BIOCHEMIE I - SEMINÁŘ Vyučující: Doc. Mgr. Pavel Bouchal, Ph.D. Tel. 54949 3251, 3252 e-mail: bouchal@chemi.muni.cz Ústav biochemie PřF MU Kamenice 5, budova 05, místnost 208, 212 • •Úvod+aminokyseliny •Peptidy •Bílkoviny •Test 1 •Termodynamika enzymových reakcí •Úvod do enzymové kinetiky •Sacharidy a lipidy - struktura •Test 2 •Metabolismus sacharidů •Metabolismus lipidů, citrátový cyklus •Respirační řetězec a fotosyntéza •Test 3 • • •Opravné termíny zápočtu • •PROGRAM SEMINÁŘE •Elektronická skripta Úlohy z biochemie, V. Mikeš •Prezentace • (IS MU: Studijní materiály/Učební materiály/Bouchal) •LITERATURA •Účast ve výuce: povolena 1 neomluvená absence (nemoc – lékařské potvrzení na studijní oddělení => omluva) •Testy (3), min. 50% z celkového počtu bodů => zápočet v řádném termínu •Souhrnný test z učiva celého předmětu => zápočet v 1. (2.) opravném termínu • •PODMÍNKY ZÍSKÁNÍ ZÁPOČTU Zdroje obrázků: Voet D., Voetová J.G.: Biochemie. Victoria Publishing Praha, 1995. Potáček, M.: Organická chemie pro biology. Masarykova univerzita, Brno 1995. Mikeš, V.: Prokaryota •PROKARYOTICKÁ BUŇKA živoč •EUKARYOTICKÁ BUŇKA - ŽIVOČIŠNÁ rostl •EUKARYOTICKÁ BUŇKA - ROSTLINNÁ biol struktury •HIERARCHIE •BIOLOGICKÝCH •STRUKTUR život Oparin složení Ecoli •Gly •Ala •Val •Leu •Ile •Trp •Phe •Tyr •Ser •Thr •Cys •Met •Asp •Glu •Asn •Gln •Lys •Arg •His •Pro •SeCys •C •H • • •C •H •2 •H •3 •C •H •3 •C •PŘEHLED AMINOKYSELIN jednopism AA •JEDNO- A TŘÍPÍSMENNÉ ZKRATY AMINOKYSELIN •I. DISOCIACE KARBOXYLOVÉ SKUPINY A AMINOSKUPINY • • pKa1 pKa2 • • R‑CH‑COOH Û R‑CH‑COO‑ Û R‑CH‑COO‑ • ½ ½ ½ • NH3+ NH3+ NH2 • • • • •II. DISOCIACE BOČNÍHO ŘETĚZCE • pKa3 •1. -R nedisociuje •2. -RH Û -R‑ KYSELÉ AK: protonovaná forma je nenabitá •3. -RH+Û -R BAZICKÉ AK: protonovaná forma je kladně nabitá • •Typ disociace bočního řetězce a jeho náboj při daném pH lze rozlišit pouze na základě znalosti jeho chemické struktury!!! • •DISOCIACE AMINOKYSELIN • AK pKa1 pKa2 pKa3=pKa bočního řetězce •Ala 2.3 9.9 •Gly 2.4 9.8 •Phe 1.8 9.1 •Ser 2.1 9.2 •Val 2.3 9.6 •Asp 2.0 10.0 3.9 ‑COOH •Glu 2.2 9.7 4.3 ‑COOH •His 1.8 9.2 6.0 ‑imidazolium •Cys 1.8 10.8 8.3 ‑SH •Tyr 2.2 9.1 10.9 ‑fenol •Lys 2.2 9.2 10.8 ‑NH3+ •Arg 1.8 9.0 12.5 ‑guanidinium •Asn 2.0 8.8 •Gln 2.2 9.1 •Trp 2.4 9.4 •Leu 2.4 9.6 •Ile 2.3 9.6 •Met 2.3 9.2 •Thr 2.2 9.1 •Pro 2.0 10.6 •DISOCIAČNÍ KONSTANTY AMINOKYSELIN •TITRAČNÍ KŘIVKA GLYCINU titrgly •PŘEHLED •MONOSACHARIDŮ sacharidy přehled disacharidy •VYBRANÉ •DISACHARIDY • aldosy uzav cyklu •UZAVÍRÁNÍ CYKLU: ALDOSY • ketosy uzav cyklu •UZAVÍRÁNÍ CYKLU: KETOSY • •VYBRANÉ •CHEMICKÉ VLASTNOSTI •MONOSACHARIDŮ • monosach chem vl metabolismus souhrn •PŘEHLED AEROBNÍHO •METABOLISMU •3 NAD FAD •24 NAD •25 FAD cAMP •Metabolismus a biosyntéza sacharidů glykolýza souhrn •GLYKOLÝZA – VARIANTY A BILANCE •4 •Metabolismus a biosyntéza sacharidů •hexokinasa •glukosa-6-fosfát •fruktosa-6-fosfát •fruktosa-1,6-bisfosfát •dihydroxyaceton- •fosfát •glyceraldehyd- •fosfát •1,3-bisfosfoglycerát •3-fosfoglycerát •2-fosfoglycerát •pyruvát •fosfoenolpyruvát • •C2H5OH + CO2 •CO2 + H2O + ATP •fosfofruktokinasa •aldolasa •# •glyceraldehydfosfátdehydrogenasa •fosfoglycerátkinasa •fosfoglycerátmutasa •enolasa •pyruvátkinasa • •glukosafosfát •isomerasa •anaerobní glykolýza, •mléčné kvašení •aerobní oxidace • • • •laktát DH •GLYKOLÝZA – PRŮBĚH •anaerobní alkoholové •kvašení •#=triosafosfátisomerasa • • • • • • • • • • • • • •5 •Metabolismus a biosyntéza sacharidů glyko vs glukoneo •GLYKOLÝZA •vs. •GLUKONEOGENEZE •6 •Metabolismus a biosyntéza sacharidů Coriho •CORIHO CYKLUS •7 pentosovy •PENTOSOVÝ •CYKLUS • • • • • •8 •CH3-CO-COO- pyruvát • •CoA + NAD+ •CO2 + NADH •oxidační •dekarboxylace •citrát- •synthasa •akonitasa •isocitrát DH •α-oxoglutarát DH •sukcinyl CoA •synthetasa •sukcinát DH •fumarát DH •malát DH •pyruvát DH • • • • • • • • •KREBSŮV CYKLUS • • •9 •33 •GLYOXYLÁTOVÁ DRÁHA glyoxylat_dr •Metabolismus a biosyntéza lipidů cholesterol •ŽLUČOVÉ KYSELINY A CHOLESTEROL zluc kys •10 •Metabolismus a biosyntéza lipidů betaoxidace •β-OXIDACE MASTNÝCH •KYSELIN •11 •Metabolismus a biosyntéza lipidů biosynt mk •BIOSYNTÉZA MASTNÝCH •KYSELIN •12 •Metabolismus a biosyntéza lipidů betaox vs biosynt mk •ROZDÍLY MEZI β-OXIDACÍ A •BIOSYNTÉZOU MASTNÝCH •KYSELIN •13 •Metabolismus a biosyntéza lipidů fosfolipasy •ŠTĚPĚNÍ FOSFOLIPIDŮ: FOSFOLIPASY •14 •Respirační řetězec mal asp kyv •TRANSPORT ELEKTRONŮ DO MITOCHONDRIÁLNÍ MATRIX •Respirační řetězec resp řet3 Tvorba ATP probíhá za katalýzy ATPasy díky gradientu [H+], vytvořenému komplexy I,IV a CoQ •RESPIRAČNÍ ŘETĚZEC •18 •Respirační řetězec resp řet2 •RESPIRAČNÍ ŘETĚZEC •19 •Respirační řetězec resp řet4 •RESPIRAČNÍ ŘETĚZEC •20 •Respirační řetězec ATPasa • • •H+ •RESPIRAČNÍ ŘETĚZEC – TVORBA ATP • •ADP + Pi ATP •21 •Fotosyntéza fotosynt1 • •FOTOSYNTÉZA: 1. SVĚTELNÁ FÁZE •PS 680 •PS 680* •PS 700 •PS 700* chloroplast • • • • • • • • • •22 •Fotosyntéza Calvinuv •FOTOSYNTÉZA: •2. TEMNOSTNÍ FÁZE= •CALVINŮV CYKLUS •(tvorba glukosy) • • • • • • •(->glukosa…) •23 •46 •BIOCHEMIE II - SEMINÁŘ •Doc. Mgr. Pavel Bouchal, Ph.D. •Ústav biochemie PřF MU •e-mail: bouchal@chemi.muni.cz •Tel. 54949 3251, 3252 •Kamenice 5, budova A5, místnost 208, 212 •Konzultace: po dohodě •47 1.Nukleové kyseliny: Nukleové báze, nukleotidy, primární struktura NK. 2.Replikace, transkripce, translace a proteosyntéza. Úvod do molekulární biologie 3.Test 1 4.Metabolismus a biosyntéza sacharidů: Glykolýza, glukoneogeneze, Coriho cyklus, pentosový cyklus 5.Metabolismus a biosyntéza lipidů: b-oxidace a biosyntéza mastných kyselin, fosfolipasy 6.Citrátový cyklus 7.Respirační řetězec 8.Test 2 9.Fotosyntéza 10.Bioenergetika redoxních reakcí 11.Metabolismus bílkovin a aminokyselin, močovinový cyklus a metabolismus dusíku. Biosyntéza aminokyselin. 12.Test 3 •Opravné termíny zápočtu 1. •PROGRAM SEMINÁŘE •48 –Skripta Seminar 2.rtf Skripta Cvičení z biochemie, V. Mikeš –(IS: Studijní materiály/Učební materiály) –Biochemie II – seminář www.ppt •LITERATURA •Účast ve výuce: max. 1 neomluvená absence (více absencí: jen nemoc – lékařské potvrzení, řeší se individuálně) •Testy (3), min. 50% z celkového počtu bodů => zápočet v řádném termínu •Souhrnný test z učiva celého semestru => zápočet v 1. (2.) opravném termínu • •PODMÍNKY ZÍSKÁNÍ ZÁPOČTU •49 •PRIMÁRNÍ •STRUKTURA •NUKLEOVÝCH •KYSELIN • NK primstr1 NK primstr2 • •G •50 •Provede se štěpení před: •G (DMS/DT) •G+A (H+/DT) •C (hydrazin, 5M NaCl) •C+T (hydrazin) • •Příklad: • 5´ 3´ •32P-TGTAGGAGCT • •Štěpení před G (DMS/DT) vede ke vzniku fragmentů: •32P-TGTAGGAGCT •32P-TGTAGGAGCT •32P-TGTAGGAGCT •32P-TGTAGGAGCT • •K jiným souborům fragmentů povedou štěpení před G+A, před C a před C+T. • • • • • •MAXAM-GILBERTOVA METODA SEKVENOVÁNÍ •NUKLEOVÝCH KYSELIN •51 •MAXAM-GILBERTOVA METODA SEKVENOVÁNÍ •NUKLEOVÝCH KYSELIN • •DETEKCE FRAGMENTŮ SEPAROVANÝCH ELEKTROFORÉZOU •NA FOSFOIMAGERU •(detekce radioaktivity - vizualizovány jsou pouze 32P značené fragmenty) • •G+A G C+T C •________________________________ start •____ • ____ ____ •____ ____ •____ • ____ •____ ____ •____ • ____ • ____ • ____ ____ •____ ____ •____ ____ •____ • ____ •____ •Biochemie nukleových kyselin •52 umax29 • •Biochemie nukleových kyselin •53 umax30 •Biochemie nukleových kyselin •GENETICKÝ KÓD mRNA U PROKARYOT metabolismus souhrn •PŘEHLED AEROBNÍHO •METABOLISMU •3 •Metabolismus bílkovin a aminokyselin met aa1 •METABOLISMUS AMINOKYSELIN •15 •Metabolismus bílkovin a aminokyselin met aa •METABOLISMUS AMINOKYSELIN (II) •16 moccykl •MOČOVINOVÝ CYKLUS • • • • •17