WYKŁAD 1

17. 02. 2010r.

BIOCHEMIA- nauka zajmująca się anabolizmem i katabolizmem żywych organizmów

Wśród najważniejszych makrocząsteczek biorących udział w metabolizmie są białka. Białka zbudowane są z aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi.

AMINOKWASY- są to związki organiczne będące aminowymi pochodnymi kwasów organicznych monokarboksylowych lub dikarboksylowych . Aminokwasy dzielone są według różnych kryteriów, jednym z nich jest obecność w białkach stąd dzielimy je na :

1. białkowe

2. niebiałkowe

Aminokwasy niebiałkowe mogą pełnić szereg ważnych funkcji metabolicznych lecz nigdy nie wchodzą w skład białek. Najważniejsze aminokwasy niebiałkowe to:

1. ß- alanina

2. kwas γ- aminomasłowy

3. L- ornityn

4. L- cytrulina

Aminokwasy białkowe charakteryzują się określonymi cechami takimi jak:

• Wszystkie należą do szeregu L.

• Grupę aminową mają zawsze w pozycji α.

• Mają one przynajmniej jeden węgiel asymetryczny ( oprócz glicyny- Gly).

• Wszystkie aminokwasy występują w roztworach wodnych w formie jonowej ( aniony, kationy, jony obojnacze).

• Posiadają rodniki w formie łańcuchów lub pierścieni. Łańcuchy mogą występować w formie prostej lub rozgałęzionej a pierścienie w formie cyklicznej lub heterocyklicznej.

Aminokwasy posiadają nazwy potoczne oraz nazwy systematyczne. Najczęściej używane są nazwy potoczne w formie skrótów.

Aminokwasy białkowe mogą być dzielone na :

1. Aminokwasy endogenne - są wytwarzane przez dany organizm

2. Aminokwasy egzogenne- musza być dostarczane z pokarmem; organizm nie jest w stanie ich utworzyć

Wyróżnia się trzy grupy aminokwasów egzogennych:

1. Aminokwasy o łańcuchach rozgałęzionych :

- walina (Val)

- leucyna (Leu)

- izoleucyna (Ile)

2. Aminokwasy aromatyczne

- fenyloalanina (Phe)

- tyrozyna (Try)

- tryptofan (Trp)

3. Aminokwasy będące pochodnymi kwasu L-2amino-3formylopropionowego

- metionina (Met)

- lizyna (Lys)

- treonina (Thr)

W zależności od właściwości fizyko-chemicznych aminokwasy dzielimy na :

1. Aminokwasu o rodniku niepolarnym czyli aminokwasy o właściwościach hydrofobowych, najważniejsze z nich to :

• leucyna (Leu)

• walina (Val)

• izoleucyna (Ile)

• prolina (Pro)

2. Aminokwasy polarne lecz posiadające rodników niezjonizownych lub słabozjonizowanych należą do nich :

• cysteina (Cys)

• seryna (Ser)

• treonina (Thr)

• tyrozyna (Tyr)

1. Aminokwasy kwaśne i ich amidy należą do nich :

• kwas asparaginowy

• kwas glutaminowy

• asparagina

• glutamina

• Aminokwasy zasadowe, należą do nich:

• arginina

• histydyna

• lizyna

Każdy aminokwas posiada określony punkt izoelektryczny ( taką wartość pH środowiska przy której dominuje jon obojnaczy a forma anionowa i kationowa są w równowadze )

PEPTYDY- są zbudowane z minimum dwóch aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniem peptydowym.

Peptydy dzielimy na dwie grupy :

3. Obecne w komórkach będące produktami rozkładu białek

4. Naturalne - powstają w specyficznych szlakach syntezy ( nie powstają w translacji)

Peptydy dzielimy na :

1. oligopeptydy- złożonych maksymalnie z 10 aminokwasów

2. polipeptydy- złożone z 11 do 100 aminokwasów (powyżej 100 są to białka)

Peptydy różnią się od białek tym, że nie posiadają wtórnej struktury (przestrzeni) i nie ulegają denaturacji.

Wszystkie peptydy a zwłaszcza oligopeptydy mają swoją nazwę. Do każdego kolejnego aminokwasu dołączana jest końcówka -ylo lub -ilo, ostatni aminokwas zachowuje swoją pełną nazwę, np.:

cysteinylo-alanylo-serylo-tryptofan

Wśród najważniejszych peptyd naturalnych wyróżniamy:

1. Glutation

2. Oksytocyna

3. Wazopresyna

Glutation może występować w formie zredukowanej i utlenionej. Forma utleniona powstaje w wyniku odwodorowania dwóch cząsteczek formy zredukowanej. Główny mechanizm działania tego peptydu w komórce polega na przechodzeniu z formy zredukowanej w formę utlenioną i odwrotnie. Występuje we wszystkich żywych komórkach i jest odpowiedzialny za utrzymywanie odpowiedniego potencjału redox komórek. Uczestniczy też w wiązaniu jonów metali ciężkich chroniąc organizm przed zatruciem.

Oksytocyna i wazopresyna są oligopeptydami pełniącymi funkcje hormonów tylnego Płata przysadki mózgowej. Są one zbudowane z 9 aminokwasów i są związkami o budowie cyklicznej.

Oksytocyna wywołuje skórcze mięśniówki gładkiej dróg rodnych, pełniące ważną funkcję przy porodzie, powoduje też skórcze mięśniówki gładkiej w wymionach zwierząt (krowa) przy wydalaniu mleka do przewodów wyprowadzających.

Wazopresyna powoduje również skórcze mięśniówki gładkiej naczyń tętniczych co reguluje ciśnienie krwi a działając na komórki kanalików nerkowych wpływa na wtórne wchłanianie wody. Niedobór powoduje nadmierne wydalanie wodnistego moczu.

BIAŁKA- są zbudowane najczęściej zbudowane z ponad 100 aminokwasów charakteryzują się określonymi strukturami przestrzennymi. Podstawowy szkielet cząsteczki białka stanowią powtarzające się w łańcuchu elementy CH, CO i NH tworzą one węgiel α oraz wiązanie peptydowe . Po połączeniu tych elementów w całości i dołączeniu do węgla α odpowiednich rodników powstaje łańcuch polipeptydowy przyjmujący postać zygzakowatej linii.

---