Vad är biokemi för något? Vår hela uppväxt är styrd av kemiska processer, hur DNA:t för arvet vidare, hur proteiner bildas och hur cellerna växer är vad
biokemi handlar om.
Aminosyror:
Vad är aminosyror? Proteiner är uppbyggda av aminosyror. Det finns ingen gräns för hur många aminosyror det kan finnas, men det är bara 20 stycken
som bygger upp allt liv på jorden. En aminosyra är både amin och karboxylsyra på samma gång.
Skriv den generella strukturformeln för en aminosyra?
(H2N-CH(R)-COOH)
R i strukturen kallas aminosyrans sidokedja och kan vara en väteatom, en alkylgrupp eller någon mer komplicerad
O
grupp. Alla aminosyror utom glycin kan förekomma i 2 spegelbildsisomerer. Det är bara en av spegelbildsisomererna,
H2N
CH
C
den så kallas L-formen, som används i levande material. Eftersom aminosyrorna har både en amingrupp & en
OH
karboxylgrupp, fungerar de både som baser och syror. De är alltså amfolyter.
R
Skriv aminosyrans autoprotolys?
+
H2N
CH(R)
COOH
H3N
CH(R)
COO
I autoprotolysen bildas en s,k, amfojon, vilken är både positivt och negativt laddad på samma gång. Vad händer med aminosyran om vi tillsätter
en syra respektiv en bar?
Om vi tillsдtter en syra:
+
Aminosyran blir + laddad.
H3N
-
CH(R)
+
COO
H 3O
+
+
H3N
CH(R)
COOH
CH(R)
COO
+ H2O
Om vi tillsдtter en bas:
+
Aminosyran blir - laddad.
H 3N
-
CH(R)
-
+
COO
OH
NH2
-
+ H 2O
Vi kan nu dra slutsatsen, att aminosyrans laddning är beroende av lösningens pH. Vi kan också förstå att vid ett visst pH kommer aminosyrans plus- och
minus- laddningar att ta ut varandra, och totalladdningen kommer att vara lika med noll. Detta pH kallas för aminosyrans isoelektriska punkt, Ip.
De flesta aminosyrorna har en 𝑰𝒑 ≈ 𝟔. Det gäller både dem med opolära och polära sidokedjor:
Glycin (Gly, G) Valin (Val, V) Isoleucin (Ile, I)
Fenylalanin (Phe, F) prolin (Pro, P) Treonin (Thr, T) Tyrosin (Tyr, Y)
Glutamin (Gln, Q)
H2N
H2N CH C
H
OH
H2N
CH C
H3C
CH
OH
CH
CH2
CH3
CH3
CH C
CH2
CH
HC
CH
OH
CH2
H2N
CH 2
CH3
S
CH 3
HC
H2N
CH
CH
HC
OH
CH2
C
CH3
H3C
OH
O
H2N
O
OH
CH
H2N
C
CH
H 2N
C
CH
C
CH 2
NH
C
CH2
OH
OH
CH2
OH
C
HO
CH
O
CH
HS
OH
De aminosyror som har sura sidokedjor har en karboxylgrupp på sig, de har en Ip < 6.
Aspartat (ASP, D)
H2N
CH
O
C
CH2
O
H2N
CH
OH
C
CH2
C
OH
Glutamat (Glu, E)
C
O
O
OH
OH
De aminosyror som har amingrupper på sig kan ta upp en proton och är alltså basiska. De har en Ip > 6.
O
Lysin (Lys, K)
H2N
CH
C
CH
OH
CH2
O
Arginin (Arg, R)
H2N
C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
NH
NH2
C
H2N
O
Histidin (His, H)
H2N
CH
OH
CH2
C
OH
H2C
C
HC
N
N
H
CH
NH
Peptider:
Vad är en peptid? Peptider är två eller fler aminosyror som kopplats samman. Två sammankopplade aminosyror kallas för en dipeptid, tre kallas för en
tripeptid, och så vidare. Om det är många aminosyror kallas det för en polypeptid. Många proteiner består av bara en enda polypeptid.
Vad är en peptidbindning? När två aminosyror kopplas samman är det amingruppen på den ena aminosyran som reagerar med karboxylgruppen på den
andra. Mellan aminosyraresterna bildas en peptidbindning.
O
O
H2N
CH
R'
+
C
OH
H2N
CH
R''
C
OH
O
O
H2N
HC
R'
C
N
H
CH
R''
+
C
H2O
OH
Vad är N-terminal och C-terminal? Vid bindningen av en peptid kommer den ena änden att bestå av en amingrupp (till vänster i bilden ovan) och den
andra av en karboxylgrupp. den ända som har amingruppen kallas för aminoterminal eller ibland N-terminal. Den andra ändan kallas för karboxylterminal
eller C-terminal.
Proteiner:
OH
H2C
CH
Serin (ser, S) Cystein (Cys, C) Aspargin (Asn, N)
O
H2N
C
C
C
C
HC
OH
C
OH
O
CH2
HC
O
C
HC
CH2
CH
CH2
CH
C
C
O
OH
CH 2
CH
H3C
H2C
Tryptofan (Trp, W)
C
HC
CH
CH
H 2N
H 2N
H
N HC
CH
H3C
H2N
OH
CH
O
H2N
OH
C
OH
O
O
C
HC
CH2
CH
CH3
H2N
C
Alanin (Ala, A) Leucin (Leu, L) Metionin (Met, M)
O
O
O
H2N CH C
O
O
O
O
Vad är en protein? Proteiner är uppbyggda av en eller flera polypeptider som i sin tur kan vara uppbyggda av flera hundra aminosyrarester.
Proteinerna i kroppen sköter nästan alla funktioner. Man kan dela in proteiner efter vilken typ av uppgift de sköter:
Enzymer: katalyserar (”styr”) kemiska reaktioner i cellen, Ex DNA-polymeras (bygger upp nytt DNA) och pepsin (bryter ner proteiner i maten i magsäcken).
Transportproteiner: exempel: homoglobin (transporterar syre till kroppens celler).
Näringsproteiner: exempel: kasein (i mjölk) och ovalbumin (äggvita).
Kontraktila/motila proteiner: dessa drar samman celler, eller gör att den kan röra sig på något sätt. Exempel: myosin och aktin i musklerna.
Strukturproteiner: bygger upp cellens och kroppens strukturer. Ex. kollagen, den huvudsakliga beståndsdelen i senor, hud m.m.
Förstvars-/attackproteiner: Eexempel: antikroppar (försvar) och många orm-, grod-, och spindelgifter.
Regulatoriska proteiner: dessa styr aktiviteten av andra proteiner i kroppen/cellen. Exempel hormoner.
Vad beror ett proteins funktion? Beror helt på dess struktur.
Vad är ett primärt/sekundär & tertiär protein struktur? Proteinets struktur bestäms av den ordning som aminosyrorna sitter i. ordningen på aminosyrorna
(aminosyrasekvensen) kallas för proteinets primärstruktur. Den långa strängen av aminosyror som bildar primärstrukturen kan rullas/veckas ihop på olika
sätt. Hur peptidkedjan är rullad/veckas är proteinets sekundärstruktur. 2 viktiga sekundärstrukturer är alfa-helixen och beta-plattan. Ett proteins
tertiärstruktur beskriver hur sekundärstrukturerna –alfa-helixarna och beta-plattorna sitter i förhållande till varandra. Denna 3dimensionella struktur är det
som avgör hur eller om proteinet fungerar.
Hur fungerar en a-helix? I en alfa-helix vrider sig peptidkedjan runt i en spiral. Helixen hålls samman av vätebindningar mellan –N-H i en aminosyra och –
C=O i en aminosyra fyra aminosyror längre fram i peptiden.
Hur fungerar en beta-platta? I en beta-platta ligger två eller flera peptidsträngar parallellt med varandra. Då kan det bildas vätebindningar mellan –N-H på
den ena peptidsträngen och –C=O på den andra strängen. När många strängar ligger intill varandra får man något som närmast liknar en platta.
Vad är en kvartärstruktur? Många proteiner består av fler än en polypeptid. Hur de olika polypeptiderna sitter i förhållande till varandra beskrivs av
proteinets kvartärstruktur.
Olika typer av bindningar håller samman proteinets peptidkedja. Vilka är dem, vilket är den
starkaste ut av dem?
Disulfidbryggor är starka bindningar, som håller samman proteinet. Andra (svaga) intermolekylära
bindningar som håller ihop proteinet:
1. Hydrofoba interaktioner (van der Waals-bindningar)
2."Jonbindningar" mellan positivt och negativt laddade sidokedjor på aminosyrorna
3. Vätebindningar, som t.ex. i α-helixar och β-plattor.
Hur bildas disulfidbryggan? Disulfidbrygga uppstår mellan två cysteinrester (en aminosyra).
Disulfidbryggan bildas när de två tiolgrupperna på vardera cysteinresten oxideras. (t.ex. av syrgas):
R-SH + HS-R + ½ O2R-S-S-R + H2O
Vad händer om man sätter ett reduktionsmedel till ett protein? Disulfidbryggorna kommer att
reduceras, och då hålls inte proteinerna fast i sin 3dimensionella struktur längre, och dess funktion
kommer att gå förlorad.
Hur kan man bryta de intermolekylära bindingarna i ett protein? Antingen genom att tillsätta ett
reduktionsmedel, ändra lösningens pH eller genom att värma på det kan man denaturera proteinet.
Då rättar man ut alla kvartär-, tertiär- och sekundärstrukturer och proteinet förlorar sin funktion.
Enzymer:
Vad är en enzym? En katalysator är ett ämne som påskyndar en reaktion utan att själv förbrukas. Enzymer är proteiner som katalyserar en specifik
reaktion.
Hur katalyseras enzymer i en viss reaktion?
Substratet/substraten binder till enzymets aktiva centrum. När
substratet binder till det aktiva centrumet frigörs energi som
utnyttjas för att katalysera reaktionen. Därefter lösgörs den eller de
bildade produkterna från det aktiva centrumet.
Alkoholdehydrogenas katalyserar bara oxidationen av primära
alkoholer, inga andra molekyler kan oxideras av denna alkohol,
andra enzymer som laktas enbart katalyserar spjälkning av
mjölksocker till galaktos och glukos. andra disackarider, som
maltos, cellobios eller sackaros påverkas inte det minsta. Hur
klarar enzymerna av att vara så specifika?
Specifikationen hänger samman med enzymets aktiva centrum, det
är bara ett visst substrat som passar i det aktiva centrumet, nästan
som en nyckel i ett lås. Det är också därför som biologiska system
kan skilja mellan L- och D-formerna av aminosyrorna- det är bara Lformerna som passar in i cellens enzym-maskineri.
Den reaktion ett typiskt enzym katalyserar kan beskrivas med följande reaktionsformel: (E + S ES EP E + P), vad säger
reaktionsformeln?
”E” betecknar här enzymet, ”S” substratet och ”P” produkten. När substratet bundit till det aktiva centrumet bildas ett enzym-Substrat-komplex (”ES”), och
när omvandlingen av substratet skett, sitter produkten kvar i enzymet i ett enzym-produkt-komplex (EP). Därefter lämnar produkten enzymet.
Reaktionsformeln ovan kan förenklas till: E + S E + P. för ovanstående reaktion kan vi också teckna en jämviktskonstant, K:
[𝐸][𝑃]
𝑃
= [𝑆] Eftersom det enda som påverkar konstantens värde är temperaturen. Så kan en katalysator- som ett enzym – inte påverka jämviktskonstanten,
[𝐸][𝑆]
men gör att hela reaktionen sker snabbare än den annars skulle ha gjort.
Nukleinsyror:
Vad är en nukleotider och vad består de av? Både DNA (deoxiribonukleinsyra) och RNA (ribonukleinsyra) är uppbyggda av nukleotider. Nukleotiderna är
i sin tur uppbyggda av en kvävebas, en sockerrest och minst en fosfatgrupp.
Vad består sockerresten av? Sockerresten är en pentos (uppbyggd av fem kolatomer). I RNA finns ribos och i DNA deoxiribos.
Hur ser en Ribos respektive Deoxiribos?
Ribos
Deoxiribos
P-fosfat, S-socker, OH-hydroxylgrupp, A-adenin, C-cytosin, G-guanin, T-tymin
Det finns fem kvävebaser i allt levande på jorden vilka är de?
Adenin (A), guanin (G), cytosin (C), tymin (T) och uracil (U).
Vilka av dessa kvävebaser finns i DNA? I DNA finns A, G, C och T.
Vilka av dessa kvävebaser finns i RNA? I RNA finns A, G, C och U.
DNA-molekylen har två funktioner, vilka är de? Att vara mall för proteiner och att
föra arvet vidare. Dessa två funktioner kan utövas tack vore DNAs struktur. Både RNAoch DNA- kedjan är uppbyggd av en ”ryggrad” med omväxlande socker- och
fosfatrester. På sockerresterna sitter kvävebaser som bär på
själva informationen i nukleinsyran.
Vad är en nukleosid? En nukleosid består av en pentos (ribos
eller deoxiribos) med en av kvävebaserna fastsatt på 1’-kolet i
pentosen.
Vilka kvävebaser finns i RNA hos en nukleosid?
Ribo-nukleosiderna kallas: Adenosin (A), Guanosin (G), Cytidin (C), Uridin (U).
Deoxiribonukleosiderna kallas: deoxiadenosin(A), deoxiguanosin (G), deoxicytidin (C),
deoxiuridin (U).
Hur gör man en nukleotid av en nukleosid?
man kopplar 1-3 fosfatgrupper på pentosens 5’-kol.
Ribonukleotiderna kallas: adenosinfosfat(A), Guanosinfosfat (G), Cytidinfosfat (C), uridinfosfat (U).
Deoxiribonukleotiderna kallas: deoxiadenosinfosfat (A), deoxi Guanosinfosfat (G), deoxi cytidinfosfat (C), deoxi uridinfosfat (U).
Vad består deoxiadenosintrifosfat av? Består av deoxiribonukleotidern adenosin med 3st fosfater.
-------------------------------------------------Hur ser strukturen hos en DNA-molekyl? En DNA-molekyl består av två stycken DNA-strängar. Därför säger man att DNA-molekylen är dubbelsträngad.
De två strängarna hålls ihop med hjälp av vätebindningar mellan de olika kvävebaserna. I DNA molekylen är det alltid så att A binder till T med 2st
vätebindningar, och att C binder till G med 3st vätebindningar.
Hela DNA-molekylen bildar en spiralvriden struktur där de hydrofoba kvävebaserna vänder sig inåt mot mitten, samtidigt som de hydrofila socker- och
fosfatresterna vänder sig utåt mot den omgivande lösningen.
Vad menas med Replikationen? Varje sträck i DNA kan vara mall för en ny. Man säger att DNA-molekylens både strängar är komplementära. Detta
utnyttjas när DNA:t ska kopieras (replikeras) för att cellen ska dela sig.
Hur sker en replikation? Replikationen börjar med att ett enzym öppnar DNA-molekylen likt en dragkedja. Ett annat enzym, kallat DNA-polymeras, läser av
DNA-strängarna och sätter in nya nukleotider. Enzymet har förmåga att passa in rätt kvävebaser, så att den nybildade DNA-strängen blir en exakt kopia av
den gamla komplementära strängen.
Hur fungerar DNA-syntesen? Vid DNA-syntesen reagerar deoxinukleosidtrifosfater (dNTP) med den
växande DNA-strängen. Samtidigt spjälkas 2st fosfoatrester av från nulkeotiden. DNA-syntesen kan kemiskt
skrivas med följande reaktionsformel:
(dNMP)n + dNTP
(dNMP)n+1 + PPi
DNA-polymeras
I formeln är dNMP deoxinukleotidmonofosfat och (dNMP), en DNA-sträng med n Nukleotider. dNTP är den
nukleotid som byggs på och PPi de två fosfatrester som spjälkas av. DNA-polymeras på pilen säger oss att
reaktionen sker under inverkan av DNA-polymeraset.
Den andra av DNA:ts funktioner är att vara mall för proteiner. Förklara detta? Varje avsnitt av DNA-molekylen som är mall för ett protein kallas för en
gen. Varje gen motsvarar alltså ett protein. För att DNA:t ska kunna vara mall för ett protein måste informationen i DNA-molekylen först transkriberas
(skrivas om) till RNA.
Vad menas med Transkriptionen? Vid transkriptionen öppnas den dubbelsträngda DNA-molekylen på ungefär samma sätt som när den ska replikeras. Ett
enzym kallat RNA-polumeras går in och läser av den ena av DNA-strängarna, kallad mall-strängen och bygger en RNA-molekyl som är komplementär till
mall-strängen. På samma sätt som DNA-replikationen, kan syntesen av RNA beskrivas med en kemisk reaktionsformel:
(NMP)n + NTP
(NMP)n+1 + PPi
RNA
tRNA
RNA-polymeras
förlängd RNA
Till vänster om reaktionspilen har vi en RNA-sträng med n ribonukleotider. En ribonukleotid (NTP) basparar med mall-strängen (den ena DNA-strängen) och
under inverkan av RNA-polymeras kopplas den nya ribonukleotiden fast på RNA-strängen, samtidigt som två fosfatrester, PPi, spjälkas av.
Det finns 3 olika huvudtyper av RNA, vilka är det?
mRNA: messenger-RNA(budbärare-RNA). För över informationen i DNA-molekylen till ribossomen, där den översätts (translateras) till protein.
tRNA: transfer-RNA(överförar-RNA). Bär på en aminosyra som överförs till den växande polypeptidkedjan när proteinet sätts samman.
rRNA: ribosomalt-RNA. RNA som ingår i ribosomen, den struktur som sköter hela proteinsyntesen.
Vad menas med Translationen?
När mRNA-molekylen transkriberats färdigt måste informationen i den translateras (”översättas”) till protein. Det sker i ett stort enzymkomplex kallat
ribosom. I ribosomen ingår, förutom en rad polypeptider, en hel del rRNA. Som fungerar som har någon slags katalytisk funktion vid translationen.
I translationen finns det 3st ”huvudaktörer”, vilka är de? De är mRNA-strängen som ska translateras, ribosomen som ska sköta själva translationen och
tRNA-molekylerna som bär på aminosyror.
Vad är ett antikodon respektive kodom? I varje tRNA-molekyl har 3 av de ingående kvävebasparena en
speciell funktion. De bildar. Ett s.k. antikodon, som ska baspara med mRNA-strängen. De 3st kvävebaser på
mRNA-molekylen som tRNA-molekylen ska baspara med kallas för Kodom. tRNA-molekylens antikodon ska
alltså baspara med mRNA-molekylens kodon.
Vad bestämmer vilken aminosyra som ska bildas? Den antikodon en tRNA-molekyl har, avgör vilken
antikodon
aminosyra den bär med sig. En tRNA-molekyl med antikodonet UAC bär tex. Alltid på aminosyran metionin.
Det innebär att kodonet AUG alltid motsvarar aminosyran metionin i polypeptidkedjan som ska bildas. Olika
kodon motsvarar olika aminosyror.
kodon
vad har ribosomerna för uppgift? De består av en stor och en liten subenhet.translationen startar med att
den lilla subenheten ansluter till mRNA-strängen, samtidigt som den första tRNA-molekylen ansluter till
kodon. Det första kodonet som translateras är alltså AUG. det är alltså en Met-tRNA-molekyl som är först på
plats. När ansluter sig nästa tRNA-molekyl med passande antikodon ansluter sig till kodonet närmast den
första tRNA-molekylen. under inverkan av ribosomen lossnar den första aminosyran från sin tRNA och binder
istället till aminosyran hos den tRNA-molekylen som nyss anslutit. Det bildas då en peptidbindning mellan de båda aminosyraresterna. Nu flyttar sig
ribosomen längs mRNAmolekylen. En ny tRNA-molekyl ansluter till mRNA:n och de ”gamla” aminosyrorna kopplas på den som nu kommit in. Så fortsätter
det tills ribosomerna stöter på ett utav stoppkodonen (UAA, UAG eller UGA). Då lossnar den bildade polypeptiden från den sista tRNA-molekylen.
Ribosomen och alla RNA-molekylerna skiljs också åt, och därmed är translationen avslutad.
Del 3:
Del 2:
Del 1:
Ämnesomsättning:
I mag-tarm-kanalen: Kolhydrater bryts ned till glukos, Fett bryts
ned till fettsyror, Protein bryts ned till aminosyror. Glukosen,
fettsyrorna och aminosyrorna transporteras sedan via blod & lymfa
ut till kroppens celler.
I cytoplasman: Små energimänger utvinns A) Glukos (via s.k.
glykolys) bryts ned till pyruvatjoner B) Aminosyror omvandlas till
andra aminosyror (transaminering)
I mitokondrien:
Aminosyrorna omvandlas till karboxylsyror + amin (deaminering).
Sedan sker Betaoxidation av fettsyror och pyruvatjoner.
Fettsyrorna oxideras till acetylgrupper och bildar Acetyl-CoA.
Pyruvatoner oxideras och bildar Acetyl-Coa samtidigt som den
avpjälkar Co2.
Citronsyracykeln: I citronsyracykeln oxideras acetyl-CoA stegvis
till CO2. Väteatomerna tas av en vätebärare, NAD+ och bildar
NADH. Och så utvinns ATP.
Elektrontransportkedjan(cellandning): Vätebärarna
transporterar både väte och elektroner till mitokondriens inre
membran.
Vätet reagerar med syre, och bildar vatten. Ytterligare mängd
ATP bildas.
o
kortfattning
i magtarm:
protein==>bryts till aminosyror
fett==>bryts till fettsyror
kolhydrater==>bryts till glukos
----------------------------------------i cytoplasma:
aminosyror==> bryts och omvandlas till andra aminosyror det kallas(transaminering)
fettsyror==> fortsätter som de är...
glukos==>bryts ner till pyruvat det kallas (glykolysen)
----------------------------------------i mito kondrien:
aminosyror==>bryts ner till karboxylsyra + aminer, det kallas ( deaminering)
pyruvat&fettsyror==>oxideras till acetylgrupper och bildar acetyl CoA (kallas beta oxidation)
Beta oxidationen medföljer sen i citroncyracykeln:
acetyl-CoA: oxideras till CO2 och bildar ATP samt vätebäraremolekyler.
----------------------------------------sen i nästa process som kallas cellandning( eller elektrontransportkedjan):
Vätebärarna transporterar både väte och elektroner till mitokondriens inre membran.
Vätet reagerar med syre, och bildar vatten. Ytterligare mängd ATP bildas.
det du ska veta e vad sker vid en citronsyra cykel
vad är beta oxidation eller va händer där...
sen vad e elektronstransportkedjan eller cellandning,....
vart bildas pyruvat eller vart bryts ner proteiner tex..
vad e transaminering eller diaminering
o
proteiner bryts ner i magesäcken......
elektrontransportkedjan är då vätebärarna transporterar både H och elektroner till mitokondrie som
att sen reagera med syre och bilda vatten så att ATP utvinns
