Wunderlich Lívius, Szarka András - A biokémia alapjai PDF

Preview

Summary

Download Wunderlich Lívius, Szarka András - A biokémia alapjai PDF

Description

A biokémia alapjai

Wunderlich Lívius Szarka András

Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A biokémia alapjai írta Wunderlich Lívius és Szarka András Szerzői jog © 2014 Wunderlich Lívius PhD, Szarka András PhD, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Tartalom A biokémia alapjai ........................................................................................................................... xiii Előszó .............................................................................................................................................. xiv 1. Kémiai alapok ................................................................................................................................. 1 1. Általános kémia ..................................................................................................................... 1 1.1. Atomok ..................................................................................................................... 1 1.1.1. Az atomok felépítése .................................................................................... 1 1.1.2. Atompályák .................................................................................................. 2 1.1.3. Elemek ......................................................................................................... 3 1.2. Kémiai kötések ......................................................................................................... 5 1.2.1. Elsőrendű kötések ........................................................................................ 5 1.2.2. Másodrendű kötések ..................................................................................... 9 2. Szerves kémia ..................................................................................................................... 11 2.1. Szénhidrogének ...................................................................................................... 11 2.1.1. Telített szénhidrogének .............................................................................. 11 2.1.2. Telítetlen szénhidrogének .......................................................................... 13 2.2. Funkciós csoportok ................................................................................................. 15 2.3. Szénvegyületek szerkezete ..................................................................................... 17 2.3.1. Szerkezeti izoméria .................................................................................... 17 2.3.2. Geometriai izoméria ................................................................................... 19 2.3.3. Sztereoizoméria .......................................................................................... 19 2.3.4. Konformációs izoméria .............................................................................. 20 3. Kémiai reakciók .................................................................................................................. 22 3.1. Sav-bázis reakciók .................................................................................................. 23 3.2. Redox reakciók ....................................................................................................... 25 2. Sejtbiológiai alapok ...................................................................................................................... 27 1. A prokarióta sejt .................................................................................................................. 27 2. Az eukarióta sejt .................................................................................................................. 28 2.1. Sejtmag ................................................................................................................... 29 2.2. Mitokondrium ......................................................................................................... 30 2.3. Endoplazmás retikulum .......................................................................................... 31 2.4. Golgi-készülék ........................................................................................................ 32 2.5. Lizoszómák ............................................................................................................. 33 2.6. Peroxiszómák ......................................................................................................... 33 2.7. Színtestek ................................................................................................................ 33 2.8. Vakuólum ............................................................................................................... 34 2.9. Citoszkeleton .......................................................................................................... 35 3. Makromolekulák ........................................................................................................................... 36 1. Szénhidrátok ........................................................................................................................ 36 1.1. Monoszacharidok .................................................................................................... 36 1.2. Diszacharidok ......................................................................................................... 37 1.3. Poliszacharidok ....................................................................................................... 37 2. Lipidek ................................................................................................................................ 38 2.1. Zsírsavak ................................................................................................................. 38 2.2. Trigliceridek ........................................................................................................... 39 2.3. Foszfolipidek .......................................................................................................... 39 2.4. Koleszterin .............................................................................................................. 40 3. Fehérjék ............................................................................................................................... 41 3.1. Aminosavak ............................................................................................................ 41 3.2. Elsődleges szerkezet ............................................................................................... 42 3.3. Másodlagos szerkezet ............................................................................................. 43 3.4. Harmadlagos szerkezet ........................................................................................... 44 3.5. Negyedleges szerkezet ............................................................................................ 45 4. Fehérjék, lipidek, szénhidrátok kapcsolatai ........................................................................ 46 5. Nukleinsavak ....................................................................................................................... 47 5.1. Nukleotidok ............................................................................................................ 48 5.2. A nukleinsav szerveződése ..................................................................................... 48

iii Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A biokémia alapjai

5.3. RNS ........................................................................................................................ 50 5.4. DNS ........................................................................................................................ 50 6. Proteinek és nukleinsavak kapcsolata ................................................................................. 51 4. Enzimológia .................................................................................................................................. 54 1. Az enzimek szerepe ............................................................................................................. 54 2. Szerkezet és funkció ............................................................................................................ 55 3. Szabályozás ......................................................................................................................... 57 4. Katalízis .............................................................................................................................. 58 5. Enzimkinetika ..................................................................................................................... 59 6. Reverzibilis szabályozás típusai .......................................................................................... 64 7. Enzimek osztályozása ......................................................................................................... 66 7.1. Oxidoreduktázok .................................................................................................... 66 7.1.1. Oxidázok .................................................................................................... 67 7.1.2. Dehidrogenázok ......................................................................................... 67 7.1.3. Oxigenázok ................................................................................................ 67 7.1.4. Peroxidázok ................................................................................................ 68 7.2. Transzferázok ......................................................................................................... 68 7.3. Hidrolázok .............................................................................................................. 68 7.4. Liázok ..................................................................................................................... 69 7.5. Izomerázok ............................................................................................................. 69 7.6. Ligázok ................................................................................................................... 69 8. Izoenzimek .......................................................................................................................... 70 5. Bioenergetika ................................................................................................................................ 71 1. Az energia forrása ............................................................................................................... 71 2. Az energia megjelenési formája .......................................................................................... 71 3. Kémiai reakciók energetikája .............................................................................................. 72 3.1. Kapcsoltság ............................................................................................................. 72 3.2. Csoportátvitel ......................................................................................................... 74 3.3. A foszforilcsoport átvitele ...................................................................................... 76 3.3.1. Az adenozin-trifoszfát (ATP) mint energiahordozó ................................... 76 3.3.2. Foszforilcsoporttal működő enzimek ......................................................... 78 3.3.3. Az ATP felhasználása ................................................................................ 78 3.3.4. Magas energiájú foszfátok ......................................................................... 78 3.4. Az acilcsoport szállítása ......................................................................................... 80 3.5. A glukozil-csoport szállítása ................................................................................... 81 3.6. A karboxilcsoport szállítása .................................................................................... 82 3.7. Az aminocsoport szállítása ..................................................................................... 83 4. Elektronszállítók, biológiai oxidáció ................................................................................... 83 4.1. NAD, NADP ........................................................................................................... 84 4.2. FAD és FMN .......................................................................................................... 85 4.3. Ubikinon ................................................................................................................. 85 4.4. Vas-kén komplexek ................................................................................................ 86 4.5. Porfirinvázas elektron-szállítók .............................................................................. 86 6. A szénhidrátok anyagcseréje ........................................................................................................ 88 1. Szénhidrátok emésztése ...................................................................................................... 88 2. A glükóz felszívódása ......................................................................................................... 90 3. A glikolízis folyamata ......................................................................................................... 92 3.1. A befektetési szakasz .............................................................................................. 92 3.2. A haszonszerzés szakasza ....................................................................................... 94 3.3. Energetika ............................................................................................................... 95 4. A NADH sorsa .................................................................................................................... 95 4.1. Anaerob körülmények ............................................................................................ 96 4.2. Aerob körülmények ................................................................................................ 96 5. A glukoneogenezis folyamata ............................................................................................. 98 6. A glikolízis és a glikoneogenezis koordinált szabályozása ................................................. 99 6.1. A fruktóz-6-P/fruktóz-1,6-biszfoszfát átalakulás szabályozása ............................ 100 6.2. A piruvát-kináz szabályozása ............................................................................... 101 7. A glikogén szintézise (glikogenezis) ................................................................................. 102 8. A glikogén lebontása (glikogenolízis) ............................................................................... 104 9. A glikogenezis és a glikogenolízis koordinált szabályozása ............................................. 105 iv Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A biokémia alapjai

10. A NADPH forrása ........................................................................................................... 105 11. A pentóz-foszfát út és ciklus ........................................................................................... 106 12. A fruktóz és a galaktóz anyagcseréje .............................................................................. 107 12.1. A fruktóz lebomlása ............................................................................................ 107 12.2. A galaktóz átalakulásai ....................................................................................... 108 7. A piruvát sorsa; a citromsav-ciklus ............................................................................................ 110 1. A piruvát dehidrogenáz ..................................................................................................... 110 1.1. Az enzimkomplex működése ................................................................................ 110 1.2. Az enzimkomplex szabályozása ........................................................................... 113 2. Az acetil-KoA sorsa; a citrát-ciklus .................................................................................. 114 2.1. A citrátkör reakciói ............................................................................................... 114 2.2. A citrát-ciklus hozadéka ....................................................................................... 116 2.3. A citrátkör szabályozása ....................................................................................... 117 2.4. A citrátkör amfibolikus szerepe ............................................................................ 117 3. Az acetil-KoA sorsa; a glioxalát-ciklus ............................................................................. 118 8. Elektrontranszport-lánc és energiatermelés ................................................................................ 120 1. A mitokondrium elektrontranszport-lánca ........................................................................ 120 1.1. A transzportlánc tagjai .......................................................................................... 120 1.2. Elektrokémiai gradiens és energiatermelés ........................................................... 122 1.3. Az aerob glükóz -lebontás energiamérlege ............................................................ 124 1.4. Oxidatív energiatermelés és kapcsoltság .............................................................. 125 2. A fotoszintézis folyamatai ................................................................................................. 125 2.1. A fotoszintézisről általánosságban ........................................................................ 126 2.2. A fotoszintézis helyszíne a kloroplaszt ................................................................. 126 2.3. A két fotorendszer ................................................................................................ 126 2.4. ATP-szintézis, ciklikus fotofoszforiláció ............................................................. 127 2.5. Calvin-ciklus ......................................................................................................... 128 2.6. 8.2.6. Fotorespiráció, C4 útvonal ........................................................................... 129 9. A lipidek anyagcseréje ................................................................................................................ 133 1. A lipidek emésztése ........................................................................................................... 133 2. A lipidek szállítása ............................................................................................................ 134 2.1. Bélből a májba ...................................................................................................... 134 2.2. A májból a perifériára ........................................................................................... 135 2.3. A perifériáról a májba ........................................................................................... 136 3. Energiatermelés lipidekből ................................................................................................ 137 3.1. A zsírok mobilizációja .......................................................................................... 137 3.2. A zsírsavak β-oxidációja ...................................................................................... 138 3.2.1. Transzport ................................................................................................ 138 3.2.2. Oxidáció ................................................................................................... 139 3.3. Energiamérleg ....................................................................................................... 140 3.4. Rendhagyó esetek ................................................................................................. 140 4. A lipidek felépülése ..............................