Биоорганическая и биологическая химия. Введение. Тема 1 презентация

Биоорганическая химия
— наука, которая изучает связь между строением органических веществ и их биологическими функциями.
Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины, гормоны, антибиотики, ферромоны, сигнальные вещества, биологически активные вещества растительного происхождения, а также синтетические регуляторы биологических процессов — лекарственные препараты, пестициды и др.

Биомолекулы – органические соединения, входящие в состав организмов, образующие клеточные структуры и участвующие в биохимических реакциях обмена веществ.

Основные классы биомолекул
Белки и аминокислоты.
Нуклеиновые кислоты и нуклеотиды.
Углеводы
Липиды
Витамины
Гормоны и медиаторы
Кроме того в организме имеются промежуточные продукты метаболизма (метаболиты или интермедиаты), а именно: азотистые соединения, низкомолекулярные моно-, ди- и трикарбоновые кислоты, спирты, и амины.

Белки и аминокислоты.
Белки являются линейными неразветвленными полимерами построенными из аминокислот.
Информация о структуре белка закодирована в ДНК.
Все живые организмы используют 20 идентичных аминокислот и, за некоторым исключением, имеют одинаковый генетический код.

Аминокислоты
Аминокисло́ты (аминокарбо́новые кисло́ты) — органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы.

Классификация
По радикалу
Неполярные: глицин, аланин, валин, изолейцин, лейцин, пролин, метионин, фенилаланин, триптофан,
Полярные незаряженные (заряды скомпенсированы) при pH=7: серин, треонин, цистеин, аспарагин, глутамин, тирозин
Полярные заряженные отрицательно при pH=7: аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота Полярные заряженные положительно при pH=7: лизин, аргинин, гистидин

Классификация
По функциональным группам
Алифатические
Моноаминомонокарбоновые: глицин, аланин, валин, изолейцин, лейцин
Оксимоноаминокарбоновые: серин, треонин
Моноаминодикарбоновые: аспартат, глутамат, за счёт второй карбоксильной группы несут в растворе отрицательный заряд
Амиды моноаминодикарбоновых: аспарагин, глутамин

Классификация
По функциональным группам
Диаминомонокарбоновые: лизин, аргинин, несут в растворе положительный заряд
Серосодержащие: цистеин, метионин
Ароматические: фенилаланин, тирозин, триптофан, (гистидин)
Гетероциклические: триптофан, гистидин, пролин
Иминокислоты: пролин

Незаменимые аминокислоты
Незаменимыми называются аминокислоты, которые не могут быть синтезированы организмом из веществ, поступающих с пищей, в количествах, достаточных для того, чтобы удовлетворить физиологические потребности организма.

Незаменимые аминокислоты
Следующие аминокислоты принято считать незаменимыми для организма человека:
Лизин, Метионин, Фенилаланин, Триптофан, Треонин, Лейцин, Валин Изолейцин, Аргинин и Гистидин.

Для запоминания десяти незаменимых аминокислот существует мнемоническое правило:
Лиза Метнула Фен в Трибуну, Трезвый Лейтенант Валялся в Изоляторе с Аргентинским Гитаристом.

Пептиды и белки
Пептиды — полимерные соединения, построенные из нескольких остатков α-аминокислот, связанных амидной (пептидной) связью.

Пептиды и белки

Углеводы – молекулы, состоящие из моносахаридов и их производных -дисахаридов, гомо- и гетерополисахаридов.
В животных организмах моносахариды и гомополисахарид гликоген в основном исполняют энергетические функции, а гетерополисахариды принимают участие в образовании мембран, гликокаликса, соединительной ткани и т.д.

Углеводы
Моносахариды Олигосахариды Полисахариды
Моносахариды
Триозы Тетрозы Пентозы Гексозы
Глицеральдегид
Эритроза

Полисахариды
Крахмал
Гликоген
Амилоза
Амилопектин

Нуклеиновые кислоты и нуклеотиды. Дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) кислоты – биополимеры, состоящие из пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.
Они являются носителями генетической информации у всех живых организмов.

Пиримидиновые основания

Пуриновые основания

Рибоза и дезоксирибоза

ДНК
Макромолекула ДНК представляет собой две параллельные неразветвленные полинуклеотидные цепи, закрученные вокруг общей оси в двойную спираль.

Последовательность мононуклеотидов в составе нуклеиновых кислот детерминирует (кодирует) последовательность аминокислотных остатков в белках. Последовательность из трех нуклеотидов (триплет или кодон) в молекуле ДНК соответствует одной из 20 аминокислот. Таким образом, генетический код определяет порядок включения аминокислот в полипептидную цепь в процессе синтеза белка на рибосомах. Совокупность генов в организме составляет его геном.

Липиды – молекулы, особенностью которых является гидрофобная природа.
Липиды выступают как энергетический материал (нейтральные жиры), являются структурными компонентами мембран (фосфолипиды, гликолипиды) и биорегуляторами (стероидные гормоны, эйкозаноиды, жирорастворимые витамины).

Витамины – соединения с различным химическим строением, не синтезирующиеся в животных организмах, но необходимые для их жизнедеятельности.
Они должны постоянно поступать в организм с продуктами питания, обеспечивая нормальное течение метаболических процессов, так как являются компонентами ферментных систем.