Biochimie C1 23.02

Prof Univ Dr Camelia Papuc

Prezenta prin sondaj, cu exercitii de rezolvat in timpul cursului

Exameul va fi scris, pe fisa de lucru cu exerciii si teorie, fara grile, nota : 7 pct teorie si exerctii, lab 1pct, activit

curs 1 pct pe exercitii din timpul cursului + 5, 3 din oficiu.

“Eu ma simt umil in fata rutelor sintetice ale naturii , caci asa cum nota acum 500 de ani Leonardo da Vinci :

<< subtilitatea umana nu va putea gandi o invetie mai frumoasa , mai simpla si mai directa decat o face natura ,

pentru ca in inventiile acesteia nu lipseste nimic si nimic nu este superflu>>” Ian Scott

INTRODUCERE IN STUDIUL BIOCHIMIEI

Definitia si obiectul biochimiei

Biochimia este stiinta care studiaza organismele vii sub urmatoarele aspecte:

Organizare moleculara

- compozitie chimica

- structura chimica

- functii biochimice

Procese de transformare

- Sinteza (anabolism)

- Degradare (catabolism)

Compozitia chimica a organismelor vii

Bioelemente – au fost identificate aproximativ 50 de elemente chimice

- C , O , H , N – reprezinta 96% din masa celulelor

Bioelemente plastice

- Nemetale : C, O, H, N, P, S, Cl

- Metale : Na, K, Ca 99%

Oligoelemente

- Nemetale : Fe, I, Br, B

- Metale : Mg, Fe, Co, Cu, Ni, Zn, V, Mo <0,01%

Ultramicro bioelemente – se gasesc in proportii infime, neconstante sau apar ca elemente contaminate :

Li, Ba, Gd, Tc, Pt, Au, Sb, Bi

Li+ - tratamentul afectiunilor bipolare

Ga3+ (gadoliniu) – agent de contrast in RMN

Ba2+ - agent de contrast in CT cu raxe X 99TC – emitator de raze gamma – in radiodiagnostic (cancer osos, risc de infarct)

Pt(II) – in chioterapie (ex. cisplatin cis-[Pt(NH3)2]Cl2 – in tratamentul cancerului ovarian)

Au(I) – tratamentul artritei reumatoide

Sb(III) – tratamentul acneei

Bi(III) – tratamentul gastritei

Biomolecule

Biomolecule anorganice

- apa

- sarurile minerale: cloruri, fosfati, azotati, sulfati de sodiu, potasiu, calciu, magneziu etc.

Biomolecule organice

- Glucide

- Lipde

- Protide

- Acizi nucleici

- Enzime

- Vitamine

- Hormoni

- Compusi macroergici

- Compusi organici intermediari

Ce vom studia:

Glucidele(zaharuri)

Lipide

Proteine si enzime

Acizii nucleici

APA(H2O)

- reprezinta 75% din masa celulara;

Distributie

Apa intracelulara – participa la alcatuirea structurii celulare si a mediului celular, la imbitia sistemelor

coloidale, la hidratarea ionilor si moleculelor

Apa extracelulara – este distribuita:

- Intravascular

- In spatiile interstitiale

Molecula de apa discociaza conform ecuatiei:

2H2O <=> H3O+ + HO

KH2O = [ H3O+][ HO-] = 10-14 mol2/L2 la 25oC

Rolul apei: structural, stabilizator al celulei, solvent si mediu de reactie , generator de ioni H3O+ si HO, efector

direct al unei rectii biochimice, transportor de diverse substante

GLUCIDE (zaharide, hidrati de carbon)

Sunt substante ternare alcatuite din C, H si O cu formula bruta (CH2O)n

Distributie

Regnul vegetal (85-90%) si in organismele animale (1-5%)

Rol biochimic

Energetic

Sunt principalii furnizori de energie pentru toate organismele;

Structural

Intra in structura peretilor celulari ( la plante) si a membranelor celulare;

Intra in structura unor biomolecule (ex. glicoproteine , acizi nucleici , coenzime, lipide complexe etc)

Clasificare

1. Glucide simple(nehidrolizabile) – sunt alcatuite dintr-o singura unitate glucidica (OZE sau

MONOGLUCIDE, sau MONOZAHARIDE)

2. Glucide complexe(hidrolizabile) – sunt alcatuite din 2 sau mai multe unitati glucidice

OZE

Clasificare

Dupa natura gruparii functionale carbonil

POLIHIDROXIADEHIDE POLIHIDROXICETONE

HC = O CH2 – OH

| |

(CH – OH)n C = O

| |

CH2 – OH (CH – OH)n

|

CH2 - OH

Aldoze Cetoze

Dupa numarul atomilor de carbon

- Trioze(contin 3 atomi de carbon)

- Tetroze(4)

- Pentoze(5)

- Hexoze(6)

Structura ozelor

1. Structra aciclica

Trioze

HC = O CH2 – OH

| |

HC – OH C = O

| |

CH2 – OH CH2 – OH

Aldehida glicerica Dihidroxiacetoza(acetona)

(gliceraldehida)

Pentoze

HC = O HC = O CH2 – OH

| | |

HC – OH H – C - H C = O

| | |

HC – OH HC – OH HC – OH

| | |

HC – OH HC – OH HC – OH

| | |

CH2 – OH CH2 – OH CH2 - OH

Riboza Dezoxiriboza Ribuloza(cetoza)

Hexoze

HC = O HC = O CH2 – OH

| | |

HC – OH HC – OH C = O

| | |

HO – C – H HO – C – H HO – C – H

| | |

HC – OH HO - C – H HC – OH

| | |

HC – OH HC – OH HC – OH

| | |

CH2 – OH CH2 – OH CH2 - OH

Glucoza Galactoza Fructoza

2. Structura ciclia a ozelor

Aldoze – are loc aditia functiunii – OH de la C4 sau C5 la gruparea aldehida cu formarea unor cicluri

FURANOZICE, respectiv PIRANOZICE

Cetoze – are loc aditia functiunii – OH(hidroxil) de la C5 sau C6 la gruparea cetona cu formarea unor

cicluri FURANOZICE, respectiv PIRANOZICE

o ____o

/ \ / \

\__/ \_____/

Ciclul FURANOZIC Ciclul PIRANOZIC

Radicalul – OH(hidroxil) nou format prezinta reactivitate marita si se numeste hidroxil glicozidic

In functie de pozitia gruparii hidroxil glicozidic fata de planul ciclul exista:

Anomeri alpha

o ____o

/ \H / \H

\__/OH \_____/OH

Anomeri beta

o ____o

/ \OH / \OH

\__/H \_____/H

(cu hidroxili glicozidic sub si deasupra planului)

Biochime C2 – 02.03

EXEMPLE DE OZE

( riboza in caiet, pentagonul-5 laturi ; – OH => hidrogen/hidroxil glicozidic )

Piranoza-hexoza(6 atomi, respectiv 6 laturi)

In solutia apoasa a unei oze exista un echilibru intre formele furanozice si cele piranozice.

Proprietati fizice ale ozelor

Sunt substante solide, solubile in apa, greu solubile in alcool si insolubile in alti solventi organici

Prezinta gust dulce

Sunt substante optic active, avand proprietatea de a roti planul luminii polarizate.

Izomerii dextrogiri (+) rotesc planul luminii polarizate spre dreapta, iar izomerii levogiri (-) spre stanga.

Numarul de zomeri optici se calculeaza dupa formula N = 2n, unde n = numarul de atomi de carbon

asimetrici.

Activitatea optica se evalueaza cu ajutorul unui aparat numit POLARIMETRU

Mutarotatia ozelor. Este proprietatea unei oze de a trece din forma anomera alpha in forma anomera beta

si din forma anomera beta in forma anomera alpha, pana la atingerea unei stari de echilibru, la

dizolvarea in apa.

Alpha – glucoza[alpha] = + 1120

1000

62% beta

[alpha] = +52,50

38% alpha

00

Beta – glucoza [alpha] = +18,70

Notatiile D si L

In formulele de proiectie Fischer, gruparea –OH(hidroxil), situata la cel mai indepartat atom de carbon

asimetric(chiral-carboxil) fata de gruparea carbonil, determina izomerii D si L :

- Pozitionare in stanga = izomer L

- Pozitionare in dreapta = izomer D

Proprietati chimice ale ozelor

Aditia hidrogenului la gruparea carbonil (reactia de reducere)

ALDOZA(CETOZA) + H2 --------------------> POLIALCOOL

HC = O H2C – OH

| |

HC – OH HC – OH

| |

HO – C – H HO – C – H

| |

HC – OH +H2-----> HC – OH

| |

HC – OH HC – OH

| |

CH2 – OH CH2 – OH

Glucoza Sorbitol

CH2 - OH H2C – OH H2C – OH

| | |

C = O HC – OH HO – C – H

| | |

HO – C – H HO – C – H HO – C – H

2 | +2 H2 -----> | + |

HC – OH HC – OH HC – OH

| | |

HC – OH HC – OH HC – OH

| | |

CH2 – OH CH2 – OH CH2 – OH

Fructoza Sorbitol Manitol

Oxidarea functiunii aldehida

ALDOZA + 1/2O2 --------------------------------->ACID ALDONIC

HC = O COOH

| |

HC – OH HC – OH

| |

HO – C – H +1/2O2 ---->glucozoxidaza---> HO – C – H

| |

HC – OH HC – OH

| |

HC – OH HC – OH

| |

CH2 – OH CH2 – OH

Glucoza Acid gliconic

Oxidarea la gruparea alcool primar

OZA + O2 ----------------------------------------------> ACID URONIC + H2O

HC = O HC = O

| |

HC – OH HC – OH

| |

HO – C – H HO – C – H

| + O2 --------------> | + H2O

HC – OH HC – OH

| |

HC – OH HC – OH

| |

CH2 – OH COOH

Glucoza Acid glucuronic

APLICATIE

Scrieti formulele ciclice de perspectiva ale acizilor alpha-glucuronic si alpha-galacturonic ( formele

piranozice).

Oxidarea concomitenta la functiunile alcool primar si aldehida

ALDOZA ---------------oxidare -----------------> ACID ZAHARIC +2H2O

HC = O COOH

| |

(CH – OH)n ------------oxidare--------------> (CH – OH)n + H2O

| |

CH2 – OH COOH

Oza Acid zaharic

APLICATIE

Scrieti formulele acizilor glucozaharic si galactozaharic

Proprietatile reducatoare ale ozelor

Ozele prezinta proprietatea de a reduce ionii metalelor tranzitionale (AG+, Cu+, Bi+) la o valenta

inferioara.

Reactia Fehling

R – CH = O + 2Cu(OH)2 -----------------> R – COOH + Cu2O + 2H2O /

Cu2+ + 1e- ---------------> Cu+(reducere)

Reactia Tollens

R – CH = O + 2[Ag(NH3)2]OH ------------> R – COOH + 2Ag + 2NH3 + 2 H2O

Ag+ + 1e- ------------> Ag0 (reducere)

Fermentatia ozelor

Epimerizarea ozelor

Este procesul de inversare a configuratiei unui atom de carbon din molecula unei oze.

HC = O HC = O

| |

HC – OH HC – OH

| |

HO – C – H <---- 4-Epimeraza -----> HO – C – H

| |

HC – OH HO – C – H

| |

HC – OH HC – OH

| |

CH2 – OH CH2 – OH

Glucoza Galactoza

Esterificarea ozelor

In prezenta acizilor organici si anorganici ozele formeaza esteri

Exemple de esteri fosforici

HC = O

|

HC – OH

|

CH – O – PO3H2

Gliceraldehid -3-

Fosfatul

EXERCITIU

Scrieti formulele substantelor : beta-fructozo-1 ; 6-difosfatul ; dihidroxiaceton-1-fosfatul

Reactii de eterificare

Gruparea functionala hidroxil glicozidic reactioneaza cu compusi hidroxilici (alcooli, fenoli etc.)

formand compusi eterici numiti glicozizi. Glicozizii proveniti de la glucoza se numesc glucozizi, ce

de la galactoza galactozizi.

Exemple de oze

Beta-riboza – intra in structura ARN , ATP si a unor coenzime

Beta-deoxiriboza – intra in structura ADN

Alpha-glucoza – se gaseste in toate tesuturile, inclusiv in sange. Solutia de glucoza se mai numeste si dextroza

Beta-galactoza – intra in structura lactozei

Beta-fructoza – se gaseste in fructe, miere, sperma. Intra in structura zaharozei. Este puternic levogira.

Derivati ai ozelor

Aminoglucide

Sunt derivati ai ozelor in care functiunea – OH de la carbonul 2 este inlocuita cu functiunea – NH2;

Functiunea – NH2 poate fi libera sau acetilata;

Distributie

Apar in proteoglicani, chitina (exoscheletul insectelor), glicolipide, poliglucide specifice de grup sanguin.

GLUCIDE COMPLEXE

(GLUCIDE HIDROLIZABILE)

Clasificare

1. Oligoglucide (2-10 oze)

2. Poliglucide (Glicani)(>10 oze)

- Homoglicani (amidonul, celuloza, glicogenul)

- Heteroglicani (mucopolizaharidele, gumele – ex., guma guar)

Oligoglucide. Diglucide

Rezulta prin condensarea a 2 molecule de oze identice sau diferite.

Intre cele 2 unitati structurale se stabileste o legatura OZIDICA (eter).

OZA1 – OH + OZA2 – OH -------> OZA1 – O – OZA2 + H2O

\

Legatura ozidica (eter)

Clasificare

1. Diglucide reducatoare

La reactia de condensare participa functiunea hidroxil glicozidic de la o molecula de oza.

Hidroxilul glicozidic liber confera diglucidului caracter REDUCATOR.

OZA1 – OH + HO – OZA2 – OH -------------> OZA1 – O – OZA2 – OH + H2O

2. Diglucide nereducatoare

Eterificarea se realizeaza intre cele 2 functiuni hidroxil glicozidic.

OZA1 – OH + OZA2 – OH -------------> OZA1 – O – OZA2 + H2O

1. Exemple de DIGLUCIDE REDUCATOARE

MALTOZA [alpha-glucopiranozia – (1 -> 4)- alpha-glucopiranoza]

Rezulta prin condensarea a 2 molecule de alpha-glucopiranoza C1->C4

Distributie

Se gaseste in malt si in cereale germinate

Intra in structura amidonilui si glicogenului ( unitate repetitiva)

Proprietati chimice

IZOMALTOZA [alpha-glucopiranozia – ( 1->6) – alpha-glucopiranoza]

Rezulta prin condensarea a 2 molecule de alpha-glucopiranoza C1->C6

APLICATIE

Scrieti formula structurala a izomaltozei.

Distributie

Intra in structura amidonului si glicogenului in punctele de ramificatie

LACTOZA [beta-galactopiranozia – (1->4) – alpha-glucopiranoza]

Rezulta prin condensarea 1 molecule de beta-galactopiranoza si a 1 molecule alpha-glucopiranoza C1 -> C4

Distributie

Se gaseste in laptele tuturor mamiferelor (zahar de lapte)

Proprietati chimice

CELOBIOZA [beta-glucopiranozil-(1->4)-beta-glucopiramoza]

Rezulta prin condensarea a 2 molecule de beta-glucopiranoza C1->C4

Distributie

Este unitatea repetitiva din celuloza

Apare libera in stomacul ierbivorelor ca rezultat al hidrolizei celulozei

Proprietati chimice

2. DIGLUCIDE NEREDUCATOARE

ZAHAROZA [beta-fructofuranozil-(2->1)-alpha-glucopiranoza]

Rezulta prin condensarea 1 molecule de beta-fructofuranoza si a 1 molecule de alpha-glucopiranoza C2->C1

Distributie

Predomina in sfecla si in trestia de zahar

Proprietati chimice

Zaharoza este dextrogira, iar solutia rezultata la hidroliza este puternic levogira si de aceea se mai numeste

si zahar invertit.

Biochime C3 – 09.03

POLIGLUCDE (polizaharide, glicani)

Caracteristici generale

Sunt compusi macromoleculari rezultati prin condensarea unui numar imens de oze

Intre radicalii de oze se stabilesc legaturi glicozidice C1->C4, C1->C6, C1-C3 si mai rar C1->C2

Au mase moleculare mari

Clasificare

1. Homoglicani (unitatea repetitiva este formata numai din oze)

2. Heteroglicani(unitatea repetitiva este contine derivati ai ozelor)

AMIDONUL

Formula generala: -(C6H10O5)n-

Distributie

Este produsul asimilatiei clorofiliene(fotosinteza);

Predomina in cereale si tubercului;

Se prezinta sub forma de granule caracteristice pentru fiecare planta.

Structura chimica

Componentele structurale ale amidonului sunt amiloza si amilopectina

AMILOZA

Reprezinta 20-30% din masa amidonului;

Este constituita din 250-2100 radicali de alpha-glucoza legati C1->C4, care formeaza o structura

elicoidala.

Maltoza

Proprietati generale

Este solubila in apa calda formand o solutie coloidala care gelifica la racire

Cu iodul formeaza o coloratie albastra

AMILOPECTINA

Reprezinta 70-80% din masa amidonului;

Ese contituita din 1000-4000- radicali de alpha-glucopiranoza;

Radicalii de glucoza se leaga intre ei prin legaturi C1->C4 si C1->C6;

Are o structura ramificata

Maltoza

Proprietati generale

Este insolubila in apa rece

Cu solutia de iod formeaza o culoare violacee.

Proprietati ale amidonului

Granulele de amidon au o structura lamelara, mixta semicristalina si amorfa.

Catenele de tip amiloza genereaza structura semicristalina (catenele B) iar cele amilopectinice

(domeniile de ramificare) genereaza structura amorfa (catenele A).

Hidrolizeaza la cald in cataliza acida sau in prezenta enzimelor numite amilaze

Produsul final al hidrolizei in cataliza acida este alpha-glucoza, iar al hidrolizei enzimatice maltoza.

Intermediar se formeaza compusi cu mase moleculare din ce in ce mai mici numiti dextrine.

CELULOZA

Formula generala: - (C6H10O5)n-

Distributie

In peretii celulelor vegetale

Fibrele de celuloza sunt impachetate cu alte macromolecule de natura poliglucidica : hemiceluloza,

pectina etc.

Structura chimica

Este constituita din 250.000-1.700.000 radicali de beta-glucoza legati C1->C4, care formeaza o structura

liniara.

Proprietati generale

Pulbere de culoare alba, insolubila in apa si solventi organici, solubila in reactiv Schweitzer

[Cu(NH3)4](OH)2;

Hidrolizeaza in prezenta enzimelor numite celulaze, prezente in rumenul rumegatoarelor si intestinul

gros al cabalinelor, pana la stadiul de celobioza;

Hidrolizeaza la cald in prezenta acizilor minerali tari;

Nu este digerata de organismul uman;

GLICOGENUL

Formula generala: -(C6H10O5)n-

Distributie

In ficat – glicogen hepatic – constituie rezerva de glucoza din organism;

In organism – glicogen muscular – constituie rezerva de glucoza necesara glicozei anaerobe in

contractia musculara

Structura

Este constituit din radicali de alpha-glucopiranoza

Radicalii de glucoza se leaga intre ei prin legaturi C1->C4 si C1->C6

Are o structura ramificata, arborescenta.

Proprietati generale

Pulbere de culoare alba insolubila in apa rece, solubila in apa calda

Hidrolizeaza in prezenta alpha-amilazei pana la stadiu de maltoza. Intermediar se formeaza dextrine

Cu iodul formeaza o coloratie rosie-bruna

alpha-Amilaza alpha-Amilaza

Glicogen ------------------------------> Dextrine ------------------------------> Maltoza

HOH HOH

LIPIDE

(GRASIMI)

Definitie

Sunt biomolecule hidrofobe (insolubile in apa) constituite din acizi grasi si diferiti alcooli sub forma de

esteri sau amide

Distributie

Lipide de constitutie – intra in structura diferitelor componente celulare

Lipide de rezerva - intra in constitutie tesutului adipos

Clasificare

Lipide simple – alcatuite din C,H si O

Lipide complexe – alcatuite din C,H,O,P/N,S

Rol biochimic

Sursa de energie superioara glucidelor

Plastic – intra in structura membranelor celulare

Transportatori ai moleculelor liposolubile( de tipul hormonilor si vitaminelor)

Componente structurale

ACIZI GRASI Caracteristici generale:

Monocarboxilici

Numar mare de atomi de carbon

Numar par de atomi de carbon

Catene liniare(foarte rar ciclice sau ramificate)

Caracter saturat sau nesaturat

ALCOOLI Caracteristici generale:

Pot fi alcooli saturati,nesaturati,alifatici,ciclici sau aminoalcooli

Acizi grasi saturati

Formula generala : R- (CH2)n – COOH

Exemple de acizi grasi saturati:

Nr atomi de carbon Denumire uzuala Formula chimica Distributie

4 Acid butiric CH3 – (CH2)2 – COOH Lapte, produse lactate

6 Acid caproic CH3 – (CH2)4 – COOH Lapte, produse lactate

16 Acid palmitic CH3 – (CH2)14 – COOH Majoritatea grasimilor

naturale

18 Acid stearic CH3 – (CH2)16 – COOH Majoritatea grasimilor

naturale

20 Acid arahic CH3 – (CH2)18 – COOH Untul de arahide

24 Acid lignoceric CH3 – (CH2)22 – COOH Sfingomieline,

cerebrozide

Acizi grasi nesaturati

Caracteristici generale: pot fi mononesaturati si polinesaturati. Cei naturali au conformatie cis.

Caracterstici

structurale

Formula chimica Denumire

uzuala

16Cdelta9 CH3-(CH2)5-CH = CH-(CH2)7-COOH Acid palmitoleic

18Cdelta9 CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH Acid oleic

18Cdelta9,12 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH Acid linoleic

18Cdelta9,12,15 CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH Acid linolenic

20Cdelta5,8,11,14 CH3-(CH2)4 - (CH=CH2-CH)4- (CH2)7-COOH Acid arahidonic

Acidul cis – delta9-octadecenoic

Exercitiu: scrieti formula acidului arahidonic

Acizi grasi esentiali

Acizii grasi esentiali sunt linoleic, linolenic si arahidonic

Acesti acizi nu pot fi biosintetizati de organismul animal deoarece acesta nu poseda echipamentele

enzimatice necesare introducerii dublelor legaturi;

Acizii grasi esentiali sunt preluati din hrana

Acidul arahidonic poate fi biosintetizat din acid linoleic si linolenic

Rol biochimic

Intra in constitutia fosfolipideor

Participa la metabolismul mitocondrial

Stimuleaza procesele de crestere

Participa la mentinerea colesterolemiei in limitele fiziologice

Acizii grasi omega-3

Carbonul omega-1 este ultimul atom de C din catena unui acid gras

Omega-n desemneaza prezenta dublei legaturi fata de ultimul atom de C

Ex,acidul linolenic este un acid gras omega-3

Rol biochimic

Participa la mentinerea colesterolemiei si lipidemiei in limitele fiziologice (actiune lipotropa).

Biochimie C4 – 16.03.15

Acizi grasi specializati

Sunt acizi grasi cu 20 atomi de carbon, denumiti si eicosanoizi

Cei mai importanti eicosanoizi sunt: prostaglandinele , prostaciclinele, endoperoxizii, tromboxanii si

leucotrienele.

Eicosanoizi Rol biochimic

Prostaglandinele Stimuleaza contractia musculaturii netede

Stimuleaza medierea raspunsului inflamator

Intervine in reglarea transmisieinervoase

Actioneaza asupra aparatului reproducator

Prostaciclinele Vasodilatatoare

Impiedica agregarea trombocitelor

Endoperoxizi intermediari biochimici in sinteza

prostaglandinelor

Tromboxanii intervin in procesele de formare a trombusului

Leucotrinele sunt implicate in chemotaxie, procesul

inflamator si in procesele alergice

ALCOOLI

Alcooli aciclici Aminoacizi hidroxilati

CH2 – OH CH2(CH2)14 – CH2 – OH CH2 – OH

| Alcool cetilic |

CH – OH CH3(CH2)28 – CH2 – OH CH – NH2

| Alcool miriclic |

CH2 – OH COOH

1,2,3 propantriol Setina

(Glicerol)

Aminoalcooli

HO – CH2 – CH2 – NH2

Colamina

HO – CH2 – CH2 –N?(CH2)3

Colina

Alcooli ciclici

Colesterolul

Proprietati generale

este o substanta de culoare alba, hidrofoba, solubila in solventi organici;

este de origine exogena (alimentara) sau endogena (sinteza hepatica).

molecula colesterolului prezinta o regiune polara si o regiune nepolara.

Se prezinta liber sau estrificat. Colesterolul liber este cel “bun”, iar cel estrificat este cel “rau”.

Rol biochimic

Intra in constitutia membranelor celulare (oferind acestora o anumita rigiditate) si a liporopteinelor

plasmatice;

Este percusor al acizilor biliari, hormolilor steroizi si vitaminei D3;

In hipercolesterolemie se instaleaza ateroscleroza si xantomatoza.

Acizi biliari

Alaturi de sarurile biliare, acizii biliari sunt principalii componenti ai bilei (produs de secretie a

ficatului)

Structura chimica

Acizii biliari deriva de la acidul colanic. Cei mai importanti acizi biliari sunt : acidul colic , acidul

chenodeoxicolic si acidul litocolic. Acesti acizi difera intre ei prin numarul si pozitiile gruparilor

-OH :

APLICATIE

Scrieti formulele chimice ale acizilor biliari colic si litocolic

Acizii colic si chenodeoxicolic sunt biosintetizati de ficat din colesterol ( sunt acizi biliari primari ). Ceilalti

acizi biliari sunt secundari, deoarece sunt biosintetizati din cei primari in lumenul intestinal.

Acizii biliari se prezinta conjugati cu taurina sau cu glicololul.

Acizii biliari conjugati si sarurie lor de sodiu sau de potasiu sunt substante puternic tensioactive (cu actiune

detergenta).

H2N – CH2 – COOH H2N – CH2 – CH2 – SO3H

Glicocol Taurina

Glicolitocolat de sodiu Taurolitocolat de potasiu

APLICATIE

Scrieti formulele chimice ale glicocolatului de sodiu Na si tauochenodeoxicolatului de potasiu K

Rol biochimic

Emulsionarea lipidelor alimentare la nivelul intestinului subtire transformand globulele de grasime

in picaturi microscopice marind suprafata de contact intre lipide si enzimele pancreatice numite

lipaze

Solubilizeaza lipidele in mediul apos cu formare de micele.

Favorizeaza transportul si absorbtia vitaminelor liposolubile.

Clasificarea lipidelor 1. Lipide simple ( C, H, O) - acilgliceroli (gliceride)

-ceride

-steride

2. Lipide complexe ( C, H, O, N azot, P fosfor ) – glicerofosfolipide

- sfingofosfolipide

1. Lipide simple

A. Acilgliceroli

Sunt esteri ai glicerolului cu diferiti acizi grasi

CH2 – OH

|

CH – OH

|

CH2 – OH

Glicerol

Clasificare

CH2 – O – CO – R1 CH2 – O – CO – R1 CH2 – O – CO – R1

| | |

CH – OH CH – O – CO – R2 CH2 – O – CO – R2

| | |

CH2 – OH CH2 – OH CH2 – O – CO – R3

Monoacilgliceroli Diacilgliceroli Triacilgliceroli

(Monogliceride) (Digliceride) (Trigliceride)

Exemple:

CH2 – O – CO – (CH2)14 – CH2 CH2 – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – ( CH2)7 – CH3

| |

CH – O – CO – (CH2)14 – CH3 CH – O – CO – (CH2)14 – CH2

| |

CH2 – O – CO – (CH2)16 – CH2 CH2 – O – CO – (CH2)16 – CH3

1,2 dipalmitol-3-steariol-glicerol 1-olecil-2-palmitol-3-stearocil-glicerol

Distributie

Se gasesc atat in regnul animal, cat si in regnul vegetal, constituind in principal lipide de rezerva

In grasimile de origine animala se gasesc preponderent sub forma de trigliceride

In grasimile de origine animala predomina acilglicerolii care contin acizi grasi saturati, iar in grasimile

vegetale cei care contin acizi grasi nesaturati

Rol biochimic

Acilglicerolii au rol energetic

Proprietati fizice

Starea de agregare – solida – predomina acizii grasi nesaturati

-semisolida – contin acizi grasi saturati s nesaturati in cantitati aproximativ egale

-lichida – contin preponderent acizi grasi nesaturati

Solubilitate – sunt insolubile in apa, dar solubile in solventi organici

Proprietati chimice

Reactia de hidroliza in mediu bazic (saponificarea)

CH2 – O – CO – R1 CH2 – OH R1 – COOK

| |

CH – O – CO – R2 + 3KOH ------------> CH – OH + R2 – COOK

| |

CH2 – O – CO – R3 CH2 – OH R3 – COOK

Triacilglicerol Glicerol Sapunuri

Sapunurile de Na si K sunt solubile in apa si au actiune detergenta.

Reactia de hidroliza enzimatica – are loc in prezenta enzimelor numite acilglicerol lipaze. Reactia are

loc in trepte:

Lipaze

Triacilglicerol ----------> Diacilglicerol R1 – COOH

HOH \

\ Lipaze

-------------> Monoacilglicerol + R3 – COOH

HOH \

\ Lipaze

-------------> Glicerol + R2 – COOH

HOH

APLICATIE

Scrieti ecuatia reactiei de hidroliza enzimatica a tristerinei.

Reactia de hidrogenare

- in prezenta catalizatorilor de Ni, PT, Pd, gliceridele nesaturate aditioneaza hidrogen cu formare de

gliceride saturate. Reactia sta la baza prepararii margarinei din uleiuri vegetale. Margarina dauneaza

grav sanatatii deoarece hidrogenarea nu se realizeaza 100%, iar unii acizi grasi ramasi nesaturati trec

din conformatie cis in conformatie trans. Acizii trans sunt cancerigeni !

APLICATIE

Scrieti ecuatia de hidrogenare a trioleinei. Denumiti triglicerida rezultata.

Rancezirea grasimilor

- Este procesul de degradare a trigliceridelor prin hidroliza partiala si oxidarea acizilor grasi nesaturati, cu

formare de peroxizi ( R – O – O – R ), aldehide ( R – CH = O ) si metilcetone ( R – CO – CH3 ),

compusi toxici care imprima grasimilor miros si gust neplacut.

CH3 – (CH2)n – CH2 – CH2 – COOh + O2 ----> CH3 – (CH2)n – C – CH2 – COOH ----> CH2 – (CH2)n – C – CH2

Beta || -CO2 ||

Acid gras saturat O O

Beta-Cetoacid Metilcetona

O2

CH3-(CH2)n-CH=CH-(CH2)n-COOH ---> CH3-(CH2)n-CH-CH-(CH2)n-COOH ---> CH2-(CH2)n-C-H + HOOC-(CH2)n-C-H

Acid gras nesaturat |_ _| || ||

O O O

Peroxid Aldehida Aldehida-acid

Biochimie C5 – 23.03

B. Ceride

Sunt esteri ai acizilor grasi cu alcooli superiori (ex. cetilic si miricilic);

Sunt principalii constituenti ai substantelor naturale numite ceruri ;

Distributie

- In regnul vegetal – pe frunze, tulpini, fructe

- In regnul animal – sunt secretate de glandele sebacee de la mamifere, de glanda uropigena la pasari si de

glandele cerifere la insecte.

Rol biochimic

Rol protector impotriva pierderilor de apa

Rol protector impotriva excesului de apa

Rol protector impotriva atacului fungic si microbian

Exemple :

CH3 – (CH2)14 – CO – O – CH2 – (CH2)14 – CH3 CH2(CH2)14 – CH2 – OH alcool cetilic

Palmitat de cetil

CH3 – (CH2)14 – CO – O – CH2 – (CH2)28 – CH3 CH3(CH2)28 – CH2 – OH alcool miriclic

Palmitat de miricil

Distributie

Ceara de albine , spermantzetul si warlatul, lanolina, uleiul de peste.

C. Steride

Sunt esteri ai acizilor grasi (in special palmitic, oleic si linoleic) cu alcooli policiclici numiti sterioli.

Distributie

- In regnul vegetal

- In regnul animal

Exemple:

Palmitat de colesteril

Oleat de colesteril

APLICATIE Scrieti formula oleatului de colesteril

2. Lipide complexe

A. Glicerofosfolipide

Formula generala

1 CH2 – O – CO – R1

|

2 CH – O – CO – R2

|

3 CH2 – O – P – O – X

// \ O O

Clasificare

Caracteristici structurale

Glicofosfolipidele contin componenta polara si o componenta nepolara reprezentata de radicalii acizilor

grasi

Acidul gras din pozitia 2 este nesaturat si in conformatie cis.

Rol biochimic

Datorita caracterului amfipatic, moleculele de glicerofosfolipide intra in constitutia membranelor

celulare

Prezenta acizilor grasi nesaturati in conformatie cis, impiedica impachetarea stransa a fosfolipidelor in

membrana celulara

Sunt agenti de emulsionare a lipidelor nepolare ( trigliceride, colesterol esterificat)

Participa la polarizarea membranelor celulare (inclusiv in SNC) favorizand trecerea influxului nervos

prin sinapse

Proprietati chimice

Sub actiunea enzimelor numite fosfolipaze, hidrolizeaza la nivelul celor 4 grupari esteri, punand in

libertate lizoderivati cu actiune hemolitica.

APLICATIE

Scrieti formula lecitinei, care contine acid stearic (C18) si acid arahidonic (C20, delta5, 8, 11, 14). Ce

rezlta la hidroliza acestei lecitine in prezenta fosfolipazei A2?

B. Sfingolipide

Contin in structura lor un radical provenit de al aminoalcoolul sfingozina

Formula generala

H

CH3 – (CH2)12 – C = C

|

H CH – OH

|

CH – NH – CO – R

|

CH2 – O – Y

Clasificare

-Y Denumire Distributie

Sfingofosfolipide Toate tesuturile

predomina in sunstanta

alba a SNC

-H Ceramide Predomina in ficat,

splina, pulmoni

Cerebrozide

-glucocerebrozide

-galactocerebrozide

Toate tesuturile

predomina in substanta

alba din creier, maduva

spinarii si microzomi

Beta galactoza-3-sulfonata Sulfatide Predomina in

mitocondrii, nucleu,

microzomi, sinapse

Proteine

Sunt biomolecule cu raspandire ubicvitara in lumea vie

Reprezinta suportul matrial al tuturor fenomenelor vietii

Functiile proteinelor

Sunt componente plastice – intra in structura membranelor celulare si formatiunilor intracelulare

Unele proteine sunt biocatalizatori (enzime)

Functioneaza ca transportatori de molecule si ioni

Intervin in diviziunea celulara, procesele de crestere si diferentiere celulara

Controleaza si coordoneaza miscarea actionand ca factori de reglare in contractia musculara

Au rol in producerea si transmiterea influxului nervos

Controleaza homeostazia sanguina si apararea imuna

Implinesc functii mecanice in piele, oase, vase sanguine, muschi

1. Aminoacizi Reprezinta unitatile structurale fundamentale ale peptidelor si proteinelor

Formula generala

Rol biochimic

Aproximativ 20-22 aa sunt proteinogenici – sunt codificati de ADN si intra in structura proteinelor

Percusori ai unor neurotransmitatori, mediatori, hormoni, metaboliti ( ex. glucoza in gloconeogeneza)

Biochimie C6 – 30.03

Clasificarea si structura aminoacizilor proteinigenici

1. Aminoacizi mono-amino-mono-carbo-xilici

Aminoacizi cu catena alifatica

H3C CH3 CH3

\ / |

H3C CH3 CH H3C CH2

\ / | \ /

H CH3 CH CH2 CH

| | | | |

CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2

| | | | |

COOH COOH COOH COOH COOH

Glicocol(glicina) Alanina Valina Leucina Izoleucina

(Gli) (Ala) (Val) (Leu) (Ile)

Aminoacizi cu catena aromatica

CH2

| CH – NH2 | COOH Fenilalanina (Phe)

Aminoacizi hidroxilici

CH3 | CH2 - OH CH – OH CH2 | | | CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2 | | | COOH COOH COOH Serina Treonina Tirozina (Ser) (Tre) (Tir) Aminoacizi cu sulf

CH2 – S – CH3 | CH2 – SH CH2 – S – S – CH2 CH2 | | | | CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2 | | | | COOH COOH COOH COOH Cisteina Cistina Metionina (Cis) (2Cis) (Met)

2. Aminoacizi mono-amino-dicarbo-xilici COOH COOH CO – NH2 CO – NH2 | | | | CH2 (CH2)2 CH2 (CH2)2 | | | | CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2 | | | | COOH COOH COOH COOH Acid aspartic Acid glutamic Asparagina Glutamina (Asp) (Glu) (Asn) (Gln)

3. Aminoacizi diamino-mono-carbo-xilici NH2

/ C = NH \ NH | CH2 – NH2 CH2 – NH2 CH2 | | | (CH2)2 (CH2)2 (CH2)2 | | | CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2 | | | COOH COOH COOH Ornitina Lizina Arginina (Orn) (Lis) (Arg)

4. Aminoacizi heterociclici

Aminoacizi esentiali

Sunt aminoacizii pe care organismul nu ii poate biosintetiza si, in consecinta, trebuie preluati din hrana

Aminoacizii esentiali pentru om sunt: Val, Leu, Ile, Phe, Tir, Met, Arg, His, Trp

Met si Phe sunt biosintetizati in cantitati insuficiente

Carenta in aminoacizi esentiali produce:

- Incetarea cresterii si dezvoltarii

- Tulburari de reproductie

- Atrofia unor glande

- Atrofia testiculelor si ovarelor

- Tulburari vasculare

Proprietati fizice generale

Sunt substante albe, cristaline, solubile in mediul apos, solubilitatea fiind dependenta de pH

Prezinta activitate optica (cu exceptia glicocolului)

Proprietati chimice generale

Au caracter amfoter

pH-ul izoelectric(pHi) reprezinta valoarea de pH pentru care disocierea ca acid este egala cu disocierea

ca baza. La aceasta valoare de pH, sarcina globala a unui aminoacid este 0.

Aminoacizii prezinta reactii datorita gruparilor functionale – NH2 , - COOH , - NH2 si – COOH

Reactii datorate gruparii – COOH :

- Formarea de amide Glu + NH3 (toxic) ------> Gin (netoxic) + H2O

- Formarea de amide biogene aminoacid

Aminoacid ------------------------> Amina biogena + CO2

decarboxilaze

Exemple de amine biogene:

Aminoacid Amina biogena Rol biochimic

Histidina Histamina Vasodilatator,stimuleaza secretia sucului gastric si contractia

musculaturii netede. Este implicata in reactiile alergice

Tirozina Tiramina Antagonist al histaminei

Triptofan Triptamina Metabolit cu actiune hipertensiva

Ornitina Putresceina Diamina toxica prezenta in carnea alterata cu actiune hipertensiva

Lizina Cadaverina Diamina toxica prezenta in carnea alterata cu actiune hipertensiva

Cisteina Cisteamina Constituent al coenzimei A

Acid aspartic Beta-Alanina Constituent al coenzimei A si al acidului pantotenic

APLICATIE

Scrieti formulele structurale ale aminelor biogene

Reactii datorate gruparii functionale – NH2 :

Reactia de alchilare

CH2 – COO CH2 – COO

| +3CH2I -----> | / CH3 +3HI

NH2+ N+ - CH3

Gl \ CH3

Betaina

Betaina este donator de radical – CH3, in diferite procese de biosinteza la nivel celular

Reactia de acilare

CH2 – COO CH2 – COOH

| + C4H5 – COCl ----------------------------> | +HCl

NH2- Clorura de benzoil NH – CO – C4H5

Gil TOXICA Acid hipuric

NETOXIC

Formarea de carba-mino-derivati

R R

| |

CH – COO + HNO2 CH – COOH + N2 + H2O

| |

NH2+ OH

Aminoacid Hidroxiacid

Reactia de dezaminare sta la baza dozarii aminoacizilor prin metoda gaz-volumetrica

Reactii datorate prezentei concomitente a gruparilor functionale amino si carboxil

Formarea de chelati

In prezenta ionilor metalelor tranzitionale , aminoacizii formeaza chelati colorati

R R

| |

CH – COO OOC – CH

| Cu2+ |

NH2 H2N

Chelat violet

Reactia de condensare intermoleculara

R1 R2 Rn

| | |

H2N – CH – COOH + H2N – CH – COOH + ---------------H2N – CH – COOH ------> -(n-1)H2O -------->

R1 R2 Rn

| | |

H2N – CH – CO – HN – CH – CO - - HN – CH – COOH

Aminoacid N Legatura Aminoacid C

terminal peptidica terminal

Reactii datorate catenelor laterale

Reactii datorate radicalilor – SH (tiol)

CH2 – SH CH2 – S – S – CH2

| | |

CH – NH2 ----------------------------> CH – NH2 CH – NH2

2 | | |

COOH -2H COOH COOH

Cisteina Cistina

(Cis) (2Cis)

Reactia de esterificare la gruparea functionala – OH

CH2 – OH CH2 – O – PO3H2

| |

CH – NH2 CH – NH2 + H2O

| |

COOH +H3PO4 COOH

Serina Fosforilerina

(Ser)

2. Peptide

Rezulta din condensarea unui numar restrans de aminoacizi

Legaturil rezultate in urma reactiilor de condensare intermoleculara se numesc legaturi peptidice

Clasificare

a) Oligopeptide – contin intre 2 si 10 radicali aminoacizi

b) Polipeptide – contin mai mult de 10 radicali aminoacizi

Nomenclatura

Prin conventie , denimirea se realizeaza incepand cu aminoacidul N – terminal (aminoacidul nr 1) si se

finalizeaza cu aminoacidul C – terminal (aminoacidul n)

Pentru a denumi o peptida se schimba sufixul “na” al fiecarui aminoacid cu sufixul “il”, exceptie facnd

aminoacidul “n” la care nu se schimba denumirea

Exemplu

H2N – Gil – Ser – Ala – Pro – COOH

gilcil – seril – alanil – prolina

Peptide cu importanta fiziologica

1. Dipeptide

CARNOZINA ANSERINA

CARNOZINA – Distributie si rol biochimic :

Se gaseste in muschi , inima si creier

Inhiba formarea gruparilor carbonil, reducand posibilitatea formarii proteinelor anormale

Favorizeza diviziunea celulara, protejeaza ADN-ul contra oxidarii, blocheaza glicozilarea si stabilizeaza

membranele celulare

Actioneaza ca un tampon intracelular

Se administreaza in cancer , Alzheimer si autism

ANSERINA – distributie si rol biochimic:

Se gaseste in muschiul de pasare , nu se gaseste in muschiul de om

Rolul biochimic nu a fost elucidat

2. Tripeptide

GLUTATIONUL – este un compus activ redox care exista in 2 forme: glutation redus si oxidat

CH2 – SH CH2 – SH

| |

CH2 – NH2 CH2- NH2 CO – NH – CH

| | | |

COOH COOH COOH (CH2)2 CO – NH – CH2

| | |

(CH2)2 CH – NH2 COOH

| |

CH – NH2 COOH

|

COOH

Acid glutamic Cisteina Glicocol y – Gutamil-cisteinil-glicocol

(Glu) (Cis) (Glicina)(Gil) (GLUTATION REDUS)

-2H

2G – SH ---------------------> G – S – S – G

<--------------------

+2H

Glutation redus Glutation oxidat

APLICATIE

Scrieti formula structurala a glutationului oxidat

Distributie

Predomina in ficat, splina, celulele pe cale de multiplicare

Rol biochimic

Regleaza potentialul redox al celulei, prin mentinerea unui echilibru intre forma oxidata si forma redusa

(este antioxidant)

A + 2G – SH <=========> AH2 + G – S – S – G

Substrat oxidat substrat redus

Transporta aminoacizii prin membrana celulara in numeroase celule

Este cofactor al unor enzime (ex: glutation peroxidaza)

3. Octapeptide

OXITOCINA si VASOPRESINA ( HORMONUL ANTIDIURETIC)

Sunt peptide ciclice secretate de lobul posterior al hipofizei

Structura chimica

Oxitocina Vasopresina

OXITOCINA – Rol biochimic:

Favorizeaza contractia musculaturii netede a uterului si expulzarea fatului

Permite retractarea uterului dupa expulzare si recapatarea pozitiei initiale

Injectarea oxitocinei la mamifere determina modificarea comportamentului (diminuarea agresivitatii,

cresterea sociabilitatii si arezistentei la durere, scaderea tensiunii arteriale, cresterea apetitului si a

comportamentului maternal la femele)

Efectul este mai puternic la femele decat la mascului, iar efectul se poate transmite si la animalele aflate

in vecinatate (prin sistemu olfactiv)

VASOPRESINA – Rol biochimic:

Actiune vasoconstrictoare

Actiune antidiuretica

Insuficienta secretiei vasopresinei determina instalarea diabetului insipid

4. Polipeptide

INSULINA

Este un hormon secretat de pancreasul endocrin

Este o polipeptida constituita din 51 aminoacizi

Are o structura bicatenara stabilizata prin punti disulfurice

Rol biochimic

Scade concentratia glucozei din sange (rol hipogliceinant) favorizand patrunderea acesteia in celule

In cazul unei biosinteze insuficiente se instaleaza diabetul zaharat

GLUCAGONUL

Este constituit din 29 aminoacizi

Este secretat de pancreasul endocrin

Are actiune hiperglicer.

Biochimie C7 – 6.04

Proteine

Rol biochimic :

Detine un rol crucial in majoritatea proceselor biologice. Indeplinesc numeroase functii fiziologice :

Enzime – sunt cei mai eficienti catalizatori; in organismul animal au fost identificate sute de enzime

Leaga, transporta si stocheaza molecule mici (ex: hemoglobina transporta oxigenul, iar albuminele

medicamentele)

Comutatori moleculari – modificarile conformationale survenite ca urmare a modificarii pH-ului sau a

coordonarii unor liganzi , pot fi utilizate pentru controlul proceselor celulare

Coordonatori ai miscarii – muschii sunt alcatuiti din proteine, iar contractia musculara este mediata de

glisarea a 2 proteine (actina si miozina)

Suport structural – pielea si oasele contin proteina numita colagen

Protectie imuna – anticorpii sunt proteine care neutralizeaza molecule straine specifice existente in

organism

Generarea si transmiterea implsului nervos – receptorii neurotransmitatorilor sunt proteine (ex:

receptorul pt acetilcolina este o proteina amplasata in neuronii post sinaptici)

Controleaza cresterea si diferentierea – de ex, proteinele supresor se pot lega de fragmente specifice din

ADN inhiband expresia si, deci, formarea de produsi specifici segmentului; hormonul de stimulare a

tiroidei este o proteina.

Clasificare :

1. Proteine simple

2. Proteine conjugate

1. PROTEINE SIMPLE Sunt biomolecule cu caracter macromolecular constituite numai din aminoacizi

Au mase moleculare cuprinse intre 103 si 105Da ( 1Da = 1,6605 * 10-27kg)

Conformatia proteinelor:

Fiecare proteina in stare nativa are o structura tridimensionala (spatiala), care este cunoscuta sub numele de

conformatie.

Conformatia proteinelor este rezultanta urmatorilor factori:

Caracteristicile legaturilor peptidice

Natura catenelor laterale R

Caracteristicile legaturilor peptidice:

are caracter partial de dubla legatura

este rigida

atomii de carbon din alpha sunt dispusi in trans

1. Structura primara

Reprezinta secventa liniara a aminoacizilor legati intre ei prin legaturi peptidice. Pozitiile legaturilor covalente

disulfurice dintre radicalii de cisteina sunt incluse de asemenea in structura primara.

2. Structura secundara

Reprezinta plierea regulata a regiunilor unei catene polipeptidice.

Este dictata de structura primara , fiind rezultanta interactiunilor dintre radicalii aminoacizilor vecini.

Este stabilizata de legaturi de hidrogen stabilite intre gruparea >C=O de la o legatura peptidica si gruparea

-NH- de la o legatura peptidica vecina.

Legaturile de hidrogen pot fi intracatenare ( modelul alpha-helix) si intercatenare (modelul planurilor pliate –

beta-pliere)

Modelul alpha-helix

– Rezulta prin spiralarea catenei peptidice intr-o elice orientata spre dreapta

– Toate legaturile polipeptidice participa la legaturi de hidrogen intercatenare de tipul:

- Structura alpha-helix 100% prezinta proteina fibrilara biosintetizata de ectoderm, numita alpha-keratina

- La alte proteine, regiunile alpha-helix alterneaza cu regiuni neelicoidale, continutul in alpha-helix

variind in functie de structura primara

- Prezenta prolinei, aminoaizilor ionici si a aminoacizilor voluminosi ( Trp, Val, Leu) fac imposibila

plierea unei proteine intr-o structura alpha-helix.

Modelul planurilor pliate (beta-pliere)

Este o conformatie ordonata rezultata prin plierea catenei polipeptidice intr-o structura mai relaxata stabilizata

prin legaturi de hidrogen intercatenare.

Catenele polipeptidice pot fi dispuse paralel sau antiparalel.

-------------------------> -------------------------->

H2N /\/\/\/\/\/\/\ COOH antiparalel H2N /\/\/\/\/\/\/\/\/\ COOH paralel

H2N /\/\/\/\/\/\/\ COOH COOH /\/\/\/\/\/\/\ H2N

-------------------------> < --------------------------

- Modele structurale beta-pliere sunt frecvent intalnite si in proteinele globulare

- Un numar mare de boli au drept cauza formarea de proteine fibrilare numite amiloide , in locul celor

globulare. De ex, in boala Alzheimer , in creierul indivizilor se depun proteine fibrilare cu structura

asemanatoare fibroinei.

Modelul colagen

Este reprezentat de un triplu helix spiralat spre stanga, cu structura mai relaxata decat alpha-keratina.

Colagenul se gaseste in piele, oase , tendoane si constituie un element de rezistenta a organismului.

3. Structura tertiara

Rezulta prin infasurarea macromoleculei proteice intr-o structura aproximativ globulara.

– Gruparile hidrofobe sunt orientate spre interior, formand un miez hidrofob, iar cele hidrofile spre

exterior, formand un invelis hidrofil.

– In urma infasurarii lantului polipeptidic rezulta domenii cu structura alpha-helix, domenii cu structura

secundara de tip beta-pliere si domenii fara organizare secundara.

– Stabilitatea edificiului macromolecular este asigurata prin interactiuni intracatenare si legaturi

chimice

– Structura tertiara este dictata de structura primara

– Structura tertiara este responsabila de proprietatile biologice : enzima, hormon, anticorp, functia

respiratorie etc.

Denaturarea structurii tertiare

a) Denaturare reversibila – sunt afectate interactiunile fizice

b) Denaturare ireversibila – sunt afectate legaturile chimice

Denaturarea se produce sub actiunea urmatorilor factori: temperatura ridicata , prezenta acizilor si bazelor tari,

prezenta ionilor metalelor grele, radiatii UV , forte mecanice.

4. Structura cuaternara

Rezulta prin asocierea mai multor macromolecule cu structura tertiara numite protomeri, intr-un ansamblu

supramolecular numit oligomer.

n = 2 ...........dimer

n = 3 ...........trimer

n = 4 ...........tetramer

Morfologia macromoleculelor proteice

Dupa aspect si solubilitate, proteinele se calsifica :

a) Proteine fibrilare

b) Proteine globulare

c) Proteine mixte

ASPECT SOLUBILITATE EXEMPLE

P.FIBRILARE filiform Insolubile in apa si in solutii saline Alpha-keratina

Beta-keratina

Colagenul

P.GLOBULARE Elipsoidal

sferic

Solubile in apa si in solutii saline Enzimele

Hormonii proteici

Anticorpii

Pigmentii respiratori

P.MIXTE Filiform cu

capete

globulare

Soluble in solutii saline Fibrinogenul

Miozina

b)Exemple de proteine globulare:

Biochimie C8 – 20.04

ALBUMINE

M – 60000Da

Solubile in apa si solutii saline

Coaguleaza la 60-70o

Precipita cu sulfat de amoniu la saturatie

Au cea mai mare mobilitate electroforetica

Albuminele serice sunt biosinteizate de ficat

Albuminele serice transporta apa, acizii grasi, bilirubina, medicamentele etc.

Exemple de albumine Distributie

Serumalbumine

Mioalbumine

Lactoalbumine

ovalbumine

Sange

Muschi

Lapte

Ou

GLOBULINE

M – 150000Da

Solubile in solutii saline

Coaguleaza la to>70oC

Precipita cu sulfat de amoniu la semisaturatie

Au cea mai mica mobilitate electroforetica

Exemple de globuline Distributie

Serumglobuline(alpha1-,alpha2-,beta1-,beta2-,y-)

Lactoglobuline

Ovglobuline

Legumina

Faseolina

Amandina

Arachina

Ser sanguin

Lapte

Ou

Seminte de leguminoase

Seminte de fasole

Seminte de migdale

Seminte de alune americane

Imunoglobulinele (antocorpii)

Se gasesc in sange si alte fluide ale vertebratelor

Migreaza in camp electric in zona y-globulinelor

Sunt biosintetizate ca raspuns al antigenelor

Identifica si neutralizeaza antigenele (bacterii, virusuri)

Structura anticorpilor

Sunt proteine teramere

Cei 4 protomeri sunt dispusi sub forma literei Y

Intre antigen si anticorp exista o complementaritate structurala

Prolamine

Sunt proteine de origine vegetala

Sunt insolubile in apa si solutii saline

Nu contin aminoacizi esentiali , au valoare nutritiva scazuta

Intra in structura glutenului

Ex: gliadina din grau si secara , zeina din porumb

Glutenine

Sunt de origine vegetala

Intra in structura glutenului

Glutenul confera proprietatile de panificatie ale cerealelor si este constituit din:

- Prolamine si glutenine(70-80%)

- Glucide

- Lipide

- Minerale

a) Proteine fibrilare

Keratinele Fibroina Colagenele

Caracteristici structurale:

Au un continut ridicat de glicocol, prolina, hidroxiprolina

Catenele polipeptidice sunt legate intre ele prin punti disulfurice

Distributie:

Oase

Piele

Cartilagii

Tendoane

Proprietati:

Este insolubil in apa rece si rezistent la actiunea enzimelor proteolitice

Este solubil in apa la fierbere

Solutia de colagen formeaza la racire un gel

Solutia si gelul de colagen sunt hidrolizate de enzimele proteolitice

c)Exemple de proteine mixte

Fibrinogenul – exte o proteina hexamera cu rol in coagularea sangelui

Miozina – este o proteina mixta cu rol in contractia musculara

Actina – este o proteina mixta cu rol in contractia musculara

2. PROTEINE CONJUGATE

componenta proteica + componenta prostetica = proteina conjugata

-ion metalic

-radical fosforic

-glucide

-lipide

-pigment

Metalproteine

Grupare prostetica = ion metalic

Exemple: hmoglobina , mioglobina, feritina, ceruloplasmina, hemosiderina

- structura de tip chelat

Men+ = Fe2+ , Co2+ , Zn2+ , Cu2+

Fosfoproteine

Grupare prostetica = -H2PO3

Radicalul acidului fosforic esterifica radicalul –OH al serinei sau treoninei.

Radicalii fosforici formeaza cu ionii Ca2+, Na+ sau K+ , saruri.

Exemple: cazeinele, fosfovitina, vitelina

Glicoproteine

Grupare prostetica = glucid

Glucidele sunt reprezentate de : fructoza, galactoza, N-acetilglucozamina, N-acetilgalactozamina

Rol biochimic: protector al mucoaselor fata de actiunea enzimelor proteolitice; intervin in procesele de

recunoastere celula-celula si celula-molecula.

Lipoproteine

Grupare prostetica = lipide

Lipidele sunt reprezentate de: fosfolipide, trigliceride (TG), colesterol liber si esterificat(CE), vitamine

liposolubile(A, D, E si K).

La electroforeza , lipoproteinele serice se separa in 4 fractii :

- HDL (12% colesterol esterificat)

- VLDL (35-40%)

- LDL (15-20%)

- Chilomieroni

Cromoproteine

Grupare prostetica = pigment

Clasificare :

- Cromoproteine porfirinice

- Cromoproteine neporfirinice

PROFINA + RADICALI CH3 - =>1, 3, 5, 8 = PROTOPORFIRINA

CH2 = CH- => 2, 4

-CH2 – CH2 – COO => 6, 7

APLICATIE scrieti formula protoporfirinei

HEMOGLOBINA (Hb)

Este o cromoroteina colorata in rosu , din sangele vertebratelor.

Structura:

Componenta proteica -> GLOBINA

Componenta prostetica -> HEM

HEM = PROTOPORFIRINA + Fe2+

Ionul Fe2+ formeaza o structura de tip chelat cu protoporfirina si globina, participand la :

- 2 legaturi legaturi covalent coordinative cu atomii de azot din ciclurile A si C

- 2 legaturi covalente cu atomii de azot din ciclurile B si D

- 2 legaturi covalent coordinative cu histidina din globina, perpendiculare pe planul ciclului

porfirinic

Globina

Proteina tetramera : 2 catene alpha – 141 aa & 2 catene beta – 146 aa

Cele 4 catene au o structura alpha-helix in proportie de 80%

Structura cuaternara este stabilizata prin legaturi de hidrogen si legaturi ionice stibilite intre COO&NH3+

Fiecare protomer contine o cavitate in care se afla hemul

Specificitatea de specie este conditionata de structura primara a catenelor polipeptidice