Transcript = organische en polymeerchemie in cellen !!!! BioBiochemie 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.

= organische
en
polymeerchemie
in
cellen !!!!
BioBiochemie
mlavd@BCEC
1
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
2
Biochemie: koolhydraten
Koolhydraat wordt gemaakt uit
ingezoomd
- koolhydraten
mlavd@BCEC
3
Biochemie: ringsluiting
mlavd@BCEC
4
Biochemie: aminozuren
-Aminozuren: structuurformules
Binas T67 C1
zuur-groep
Aminogroep
mlavd@BCEC
5
Biochemie aminozuren
-Aminozuren: structuurformules
mlavd@BCEC
6
Biochemie peptide-binding
-2 Aminozuren reageren 
peptide
zuurgroep van Am.zuur 1 met
aminogroep van am.zuur 2
Peptide-binding
mlavd@BCEC
7
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
8
Biochemie: secundaire structuur
ß-plaat
mlavd@BCEC
α-helix
9
Biochemie: tertiaire structuur
Hoe ziet eiwit er 3D
uit:
Complex van
sheets
en
helices !
mlavd@BCEC
10
Biochemie: quaternaire structuur
Quaternaire structuur:
hoe ziet complex van (meerdere) eiwitten er 3D uit
mlavd@BCEC
11
Biochemie: quaternaire structuur
http://cheminf.cmbi.ru.nl/wetche/v
wo/cdrom05/jmol/biochemie/enzy
men/catalase/catalasej.html
mlavd@BCEC
12
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
13
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/sh
eet_maltase.html
Animatie synthese:
http://www.bioplek.org/animaties/enzymen/enzym.swf
mlavd@BCEC
14
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/anim
ations/Enzyme%20activity.html
mlavd@BCEC
15
Biochemie: werking van enzymen
los substraat +
Enzym (met actieve
plaats)
mlavd@BCEC
16
Biochemie: binding aan enzymen
1: vanderWaals
2: hydrofobe
binding
3: H-brug
4: elektrostatische
(= ion) -binding)
mlavd@BCEC
17
Biochemie: reactiesnelheid van enzymen
(Michaelis Menten –constante)
mlavd@BCEC
Op een gegeven
moment wordt de
maximale
reactiesnelheid
bereikt. Het
toevoegen van
meer substraat is
dan zinloos
(= 0e orde) dit
noemen we de
grenssnelheid18
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
19
Biochemie: DNA
Baseparen: A - T
mlavd@BCEC
20
Biochemie: DNA
Baseparen: G - C
mlavd@BCEC
21
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
22
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
23
Biochemie: DNA
Deze erfelijke info vormt dus zeer grote DNA-moleculen
die in een kenmerkende dubbele helix gevormd zijn.
mlavd@BCEC
24
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
25
Biochemie: van DNA  eiwit
Transcriptie
DNA  RNA
AU
TA
GC
CG
mlavd@BCEC
26
Biochemie: van DNA  eiwit
Stap 2 = translatie
2) Van RNA  eiwit (engels)
Of 2) in het nederlands van RNA  eiwit
mlavd@BCEC
27
Biochemie: van DNA  eiwit
Stap 1 is transcriptie
DNA  RNA
AU
TA
GC
CG
Stap 2 = translatie
RNA  ‘tegencodon’
UA
AU
CG
GC
mlavd@BCEC
28
Biochemie: van DNA  eiwit
mlavd@BCEC
29
Biochemie: van DNA  eiwit
Drie codons op rij coderen voor een aminozuur
Er zijn meerdere codon-drietallen voor zelfde
aminozuur
mlavd@BCEC
30
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: http://www.kennislink.nl/web/show?id=96384
mlavd@BCEC
31
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
32
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
33
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 toxineproducerende 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
34
mlavd@BCEC
35
Biochemie: toxiciteit
Conclusie:
alle zenuwgiffen verstoren
(versnellen, verhogen,
vertragen, stoppen) het
doorgeven van het signaal in
de zenuwen
mlavd@BCEC
36
Biochemie: toxiciteit +
signaalverwerking
Signalen:
signaal wordt
doorgegeven door
een verandering
van de [Na+] en
[K+]
mlavd@BCEC
37
Biochemie:
toxiciteit +
signaalverwerking
Einde axon 
signaal geeft
opening van het
calciumkanaal
 blaasjes naar
celmembraan
 acetylcholine
komt in
synaptische spleet
mlavd@BCEC
38
Biochemie:
toxiciteit + signaalverwerking
 acetylcholine komt
via synaptische spleet
op receptoren  Na+
door kanaal in axion
 signaal, enzovoort
acetylcholine
wordt door
acetylcholineesterase
afgebroken tot
choline en
acetaat die terug
de zenuwcel in
gaan.
mlavd@BCEC
39
Biochemie:
toxiciteit
alphaBotuline:
Saxitoxine/
bungarotoxine
geen versmelting
en
cobrotoxine,
Tetrodoxine:
blaasjes
met
verhinderen
celwand  geen
blokkeert
Nasignaaloverdracht
signaal

kanaal
 geen signaal ,
door
de
verslapping
enz
acetylcholinereceptoren te
blokkeren, enz

mlavd@BCEC
40
Biochemie: toxiciteit
Werking van acetylcholine-esterase
Remming van acetylcholine-esterase door gif
mlavd@BCEC
Van: Chemie Overal VWO NG2 Hfst 12
41
Biochemie: toxiciteit
Opname door: mond, huid, longen
Acute vergiftiging
mlavd@BCEC
Bij cavia’s LD50 = 1
ppm, bij hamsters al
5000 ppm, bij mens
hoge dosering 
chlooracne (mogelijk
ook mutageen) 42
Biochemie: toxiciteit
LD50:
dosering waarbij
50% van
proefdieren sterft
NTD:
dosering waarbij
0% van
proefdieren sterft
Chronische vergiftiging: lastiger te bepalen
mlavd@BCEC
43
Biochemie: toxiciteit
Bepaal
dosis waarbij
Je wilt natuurlijk
dat
50%
van personen
medicijnen
werken
gewenst
heeft
zonder aleffect
te veel
ED
bijwerkingen
bij
50.
Bepaal dosis
waarbij
gewone
doseringen
50% van personen
ongewenst effect
heeft TD50.
Dosis-respons relatie
Verschil tussen ED50
en TD50 is
therapeutische index.
mlavd@BCEC
44
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
45