= organische en polymeerchemie in cellen !!!!

Presentatie over: "= organische en polymeerchemie in cellen !!!!"— Transcript van de presentatie:

1 = organische en polymeerchemie in cellen !!!!
Bio-chemie = organische en polymeerchemie in cellen !!!! Bio-chemie

2 Biochemie algemeen op school:
- koolhydraten Aminozuren/Eiwitten: pr/sec/tert/quat structuur DNA/RNA: codons, baseparen,etc van DNA  eiwit van eiwit  DNA Enzymen

3 Biochemie: koolhydraten
Koolhydraat wordt gemaakt uit ingezoomd - koolhydraten

4 Biochemie: ringsluiting

5 Biochemie: aminozuren
Aminozuren: structuurformules Binas T67 C1 zuur-groep Amino-groep

6 Aminozuren: structuurformules
Biochemie aminozuren Aminozuren: structuurformules

7 Biochemie peptide-binding
2 Aminozuren reageren  peptide zuurgroep van Am.zuur 1 met aminogroep van am.zuur 2 Peptide-binding

8 Aminozuren/Eiwitten: pr/sec/tert/quat structuur
Biochemie algemeen Aminozuren/Eiwitten: pr/sec/tert/quat structuur Primaire structuur: volgorde van aminozuren Ala-Arg-Ser-Cys Dit kan natuurlijk ook met meer aminozuren  tripeptide, polypetide

9 Biochemie: secundaire structuur
ß-plaat α-helix

10 Biochemie: tertiaire structuur
Hoe ziet eiwit er 3D uit: Complex van sheets en helices !

11 Biochemie: quaternaire structuur
Quaternaire structuur: hoe ziet complex van (meerdere) eiwitten er 3D uit

12 Biochemie: quaternaire structuur

13 Biochemie: werking van enzymen
Enzymen zijn (bio)katalysatoren (ze kunnen processen een factor 106 versnellen) Bij enzymen wordt gesproken over enzym-substraat-complex Stof die reageert door het enzym

14 Biochemie: werking van enzymen
Animatie nut van enzymen: Animatie splitsing: Animatie synthese:

15 Biochemie: werking van enzymen
Enzymen zijn eiwitten en hun structuur is afhankelijk van T en pH of bv oplosmiddel. Dat betekent dat elk enzym zijn optimum heeft m.b.t. pH en T voor de werking. Animatie invloed T of pH:

16 Biochemie: werking van enzymen
los substraat + Enzym (met actieve plaats)

17 Biochemie: binding aan enzymen
1: vanderWaals 2: hydrofobe binding 3: H-brug 4: elektrostatische (= ion) -binding)

18 Biochemie: reactiesnelheid van enzymen (Michaelis Menten –constante)
Op een gegeven moment wordt de maximale reactiesnelheid bereikt. Het toevoegen van meer substraat is dan zinloos (= 0e orde) dit noemen we de grenssnelheid

19 Biochemie: reactiesnelheid van enzymen (Michaelis Menten –constante)
Hoe kleiner de Km hoe sterker het substraat aan het enzym gebonden wordt (wordt niet meer losgelaten en enzym kan dus niet snel weer reageren) [substraat] waarbij S = 0,5*Sgrens noemen we Michaelis-Menten constante (Km) en is een maat voor de sterkte van de binding tussen enzym en substraat

20 Biochemie: DNA Baseparen: A - T

21 Biochemie: DNA Baseparen: G - C

22 Biochemie: DNA G – C A - T De base paren worden ‘bij elkaar gehouden’ door waterstofbruggen tussen de NH en C=O groepen in de ringen.

23 Biochemie: DNA Opbouwen enkele ‘strand’ DNA asymetrisch
stapje voor stapje Door nu de baseparen op een rijtje te koppelen ontstaat een dubbele helix waarbij telkens 1 base paar tegen over elkaar zit. Opbouw DNA uit nucleotides tot een dubbel-helix  polymerisatie

24 Biochemie: DNA Deze erfelijke info vormt dus zeer grote DNA-moleculen die in een kenmerkende dubbele helix gevormd zijn.

25 Biochemie: van DNA  eiwit
Dit vindt plaats in 2 stappen: Stap 1 is transcriptie 1) Transcriptie: van DNA  RNA (engels) Of 1) in het nederlands van DNA  RNA

26 Biochemie: van DNA  eiwit
Transcriptie DNA  RNA A  U T  A G  C C  G

27 Biochemie: van DNA  eiwit
Stap 2 = translatie 2) Van RNA  eiwit (engels) Of 2) in het nederlands van RNA  eiwit

28 Biochemie: van DNA  eiwit
Stap 1 is transcriptie Stap 2 = translatie DNA  RNA A  U T  A G  C C  G RNA  ‘tegencodon’ U  A A  U C  G G  C

29 Biochemie: van DNA  eiwit

30 Biochemie: van DNA  eiwit
Drie codons op rij coderen voor een aminozuur Er zijn meerdere codon-drietallen voor zelfde aminozuur

31 Biochemie: toxiciteit
In 1979 in Oregon, Verenigde Staten, was een 29-jaar oude student gezellig een borrel aan het drinken op een feestje. Plotseling zakte hij in elkaar en kort daarna kwam hij te overlijden. Na onderzoek bleek dat hij voor een weddenschap een bepaald soort watersalamandertje had doorgeslikt. Vele jaren eerder was een 26-jarige student vergiftigd na het consumeren van een soortgelijk watersalamandertje – ook voor een dronkemansweddenschap. Gelukkig heeft hij over moeten geven en kon zo de weddenschap overleven. Van:

32 Biochemie: toxiciteit
Helaas zijn er ook mensen die minder geluk hebben; jaarlijks overlijden in Japan meer dan 50 personen na consumptie van ‘fugu’, ofwel kogelvis. Dankzij strenge regels voor restaurants en groothandels daalt het aantal doden veroorzaakt door consumptie van fugu elk jaar. Toch blijft deze bijzondere vis een van ‘s werelds meest dodelijke lekkernijen.

33 Biochemie: toxiciteit
De bovenstaande slachtoffers hebben één ding gemeen: ze hebben allemaal één van de meest potente neurotoxinen ter wereld ingenomen: tetrodotoxine, ofwel TTX. Slechts één milligram of minder –een hoeveelheid ter grootte van een speldenknop- is voldoende om een volwassen mens te doden. Neurotoxinen verstoren de signaalverwerking waardoor onze spieren (bv de hartspier als een minder belangrijk voorbeeld) niet meer goed werken. In de natuur komen zeer veel giftige planten en dieren voor. Deze gifstoffen, ook wel toxinen genoemd, hebben al eeuwen vele toepassingen.

34 Biochemie: toxiciteit
Botuline toxine Een ander zeer krachtig neurotoxine wordt geproduceerd door bacteriën van de soort Clostridium botulinum en Clostridium butyricum. Deze bacteriën produceren het zeer giftige botuline. Inname van de toxine-producerende bacterie leidt tot spierzwakte, zenuwuitval en in het ergste geval de dood. Botulisme: Botulisme bij mensen is een zeer zeldzame, maar ernstige ziekte. Er bestaan twee soorten: voedselbotulisme en botulisme door dode waterdieren. Voedselbotulisme kun je krijgen door besmet voedsel te eten; waterbotulisme door contact met besmette dode vissen en watervogels. Botuline toxinen zijn vrij complexe eiwitten en komen in 7 verschillende vormen, namelijk de A, B, C, D, E, F en G variant. Botuline toxine A is voor de mens het gevaarlijkst. Botuline toxinen C en D veroorzaken botulisme in dieren.

35

36 Biochemie: toxiciteit
Conclusie: alle zenuwgiffen verstoren (versnellen, verhogen, vertragen, stoppen) het doorgeven van het signaal in de zenuwen

37 Biochemie: toxiciteit + signaalverwerking
Signalen: signaal wordt doorgegeven door een verandering van de [Na+] en [K+]

38 Biochemie: toxiciteit + signaalver- werking
Einde axon  signaal geeft opening van het calciumkanaal  blaasjes naar celmembraan  acetylcholine komt in synaptische spleet

39 Biochemie: toxiciteit + signaalverwerking
 acetylcholine komt via synaptische spleet op receptoren  Na+ door kanaal in axion  signaal, enzovoort acetylcholine wordt door acetylcholine-esterase afgebroken tot choline en acetaat die terug de zenuwcel in gaan.

40 Biochemie: toxiciteit
Botuline: geen versmelting blaasjes met celwand  geen signaal  verslapping alpha-bungarotoxine en cobrotoxine, verhinderen signaaloverdracht door de acetylcholine-receptoren te blokkeren, enz Saxitoxine/ Tetrodoxine:  blokkeert Na-kanaal  geen signaal , enz

41 Biochemie: toxiciteit
Werking van acetylcholine-esterase Remming van acetylcholine-esterase door gif Van: Chemie Overal VWO NG2 Hfst 12

42 Biochemie: toxiciteit
Opname door: mond, huid, longen Acute vergiftiging Bij cavia’s LD50 = 1 ppm, bij hamsters al 5000 ppm, bij mens hoge dosering  chlooracne (mogelijk ook mutageen)

43 Biochemie: toxiciteit
LD50: dosering waarbij 50% van proefdieren sterft NTD: dosering waarbij 0% van proefdieren sterft Chronische vergiftiging: lastiger te bepalen

44 Biochemie: toxiciteit
Bepaal dosis waarbij 50% van personen gewenst effect heeft ED50. Dosis-respons relatie Je wilt natuurlijk dat medicijnen werken zonder al te veel bijwerkingen bij gewone doseringen Bepaal dosis waarbij 50% van personen ongewenst effect heeft TD50. Verschil tussen ED50 en TD50 is therapeutische index.

45 Biochemie: ADI en MAC ADI: aanvaardbare dagelijkse dosis = Hoeveel je van een stof je hele leven elke dag mag binnenkrijgen zonder negatieve gevolgen MAC: maximaal aanvaardbare concentratie = Hoeveel er van een stof in de lucht aanwezig mag zijn zodat een werknemer die 40 jaar ergens 40 uur/week werkt er geen nadelige gevolgen van heeft.