= organische en polymeerchemie in cellen !!!! Bio-chemie = organische en polymeerchemie in cellen !!!! Bio-chemie mlavd@BCEC

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

Biochemie: koolhydraten Koolhydraat wordt gemaakt uit ingezoomd - koolhydraten mlavd@BCEC

Biochemie: ringsluiting mlavd@BCEC

Biochemie: aminozuren Aminozuren: structuurformules Binas T67 C1 zuur-groep Amino-groep mlavd@BCEC

Aminozuren: structuurformules Biochemie aminozuren Aminozuren: structuurformules mlavd@BCEC

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

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 mlavd@BCEC

Biochemie: secundaire structuur ß-plaat α-helix mlavd@BCEC

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

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

Biochemie: quaternaire structuur http://cheminf.cmbi.ru.nl/wetche/vwo/cdrom05/jmol/biochemie/enzymen/catalase/catalasej.html mlavd@BCEC

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 mlavd@BCEC

Biochemie: werking van enzymen Animatie nut van enzymen: http://www.lewport.wnyric.org/JWANAMAKER/animations/Enzyme%20activity.html Animatie splitsing: http://www.bioplek.org/animaties/moleculaire_genetica/sheet_maltase.html Animatie synthese: http://www.bioplek.org/animaties/enzymen/enzym.swf mlavd@BCEC

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: http://www.lewport.wnyric.org/JWANAMAKER/animations/Enzyme%20activity.html mlavd@BCEC

Biochemie: werking van enzymen los substraat + Enzym (met actieve plaats) mlavd@BCEC

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

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 mlavd@BCEC

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 mlavd@BCEC

Biochemie: DNA Baseparen: A - T mlavd@BCEC

Biochemie: DNA Baseparen: G - C mlavd@BCEC

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. mlavd@BCEC

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 mlavd@BCEC

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

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 mlavd@BCEC

Biochemie: van DNA  eiwit Transcriptie DNA  RNA A  U T  A G  C C  G mlavd@BCEC

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

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 mlavd@BCEC

Biochemie: van DNA  eiwit mlavd@BCEC

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

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. mlavd@BCEC Van: http://www.kennislink.nl/web/show?id=96384

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. mlavd@BCEC

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. mlavd@BCEC

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. mlavd@BCEC

mlavd@BCEC

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

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

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

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. mlavd@BCEC

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 mlavd@BCEC

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

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) mlavd@BCEC

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

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. mlavd@BCEC

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. mlavd@BCEC