Wykłady Flashcards
Jakie zaburzenia powodują odchylenia od normy kwasów nukleinowych w organizmie
Choroby genetyczne
Jakie zaburzenia powodują odchylenia od normy białek w organizmie
Zaburzenia strukturalne białek, np. Anemia sierpowata
Jakie zaburzenia powodują odchylenia od normy lipidów w organizmie
Zaburzenie gospodarki tłuszczów, npm miażdżyca tętnic
Jakie zaburzenia powodują odchylenia od normy węglowodanów w organizmie
Zaburzenia gospodarki węglowodanowej, np. Cukrzyca, nietolerancja laktozy
Cząsteczki budulcowe kwasów nukleinowych
Nukleotydy
Cząsteczki budulcowe białek
Aminokwasy
Cząsteczki budulcowe węglowodanów złożonych
Monosacharydy
Cząsteczki budulcowe lipidów
Kwasy tłuszczowe i glicerol
Makroskładniki
C, O, N, H, K, Ca, Mg, Cl, P, Ca, Na
Jak zawartość wody zmienia się z wiekiem
Im starszy organizm ilość wody w organizmie spada
Najbardziej uwodnione tkanki człowieka
Krew, mózg, skóra, płuca, śledziona
Najmniej uwodnione tkanki człowieka
Szkielet, tkanka tłuszczowa, szkliwo zębów
Od czego zależy zawartość wody w organizmie
Od gatunku,
od wieku,
od stężenia elektrolitów,
od wodochłonnosci koloidów,
od obecności ATP,
od pH płynów ustrojowych - zakwaszanie zwiększa wodochłonnosc
Jak podrażnienie nerwow współczulnych wpływa na gospodarkę wodną?
Zmniejsza wydalanie wody
Jak podrażnienie nerwow przywspółczulnych wpływa na gospodarkę wodną?
Zwiększa wydalanie wody
Jak tyroksyna wpływa na gospodarkę wodną
Zwiększa wymianę wodną
Jak adrenalina wpływa na gospodarkę wodną
Początkowo zmniejsza wydalanie wody a następnie zwiększa
Więcej wody jest przyjmowanej do organizmu czy wydalanej i dlaczego
Ilość wody przyjmowanej jest mniejsza od wydalanej ponieważ woda jest produktem końcowym utleniania komórkowego, co związane jest z transportem elektronów w łańcuchu oddechowym
Jaki % wody wydalany jest przez nerki
32-52%
Jaki % wody wydalany jest przez skórę
26%
Jaki % wody wydalany jest przez płuca
20%
Jaki % wody wydalany jest przez układ pokarmowy
4-20%
Od czego zależy % wydalanej wody przez układ pokarmowy
Od tego czy występują zaburzenia czynności układu pokarmowego, np. Biegunki
Jak utrzymywany jest bilans wodny organizmu
Na zasadzie ciśnienia osmotycznego, wynikającego ze stężeń substancji rozpuszczalnych w cytoplazmie
Jakie odwodnienie organizmu skutkuje śmiercią ?
20%
Funkcje wody
- rozpuszczalnik (zw. Nieorganicznych oraz organicznych typu hydrofilowego)
-udzial w wymianie ciepła (krew - przenosi energię cieplną)
-transport substancji
-substrat reakcji chemicznych
-czynnik determinujący właściwości makrocząsteczek w komórkach (głównie białek, kwasów nukleinowych, które są opłaszczane przez wodę)
Długość wiązania kowalencyjnego między atomami tlenu a wodoru w wodzie
0,95 nm
Kąt rozwarcia pomiędzy atomami wodoru w wodzie
104,5°
Dipol
Ładunek ułożony asymetrycznie wokół cząsteczki
Stała dielektryczna wody
78,5
Stała dielektryczna
Względna przenikalność elektryczna, bezwymiarowy wielkość fizyczna mówiąca o tym ile razy przenikalność elektryczna danego ośrodka jest większa od przenikalności elektrycznej próżni
Wiązania wodorowe
Wiązania niekowalencyjne, w których dochodzi do oddziaływania elektrostatycznego pomiędzy atomami wodoru i wolnymi parami elektronowymi elektroujemnych pierwiastków
Donor wodoru
Atom z którym wodór jest ściśle związany
Akceptor wodoru
Drugi atom biorący udział w tworzeniu wiązania wodorowego
Słabe wiązania wodorowe
Tworzące je atomy nie leżą w linii prostej
Silne wiązania wodorowe
Tworzące je atomy leżą w linii prostej
Energia potrzebna do rozbicia wiązania wodorowego
4,5kcal/mol (19kJ/mol)
Energia potrzebna do rozbicia wiązania kowalencyjnego w cząsteczce wody
110kcal/mol (460kJ/mol)
Funkcje wiązań wodorowych
Stabilizują struktury białek i kwasów nukleinowych
Rola w katalizie enzymatycznej
Zwiększanie rozpuszczalności przy wiązaniach z wodą
Sprzyja asocjacji wody w uporządkowaną sieć
Wiązania kowalencyjne
-wiazania silne
-powstają w wyniku uwspolnienia dwóch elektronów o przeciwnym spinie
Rodzaje wiązań niekowalencyjnych
-wiazania wodorowe
-wiazania jonowe
-sily van der Waalsa
Wiązania jonowe
Względnie słabe, powstają w wyniku przyciągania elektrostatycznego odmiennych ładunkow; działają na większe odległości niż wiązania wodorowe
Siły van der Waalsa
Oddziaływania międzycząsteczkowe, które wynikają z przyciągania się chwilowych dipoli z dipolem trwałym; powstają na skutek zmian rozkładu ładunków wokół wszystkich obojętnych atomów
Rola wiązań niekowalencyjnych
Replikacja DNA
Utrzymywanie struktur trójwymiarowych makrocząsteczek
Rozpoznawanie substratów przez enzymy
Wykrywanie cząsteczek sygnałowych
Porównanie sił wiązań niekowalencyjnych
Jonowe = wodorowe > van der Waalsa
Czego konsekwencją jest specyficzność funkcji biologicznych białka
Unikalnej konformacji danego białka (trójwymiarowego kształtu)
Funkcje bialek
-kataliza
-transport o magazynowanie małych cząsteczek i jonów
-ruch uporządkowany
- funkcje mechaniczno-strukturalne
-ochrona immunologiczna organizmu
-kontrola wzrostu, różnicowania i ekspresji genów
-przekazywanie informacji
Hemoglobina
W erytrocytach, odpowiedzialna za transport tlenu
Mioglobina
W mięśniach szkieletowych, odpowiedzialna za magazynowanie tlenu
Transferryna
Przenosi żelazo, funkcjonuje we krwi
Transkobalamina
Przenosi witaminę B12
Ferrytyna
Magazynowanie żelaza w wątrobie
Albuminy
Wielofunkcyjne transportery, przenoszą m.in. kwasy tłuszczowe, hormony steroidowe, leki, jony (np. Wapń, magnes), najwięcej tych białek jest w osoczu krwi
Czym są aminokwasy
Są to związki organiczne, które posiadają po przynajmniej 1 grupie aminowej i karboksylowej
Jaki jest to aminokwas jeśli nie ma żadnej grupy CH2 pomiędzy grupą aminową i karboksylową
Alfa
Jaki jest to aminokwas jeśli jest jedna grupa CH2 pomiędzy grupą aminową i karboksylową
Beta
Jaki jest to aminokwas jeśli są dwie grupy CH2 pomiędzy grupą aminową i karboksylową
Gamma
Jaki jest to aminokwas jeśli są trzy grupy CH2 pomiędzy grupą aminową i karboksylową
Delta
Jaki jest to aminokwas jeśli są cztery grupy CH2 pomiędzy grupą aminową i karboksylową
Epsilon
Grupa aminowa pierwszorzędowa
-NH2
Grupa aminowa drugorzędowa
NHR
Grupa aminowa trzeciorzędowa
NR2
Grupa aminowa czwartorzędowa
NR3
Gdzie odbywa się biosynteza białek
Biosynteza łańcucha polip polipeptydowego tworzona jest na matrycy mRNA. Sekwencyjnie dołączane są poszczególne reszty aminokwasowe -przenoszone do rybosomu przed tRNA
Selenocysteina
-uwazana przez niektórych za 21 aminokwas
-budowa podobna do cysteiny, ale w miejscu atomu siarki jest atom selenu
-nie ma przypisanego trojliterowego kodonu
-powstają poprzez modyfikacje seryny związanej z cząsteczką tRNA
-wbudowana do białek kotranslacyjnie
-obecna w licznych białkach enzymatycznych katalizujących reakcje redox - modyfikują aktywność enzymatyczną enzymów
W jakim aminokwasie węgiel alfa nie jest chiralny
Gly
Jakie podstawniki są przy węglu alfa
Grupa aminowa
Grupa karboksylowa
Atom wodoru
R - łancuch boczny
Iminokwas
Ma grupę aminową II-rzedowa, np. Prolina
Gdzie występują D-aminokwasy
-w ścianach bakterii
-niektore antybiotyki (bacytracyna, gramicydyna)
-zwiazek przeciwnowotworowy (bleomycyna)
Enancjomery l
Cząsteczki, które są względem siebie odbiciami lustrzanymi - mają taki sam wzór, lecz różnią się strukturą przestrzenną. Są identyczne pod względem wszystkich fizycznych i chemicznych właściwości z wyjatkiem kierunku skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego
Enancjomer L
Skręca światło w lewo
Enancjomer D
Skręca światło spolaryzowane w prawo
Jakimi enancjomerami są aminokwasy białkowe
L-enancjomerami
W jakiej formie występują aminokwasy w pH fizjologicznym
W postaci zjonizowanej jako cząsteczki obojniacze. Przewza forma w której grupa karboksylowa ulega dysocjacji oraz dochodzi do przegrupowania - grupa aminowa staje się zjonizowana (NH3+). Cząsteczka aminokwasu jako całość ma ładunek ujemny, więc mimo, że jest zjonizowana występuje jako jon obojniaczy (wypadkowy ładunek wynosi 0)
W jakiej formie występują aminokwasy w pH zasadowym
Cząsteczka o ładunku wypadkowym ujemnym - uprotonowanie grupy aminowej cofa się, co wynika z niedoboru protonów H, ładunek ujemny na grupie karboksylowej
W jakiej formie występują aminokwasy w pH kwasowym
Cząsteczka ma wypadkowy ładunek dodatni - cofnięta dysocjacja grupy karboksylowej, więc ładunek pozostaje dodatni na grupie aminowej
pKa grupy alfa-aminowej
9-10
pKa grupy alfa-karboksylowej
2-2,5
Kwasowe grupy boczne aminokwasów mają ładunek ujemny gdy
pKa>pH
Zasadowe grupy boczne aminokwasów są naładowane dodatnio gdy
pKa < pH
W pH 7,4 łańcuchy boczne których aminokwasów są obdarzone ładunkiem
Kwas asparaginowy
Kwas glutaminowy
Arginina
Lizyna
Histydyna (może ale nie musi)
Wartość ładunku łańcucha bocznego kwasu asparaginowego w pH fizjologicznym
-1
Wartość ładunku łańcucha bocznego kwasu glutaminowego w pH fizjologicznym
-1
Wartość ładunku łańcucha bocznego argininy w pH fizjologicznym
+1
Wartość ładunku łańcucha bocznego lizyny w pH fizjologicznym
+1
Wartość ładunku łańcucha bocznego histydyny w pH fizjologicznym
Od 0 do +1
Punkt izoelektryczny
Wartość pH środowiska w której cząsteczka aminokwasu nie ma ładunku
Rodziny biogenetyczne aminokwasów
-glutaminowa
-asparaginowa
-pirogronianowa
-szikimianowa
-serynowa
-His
Podział aminokwasów ze względu na ich dalsze kosy
Glukogenne
Ketogenne
Aminokwasy niepolarne (hydrofobowe)
Ich łańcuchy boczne stanowi atom wodoru, alkil (rodnik węglowodorów nasyconych) lub aryl (rodnik aromatyczny)
Ze względu na hydrofobowy charakter są głęboko schowane w natywnej konformacji białka i pełnią funkcję przy porządkowaniu cząsteczek wody w swoim sąsiedztwie
Które z aminokwasów są hydrofobowe
Glicyna
Alanina
Walina
Leucyna
Izoleucyna
Metionina
Fenyloalanina
Tryptofan
Prolina
Aminokwasy polarne (hydrofilowe) bez ładunku
-Ich łańcuchy boczne zawierają grupy -OH, -SH, -NH2
-Tworzą wiązania wodorowe z wodą
-Aminokwasy które często znajdowane są w centrach aktywnych
-Aminokwasy wpływające na aktywność enzymatyczną białek których aktywność enzymatyczną zależy od tego czy grupa -OH seryny czy treoniny jest ufosforylowana lub nie
Aminokwasy polarne bez ładunku z grupą -OH
Seryna
Treonina
Tyrozyna
Aminokwasy polarne bez ładunku z grupą -NH2
Asparagina
Glutamina
Aminokwasy polarne bez ładunku z grupą -SH
Cysteina
Aminokwasy polarne z ładunkiem ujemnym
Ich łańcuchy boczne mają grupy -COOH, są to aminokwasy kwaśne
Aminokwasy polarne z ładunkiem dodatnim
Ich łańcuchy boczne mają grupy -NH2, są to aminokwasy zasadowe
Jakie mamy aminokwasy kwaśne
Kwas asparaginowy
Kwas glutaminowy
Jakie mamy aminokwasy zasadowe
Lizyna
Arginina
Histydyna
Rola aminokwasów białkowych
-monomery białek warunkujące ich odpowiednią natywną strukturę i właściwości biologiczne tych białek
-zaangazowane w przenoszenie impulsów w układzie nerwowym
- ich metabolizm prowadzi do powstania wielu biomedycznie ważnych związków
Które aminokwasy są zaangażowane w przenoszenie impulsów w układzie nerwowym
Glicyna, kwas glutaminowy
Jaki aminokwas jest prekursorem kwasu gamma-aminomasłowego
Kwas glutaminowy
Co jest prekursorem histaminy
Histydyna
Co jest prekursorem serotoniny
Tryptofan
Co jest prekursorem melatoniny
Tryptofan
Co jest prekursorem adrenaliny, noradrenaliny i dopaminy
Tyrozyna
Jaki aminokwas jest substratem w biosyntezie puryn
Glutamina
Jaki aminokwas jest substratem w biosyntezie pirymidyn
Kwas glutaminowy
Jaki aminokwas jest substratem do syntezy porfiryn
Glicyna
Z jakiego aminokwasu powstają etanoloamina i cholina
Z seryny
Z jakiego aminokwasu powstaje tlenek azotu
Argininy
W jakiś sposób powstają aminokwasy niebiałkowe
Powstają przez potranslacyjne modyfikacje występujących w łańcuchu reszt aminokwasów białkowych
Palmitylacja
Dołączenie kwasu palmitynowego
Mirystylacja
Dołączenie kwasu mirystylowego
Farnezylacja
Dołączenie grupy farnezylowej
Glikozylacja
Dołączenie do białek różnych reszt cukrowych
Ubikwitynacja
Unieczynnianiu białek przez przyłączenie ubikwityny
Zachodzi w cytoplazmie i jądrze komórkowym
Funkcja ubikwitynacji
Kierowanie białek do proteasomu gdzie ulegnie ono degradacji
Jakie białka ulegają ubikwitynacji
Uszkodzone, zdeformowane, zdenaturowane, nieprawidlowo funkcjonujące, obce dla danej komorki, lub te które mają pełnić swoją funkcję tylko przez krótki czas
Nieodwracalne modyfikacje aminokwasów
Warunkują natywną strukturę białek lub prowadzą do degradacji
Odwracalne modyfikacje aminokwasów
Zmieniające aktywność (fosforylacja, metylacja, acylacja, glikozylacja)
Aminokwasy niebiałkowe biorące udział w biosyntezie mocznika
Ornityna, cytrulina, kwas argininobursztynowy
Prekursor metioniny
Homocysteina
Aminokwas niebialkowy katabolizujący cysteine
Kwas cysteinosulfinowy
Aminokwasy niebialkowy będący prekursorem melatoniny
Dopa
Końcowe produkty katabolizmu pirymidyn
Kwas beta-aminoizomasłowy i beta-alanina
Aminokwas niebialkowy będący składnikiem żółci
Tauryna
Ile aminokwasów są w stanie syntetyzować organizmy autotroficzne
Wszystkie 20
Aminokwasy endogenne
Aminokwasy, które dany organizm heterotroficzny jest w stanie syntetyzować
Aminokwasy egzogenne
Aminokwasy których synteza została utracona u heterotrofów, dostają się do organizmu z zewnątrz wraz z pożywieniem w odpowiedniej ilości
Aminokwasy endogenne u człowieka
Alanina
Asparagina
Cysteina
Glicyna
Glutamina
Kwas asparaginowy
Kwas glutaminowy
Prolina
Seryna
Tyrozyna
Od czego zależy poziom tyrozyny w organizmie
Od poziomu fenyloalaniny, ponieważ jest ona syntetyzowana bezpośrednio z fenyloalaniny
Które spośród aminokwasów egzogennych jesteśmy w stanie syntetyzować ale w bardzo małych ilościach
Arginina i histydyna
Jakie cechy łączą aminokwasy egzogenne
Ich synteza jest stosunkowo trudna, ponieważ:
-maja łańcuch węglowy rozgałęziony
-lub mają w łańcuchu bocznym pierścień aromatyczny
-lub wymagają przekształcenia 3-apartofosforanu do odpowiedniego produktu
-wieksza ilość enzymów potrzebna do syntezy
Peptydy
Polimery utworzone przez 2 lub więcej reszt aminokwasowych połączonych wiązaniem peptydowym
Wiązanie peptydowe
Wiązanie kowalencyjne, które łączy reszty aminokwasowe w peptydach
Wiązanie peptydowe utworzone jest między grupą karboksylową przy węglu alfa jednego aminokwasu a grupą aminowa przy węglu alfa kolejnej cząsteczki aminokwasu
Jaki jest produkt uboczny utworzenia wiązania peptydowego
1 cząsteczka H2O
Szacunkowa zawartość białka
Zawartość azotu * 6,25
Tautomeria
Przemiana izometryczna w której dany związek występuje w 2 formach, związki mają taką samą liczbę atomów w cząsteczce ale atomy są w inny sposób połączone
Konsekwencja tautomerii wiązania peptydowego
Częściowo podwójny charakter wiązania
Dlaczego w osoczu dochodzi do tautomerii wiązania peptydowego z utworzeniem formy enolowej
Ze względu na lekko zasadowy charakter osocza
Jaką konfigurację ma większość wiązań peptydowych
Trans
Kiedy wiązanie peptydowe ma formę cis
Kiedy wiązanie jest między daną resztą aminokwasową a resztą proliny
W jaki sposób położenie każdej reszty aminokwasowej w łańcuchu peptydowym może być korygowane
Przez rotację wokół dwóch wiązań: phi i psi
phi
Kąt rotacji pomiędzy atomami N-alfaC
psi
Kąt rotacji pomiędzy atomami alfaC-C
W jakich przypadkach tworzą się wiązania izopeptydowe które prowadzą do powstania rozgałęzionych cząsteczek
-przylaczenie C-konca ubikwityny do danego białka
-przylaczenie grupy aminowej lizyny danego białka do koenzymu
-tworzenie poprzecznych polaczen między łańcuchami polipeptydowymi
Struktury drugorzędowe białka
Alfa-helisy i beta-arkusze
Glutation (G-SH)
Naturalny tripeptyd,
-biologivzny przenośnik elektronów
-dziala jako przeciwutleniacz i reduktor
-czynnik usuwający szkodliwe tlenki
-uczestniczy w powstawaniu prawidłowych wiązań disiarczkowych
-aktywator wielu enzymów
-koenzym
Podział białek ze względu na kształt
Na podstawie stosunku osiowego cząsteczki (stosunek szerokości): globularne i fibrylarne
Białka globularne
Wartość stosunku osiowego <10, łańcuchy silnie pofałdowane i zwinięte
Białka fibrylarne
Wartość stosunku osiowego >10, łańcuchy mają kształt włókienka zwiniętego w śruby
Białka złożone
Oprócz łańcucha peptydowego znajduje się grupa prostatyczna (niebialkowy)
Jakiego rodzaju może być wiązanie między częścią bialkową a nie białkową
Różnego rodzaju: Wiązania kowalencyjne, koordynacyjne, jonowe, wodorowe, siły van der Waalsa
Grupa prostatyczna
Grupa niebialkowa dołączona do białka
Fosfoproteiny
Białko z resztami kwasu fosforanowego
Glikoproteiny
Białko z cukrami
Metaloproteiny
Białko z jonami metalu
Nukleoproteiny
Białko z kwasem nukleinowym
Lipoproteiny
Białko z lipidami
Chromoproteiny
Białko z barwnikami
Hemoproteiny
Białko z hemem
Flawoproteiny
Białko z barwnikami flawinowymi
Rodopsyna
Białko z barwnikami karotenoidowymi