biyokimya abdurrahim Flashcards
5 önemli biyokimyasal reaksiyon türü
1) Fonksiyonel grup transferi
2) Oksidasyon ve redüksiyon
3) Bir veya daha fazla karbon atomu çevresindeki bağ yapısının yeniden düzenlenmesi
4) C-C bağlarını oluşturan veya yıkan reaksiyonlar.
5) Bir molekül su çıkışıyla iki molekülün kondensasyonu reaksiyonları.
genel olarak biyokimyasal reaksiyonlarda neler arasındaki etkileşimden kimyasal bağlar oluşur ya da bağlar yıkılıp yenileri oluşturulur?
nükleofiller ve elektrofiller
nükleofiller
eksi yük veya eşlenmemiş (serbest) elektron çifti içeren moleküllerdir.
eksi yük içerenler: I- OH- H- N3-…
elektron çifti içerenler: NH3, H2O Et3N R-SH…
Elektrofiller
artı yük içeren ya da elektronegatif atomların elektron sömürmesinden dolayı elektronca fakirleşip, kısmi artı yüklü hale gelen moleküllerdir.
H+, BH3, AlCl3, her türlü karbonil grubu, elektrofillere örnek verilebilir.
biyoenerjetik
diğer adı biyokimyasal termmodinamik
biyokimyasall reaksiyonlarda enerji değişimlerini inceleyen bilim dalı
termodinamik
ısı iş ve enerji arasındaki ilişki ile ilgilenen bilim dalı
enerjinin transferiyle ilgilenir
maddenin termodinamik özelliklerini ifade eden 4 terim
enerji - E
entalpi- H
entropi -S
serbest enerji - G
biyolojik sistemler neden ısı yerine kimyasal enerji kullanır?
izotermik oldukları için
kimyasal bir reaksiyonun enerji bakımından olabilirliği hakkında bilgi veren terim
serbest enerji değişimi- deltaG
sistem çevre evren ilişkisi
sistem çevre içindedir
sistem+çevre = evren
sistem
termodinamikte bir organizma, bir hücre veya birbirleriyle reaksiyona giren iki madde
çevre ile ilişkilerine göre sistem türleri
izole
kapalı
açık
izole sistemler
çevre ile madde ve enerji alışverişi olmaz
ör: termos
kapalı sistemler
çevre ile madde alışverişi olmaz enerji alışverişi olur
ör:kapalı kapta su
açık sistemler
çevre ile hem madde hem enerji alışverişi olur
ör:deniz
biyolojik organizmalar hangi tip sistemdir?
açık sistem
ama hiçbir zaman dengeye gelmezler
termodinamik 0. kanunu
eğer iki sistem, birbiriyle etkileşim içerisindeyken aralarında ısı veya madde alışverişi olmuyorsa bu sistemler, termodinamik dengededir.
termodinamik 1. kanun
Bir sistemin enerjisinde herhangi bir değişiklik, çevrede eşit ve zıt bir değişikliği gerektirir. “Evrendeki total enerji miktarı sabittir.”
Enerji bir şekilden başka bir şekle dönüşebilir.
enerjinin korunumu
kapalı sistemde, toplam enerji hep aynıdır
açık sistemde,enerji değişimi, sistemle çevresi arasındaki net ısı değişimine eşittir.
termodinamik 2. kanun
Evren gittikçe artan bir düzensizliğe doğru yönelmiştir: bütün doğal olaylarda evrenin entropisi artar.
Sistem gerçek dengeye eriştiğinde entropi maksimum olur.
Entropi reaksiyonun kendiliğinden olup olmadığını görmek için kullanılır.
Kendiliğinden ve geri dönüşümsüz biçimde gerçekleşen olaylarda sistem ve çevrede entropi artar.
Maddenin düzensizlik durumu, istatistiksel açıdan moleküllerin rastlantısal dağılışı ya da oluşma ihtimalinin daha yüksek olduğu durum entropidir
Entropinin artması enerji gerektirmez iken azalması enerji gerektirir.
-Entropi kapalı sistemlerde incelenir.
-Açık sistemlerde entropi değişimini ölçmek zordur.
-Spontan değişikliği gözlemek için deltaG kullanılır.
termodinamik 3. kanun
0K (-273 C) sıcaklıkta entropi sıfırdır.
Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça, en durağan hâlindeki bir elementin kusursuz bir kristalinin entropisi de sıfıra yaklaşır.
enerji E
iş yapma kabiliyeti
birimi joule ya da cal 1cal=4,187j
deltaE= tepkime enerjisi veya enerji değişimi (ürün-reaktan)
entalpi H
reaksiyon sistemindeki ısıyı gösterir
deltaH= tepkime entalpisi (ürün-reaktan)
deltaH=deltaE+delta(PV)
Bir reaksiyon sabit basınç altında gerçekleşir ve sistemin volüm artışı veya volüm azalmasından başka iş yapılmazsa deltaH, çevreden alınan veya çevreye verilen ısı miktarıdır
endotermik reaksiyon
ısı alan
deltaH +
deltaG+
sabit sıcaklık ve basınçta kimyasal reaksiyonla oluşan ürünlerin toplam serbest enerjisi reaksiyona giren maddelerin toplam serbest enerjisinden büyük
termodinamik olarak elverişli olmayan reaksiyonlar
ekzotermik reaksiyon
ısı veren
deltaH-
deltaG-
sabit sıcaklık ve basınçta kimyasal reaksiyonla oluşan ürünlerin toplam serbest enerjisi reaksiyona giren maddelerin toplam serbest enerjisinden küçüktür
termodinamik olarak elverişli reaksiyonlar
entropi S
Entropi (S) kimyasal bir sistemin komponentlerinin rastgelelik veya düzensizliğidir.
deltaS: sistemin düzensizliğindeki değşiklik
düzensilizk artması s+
düzensizlik azalması s-
entropi enerji gibi korunan bir özellik değildir
serbest enerji G
gibbs serbest enerji
sistemin iş yapmak için kullanılabilir enerjisidir
Termodinamik birimlerin hiçbirisi kendi başına bir kimyasal reaksiyonun yazıldığı yönde spontan olarak ilerleyip ilerlemeyeceğini saptamak için yeterli değildir.
entalpi ve entropi matematiksel işlemle serbest enerjiyi oluşturur ve bu şekilde yön tahmin edilebilir
değişiklik iş yapılınca olur
deltaG=deltaH-TdeltaS
serbest enerji ve denge sabiti ilişkisi
serbest enerji ekzergonik reaksiyonlarda açığa çıkan, iş yapmakta kullanılan enerjidir,kimyasal enerji olarak kullanılır, bazen ısı enerjisi olarak da kullanılabilir
deltaG=deltaG0+ RTLnK
R=gaz sabiti (1.987cal/mol.derece
T=mutlak sıcaklık(kelvin)
LnK=denge sabiti doğal logaritması
deltaG0= standart koşullarda yani bütün tepkimeye girenlerin derişiminin 1M olduğu durumdaki deltG değeri (25 derece, 1atm, 0pH)
denge durumu
A’dan B’ye dönüş B’den A’ya dönüşe eşit olduğunda olur
net bir kimyasal değişim olmaz
denge sabiti
k=b/a
k>1 ise
b derişimi dengede a derişiminden büyük
b maddesinin tepkime ürünü olarak oluşmasının bekleneceğini gösterir
k<1
b derişimi a derişiminden küçük
yeterince a>b dönüşümü olmadığını gösterir
k=1
a derişimi b derişimşne eşit
a maddesinin yarı yarıya bye dönüştüğünü gösterir
deltaG0 hangi koşullarda rekasiyon yönünü tahmin edebilir
standar koşullarda
çünkü LnK 0 ve deltaG=deltaG0
deltaG0 hangi koşullarda tahmin edici olmaz, neden
fizyolojik koşullarda
RTK gibi sabiteler var, ürün veya substrat konsantrasyonu değişimiyle değiştirilemez
A<>B reaksiyonu sabit ısı ve basınçta dengeye gelince deltaG0
deltaG=0 olur
deltaG0=-RTlnK
standart serbest enerji değişimi(deltaG0)
k<1
k>1
k=0 durumlarında
k<1de + değerde
k>1de - değerde
k=1de 0
bir kimyasal reaksiyonun kendiliğinden gerçekleşip gerçekleşmeyeceği hakkında en değerli bilgiyi veren terim
deltaG serbest enerji değişikliği
aktivasyon enerjisi
mevcut kimyasal bağları kırmak ve bir kimyasal reaksiyon başlatmak için gerekli enerjiye denir
enzimler ve katalizörler bunu azaltır ama termodinamik yasalarını bozmazlar
serbest enerji değişimi nelere bağlı
tepkime gerçekleşme şekline bağlı değil
sadece substratların ve ürünlerin konsantrasyonlarına ve özelliklerine bağlı
standart serbest enerji değişikliği toplanabilirliği
a>b deltaG0 a>b
b>c deltaG0 b>c ise
a>c deltaG0 a>c= deltaG0a>b + deltaG0b>c
bu özellik termodinamik olarak elverişsiz(endergonik) bir reaksiyonun yüksek olarak ekzergonik bir reaksiyona ortak bir ara madde vasıtasıyla bağlanarak ileri yönde yürüyebilmesini açıklar
ör: glukoz6fosfat sentezi(atp sayesinde)
endergonik reaksiyonlar ekzergonik olan Atp kullanılmasıyla sağlanır
yüksek enerjili fosfat bileşikleri ve atp
tüm canlılarda ekzergonik ve endergonik olaylar arasında biyolojik enerjinin taşınmasında atp rol alır
fotosentezde oluşan 1 mol glukoz başına kaç kcal güneş enerjisi tüketilir
686 kcal
adpye bir pi bağlanması için gereken enerji kaç kcal
7,3 kcal
mitokondride gerçekleşen oksşdatif fosforilasyon için gerekli serbest enerji nerden karşılanır?
solunum zincrinde elektronların moleküler oksijene aktarılması sırasında sağlanır
canlıların atp hidrolizine bağımlı gerçekleştirdiği işler
biyosentez
etkin(aktif)ileti: moleküllerin membranda bir derişim gradyentine karşı taşınması
mekanik iş
biyolojik enerji akımında başlıca 3 aşama
1-güneş enerjisinin ototrof orgsnizmalarda fotosentrzle organik maddelerde saklanması
2-bu organik maddelerin solunum yoluyla yıkımı sonucu enerjinin yeniden açığa çıkarılarak atp molekülleri oluşumunda kulllanılması
3-atpnin içerdiği enerjinin çeşitli biyolojik işlerin gerçekleştirilmesi için değerlendirilmesi
atp fosfatları arasındaki bağ
anhidrit (fosfoanhidrit)
atp a fosfat ve riboz arasındaki bağ
ester (fosfoester)
atp elektronegatifliği
suyun nörtal ama polat ortamında atpnin fosfat gruplarının protonları ayrışır ve 4 eksi yük taşır
elektronegatiflik atp hidrolizinin enerjetiğini belirler
yaşayan hücre içindeki yüksek enerjili ara bileşik veya taşıyıcı bileşik (~E olarak gösterilir)
atp
atp hidrolizi neden enzimsiz zor
aktivasyon enerjisi yüksek
dinlenme durumunda bir insan 24 saat içinde kaç kilo atp üretir
40
yoğun egzersiz gibi hızlı tüketim durumunda atp tüketim hızı dakikada kaç kg
0.5
yüksek enerjili fosfat bileşikleri
fosfoenolpirüvat karbamoil fosfat 1,3-bifosfogliserat kreatin fosfat bunlarda hidrolizin standart serbest enerjisi -10kcalden büyüktür ör: kreatin fosfat -10.3 atp -7.3 adp -6.6
