Biochemie - úvod do vědní disciplíny
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOCX.
Biochemie se zabývá chemickými reakcemi, které probíhají v živých organismech (dynamická biochemie) a také strukturou a funkcí látek, které jsou základními stavebními kameny pro živé organismy – sacharidy, lipidy, proteiny, nukleové kyseliny… (popisná biochemie)
Živá hmota/organismy se skládají z tzv. biogenních prvků. Ty se dělí na makrobiogenní, oligobiogenní, mikrobiogenní a stopové
makrobiogenní – O, C, H, N (95 %), S (aminokyseliny), P, Na, K, Ca, Mg, Cl, Fe
oligobiogenní – katalytická funkce (součástí enzymů)
mikrobiogenní – (<0,1 %), Cu (proteiny, enzymy, hemocyanin), I, Mo (asimilace vzdušného kyslíku nitrogenními bakteriemi), Mn (enzymy), Zn (enzymy), Co (krvetvorba B12)
stopové – (<0,001 %), např. Al, Ag, As, B, Br, Cd, Cr, F, Li, Ni, Se, Si, Ti, V
Soubor všech enzymově katalyzovaných reakcí probíhajících v živých organismech se nazývá metabolismus. Je to látková přeměna za účelem získání složitějších látek nebo energie
Anabolismus – syntéza složitějších látek z jednodušších za spotřeby energie (fotosyntéza)
Katabolismus – složitější látky se oxidují a jednodušší za vzniku energie (Krebsův cyklus)
Primární metabolismus – potřeba k tomu, aby organismus přežil (růst, energie, rozmnožování)
Sekundární metabolismus – není nezbytně nutný, ale je pro organismus výhodný (odlákání predátorů, lákání partnerů)
Energetický metabolismus biochemických reakcí podléhá zákonům termodynamiky. Energie nemůže být v průběhu metabolických dějů ztracena nebo zničena, může být pouze přeměněna na jinou formou. Samovolnost dějů nám vyjadřuje tzv. volná energie/Gibbsova energie.
ΔG < 0 – reakce exergonická (obsah volné energie výchozích látek je vyšší než obsah volné energie produktů)
samovolné reakce
E se uvolňuje, katabolické reakce
ΔG > 0 – reakce endergonická (nutné energii dodat, protože vznikající produkty mají vyšší obsah volné energie než výchozí látky)
nesamovolné reakce, musejí být spřaženy s jinou reakcí, při které se energie uvolňuje
E je potřeba dodat, anabolické reakce
Makroergní sloučeniny obsahují velké množství energie, která je v nich vázána prostřednictvím makroergních vazeb. Ta při přerušení toto velké množství E uvolní. Tyto sloučeniny jsou schopny zachytit uvolněnou E z exergonických dějů a makroergními vazbami ji zabudovat do své struktury.
ATP
Jiné nukleosidtrifosfáty (UTP, GTP) – používají se pro specifické reakce
Fosfoenolpyruvát (PEP)
energeticky největší potenciál ΔG (až −61,9 kJ/mol). Proto je také reakce přeměny PEP na pyruvát nevratnou reakcí glykolýzy.
1,3-bisfosfoglycerát – v glykolýze
Thioestery – acylkoenzym A – nejdůležitější je acetylkoenzym A (zbytek od kyseliny octové)
Tvorba ATP
Tzv. fosforylace
Typy fosforylace:
Substrátová – např. v glykolýze, fosfát se naváže na glyceraldehyd-3-fosfát z kyseliny fosforečné, tento proces musí doprovázet redukce NAD+ na NADH+H+, fosfát se v dalších krocích uvolní a naváže na ADP za vzniku ATP
Oxidační – v dýchacím řetězci
Fotofosforylace – při fotosyntéze