COMPUSI CU IMPORTANTA COMPUSI CU IMPORTANTA BIOLOGICABIOLOGICA

CUPRINSCUPRINS

1.1. AMINOACIZIIAMINOACIZII

2.2. PROTEINEPROTEINE

3.3. MONOZAHARIDEMONOZAHARIDE

4.4. ACIZII NUCELICIACIZII NUCELICI

1. AMINOACIZII1. AMINOACIZII

Ce Sunt Amino-Acizii?Ce Sunt Amino-Acizii?

• Amino-acizii sunt combinatii organice care Amino-acizii sunt combinatii organice care contin in molecula una sau mai multe grupe contin in molecula una sau mai multe grupe amino si una sau mai multe grupe carboxil. amino si una sau mai multe grupe carboxil. Dupa structura, amino-acizii se impart in Dupa structura, amino-acizii se impart in doua mari categorii: doua mari categorii:

1.1. AlifaticiAlifatici: unde grupele functionale sunt legate de o catena : unde grupele functionale sunt legate de o catena alifatica, chiar daca in molecula exista un nucleu aromatic.alifatica, chiar daca in molecula exista un nucleu aromatic.

2.2. AromaticiAromatici: unde grupele functionale sunt legate de un ciclu : unde grupele functionale sunt legate de un ciclu aromatic.aromatic.

Clasificarea Amino-AcizilorClasificarea Amino-Acizilor

• Dupa asezarea relativa a grupelor functionale se deosebesc Dupa asezarea relativa a grupelor functionale se deosebesc αα-amino-acizi, -amino-acizi, ββ-amino-acizi, -amino-acizi, γγ-amino-acizi, etc. Dintre -amino-acizi, etc. Dintre amino-acizii alifatici, cei mai importanti sunt amino-acizii alifatici, cei mai importanti sunt αα-amino-acizi, -amino-acizi, adica acei amino-acizi care contin grupele functionale legate adica acei amino-acizi care contin grupele functionale legate de acelasi atom de carbon. Se deosebesc mai multe categorii de acelasi atom de carbon. Se deosebesc mai multe categorii mari de mari de αα-amino-acizi alifatici:-amino-acizi alifatici:

1.1. MonocarboxiliciMonocarboxilici2.2. dicarboxilici dicarboxilici

3.3. hidroxi-amino-acizihidroxi-amino-acizi4.4. tioamino-acizitioamino-acizi5.5. diamino-acizidiamino-acizi6.6. amino-acizi heterocicliciamino-acizi heterociclici

Amino-acizi monocarboxiliciAmino-acizi monocarboxilici

LeucinaLeucina

• Denumire:LeucinaDenumire:Leucina• acidul α-acidul α-

aminoizocapronic aminoizocapronic • Prescurtare:LeuPrescurtare:Leu• Modele chimice:Modele chimice:

Structura Structura

IzoleucinaIzoleucina

• Denumire:acidul Denumire:acidul

• α-amino-β-α-amino-β-metilvalerianic metilvalerianic

• Prescurtare:IleuPrescurtare:Ileu

• Structura:Structura:

Fenil-Fenil-alaninaalanina

• Denumire:Denumire:

• acidul α-amino-β-acidul α-amino-β-fenil-propionic fenil-propionic

• Prescurtare:FePrescurtare:Fe

• Structura:Structura:

StructuraStructura

Glicocolul(glicina)Glicocolul(glicina)

• Denumire:acidul Denumire:acidul aminoaceticaminoacetic

• Prescurtare:Gli Prescurtare:Gli

• Structura:Structura:

αα - - Alanina Alanina

• Denumire:acidul α-Denumire:acidul α-aminopropionic aminopropionic

• Prescurtare:Ala Prescurtare:Ala

• Structura:Structura:

StructuraStructura

ValinaValina

• Denumire:acidul α-Denumire:acidul α-aminoizovalerianic aminoizovalerianic

• Prescurtare:Val Prescurtare:Val

• Structura:Structura:

Amino-acizi Amino-acizi dicarboxilicidicarboxilici

Acidul Acidul asparagicasparagic

• Denumire:acidul Denumire:acidul aminosuccinicaminosuccinic

• Prescurtare:Asp Prescurtare:Asp

• Structura: Structura:

StructurStructuraa

Acidul Acidul glutamicglutamic

• Denumire:acidul α-Denumire:acidul α-aminoglutaric aminoglutaric

• Prescurtare:Glu Prescurtare:Glu

• Structura:Structura:

StructurStructuraa

Hidroxi-amino-aciziHidroxi-amino-acizi

TreoninTreoninaa

• Denumirea:acidul Denumirea:acidul α-amino-β-α-amino-β-hidroxibutiric hidroxibutiric

• Prescurtarea:TrPrescurtarea:Tr

• Structura:Structura:

StructuraStructura::

TirosinaTirosina

• Denumire:acidul α-Denumire:acidul α-amino-β-amino-β-hidroxifenil-hidroxifenil-propionic propionic

• Prescurtare:Ti Prescurtare:Ti

• Structura:Structura:

StructurStructuraa

SerinaSerina

• Denumire:acidul α-Denumire:acidul α-amino-β-amino-β-hidroxipropionic hidroxipropionic

• Prescurtare:Ser Prescurtare:Ser

• Structura:Structura:

Tio-amino-Tio-amino-aciziacizi

CistinaCistina

• Denumire:Denumire:acidul acidul di[di[αα-amino--amino-ββ--tiopropionictiopropionic

• Prescurtare:Prescurtare:Ci—S Ci—S

• Structura: Structura:

StructuraStructura

MetioninaMetionina

• Structura:Structura:

• Denumire:acidul α-Denumire:acidul α-amino-γ-amino-γ-metiltiobutiric metiltiobutiric

• Prescurtare:MetPrescurtare:Met

StructurStructuraa

CisteinaCisteina

• Denumire:Denumire:acidul acidul αα--amino-amino-ββ--tiopropionictiopropionic

• Prescurtare:CisPrescurtare:Cis

• Structura:Structura:

StructurStructuraa

Diamino-Diamino-aciziacizi

OrnitinOrnitinaa

• Denumire:acidul α, Denumire:acidul α, δ-diaminovalerianic δ-diaminovalerianic

• Prescurtare:OrPrescurtare:Or

• Structura:Structura:

LisinLisinaa

• Denumirea:LisinaDenumirea:Lisina

• Prescurtare:LysPrescurtare:Lys

• Structura:Structura:

SructurSructuraa

Amino-acizi Amino-acizi heterocicliciheterociclici

ProlinProlinaa

• Denumirea:Denumirea:acidul acidul pirolidin-pirolidin-αα--carboxiliccarboxilic

• Prescurtare:Pro Prescurtare:Pro

• Structura:Structura:

StructurStructuraa

HidroxiproliHidroxiprolinana

• Denumire:acidul β-Denumire:acidul β-hidroxipirolidin-α-hidroxipirolidin-α-carboxilic carboxilic

• Prescurtare:Hipro Prescurtare:Hipro

HistidinHistidinaa

• Denumire:acidul α-Denumire:acidul α-amino-β-imidazolil-amino-β-imidazolil-(4)-propionic (4)-propionic

• Denumire:imidazoliDenumire:imidazolil-(4)-alanina l-(4)-alanina

• Prescurtare:HisPrescurtare:His

• Structura:Structura:

StructurStructuraa

TriptofanuTriptofanull

• Denumire:acidul α-Denumire:acidul α-amino-β-indolil-(3)-amino-β-indolil-(3)-propionic propionic

• Denumire:indolil-Denumire:indolil-(3)-alanina (3)-alanina

• Prescurtare:TriPrescurtare:Tri

• Structura:Structura:

StructurStructuraa

2.2.

Definitie:Definitie:

•Compusi macromoleculari poliamidici Compusi macromoleculari poliamidici rezultati din policondensarea α rezultati din policondensarea α aminoacizilor ( n ≥ 50 ,..., 10000 ) , aminoacizilor ( n ≥ 50 ,..., 10000 ) , contin in molecula grupe peptidice contin in molecula grupe peptidice - (- CO- NH - ) - (- CO- NH - )nn ––

•51-56% C ; 20-23% O ;15,5-18,5 % N ;6,7-51-56% C ; 20-23% O ;15,5-18,5 % N ;6,7-7,5 % H ; 0,5-2 % S ; 0,1-1 % P 7,5 % H ; 0,5-2 % S ; 0,1-1 % P

•Necesar zilnic 70-80 grame ( 40-45 g Necesar zilnic 70-80 grame ( 40-45 g proteina animala )proteina animala )

ClasificareClasificare– 1.INSOLUBILE1.INSOLUBILE (( SCLEROPROTEINESCLEROPROTEINE ) ) --- ---

FIBROASEFIBROASE

--de structura,de structura,

- rezistente la tractiune - rezistente la tractiune

- - KERATINA (par ,copite )KERATINA (par ,copite )

- COLAGEN (piele ; hidrolizabil - COLAGEN (piele ; hidrolizabil enzimatic)enzimatic)

- FIBRINA ( matase)- FIBRINA ( matase)

- ELASTINA ( piele, tendoane,cartilagii)- ELASTINA ( piele, tendoane,cartilagii)

2.Proteine2.Proteine

•. . GREU SOLUBILEGREU SOLUBILE – in apa ,– in apa ,

•dar solubile in solutii alkaline dar solubile in solutii alkaline

• concentrate(NaOH…)concentrate(NaOH…)

•FIBRINOGENUL (coagularea FIBRINOGENUL (coagularea sangelui)sangelui)

•MIOZINA(muschi)MIOZINA(muschi)

•ACTINA (muschi)ACTINA (muschi)

3.Proteine3.Proteine

• SOLUBILE SOLUBILE •3.1 3.1 GLOBULAREGLOBULARE - ALBUMINA - ALBUMINA

(albus,lapte )(albus,lapte )

• - HEMOGLOBINA ( sange)- HEMOGLOBINA ( sange)

• - GLUTEINA (cereale )- GLUTEINA (cereale )

• - GLOBULINELE ( plasma - GLOBULINELE ( plasma sangvina )sangvina )

3.23.2 Proteidele Proteidele• HETEROPROTEINEHETEROPROTEINE •--au o grupa proteica macromoleculara si una neproteica sau au o grupa proteica macromoleculara si una neproteica sau

prosteticaprostetica• FOSFOPROTEIDE ( acid fosforic legat esteric-CASEINA din lapte) FOSFOPROTEIDE ( acid fosforic legat esteric-CASEINA din lapte) • LIPOPROTEIDE (gliceride )LIPOPROTEIDE (gliceride )• GLICOPROTEIDE ( rest zaharic )GLICOPROTEIDE ( rest zaharic )• METALOPROTEIDE --HEMOCIANINELE(Cu)METALOPROTEIDE --HEMOCIANINELE(Cu)• --pigmenti respiratori (Cu)--pigmenti respiratori (Cu)• NUCLEOPROTEIDE – acid nucleic –acid fosforicNUCLEOPROTEIDE – acid nucleic –acid fosforic• --monozaharida --monozaharida • --combinatie heterociclica cu azot--combinatie heterociclica cu azot• … …au rol fundamental in: - alcatuireaau rol fundamental in: - alcatuirea• -dezvoltarea-dezvoltarea• -diviziunea …CELULEI VII -diviziunea …CELULEI VII • animale si vegetaleanimale si vegetale

STRUCTURA PROTEINELORSTRUCTURA PROTEINELOR•este complexa iar explicarea ei se face cu ajutorul este complexa iar explicarea ei se face cu ajutorul

NOTIUNILORNOTIUNILOR de: de:

• I. Structura I. Structura PRIMARA PRIMARA care presupune:care presupune:

• -identificarea aminoacizilor-identificarea aminoacizilor

• -numarul aminoacizilor-numarul aminoacizilor

• -succesiunea(secventa)aminoacizilor-succesiunea(secventa)aminoacizilor

Determinarea structurii primare se face prin:Determinarea structurii primare se face prin:

• -hidroliza proteinei-hidroliza proteinei

• -identificarea -identificarea αα-aminoacizilor-aminoacizilor

• -determinarea cantitativa a -determinarea cantitativa a αα-aminoacizilor-aminoacizilor

• -determinarea succesiunii(ordinii)-determinarea succesiunii(ordinii) α α-aminoacizilor-aminoacizilor

II.Structura secundaraII.Structura secundara-se refera la :-orientarea spatiala-se refera la :-orientarea spatiala -cauzele acestei orientari-cauzele acestei orientari-grupa proteica este PLANA -grupa proteica este PLANA

*structura *structura αα elicoidala elicoidala(spirala) (spirala) - GLOBULARE- GLOBULARE

-seria L are pasul pe dreapta-seria L are pasul pe dreapta -se formeaza legaturi de H in cadrul aceleasi -se formeaza legaturi de H in cadrul aceleasi

molecule (intramoleculara) intre 2 grupe pe molecule (intramoleculara) intre 2 grupe pe spirale diferitespirale diferite

-legatura de H se formeaza intre H de la N si -legatura de H se formeaza intre H de la N si perechea de electroni de la :O:-ul perechea de electroni de la :O:-ul carbonilic(amidic)carbonilic(amidic)

Structura Structura ββ-pliata -pliata (incretita, panglica (incretita, panglica ondulata)ondulata)

•Specifica proteinelor FIBROASE Specifica proteinelor FIBROASE

•-legaturile de H se formeaza intre 2 -legaturile de H se formeaza intre 2 grupe de la 2 macromolecule diferite grupe de la 2 macromolecule diferite paralele (intermolecular)paralele (intermolecular)

III.Structura TERTIARA III.Structura TERTIARA •-la enzime determina “cataliza”-la enzime determina “cataliza”

•-structura secundara ” dublata” de legaturile -structura secundara ” dublata” de legaturile fizice\ sau chimice datorate radicalului”R”fizice\ sau chimice datorate radicalului”R”

•-COO¯-COO¯ si si --⁺NH3--⁺NH3 – atractie electrostatica – atractie electrostatica (acid glutamic-(acid glutamic-lisinalisina))

•--O-H si - ENH2- sau 2 grupe –OH- legatura de H--O-H si - ENH2- sau 2 grupe –OH- legatura de H

intre 2 grupe -CH(CH3)2 –intre 2 grupe -CH(CH3)2 –leg.Van der Walls ex. leg.Van der Walls ex. ValinaValina

•-CH2-S-S-CH2– leg. prin punte de sulf –ex. cisteina-CH2-S-S-CH2– leg. prin punte de sulf –ex. cisteina

IV. Structura CUATERNARA IV. Structura CUATERNARA

•-asocierea unor -asocierea unor macromolecule intr-o macromolecule intr-o entitateentitate cu rol biologic cu rol biologic

•-denaturarea –-denaturarea –modifica modifica structura tertiara si structura tertiara si cuaternara cuaternara

EnzimeEnzime•-au structura BINARA-au structura BINARA

•––parte proteica APOENZIMA parte proteica APOENZIMA

•-parte neproteica COENZIMA-poate cataliza -parte neproteica COENZIMA-poate cataliza

mai multe reactii chimice(2 centri activi)mai multe reactii chimice(2 centri activi)

•- au un - au un centru activ centru activ care se fixeaza pe substrat si il care se fixeaza pe substrat si il scindeazascindeaza

•- sunt - sunt specificespecifice (proprietate determinata de (proprietate determinata de apoenzima)apoenzima)

•se fixeaza doar pe anumite structuri –izomerise fixeaza doar pe anumite structuri –izomeri

•- rup doar anumite leg.chimice- rup doar anumite leg.chimice

•- formeaza doar anumiti izomeri- formeaza doar anumiti izomeri

EnzimeEnzime•-actioneaza in conditii blande :-actioneaza in conditii blande :• - 30-40H C- 30-40H C• -pH neutru ,slab acid \bazic-pH neutru ,slab acid \bazic• -presiune obisnuita-presiune obisnuita• -solutii diluate-solutii diluate•** proteinele sunt sensibile la t HC, ** proteinele sunt sensibile la t HC,

presiune, pH, concentratie.presiune, pH, concentratie.•- se degradeaza - se degradeaza • enzimele ajuta la enzimele ajuta la

BIOSINTEZA proteinelor BIOSINTEZA proteinelor

EnzimeEnzime•E+S==> complex E-S ==>E+ S1+S2E+S==> complex E-S ==>E+ S1+S2

• legaturi ionice, de H, sau slab legaturi ionice, de H, sau slab covalentecovalente

•Se denumesc cu ajutorul terminatiei –AZESe denumesc cu ajutorul terminatiei –AZE

• *oxido-reductaze*oxido-reductaze

• *transferaze*transferaze

• *hidrolaze*hidrolaze

• *liaze-reactii in care se rup legaturi chimice*liaze-reactii in care se rup legaturi chimice

• *izomeraze*izomeraze

• *ligaze-reactii in care se formeaza legaturi chimice*ligaze-reactii in care se formeaza legaturi chimice

• Actiune:-stimulatoare *asupra proceselor:-

• -reglatoare -fiziologice• -integratoare -metabolice din

org. vii• Mesager –duce informatia de la celula

senzor(percep modificarile de mediu) la celula tinta (raspunde la modificarea de mediu)

• Sunt secretati direct in sange—transportati de acesta sau alte lichide biologice

• HIPO\ HIPER secretie –tulburari de sanatate

HORMONI-HORMONI-CLASIFICARECLASIFICARE• 1. dupa origine si mecanism de reactie:1. dupa origine si mecanism de reactie:

• -NEURO-sunt produsi de celulele nervoase si -NEURO-sunt produsi de celulele nervoase si au functii au functii

secretoasesecretoase• -GLANDULARI—endocrini-GLANDULARI—endocrini• -TISULARI—neendocrini-TISULARI—neendocrini• 2.dupa structura chimica:2.dupa structura chimica:• --POLIPEPTIDICI --INSULINA--POLIPEPTIDICI --INSULINA• --din acizi grasi—PROSTAGLANDINE--din acizi grasi—PROSTAGLANDINE• __STEROIZI—CORTIZOL__STEROIZI—CORTIZOL• --din aminoacizi--ADRENALINA--din aminoacizi--ADRENALINA

HORMONI• SISTEM NERVOS• hormoni HIPOTALAMICI• Glanda HIPOFIZA• Glanda endocrina

periferica• • SECRETII reactii

enzimatice

3. MONOZAHARIDE3. MONOZAHARIDE

• ZaharideleZaharidele cunoscute şi sub denumirea de cunoscute şi sub denumirea de glucideglucide sunt substanţe organice, cu sunt substanţe organice, cu funcţiune mixtă ce au în compoziţia lor atât funcţiune mixtă ce au în compoziţia lor atât grupări carbonilice cât şi grupări hidroxilice.grupări carbonilice cât şi grupări hidroxilice.

• Glucidele constituie o clasă de substanţe Glucidele constituie o clasă de substanţe foarte importantă atât pentru organismele foarte importantă atât pentru organismele animale cât şi pentru cele vegetale. Sub animale cât şi pentru cele vegetale. Sub aspect biochimic şi fiziologic , glucidele aspect biochimic şi fiziologic , glucidele constituie o materie primă pentru sinteza constituie o materie primă pentru sinteza celorlalte substanţe:celorlalte substanţe:proteineproteine, , lipidelipide,, cetoacizicetoacizi, , aciziacizi organiciorganici. De asemenea . De asemenea constituie substanţe de rezervă utilizate de constituie substanţe de rezervă utilizate de către către celulecelule şi ţesuturi. Biosinteza lor se şi ţesuturi. Biosinteza lor se realizează prin realizează prin fotosintezăfotosinteză..

MONOZAHARIDE – glucoză, fructozăMONOZAHARIDE – glucoză, fructoză

DIZAHARIDE - zaharozăDIZAHARIDE - zaharoză

CLASIFICAREA ZAHARIDELOR

POLIZAHARIDE – amidon, celulozăPOLIZAHARIDE – amidon, celuloză

MONOZAHARIDE

clasificareclasificareaa

2. după numărul atomilor de carbon din moleculă

1. după natura grupării carbonil

3. după configuraţia moleculei

STRUCTURA MONOZAHARIDELOR

1. formula de structură plană – de proiecţie Fischer

2. formula de structură plană ciclică

3. formula de structură spaţială – formule Haworth

PROPRIETĂŢILE MONOZAHARIDELOR

1. activitate optică

2. reacţia de reducere

3. oxidarea glucozei cu: reactiv Tollens

reactiv Fehling

agenţi oxidanţi

4. ACIZII NUCELICI4. ACIZII NUCELICI

Atat acidul dezoxiribonucleic (ADN) , cat si acidul ribonucleic (ARN) sunt macromolecule formate prin inlantuirea in serie a unitatilor structurale de baza , denumite nucleotide. De asemenea sunt macromolecule informationale in sesul ca prin intermediul lor se transmite informatia genetica , continuta tocmai in secventa codificata a bazelor din macromolecula.

Fiecare nucleotida este constituita , la randul ei , din trei componente diferite: o baza azotata (care poate fi o purina sau o pirimidina); o pentoza; si o grupare fosforica.

Pentozele sunt zaharuri. În ADN pentoza se numeşte deoxiriboză, iar în ARN pentoza se numeşte riboză.

Nucleozid= bază +zahar. În ADN adenina şi deoxiriboza formează deoxiadenozina, iar în ARN adenina şi riboza formează adenozina.

Nucleotid = bază + zahar + fosfat

În ADN adenina, deoxiriboza şi grupul fosfat formează acidul deoxiadenilic, iar în ARN adenina, riboza şi grupul fosfat formează acidul adenilic

Nucleotid = bază + zahar + fosfat

Nucleotid = bază + zahar + fosfat

Acidul dezoxiribonucleic contie 4 nucleotide principale , care difera intre ele prin natura bazelor pe care le include.Cele 4 baze care intra in compozitia dezoxiribonucleotidelor sunt: adenina, guanina , citozina si timina.Dintre acestea primele 2 sunt purine ,iar ultimile 2 pirimidine.

BAZE Adenina (A) Guanina (G) Citozina (C) Timina (T)

PENTOZE

DEZOXIRIBOZA

NUCLEOZIDE

AdenozinaGuanozinaCitidinaTimidina

La randul sau , acidul ribonucleic contine tot 4 nucleotide diferite ca si ADN-ul.Bazele azotate care intra in compozitia ARN sunt aceleasi ca si la ADN cu exceptia ca timina este inlocuita cu uracil (U).

BAZE Adenina (A) Guanina (G) Citozina (C) Uracil (U)

PENTOZE

RIBOZA

NUCLEOZIDE Adenozin

aGuanozinaCitidinaUridina

Nucleotidele din ADN SUNT :

DEOXIADENOZINA DEOXIGUANOZINA DEOXICITIDINA DEOXITIMIDINA

Nucleotidele din ARN sunt : ADENOZINGUANOZINCITIDIN URIDIN

Nucleotidele sunt unitatile structurale de baza (monomerii) din care se construiesc macromoleculele(polimerii) de acizi nucleici.Nucleotidele se leaga intre ele prin intermediul leg 3’ , 5’ –fosfodiesterice care include 3’ -OH de la o pentoza ,precum si gruparea 5’ fosforica si 5’ – OH a pentozei invecinate.Macromolecula de de acid nucleic contine o parte constanta denumita si scheletul moleculei, reprezentat de succesiunea pentozelor si a gruparilor fosforice si o parte variabila , reprezentata de alternarea celor 4 baze azotate.

O

N

N

NH2

O

CH2OP

O

O-

O-

OH

O

N

N

NH2

CH2OP

O

O-

OH

O

N

N

AMP

CMP