeden aminokwas jest kodowany przez wiecej niż jedną trójke; zdeterminowany-jedna trójka to jeden aminokwas.

Sacharydy i ich funkcje w organizmie: cukrowce obok białek i tłuszczów są podstawową i bardzo róznorodną grupą zw naturalnych. Stanowia ponad połowe materii organicznej na Ziemii i większość skł organicznych zawartych w roślinach, natomiast u zwierząt wyst w bardzo małych ilościach. Cukry pełnią w organizmach różnorodną funkcje: cukry proste i ich polimery stanowią bazę umożliwiającą szybkie wytwarzanie energii, pełnią więc rolę subst zapasowych, celuloza i chityna pełnią funkcje strukturalne, pektyny stanowią czynnik spajający komórki roślinne. Cukrowce są wię nie tylko podstawowymi substratami oddechowymi, ale także zródłem szkieletów węglowych dla innych zwiazków, pochodne aminowe cukrowców stanowią składnik subst odpornościowych krwi i czynnych skl błony komórkowej, pochodne fosforanowe cukrów prostych są bardzo ważnymi produktami pośrednimi przemiany energii, metabolizmu cukrowcóworaz procesu fotosyntezy, pochodne utlenione są skł substancji pektynowych, gum, śluzów roślinnych, glikozydystanowią połączenia cukrów z resztą niecukrową za pomocą tzw wiązania glikozydowego. Własciwości cukrów: subst krystaliczne, mają słodki smak, rozpuszczalne w wodzie, nierozp w rozpuszcalnikach organicznych, wykazują czynność optyczną, własciwości chemiczne wynikają z obecności w cząsteczce grupy aldehydowej lub ketonowej oraz alkoholowych, w warunkach naturalnych wyst w formie cyklicznej, są to cukry redukcyjne( wolna grupa -OH ma zdolności redukcyjne)

Budowa i podział sacharydów: wzory łańcuchowe rzutowe (glukoza, galaktoza, fruktoza) zawierają w swej cząsteczce asymetryczne atomy węgla, formy pierścieniowe (gdy kryształy cukrów ulegają rozproszeniu w wodzie). Cukry dzielimy na proste i złożone: Proste: 1 triozy aldo- i ketotriozy: aldehyd glicerynowy, dwuhydroksyaceton; 2 tetrozy: erytrozy, erytrulozy; 3 pentozy: ksyloza, ryboza, arabinoza; 4 heksozy: galaktoza, fruktoza, mannoza, glukoza; Złożone:1 kilkucukry: sacharoza, maltoza, laktoza, celebioza; 2 wielocukry właściwe: skrobia, glikogen, innulina; 3 wielocukry kwaśne: hemicelulozy, pektyny, gumy, śluzy.

Witaminy: drobnocząsteczkowe związki organiczne o różnorodnej budowie chemicznej. Muszą być pobierane z pokarmem w małych ilościach przez niezdolne do ich syntezy organizmy dla utrzymania prawidłowego przebiegu procesów życiowych. Pełnią funkcje katalityczne i regulujące.Witaminy rozpuszczalne w wodzie: B,P,C. PP(niacyna) zapobiega pelagrze, jej pochodne są koenzymami wielu dehydrogenaz (mlecznowej, jabłczanowej) związane są ze szlakiem pentozowym. Bogate w tą wit są ryby, mleko. H(biotyna)- niedobór objawia się zmianami skórnymi, bólami mięśniowymi i osłabieniem; koenzym enzymów katalizujących reakcje karboksylacji. C(kw askorbinowy)- uczestniczy w procesach oksydoredukcyjnych. Bierze udział w: hydroksylacji proliny, powoduje synteze adrenaliny, wchłanianie żelaza, obniżenie stężenia hestaminy, wzmacnianie systemu immunologicznego, zapobiega infekcjom. Objawem jej niedoboru jest szkorbut. Bogate w wit C są owoce porzeczki, dzikiej róży, papryki, kapusta. B2(ryboflawina)- koenzym z klasy oksydoreduktaz, flawonoproteid związany z atomem żelaza lub Mo, oksydazy aminokwasowe, ksantynowa łańcucha oddechowego. Zapobiega zmianom w obrębie błon śluzowych. Jej zródło to zielone warzywa liściaste, mąka razowa, mleko, białko jaj, wątroba, nerki. B12(kobalamina)- koenzym w enzymach biorących udział w procesach transhydrylacji i w syntezie zasad, biosynteza białka, glutationu. Niedobory powodują niedokrwistość złośliwą przez zahamowanie wytwarzania chemoglobiny. Nie jest syntetyzowana przez rośliny. B6(pirydoksyna) enzym związany z przemianami aminokwasów (deaminacja cysteiny i seryny, dekarboksylacja tyrozyny, synteza tryptofanu; rozkład glikogenu do glukozy, biosynteza porfiryn. Jej zródło to mięso, zielone warzywa, otręby. Kwas foliowy- jest nośnikiem aktywnych grup jednowęglowych w przemianach aminokwasów; wpływa na prawidłowe utrzymanie poziomu homocysteiny. B1(tiamina)- koenzym szeregu enzymów o różnorodnej funkcji. Zródła to drożdże, ziarna zbóż. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach- substancją wyjściową do ich biosyntezy jest kw mewalonowy, powstały w kondensacji 3 cząsteczek acetylo-CoA. A(retinol)- działa korzystnie na różnicowanie komórki u płodu, przeciwdziała rakowi, chroni niezniszczalność tkanki nabłonkowej; wykazuje działanie antyoksydacyjne. D(kalcyferol) Powstaje pod wpływem światła ultrafioletowego, dalsze naświetlanie wpływa toksycznie. Kilka zw o zbliżonej budowie biorących udział w gospodarce fosforowo-wapniowej, brak powoduje złe odkładanie się jonów wapnia co prowadzi do krzywicy; argosterol-prowitamina wit D2, cholesterol-D3;wpływa na różnicowanie się szpiku kostnego, ułatwia przyswajanie i przemiany wit A, ma działanie antynamnożeniowe. Jej zródło: wątroba, żółtko jaj, tran.

E(tokoferol)- zabezpiecza wiele nienasyconych połączeń przed utlenianiem (najważniejszy przeciwutleniacz), zmniejsza ryzyko chorób wieńcowych przez zmniejszenie ilości lipoprotein, zapobiega zakrzpom krwi, chroni org przed nowotworami, powoduje widoczne zmniejszanie zmarszczek. Jej zródła: oleje roślinne, sałata, wątroba wołowa.

Budowa i rola cAMP: powstaje z ATP pod wpływem działania cyklozy aderylowej, jest związkiem krótkotrwałym, jest efektorem alosterycznym kinazy białkowej, która modyfikuje białka, pośredniczy w działaniu hormonów peptydowych, wpływa na przepuszczalność błon komórkowych, wpływa na procesy metaboliczne, wpływa na działanie enzymów.

NH4

N

0 CH2

Cholesterol: steryd zwierzęcy, wystepuje we wszystkich komórkach, gdzie stanowi składnik błony komórkowej, przy nadmiernym stężeniu cholesterolu we krwi kationy wapnia odkładają się w postaci nierozpuszczalnych soli z kwasami pochodnymi tego zw: w naczyniach krwionośnych (miżdżyca), w pęcherzu żółciowym (kamienie żółciowe), powstaje przy udziale Acetylo CoA, powst głównie w wątrobie

Kwasy żółciowe: sterydy zwierzęce, powstają z cholesterolu przez dodanie grup hydroksylowych redukcje pierścienia i utleniania łańcucha bocznego do grupy karboksylowej, przyspieszają trawienie, szczególnie lipidów, wytwarzane w wątrobie, do jelita cieńkiego dostają się przez przewód żółciowy.

Ciała ketonowe: w wyniku podwyższonej lipolizy w wyniku beta-oksydacji dochodzi do nadprodukcji Acetylo CoA. Wątroba reaguje na to tworzeniem ciał ketonowych. Ketogeneza: => powstawanie Acetylooctanu i Hydroksymaślanu (produkty przemiany materii) powstają podczas: rozpadu Leucyny, przemiany fenyloalaniny do tyrozyny, a także z rozkładu kw tłuszczowych w wątrobie. Zw te zwątroby dostają się do krwioobiegu, a zniego do tkanek, gdzie ulegają przemianom do Acetoacetylo CoA-> Acetylo CoA->cykl Crebsa

Anabolizm cukrów: 1 glikogenaza-proces anaboliczny. Z glukozy w procesie anabolicznym syntetyzowany jest cukier zapasowy-glikogen. Glikogenaza zachodzi w wątrobie w mięśniach w których glukoza jest magazynowana w postaci glikogenu mięśniowego. Glikogen może powstać z substratów- galaktozy i fruktozy. 2 glukogenogenaza- odwrócenie glikolizy. W okresach głodu cukier zapasowy może być w wątrobie syntetyzowany z aminokwasów, mlecznu i glicerolu. Jest to wytwarzanie glukozy( i glikogenu) z niecukrowych substancji tj aminokwasy, kw mlekowy, kw pirogronowych. Zachodzi w wątrobie i regulowany jest przez hormon nadnerczy.

Proces glikogenolizy: to proces uwalniania z glikogenu glukozo 1-fosforanu. Otrzymywana w tym procesie glukoza może być wydzielona do krwi (z wątroby) lub wprowadzona do glikolizy (wątroba i mięśnie). W warunkach tlenowych glukoza po rozłożeniu do pirogranianu jest metabolizowana do acetylowanego CoA, który zostaje włączony w cyklu kw trikarboksylowych. W warunkach beztlenowych pirogronian przechodzi w mleczan. Reakcje kataboliczne dostarczają energii która magazynowana jest w związkach wysokoenergetycznych (atp)

Fermentacji: jest to beztlenowy rozkład cukrów (zw organicznych) wywołany przez drobnoustroje za pomocą wytwarzanych przez nie enzymów będących organicznymi katalizatorami reakcji. Fermentacja alkoholowa do niej sa zdolne drożdże, niektóre grzyby. Drożdżę przeprowadzają przemianę kw pirogronowego do alkoholu. C6H2O6+2ADP+2Pi->2C2H5OH+2CO2+2ATP. Fermentacja mleczanowa- zachodzi na komórkach baktrii mlekowych tworzy się kw mlekowy. Fermentacje masłowa wywołują ją bakterie kw masłowego. Fermentacja octanowa polega na utlenianiu etanolu do kw octowego. Fermentacja propinowa ma duże znaczenie w procesie dojrzewania serów, nasępuje rozkład kw mlekowego na kw propinowy, kw octowy, CO2i wode.

---