Evolutia organismelor

Studiul metabolismului

Modificari biologice

Modificarea starii

de sanatate

Tehnicile moderne

Vizeaza

Elemente esențiale vietii

H, O, N, C – 99% (masa celulara)

Elementele (urme)– esentiale functii proteine (enzime)

Lehninger’s Principles of Biochemistry-D.L.Nelson, C. Lehninger

–W.H.Freeman-2004

Hemoglobina - 0,3% Fe

Biochimia Chimia vietii

?

sinteza

degradare

mecanisme

Structura

ch, 3D

interactiune

energetica

Informatia

genetica

Biochimia

Structura moleculelor

Functia moleculelor

Interactiunea dintre

molecule

Structuri ordonate

Nivele de organizare dintr-un organism

Pratt-Essential Biochemistry-2014

Biochimia

Organismele – trăsături comune (biochimice)

Jacques Monod (1954) – ”Ceea ce este valabil pentru bacterii trebuie

să fie valabil și pentru un elefant”

Relatia biochimie-medicina

M. Laberge-Biochemistry-Chelsea House, NY, 2008

Filozofia antica

Cele patru elemente si proprietati

propuse de Aristotel

https://www.learner.org/courses/chemistry/visuals/visual

s.html?dis=U&num=Ym5WdElUQS9NaW89

Biochimie

Aminoacizi

Zaharuri

Lipide

Nucleotide

Energia

Tipuri de energie

cinetica termica

https://www.blendspace.com/

Metaboliții centrali

Căi catabolice și anabolice

https://www.nature.com/scitable/

citozol (f. apoasă a celulei) 100-200 molecule

(M = 100-500 u.a)

metaboliți centrali

MoleculeAminoacizii

Nucleotidele

zaharurile (der. fosforilați)

Acizi carboxilici

Yu., L. Et al., 2017, Oncotarget 8(70)

DOI:10.18632/oncotarget.22404

Principiul I al termodinamicii

Trasformarea

energiei potentialeFotosinteza

Legaturile chimice

Covalente Orientare precisa

NH3

C2H4

Legătura

covalentă

Energia

(Kcal/Mol)

Legătura

covalentă

Energia

(Kcal/Mol)

C≡C 213 C−O 86

C=O 174 C−C 83

C=C 146 C−Cl 81

C−F 103 S−H 81

O−H 111 C−N 73

C−H 99 C−S 62

N−H 93 O−O 35

Energia oxidativă

Grupari functionale

Grupari functionale

https://www.visionlearning.com/en/

library/Biology/2/Lipids/207

slideplayer.com

Grupari functionale

http://www.differencebetween.net/

science/health/

Dipol momentul

Electronegativitatea

Distributia electronica in legatura peptidica

http://plantcellbiology.masters.grkraj.org

Legaturile de hidrogen

Legaturi necovalente stabilizeaza biomoleculele

Legaturile de hidrogen

H2O(l)

proteina

Lehninger’s Principles of Biochemistry

W.H.Freeman-2004

Legaturile de hidrogen

Głowacki, E. et al., J. Mat. Chem., 1 (31), 3719, 2013.

Legaturi ionice Interactiuni van der Waals

raza

covalenta

raza

van der Waals

Legaturi necovalente

http://www.u-helmich.de/

Interactiuni hidrofobe

www.nature.com

Interactii hidrofobe

Legaturi necovalente

Magnitudinea interactiunilor

https://www.brainkart.com/article/

worldofbiochemistry.blogspot.com

Interacțiuni care apar in proteine

https://www.fastbleep.com/biology-notes/

Interacțiuni care apar in proteine

Aminoacizi hidrofobi (negru) implicati

in procesul de impachetarea proteinelor

K. Ahern, I. Rajagopolan & T. Tan

Biochemistry Free For All, version 1.0 (pdf), 2016

Complementaritatea biomoleculelor

Proteina A Proteina B

Complex stabil

Proteina A Proteina B

Complex instabil

Specificitatea interactiunilor

Acta Crystallogr D Biol Crystallogr.

2011 Sep 1; 67(Pt 9): 813–821.

Resturi implicate in legaturi de

hidrogen (verde)

gr. ureido (biotina)-resturi avidina

KD = 10-15 M

Complementaritatea biomoleculelor

Specificitatea interactiunilor

J.D. Fernstrom et al. , Mechanism of sweetness, The

Journal of nutrition, May, 2012,1S-8S.

http://slideplayer.com/slide/6856383/

KD = 210 x 10-6 M

REBA-receptor

Complementaritatea biomoleculelor

Specificitatea interactiunilor

Ionizarea gruparilor/pH-ul

pH-ul in sistemele biologiceu

https://www.phreshproducts.com/learn/charts/

http://altered-states.net/barry/update178/

Dezechilibrele de pH:

•dereglări hormonale

•deficiențe ale sistemului imunitar

•probleme structurale (oase)

•digestie/eliminare incetinită

•supraproducție microorganisme

•apariția tumorilor.

pH-ul în sistemele biologice

pH-ul in diferite compartimente subcelulare

Joseph R. Casey, Sergio Grinstein & John Orlowski

Nature Reviews Molecular Cell Biology 11, 50-61(2010)

pH-ul in sistemele biologice

pH-ul sangeluiEsential of Medical Biochemistry

with clinical casesN.V.Bhagavan, Chu-Eun Ha

pH < 6,8 formarea H2CO3

pH > 7,8 disocierea H2CO3

deces

Sistemele tampon sanguine:

– Bicarbonat • Plasmatic

• Eritrocitar

– Non-bicarbonat • Hemoglobina şi

oxihemoglobina

• proteinele plasmatice

• fosfatul organic şi

• fosfatul anorganic

pH-ul în sistemele biologice

Esential of Medical Biochemistry

with clinical casesN.V.Bhagavan, Chu-Eun Ha

Echilibru chimic

ADN

ARN

Acizi nucleici

pKa

Directia unei reactiii

Energia libera

Essential Cell Biology (2004 Garland Science)

Ener. rezultata

Sinteza macromolecule

metaboliti

Deplasarea celulei

Transportul moleculelor

Energie electrica

Procese celulare → redox

http://www.tutorvista.com/

Energia de activare si viteza de reactie

Reducerea Ea Cresterea ratei de reactie

http://ib.bioninja.com.au/