Biochemie: Stoffe Flashcards
Welche Stoffklassen gibt es und was wird aus ihnen aufgebaut?
- Aminosäuren —> Proteine
- Kohlenhydrate
- Nukleotide —> (Desoxy)ribonukleinsäuren
- Lipide —> biologische Membranen
Nenne die wichtigsten Elemente des menschlichen Körpers
Die wichtigsten Elemente des menschlichen Körpers:
- Grundelemente (96%): Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff (H,O,C,N)
- Mengenelemente (3%): Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Chlorid,
Phosphor, Schwefel (Na, Ka, Mg, Ca, Cl, P, S) - Spurenelemente (0,1%): Aluminium, Eisen, Zink, Fluor usw. (Al, Fe, Zn, Fl)
—> warum kommen nicht alle Elemente im menschlichen Körper vor?
Welche Wechselwirkungen zwischen Molekülen gibt es, welche Stärke haben sie und welches Beispiel gibt es?
Kovalente Bindungen
(Bsp: H-Ch3, Stärke: 200-500 kJ/mol)
Nicht kovalente Bindungen:
-Ionenbindung (Bsp: 1 M NaCl,
zw. 10-30kJ/mol)
-Wasserstoffbrücken (Bsp: H3C - OH….OH2, Stärke: 10-30kJ/mol)
-Dipol-Dipol-Wechselwirkungen bzw van-der-Waals Kräfte: (Bsp. Ar…Ar, Stärke: 1-4 kJ/mol)
Kovalente Bindung (Atombindung)
- Stärkste Art der Wechselwirkung
- Nichtmetalle gehen Atombindungen ein
- Entsteht durch Überlappung einfach besetzter Orbitale
- Ausbildung gemeinsamer Elektronenpaare
- Atom möchte Oktettregel erreichen —> es werden meist so viele kovalente
Bindungen eigegangen, bis die Valenzschale des Atoms voll ist - Dargestellt durch Lewis- oder Valenzstrichformel
-Stärke: 200-500 kJ/mol
Elektrostatische Wechselwirkung (Ionenbindung)
- Teilchen mit gleicher Ladung stoßen sich ab
- Teilchen mit unterschiedlicher Ladung ziehen sich an
- Stärke der Wechselwirkung kann durch Coulomb-Gesetz berechnet werden
—> Kraft abhängig von Ladung, Radius und
Dielektrizitätskonstante,
zw. 10-30kJ/mol
Wasserstoffbrücken
- Wechselwirkung zwischen negativ und positiv polarisierten Atomen
- Gehen von einem freien Elektronenpaar eines negativ polarisierten Atoms
(Wasserstoffakzeptor) aus - Wasserstoffdonor stellt positiv polarisierten Wasserstoffatom bereit an dem
die Bindung angreift
Dipol-Dipol-Wechselwirkungen
- Anziehungskräfte zwischen polaren Molekülen (permanenten Dipolen)
- Je polarer die Moleküle, desto stärker die Dipol-Dipol-Wechselwirkungen
- Permanente Dipole wirken aufeinander ein
- Ein permanenter Dipol induziert einen Dipol in einem
neutralen Molekül - Zwei Moleküle ohne Dipolmoment induzieren gegenseitig
Dipolmoment
—> Van-der-Waals-Kräfte
Das Molekül Wasser und Wechselwirkungen
- Prozesse, die im Körper ablaufen hängen immer mit den Eigenschaften des
Wassers zusammen - H-Brücken sind. Verantwortlich dafür, dass Wasser flüssig ist
- Kann durch vorhandene Partialladungen gut H-Brücken ausbilden
Wechselwirkungen von Wasser-Molekülen:
* Wasser kann durch Partialladungen Ionen gut
Solvatisieren (in Lösung bringen)
* Ein guter Wasserstoffbrückenbindungspartner
für funktionelle Gruppen
Aufbau einer Aminosäure
Amino-Verbindung:
R-NH2 + H+ –> R-NH3+
-> protonierte Form!
- Carbonsäure:
R-COOH –> R-COO- + H+
-> deprotonierte Form!
—> kommt häufiger vor
Eigenschaften von Aminosäuren
α-Aminosäuren:
γ ß. α
R-CH2-CH2-CH2-COOH
—> Amino- und Carboxylgruppe direkt am α-C-Atom
L-Aminosäuren
* Wenn der Rest kein H, keine Aminogruppe und keine Carboxylgruppe ist, dann erlangt der Kohlenstoff eine Chiralität (Händigkeit)
—> Anordnung der 4 Substituenten kann in zwei Klassen unterschieden
werden: D-Aminosäuren und L-Aminosäuren
* Man findet nur L-Aminosäuren in Proteinen
Arten von Aminosäuren:
- Mit unpolaren (hydrophoben) Seitenketten
—> geringe EN-Differenz, wenden sich vom Wasser ab - Mit polaren (hydrophilen) Seitenketten
—> Wechselwirken mit Wasser - Neutrale (polare Seitenketten)
- Saure (Carboxylgruppe an Seitenkette)
—> geladene Seitenkette, da in deprotonierter Form - Basische (Aminogruppe an Seitenkette)
—> geladene Seitenkette, da in protonierter Form - Mit aromatischen Seitenketten
