Biomoleküle Flashcards
Konstitutionsisomerie
Verbindungen mit gleicher Molekülformel
Unterscheideb sich in der Reiehnfolge der Verknüpfung der Atome -> ihrer Konstitution
Arten der Konstituitionsisomerie
Funktionsisomere
Skelettisomere
Stellungsisomere
Bindungs-/Valenzisomere
Funktionsisomere
Besitzen unterschiedliche funktionelle Gruppen
Skelettisomere
Haben verschieden verzweigte Kohlenstoffketten
Stellungsisomerie
Haben die gleichen funktionellen Gruppen, nur an verschiedenen Positionen
Bindungs-/Valenzisomere
Unterscheiden sich in der Anzahl und/oder der Position von Einfach- und Mehrfachbindungen
Stereoisomerie
Verbindungen mit gleicher Molekülformel und Konstitution, aber unterschiedlicher Anordnung ihrer Atome im dreidimensionalen Raum
Welche arten der Stereoisomerie gibt es?
Konformationsisomere
Konfigurationsisomere
Entatiomere
Diastereomere
Konfirmationsisomere
Verschiedene räumliche Anordnung der Atome oder Atomgruppen, können aber durch Rotation und Einfachbindungen die gleiche Struktur annehmen
Konfigurationsisomere
Lassen sich dagegen nur durch lösen von Bindungen ineinander überführen
Entantiomere/optische Isomere
Eine Art von Konfigurationsisomer
Verhalten sich wie Bild und Spiegelbild
Diastereoisomere
Eine Art von Konfigurationsisomerie
Alle Konfigurationsisomere die keine Entantiomere sind
Wie lassen sich Konfigurationsisomere ineinander überführen?
Durch das lösen von Bindungen
Chiralität
Verhalten wie Bild und Spiegelbild
„Händigkeit“
Eigenschaften Entantiomere
-Chiral
-besitzen mindestens ein asymmetrisches Kohlenstoffatom (vier verschiedene Substituenten)
Wie nennt man ein assymmetrisches Kohlenstoffatom auch noch?
Chiralitätszentrum
Wie kennzeichnet man das Chiralitäts zentrum?
Mit einem *
Diastereomere Eigenschaften
-Sind keine Entantiomere
-Besitzen mindestens 2 assymmetrische Kohlenstoffatome
Wie stelle ich eine Fischerprojektion auf?
- Die längste C-Kette wird beim zeichnen vertikal angeordnet
- Das höchst oxidierte C-Atom steht an der Spitze der längsten C Kette
- Alle asymmetrischen C-Atome werden (ggf. nach und nach) in die Papierebene gebracht
- Die Atome, die beim Zeichnen ober- oder unterhalb eines Chiralitätszentrums angeordnet sind, liegen hinter der Papierebene
- Die Atome die beim Zeichnen links und rechts eines Chiralitätszentrums angeodnet sind, liegen vor der Papierebene, dem Betrachter zugewandt
Wofür wird die Fischer Projektion gebraucht?
Es ist eine Möglichkeit ein Molekül so aufzuzeichnen, dass die dredimensionale STruktur erhalten bleibt, aber es auf einem flachen Blatt Papier steht
Was versteht FISCHER unter der D- und L-Konfiguration?
Beschreibt die Stellung der funktionellen Gruppe am asymmetrischen C Atom
(bei mehreren bezieht sich diese auf das unterste C Molekül)
Ist die funktionelle Gruppe links, dann liegt die L Konfiguration vor, wenn rechts dann D
Was ist irreführend an der generellen Darstellung einer Aminosäure als H2N-CHR-COOH ?
Diese ungeladene Form einer Aminosäure existiert praktisch nicht
Im festen Zustand liegen Aminosäuren als Zwitterionen vor (Aminogruppe NH+ und Carboxylathruppe COO-)
Wie verhalten sich Aminosäuren in Lösungen?
sie bilden einen ioselektrischen Punkt ( Der Punkt an dem pH(I)erreicht wird), und ebenfalls Zwitterionen
Wann entsteht die Kationform der Aminosäuren
Wenn der pH Wert unter 1 fällt, dort wird die Carboylatgruppe protoniert
Wann bildet sich die Anionform der Aminosäuren?
Wenn der pH Wert über 1 fällt, dort wird die Ammoniumgruppe protoniert
Wovon hängt ab wie Aminosäuren in wässrigen Lösungen reagieren? (sauer, basisch, neutral)
An den Seitenketten (also polar und umpolar)
Was ist der isoelektrische Punkt?
Der pH Wert, bei dem die Konzentration des Zwitterions am höchsten ist.
An diesem Punkt ist die Aminosäure wegen der starken Anziehungskräfte zwischen den Ionen am unlöslichsten
Aminosäure in verschiedenen Formen
pH Wert nach Seitenkette:
-H
6
pH Wert nach Seitenkette:
-CH2-OH
5,7
pH Wert nach Seitenkette:
-(CH2)4-NH2
9,7
pH Wert nach Seitenkette:
-(CH2)2-COOH
3,2
pH Wert nach Seitenkette:
-CH3
6
Wie messe ich den pH Wert der wässrigen Lösung einer AS?
Jeweils eine Spargelspitze der Aminosäure in 1ml demineralisiertem Wasser lösen und dann den pH Wert der Lösung mittels Indikatoren messen
Blindprobe mit Wasser durchführen
Welcher pH Wert ist hier zu messen?
1
Welcher pH Wert ist hier zu messen?
3,2
Welcher pH Wert ist hier zu messen?
7
Welcher pH Wert ist hier zu messen?
12
Elektronenpaarbindungen in Proteinen Beispiel
Die SH Gruppen von Cysteinbausteinen bilden unter Abspaltung von Wasserstoff eine Disulfidbrücke
Ionenbindungen in Proteinen Beispiel
Ammoniumgruppe und Carboxylatgruppen sind über elektrostatische Anziehung verbunden
Wasserstoffbindungen in Proteinen Beispiel
In der Sekunbdärstruktur: Zwischen H Atom einer NH Gruppe und dem Carboxylsauerstoffatom einer anderen Peptidbindung
Van Der Waals bindungen in Proteinen Beispiel
Wechselwirkung zwischen zwei umpolaren Molekülteilen (leucinreste)
Inwiefern beeinflusst der pH-Wert der Umgebung ein Protein?
Die Tertiärstruktur von Proteinen hängt von dem pH-Wert der Umgebung ab
Ionen- und Wasserstoffbrückenbindungen ändern sich bei pH Änderungen -> evtl. Denaturierung
Was für eine Stereochemische Bindung liegt bei L- und D- Mannose vor?
Enantiomere
Verhalten wie Bild und spiegelbild
Wie wandert eine AS in einer Gel Elektrophorese wenn ihr IEP mit dem pH übereinstimmt?
Sie bleibt am Startpunkt, da sie als Zwitterion vorliegt
Wie wandert eine AS in einer Gel Elektrophorese wenn ihr IEP unter dem pH der Lösung ist?
Zum Pluspol, da die AS zweifach negativ geladen ist
Wie wandert eine AS in einer Gel Elektrophorese wenn ihr IEP über dem pH der Lösung ist?
Zum Minuspol, da die AS zweifach positiv geladen ist
Allose
Altose
Glucose
Mannose
Gulose
Idose
Galactose
Talose
Aldohexosen Merksatz
ALLe ALTen Gänse Möchten Gern Im GArten Tanzen
Aldohexosen
Wie viele stereoisomere Aldohexosen gibt es?
16, da vier asymmetrischen C Atome vorhanden sind 2^4=16
Zu jedem der Diastereomere existiert ein Enantiomer der L-Reihe
L-(-)-Glycerinaldehyd
D-(+)-Erythose
Wie kalibriert ich das Polarimeter?
Kürette wird mit Wasser gefüllt und der Analysator auf Null gestellt -> Analysator so lange drehen bis kein Licht mehr durchdringt
Wann ist eine Substanz rechtsdrehend?
Wenn sie das Licht im Uhrzeigersinn dreht -> als + gekennzeichnet
Wann ist eine Substanz linksdrehend?
Wenn sie das Licht gegen den Uhrzeigersinn dreht -> als - gekennzeichnet
Welche Reaktionsgleichung liegt der Mutarotation zu Grunde?
Warum stellt sich der Endwert des Drehwinkels nicht auf das arithmetische Mittel der Drehwerte von alpha und beta D Glucose ein?
Im Gleichgewicht in der wässrigen Lösung sind beide Stoffe nicht in einem 1:1 Verhältnis vorhanden
Was bezeichnet man als Mutarotation?
Der Fakt, dass sich der Wert der spezifischen Drehung kontinuierlich ändert, bis ein Wert von 52,7 erreicht ist, wenn man alpha und beta d Glukose in Wasser löst
Fischer zur Haworth Projektion 1
Die Fischer Projektion wird von der senkrechten in die waagerechte gebracht
Substituten die nach L zeigen zeigen nach oben, nach rechts nun nach unten
Fischer zur Haworth Projektion 2
Kohlenstoffatomkette wird zu einem Ring gebogen, wobei die Ausrichtung der Substituierten erhalten bleibt
Fischer zur Haworth Projektion 3
Damit eine Reaktion zwischen der Carbonylgruppe des C1 Atoms und der Hydroxygruppe des C3 Atoms möglich ist, muss die Einfachbindung zwischen den Kohlenstoffatomen C4 und C5 gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden
Die Ringbildung erfolgt durch nukleophile Addition
Das Sauerstoffatom der Hydroxygruppe greift nukleophil am positiv polarisierten C der Carbonylgruppe an
Durch intramolekulare Protonenwanderung entsteht ein sechsgliedrigerer Ring, bei dem aus der Carbonylgruppe am C1 eine neue Hydroxygruppe entstanden ist
Was sind Pyranoseformen?
Sechsgliedrige Ringe
Was sind Furanoseringe?
Fünfgliedrige Ringe
Was sind Pyranosen und Furanosen?
Halbketale
Wodurch entsteht die Pyranoide Form?
Durch die Reaktion der Hydroxygruppe am C6 Atom mit dem carbonyl C atom der Ketogruppe am C2 Atom
Wodurch entsteht die furanoide Formen?
Durch die Bildung des halbketals zwischen der Hydroxygruppe am C5 Atom mit dem Carbonyl C2 Atom
Ergänze um alpha und beta Formen
Obwohl Fructose ein Keton ist, reagiert sie bei der Fehling Probe und der TOLLENS Probe positiv
Der Grund ist, dass in alkalischer Lösung eine Isomerierung zwischen D-Fructose und D-Glucose stattfindet.
Beschreibe dem Mechanismus der Isomerierung mit dieser Abbildung
In alkalischer Lösung steht die Kettenform der D-Fructose mit der Kettenform der D-Glucose im Gleichgewicht.
Unter dem katalytischen Einfluss von Hydroxidionen kann jeweils ein Proton des C1-Atoms unter Ausbildung einer C=C Zweifachbindung abgespalten werden
Dabei entsteht als instabiles Zwischenprodukt ein Endiol, das auch in der Aldehydform im Gleichgewicht steht. Die Ausbildung dieses Gleichgewichts wird auch als Keto-Endiol Tautomerie bezeichnet
D-Fructose und D- Glucose stehen in alkalischen Lösungen mit einem weiteren Kohlenhydrat im Gleichgewicht. Welches ist das?
D-Mannose
Vorkommen Glucose
Früchte, Honig, Baustein in Kohlenhydraten wie Stärke
Vorkommen Fructose
Früchte, Honig, Baustein in Kohlenhydraten wie Inulin
Name Glucose
Traubenzucker
Name Fructose
Fruchtzucker
Molekülformel Glucose
C6H12O6
Molekülformel Fructose
C6H12O6
Molare Masse Glucose
180 g*mol
Molare Masse Fructose
180 g*mol
Schmelztemperatur Glucose
146 Grad Celsius
Schmelztemperatur Fructose
104 Grad Celsius
Fehling und Tollens Probe bei Fructose und Glucose
positiv
Was weist eine Fehling Probe nach?
Eine Aldehyd Gruppe
Was weist eine Tollens Probe nach?
Aldehydnachweis
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Lage der OH Gruppen in der Fischer und Haworth Formel?
Nach rechts stehende Gruppen sind in der Haworth Formel unterhalb der Ringebene, links orientierte Gruppen liegen oberhalb der Ringebene
Weshalb liegen in der Ringform zwei Isomere vor? Benenne sie
Durch den Ringschluss wird das c1 Atom asymmetrisch -> dadurch sind zwei stereoisomere Moleküle möglich
alpha und beta D-Glucose
Erläutern sie, warum die OH-Gruppe am C1 Atom reaktiver ist als die OH-Gruppen an allen anderen C-Atomen
Das C1-Atom ist in der Halbacetalform sowohl verethert als auch gleichzeitig mit einer Hydoxyform verbunden
Wegen der beiden elektronegativen Substituenten ist dieses C Atom besonders reaktiv
Welche Aussagen kann man über die Zucker Glucose und Mannose nach dem durchführen eines Kupfersulfat, Fehling und Bromthymolblau Test treffen?
-> Glucose und Mannose besitzen mehr als 2 OH-Gruppen und eine endständige Aldehyd (CHO) Gruppe
->Eine Carboxygruppe (COOH) ist nicht vorhanden
Wie stehen alpha und beta Glucose in einer Lösung im Gleichgewicht?
Über die offene Aldehyd Kette
Wie kann man die Mutarotation beobachten?
Mit dem Polarimeter -> Änderung des Drehwinkels
Wie kann man alpha und Beta Form unterscheiden?
OH Gruppe am C Atom (1 oder 2) :
Steht unten: alpha
Steht oben:beta
Warum reagiert Fructose bei der Fehling und Tollensprobe positiv, wenn es doch ein Keton ist?
In alkalischer Lösung findet eine Isomerierung zwischen D-Fructose und D-Glucose stattfindet
Was ist das einzige physikalische Unterscheidungsmerkmal von Enantiomeren?
Die optische Aktivität der Substanzen
Was bedeutet Racemat?
Die Mischung von zwei Enantiomere zu gleichen Konzentrationen -> sie sind optisch inaktiv
Was ist die Halbacetal Bildung?
Addition eines O Atoms der Hydroxygruppe an das C-Atom der Carbonylgruppe
Mit anschließender intramolekularer Protonenumlagerung
Was bezeichnet man als anomeres C Atom?
Durch den Ringschluss (Halbacetal Bildung) entsteht am C1 Atom ein neues Chiralitätszentrum -> hier wird zwischen alpha und beta Form unterschieden
Wann ist ein zucker reduzierend?
-Verfügt über eine freie anomere OH Gruppe -> das anomere C-Atom von mindestens einem Zucker befindet sich nicht in Bindung
-> Dadurch ist es reaktionsfreudig
Was ist das anomere C Atom einer sechsgliedrigen Kette?
C1
Was ist das anomere C Atom einer fünfgliedrigen Kette?
C2
Fructopyranose
Fructofuranose
Alpha und Beta Glucose
Pyran
Pyran
Furan
Furan
Warum kommt es zu einer Keto Endiol Tautomerie bei den Nachweisreaktionen?
Weil die Lösung alkalisch sind
Beta Galactose
Beta Fructose
Saccharose ist eine Verbindung aus?
Lactose ist eine Verbindung aus?
Maltose ist eine Verbindung aus?
Maltose ist eine Verbindung aus?
Trehalose ist eine Verbindung aus?
Alpha 1 -> 2 Beta Verbindung
Beta 1 -> 4 Beta
Alpha 1 -> 4 Alpha
Alpha 1 -> 1 alpha
Halbacetalbildung 1
Halbacetalbildung 2
Halbacetalbildung 3
Acetalbildung 1
Acetalbildung 2
Acetalbildung 3
Acetalbildung 3
Acetalbildung 4
Welche Teile gibt es im Stammbaum der Aldosen?
Aldotriosen-Aldohexosen
Welche C Atome kann man bei den Aldosen frei drehen?
Das obere und untere
Wie viele Stereoisomere gibt es je nach Aldosenart?
Triosen: 2
Terosen: 4
Pentosen: 8
Fette sind Ester aus…
Glycerin und Fettsäuren
Womit sind die 3 Hydroxygruppen eines fettes meist verestert?
Langkettige Carbonsäuremolekülen
Wie nennt man Fette dessen 3 Hydroxygruppen mit carbonsäureresten verestert sind?
Triglyceride
Wie lang sind die Carbonsäure Moleküle in Fetten?
C4-C24
Was sind essentielle Fettsäuren?
Fettsäuren, welche der Körper nicht selber herstellen kann -> müssen über Nahrung aufgenommen werden
Was sind ungesättigte Fettsäuren?
Fettsäuren mit einer oder mehreren Doppelbindungen im Fettsäurerest des Moleküls
Was sind Omega-3-Fettsäuren?
Hat am drittletzten C Atom eine Doppelbindung
Wie werden Fette eingeteilt?
Nach ihrem Aggregatszustand bei Zimmertemperatur
Feste, halbfeste, flüssige/fette Öle
Sind Fette Reinstoffe?
Nein, sie sind aus vielen verschiedenen Triglyceriden zusammengebaut
