Wykład z

biochemii

1.Wprowadzenie;wybrane

zagadnienia chemii organicznej

Prof.dr hab. inż.Korneliusz Miksch

Silesian University of Technology, Gliwice, Poland

Environmental Biotechnology Department

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Biochemia

Prof. dr hab. inż. Korneliusz Miksch
Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki
Katedra Biotechnologii Środowiskowej
ul. Akademicka 2, p. 712
E-mail: [e-mail]

www.kbs.ise.polsl.pl

Konsultacje: wg aktualnego rozkładu

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Biochemia – zaliczanie przedmiotu

Zaliczenie przedmiotu według

następujących zasad:

• Ocena końcowa (OK) przedmiotu to

średnia ważona oceny z
laboratorium (L) i egzaminu z
całości tematyki wykładów (E)

OK = 1/3 L + 2/3E

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

 

BIOCHEMIA (od bios - gr. życie)-

dyscyplina

naukowa

opisująca

składniki

chemiczne

organizmów

(biochemia statyczna) oraz przemiany
tych

składników

(biochemia

dynamiczna).

Całość procesów życiowych tzn.

ogół

reakcji

chemicznych

w

organizmie

żywym

nazywamy

metabolizmem

(gr.metabole-

przemiana),

a

substancje

uczestniczace w tych reakcjach
nazywamy metabolitami.

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Cechy reakcji biochemicznych

1. Regulowanie ich przebiegu przez
biokatalizatory zwane enzymami,
2. Powiązanie z określonymi strukturami
komórkowymi,
3. Istnienie precyzyjnych mechanizmów
integrujących poszczególne reakcje i
procesy biochemiczne,
4. Wymaganie tzw. fizjologicznych
warunków przebiegu reakcji,
5. Skojarzenie z przemianami
energetycznymi.

Ta ostatnia cecha jest wspólna zarówno
reakcjom biochemicznym, jak również
chemicznym.

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

 

BIOCHEMIA -Program

przedmiotu

• 1.Wprowadzenie-wybrane zagadnienia chemii

organicznej,

• 2.Aminokwasy i białka,
• 3.Kataliza enzymatyczna,
• 4.Kinetyka reakcji enzymatycznych,
• 5. Związki wysokoenergetyczne,
• 6. Łańcuch oddechowy,
• 7. Metabolizm tłuszczów,
• 8. Mechanizmy adaptacyjne drobnoustrojów,
• 9. Pomiary aktywności drobnoustrojów,
• 11. Horyzontalny transfer genów,
• 13. Metabolizm węglowodanów,
• 14. Cykl kwasów trójkarboksylowych (cykl Krebsa),

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

 

BIOCHEMIA - Literatura

• Kunicki-Goldfinger W.J.H.: Życie bakterii, PWN Warszawa 2006
• Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L.: Biochemia, PWN Warszawa

2005

• Alberts B., Bray D., Hopkin K., Johnson A., Lewis J., Raff M.,

Roberts K., Walter P.: Podstawy biologii komórki, PWN
Warszawa 2005

• Hames B.D., Hooper N.M.: Biochemia - krótkie wykłady, PWN

Warszawa 2006

• Alexander M. „Biodegradation and bioremediation”, Academic

Press, San Diego-London-Boston-New York-Sydney-Tokyo-
Toronto 1999

• Baj J., Markiewicz Z.: Biologia molekularna bakterii, PWN

Warszawa 2006

• Turner P.C., McLenan A.G., Bates A.D., White M.R.H.: Biologia

molekularna, PWN Warszawa 2004

• Mathews Ch.K., van Holde K.F. "Biochemistry",

Benjamin/Cummings Publ. Comp. San Juan 1990; 

• Alberts i in. "Molecular biology of the cell", Garland Publ, New

York-London 1983

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

1.      Wybrane zagadnienia chemii organicznej

1.1. Istota wiązań chemicznych (wiązanie

jonowe)

 

                                                                        

                                                

Rys.1 Atom sodu (Na) oddaje elektron i staje się kationem Na

+

.

                                                                      

                                                    

Rys.2 Atom chloru (Cl) przyjmuje

elektron i staje sie anionem

(Cl

-

).

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

1.      Wybrane zagadnienia chemii organicznej

1.1. Istota wiązań chemicznych

(wiązanie jonowe)

 

                                                                       

                                                                

Rys.3 Siły elektrostatycznego przyciągania

utrzymują w trwałości cząsteczkę.

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

1.      Wybrane zagadnienia chemii organicznej

1.1. Istota wiązań chemicznych (wiązanie

atomowe, kowalencyjne)

 

                                                                           

                                                    

Mechanizm powstawania wiązania kowalencyjnego w

cząsteczce wodoru

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Ważne w biochemii reakcje

Acylacja, acylowanie, reakcja przyłączenia
grupy acylowej do różnych cząsteczek przez
podstawienie

atomu

wodoru

w

grupie

wodorotlenowej –OH lub aminowej –NH

2

resztą

kwasu organicznego.
Acetylowanie, szczególny przypadek acylacji,
reakcja przyłączenia grupy acetylowej do
różnych cząsteczek, np. podstawienie atomu
wodoru w grupie wodorotlenowej –OH,
aminowej –NH

2

, sulfhydrylowej –SH przez

acetyl.
Acyl, rodnik acylowy, rodnik kwasowy,
powstaje po odłączeniu grupy –OH z cząsteczki
kwasu karboksylowego, np. rodnik formylowy
(formyl) HCO-, acetylowy (acetyl) CH

3

CO-.

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Ważne w biochemii reakcje

Fosforylacja, reakcja przyłączenia reszty kwasu
fosforowego do związku chemicznego.
Utlenianie,

oksydacja,

proces

chemiczny

polegający na utracie jednego lub kilku elektronów
przez związek lub pierwiastek utleniany; utlenianie
substancji następuje pod wpływem utleniacza –
substancji zdolnej do redukcji, czyli przyjęcia
elektronów.
Utlenianie

biologiczne,

procesy

utleniania

zachodzącego w komórkach organizmów żywych,
katalizowane przez enzymy oksydoredukcyjne ,
przejmujące elektrony z utle-nianych substratów
organicznych.
Dehydrogenacja

(odwodorowanie)

reakcja

odłączenia atomów wodoru od cząsteczki związku
chemicznego,

zazwyczaj

odłączane

są

równocześnie dwa atomy wodoru; z chemicznego
punktu widzenie odwodorowanie jest utlenianiem,
ponieważ odłączane są elektrony

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

1.      Wybrane zagadnienia chemii organicznej

1.1. Istota wiązań chemicznych (grupy

funkcyjne)

Grupy funkcyjne - atom lub kombinacja połączeń
atomów, które w istotny sposób określają rodzaj
reakcji chemicznych, jakim ulegają dane związki
organiczne (np. -COOH).

•Grupa hydroksylowa (wodorotlenowa) -OH

•Grupa karboksylowa -COOH

•Grupa aldehydowa -CHO

•Grupa ketonowa =CO
•Grupa aminowa - NH

2

•Grupa nitrowa -NO

2

•Grupa sulfonowa -SO

3

H

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

1.      Wybrane zagadnienia chemii organicznej

1.2. Izomeria optyczna

Izomeria optyczna wiąże się ze
zdolnością

skręcania

płaszczyzny

światła spolaryzowanego. Substancje
takie nazywa się optycznie czynnymi;
skręcające

płaszczyznę

światła

spolaryzowanego w prawo - nazywa
się

prawoskrętnymi

/+/,

a

skręcające

w

lewo

-lewoskrętnymi /-/.
 

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

1.      Wybrane zagadnienia chemii organicznej

1.2. Izomeria optyczna

Izomery bedące wzajemnymi odbiciami lustrzanymi
noszą nazwę enancjomerów. Równocząsteczkowa
mieszanina enacjomerów nie wykazuje optycznej
czynności i nosi nazwę mieszaniny recemicznej