Biokémia Wunderlich Lívius PhD. BME 2016

Alapkövetelmények - Középiskolai kémia: Általános és szerves kémia fontos Szervetlen kémia kevésbé fontos (csak a biológiailag releváns elemek, vegyületek) Kémiai technológia nem kell - Középiskolai biológia: Sejttan, szervtan, élettan, biokémia fontos Rendszertan, genetika kevésbé fontos Szupra-individuális szintek, etológia nem kell

Tematika -Gyorstalpaló kémia -Gyorstalpaló sejtbiológia -Leíró biokémia -Enzimológia -Bioenergetika -Szénhidrát anyagcsere -Lipid anyagcsere -Fehérje anyagcsere -Nukleinsav anyagcsere -Replikáció, transzkripció, transzláció -Táplálkozás, biotranszformáció és ami még belefér…

Vizsgakövetelmény: Az előadáson elhangzott tananyag ??? Aláírás követelmény: , db rövid írásbeli ZH A két legjobb számít Összesített átlag legyen legalább 50% Nincs javítási lehetőség!!!

Ajánlott olvasmányok: Ádám et al.: Orvosi biokémia Csermely et al.: Bioorganikus kémia Mandl József: Biokémia Gergely et al.: Általános és bioszervetlen kémia …vagy bármely biokémia könyv viszonylag új verziója Wunderlich, Szarka: A biokémia alapjai biokemia.bme.hu

Kémia gyorstalpaló

Az atom szerkezete

Avogadro-szám: 6,022x10 23 = 1 mol anyag Töltés, tömeg

Az atomok szerkezete 2 e - atompályánként

Elemek: Azonos protonszámú atomok anyaghalmaza Vegyületek: Különböző protonszámú atomok anyaghalmaza Izotópok: Azonos protonszámú, de különböző neutronszámú atomok

Biogén elemek elktronhéjai

Az urán elektronhéjai

Atompályák

Különböző atompályák alakjai Alhéjak: milyen alakú atompályák vannak benne

Az alhéjak energiája

Elektronhéjak Elemek tulajdonságai: Milyen a legkülső elektronhéj/alhéj elektronszerkezete

Elektron-vonzó képesség és tömeg

Az elemek előfordulási valószínűsége

Atomos állapotban: Csak a nemesgázok Elemi állapotban is csak kevés elem, többi vegyületben A biológiailag fontos elemek ???

1. Ionos kötés: ΔEN > 2 Elsőrendű kötések

2. Fémes kötés

3. Kovalens kötés Elsőrendű kötések

3. Kovalens kötés Kötő és lazító molekulapályák

Elsőrendű kötések 3. Kovalens kötés

σ és π kötések σ kötés π kötés Kettős kovalens kötés az eténben Telítetlen vegyületek: Jóval reakcióképesebbek!

Datív (koordinatív) kötés

Hidrogén-kötés HF H2OH2O NH 3

Dipólus kölcsönhatás

Van der Waals / London féle erők

???

Szerves vegyületek Szénvázas vegyületek, többnyire H-t is tartalmaznak Elmosódó határvonal: Rendűség: Hány kötéssel kapcsolódik más atomhoz, mint a hidrogén Hidrofil illetve hidrofób molekulák/csoportok: Mennyire képesek a vízzel dipólus kölcsönhatásba lépni

Alkánok

Cikloalkánok

Aromás vegyületek Benzol

Heterociklusos aromás vegyületek Piridin Imidazol PirimidinPurin

Szénlánc eredetű csoportok

Szerves molekulák legfontosabb funkciós csoportjai: Acil ÉszterAcetálÉter ???

Izoméria 1. Kapcsolódási izoméria C2H6OC2H6O C3H6OC3H6O

1,2-pentadién 1,3-pentadién1,4-pentadién kumuláltkonjugáltizolált Izoméria 2. Helyzeti izoméria

Izoméria

3. Tautoméria

Geometriai izoméria

Sztereoizoméria Kiralitási centrum: 4 ligand C (N, P, S)

Sztereoizoméria Több kiralitási centrum esetén:

Epimerek Sztereoizoméria

Konformáció

???

Kémiai reakciók - Az atomok/ionok/molekulák reagálni képesek egymással. - A funkciós csoportok jelenléte nagymértékben befolyásolja az adott molekula hajlandóságát egy adott típusú kémiai reakcióra. x·A + y·B n·C + m·D [C] n ·[D] m [A] x ·[B] y K =

szubsztitúció addíció (elimináció) izomerizáció A reakciók típusai Mechanizmusok: - Elektrofil - Nukleofil - Gyökös

Sav-bázis reakciók: protonátmenet Redox reakciók: elektronátmenet Exergonikus reakciók: Maguktól végbemennek (ΔG: -) Endergonkus reakciók: Maguktól nem mennek végbe (ΔG: +)

Sav-bázis elméletek

Savak reakciója vízzel

Bázisok reakciója vízzel

Konjugált sav-bázis párok relatív erőssége

A víz autoprotolízise

Protonkoncentráció és pH

Egyensúlyi „állandó”

A víz disszociációja,a pH fogalma Tömeghatás törvénye

Teljes disszociáció

Gyenge savak pH-ja

Titrációs görbe: Erős savat erős bázissal

Többértékű gyenge sav titrálása

Pufferek: Gyenge sav + erős bázissal képzett sója, vagy Gyenge bázis + erős savval képzett sója

Pufferek pH-jának kiszámolása

A homeosztázist biztosító puffer-rendszerek

A Hisztidin puffer rendszer

A H 2 CO 3 /HCO 3 - puffer rendszer

Redox reakciók ??? Elektronátmenttel, vagy oxidációs szám változással járó reakciók