Wunderlich Lívius PhD. BME livius.wunderlich@eok.sote.hu 2010 Biokémia Wunderlich Lívius PhD. BME livius.wunderlich@eok.sote.hu 2010
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 és ami még belefér… Pl: Biotranszformáció, replikáció, transzkripció, transzláció, hormonok, receptorok, jelátvitel, sejtproliferáció, véralvadás, motorfehérjék, extracelluláris mátrix, stb.
Ajánlott olvasmányok: Vizsgakövetelmény: Az előadáson elhangzott tananyag 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 ???
Kémia gyorstalpaló
Az atomok szerkezete
Az urán elektronhéjai
Elektronhéjak Elemek tulajdonságai: Milyen a legkülső elektronhéj/alhéj elektronszerkezete Alhéjak: milyen alakú atompályák vannak benne
Atompályák
Atompályák
Az alhéjak energiája
A biológiailag fontos elemek Atomos állapotban: Csak a nemesgázok Elemi állapotban is csak kevés elem, többi vegyületben ???
Elsőrendű kötések 1. Ionos kötés: ΔEN > 2
Elsőrendű kötések 2. Fémes kötés
Elsőrendű kötések 3. Kovalens kötés
Elsőrendű kötések 3. Kovalens kötés Kötő és lazító molekulapályák
Elsőrendű kötések 3. Kovalens kötés
σ és π kötések
Datív (koordinatív) kötés
Hidrogén-kötés HF H2O NH3
Dipólus kölcsönhatás
Van der Waals / London féle erők
???
Szerves vegyületek Elmosódó határvonal: Szénvázas vegyületek, többnyire H-t is tartalmaznak Rendűség: Hány kötéssel kapcsolódik más atomhoz, mint a hidrogén Hidrofil illetve hidrofób molekulák/csoportok: Mennyire képesek a vízzel dipólus kölcsönhatásba lépni
Alkánok
Szénlánc eredetű csoportok
Cikloalkánok
Aromás vegyületek
Heterociklusos aromás vegyületek
??? Szerves molekulák legfontosabb funkciós csoportjai: Acil Éter Észter Acetál ???
1. Kapcsolódási izoméria C2H6O C3H6O
Izoméria 2. Helyzeti izoméria 1,2-pentadién 1,3-pentadién kumulált konjugált izolált
Izoméria 2. Helyzeti izoméria
Izoméria 3. Tautoméria
Geometriai izoméria
Geometriai izoméria
Sztereoizoméria Kiralitási centrum: 4 ligand C (N, P, S)
Sztereoizoméria Több kiralitási centrum esetén:
Sztereoizoméria Epimerek
Konformáció
Konformáció ???
Kémiai reakciók x·A + y·B n·C + m·D [C]n·[D]m [A]x·[B]y K = - 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 =
A reakciók típusai izomerizáció Mechanizmusok: - Elektrofil szubsztitúció addíció (elimináció) izomerizáció 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
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 H2CO3/HCO3- puffer rendszer
A H2CO3/HCO3- puffer rendszer
Elektronátmenttel, vagy oxidációs szám változással járó reakciók Redox reakciók Elektronátmenttel, vagy oxidációs szám változással járó reakciók ???