Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

BIOKÉMIAI ALAPOK BIOKÉMIAI ALAPOK. ALAPVETŐ FOLYAMATOK : 1. A kémiai energia felszabadítása a tápanyag molekulák oxidációjával. 2. A kémiai energia felhasználása.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "BIOKÉMIAI ALAPOK BIOKÉMIAI ALAPOK. ALAPVETŐ FOLYAMATOK : 1. A kémiai energia felszabadítása a tápanyag molekulák oxidációjával. 2. A kémiai energia felhasználása."— Előadás másolata:

1 BIOKÉMIAI ALAPOK BIOKÉMIAI ALAPOK

2 ALAPVETŐ FOLYAMATOK : 1. A kémiai energia felszabadítása a tápanyag molekulák oxidációjával. 2. A kémiai energia felhasználása

3 A kémiai energia felhasználása  A környezetből felvett anyagok átalakítása egyszerű építőelemekké. (pl.: glicerin, glükóz, egyes aminosavak)  Az építőelemekből makromolekulák felépítése. ( poliszacharidok, fehérjék, zsírok,)  A szervezet működéséhez szükséges egyéb speciális molekulák szintézise és lebontása. (enzimek, hormonok)  A végtermékek átalakulása ürítésre alkalmas vegyületekké. ( pl.:karbamid)

4  Transzportfolyamatok a sejten belül, illetve a sejtmembránon át a sejt és a környezete között  Mechanikai munkavégzés: sejtmozgás, izommunka

5 Anyagcsere: Mindazon folyamatok összessége, mely során az élő szervezet kémiai energiát termel, tárol és fogyaszt. szintézis = anabolizmus szintézis = anabolizmusAnyagcsere lebontás = katabolizmus lebontás = katabolizmus Metabolizmus = anabolizmus + katabolizmus

6 FEHÉRJÉKPOLISZACHARIDOKLIPIDEK AMINOSAVAKMONOSZACHARIDOK GLICERIN+ZSÍRSAVAK PIROSZŐLŐSAV ACETIL-CoA Citrát kör H2OH2O NH 3 CO 2 I. szakasz II. szakasz III. szakasz

7 fény CO 2 + H 2 O AUTOTRÓFHETEROTRÓF glükóz + oxigén

8 BIOLÓGIAI FOLYAMATOK TERMODINAMIKAI ALAPJAI

9  A folyamatok irányát a termodinamika II. főtétele határozza meg.  Azok a folyamatok mennek önként végbe, melyek során az entrópia nő. U =  Q +  W U = Q +W h – p  V mivel a rendszer végzi, állandó légköri nyomáson pV + U = Q + W h  H =  Q + W h  H =  Q + W h  Q  Q  S =entrópia T T

10  S * T = Q  S * T = Q  H = S T + W h  H - T S = W h Szabadentalpia-változás  U =  Q +  W  U = T S +  W  U = T S +  W  U – T S = W  U – T S = Wszabadenergia F =  W  G = W h

11 Valamely rendszer belső-energiája változásának (U) munkavégzésre alkalmas része a szabadenergia-változás(F). F = U – T S S-entrópia változás F = U – T S S-entrópia változás T – abszolút hőmérséklet T – abszolút hőmérséklet biológiai rendszereknél V= p=0 (állandó) H= U H= U G= H-T S ill.  G=  U -T  S G= H-T S ill.  G=  U -T  S ezért: G = F A szabadentalpia-változással (G) jellemezzük valamely egyensúly felé irányuló rendszer összes energiájának (U) munkavégzésre alkalmas részét.

12 Egyensúlyra vezető reverzibilis reakció esetén: aA + bB  cC + dD [C] c [D] d [C] c [D] d G = G° + RT ln G = G° + RT ln [A] a [B] b [A] a [B] b G° - standard szabadentalpia változás G° - standard szabadentalpia változás R- egyetemes gázállandó (8,314 J/K mol) A [ ] – megfelelő anyag koncentrációja, mol/ dm 3 [C] c [D] d [C] c [D] d K egy = G = G° + RT ln K egy [A] a [B] b [A] a [B] bEgyensúlyban: G = 0 G° = - RT ln K egy G° = - RT ln K egy

13 A biokémiai reakciók jelentős részeredoxi- reakció, melyre felírható: (elektronszám változással járó folyamat) G o = - n F E o G o = - n F E o n – elektronszám F- Faraday szám (96500 C) E o – redoxpotenciál változás redoxirendszer: piroszőlősav  tejsav COOHCOOH C O H C OH CH 3 CH 3 ( ox.alak; keton)( red.alak; szekunder alkohol )

14 Összefüggés az egyensúlyi állandó és a standard szabadentalpia változás között K egy 0 K egy = 1  G° = 0 K egy > 1  G° 1  G° < 0

15 G° előjele nem határozza meg a reakció végbemenetelét, arra a G előjeléből lehet következtetni. Ha G < 0EXERGONIKUS folyamat (önként végbemenő) G = 0EGYENSÚLYI folyamat G = 0EGYENSÚLYI folyamat (nincs változás) G > 0 ENDERGONIKUS folyamat G > 0 ENDERGONIKUS folyamat (csak energiafelvétellel megy végbe)

16 Biokémiai reakciók végbemenetelének lehetőségei  Az élő rendszer folyamatos munkát végez  egyensúlyt akar létrehozni a biológiai rendszerek nyílt rendszerek folyamatos anyag- és energia cserét folytatnak környezetükkel, miközben fenntartják az egyensúlyi állapotot STACIONER ÁLLAPOT („steady state”)

17 1) Folyamatos kémiai reakciók ugyanannyi A típusú molekula keletkezik, mint amennyi elreagált st. körülmény, megfelelő enzim és katalizátor jelenlétében, híg vizes oldatban Gl-1-P : Gl-6-P koncentrácóaránya : 1:19 ha Gl-6-P –ból Fr-6-P keletkezik, az arány marad, mert az elreagált helyett új képződik glikogénből elreagált helyett új képződik glikogénből Glükóz-1-foszfát O-P Glükóz-6-PFruktóz-6-foszfát

18 2) Koncentráció általi szabályozás Kezdet: [DHAP] 0 = mol/dm 3 Egyensúlyban : [DHAP] egy = 4,5 · mol/dm 3 [G-3-P] egy = 9,5 · mol/dm 3 [G-3-P] egy = 9,5 · mol/dm 3 4,5 · K== 4,7 · ,5 · ,5 · C°-on  G ° = +7,58 kJ/mol (endergonikus) izomeráz dihidroxi-aceton- foszfát glicerinaldehid- 3-foszfát

19 De: [DHAP] 0 = 6 · mol/dm 3 [G-3-P] 0 = 5 · mol/dm 3 6 · · G = 7,58 kJ/mol + 8,314 kJ/mol · 298 K · ln 5 · G = - 9,08 kJ/mol

20 3) Kapcsolt reakciók A) egyik reakció pozitív G ° értékét egy vele összefüggő reakció nagyobb negatív G ° értéke fedezi ΔG°’ = + 3,75 kJ/mol ΔG°’ = - 15,4 kJ/mol ΔG°’ = - 11,65 kJ/mol ΔG°’ = - 11,65 kJ/mol almasav  fumársav átalakulás kedvezőtlen, de ammóniumion jelenlétében aszparaginsav jön létre és a felszabaduló energia elegendő az előbbi folyamathoz COOH CH 2 HO C H COOH HOOC CH COOH CH 2 H 2 N C H COOH almasav fumársav aszparaginsav fumaráz aszpartáz NH 4 +

21 B) fruktóz-6-P  fruktóz-1,6-diP átalakulás ΔG°’ = + 16,2 kJ/mol ΔG°’ = + 16,2 kJ/mol ATP + H 2 O  ADP + HPO 4 2- ΔG°’ = - 30,5 kJ/mol  a két reakció időben és térben elkülöníthető fruktóz-6-P + ATP  fruktóz-1,6-diP + ADP ΔG°’ = - 14,3 kJ/mol fruktóz-6-P fruktóz-1,6-difoszfát + HPO 4 2- H2OH2O


Letölteni ppt "BIOKÉMIAI ALAPOK BIOKÉMIAI ALAPOK. ALAPVETŐ FOLYAMATOK : 1. A kémiai energia felszabadítása a tápanyag molekulák oxidációjával. 2. A kémiai energia felhasználása."

Hasonló előadás


Google Hirdetések