Biokeemia kordamine (0)

29
Kordamisküsimused Biokeemia eksamiks.
1. Sissejuhatus. Bioelemendid . – mis on nende olulisus ja enam-vähem funktsioonid Bioelemendid - mõiste ja jaotus:
Mõiste: Bioelemendid on keemilised elemendid, mis on vajalikud elusorganismi talituseks.
Jaotus: Põhibioelemendid (96-98% organismide elementaarkoostisest),
Essentsiaalsed(peamised) Makroelemendid (vajatakse üle 100mg päevas nt Ca, Na, K, Mg)
Essentsiaalsed Mikroelemendid
Kindlapiiriliste funktsioonideta elemendid
Inimkeha atomaarne koostis.

C,H,N,O,P,S + IOONID
Inimorganismi põhibioelemendid ja nende olulisimad meditsiinilised aspektid:C ; H; O; N; P; S. (see on oluline! Milliste molekulide koostises nad on ja mis on nende eripära – ei pea täpselt teadma mitu kg neid on)
C-Süsinik- C-aatomite vahelised kovalentsed sidemed on ensümaatiliselt sünteesitavad ja lõhustatavad; Iga C- aatom on võimeline moodustama neli stabiilset sidet kas teiste elementide aatomitega või C-aatomitega. 4) C- aatomid moodustavad lineaarseid ( valgud , nukleiinhapped ), hargnevaid (glükogeen, amülopektiin) ja tsüklilisi struktuure; on sahhariidides, valkudes
H- Vesinik - Vesiniksidemete võimaldamine, mis omakorda võimaldab biomolekulide kõrgemate struktuuritasemete tekke. Valkudes, Nukleiinhapetes, polüoosides?
O-Hapnik- Energia salvestamine , Biofunktsioonideks hädavajalike hapniku reaktiivsete vormide teke. 95% hapnikust kasutatakse biomolekulide lõhustamiseks, et salvestada nende energiat organismi poolt kasutatava metaboolse( ainevahetus ) energia(ATP) vormis. Kuulub kõikide biomolekulide koostisesse
N-lämmastik. Täiendab süsinikuskeletti, reaktiivsust tõstev element. valkudes, nukleiinhapetes, energiat kandvas ühendis ATP-s ja vitamiinides
P- Fosfor - Osaleb makroergiliste sidemete moodustamised nt ATP. Leidub Nukleotiidides/nukleoiinhapetes, fosfolipiidides
S-Väävel- Tsüsteiini tioolirühmas annad tsüsteiinsidemeid (ka disulfiidside, -S-S-) Valkude kõrgemate struktuuritasemete tagamine. Leidub tsüsteiini ja metioniinis, vitamiinide B1 ja H koostises.
Biofunktsioone ioonidena täitvad bioelemendid:
Ca2+- luude ja hammaste tarbeks. suur roll närvisüsteemis, lihaste normaalses talitluses (kokkutõmbed ja lõdvestumine), vere hüübimises, organismi energiavahetuses, vererõhu ja kolesterooli taseme reguleerimises ja D-vitamiini ainevahetuses.
Na+- Naatriumi ja kaaliumi koostöö on hädavajalik,sest nende erinev jaotumine raku sise- ja väliskeskkonna vahel tagab: rakkude normaalse membraanipotentsiaali; osmootse rõhu säilumise; organismi normaalse veevahetuse;membraantranspordi ja imendumise;mitmete ensüümide aktivatsiooni.
K+- (K+Na)Nende ühistöö on tarvilik happe-aluse tasakaalu hoidmiseks (mõlemad on elektrolüüdid), süsivesikute imendumiseks, närvi- ja lihaskoe talitluseks , vererõhu normipiires hoidmiseks ja normaalseks veetasakaaluks organismis.
Mg2+- oluline roll energia tootmisel (oluline komponent ATP ja valkude molekulides), hapnikutarbimise , kesknärvisüsteemi funktsioneerimisega, elektrolüütide tasakaalu, glükoosi ainevahetuse ja lihaste aktiivsusega, sh ka südamelihasega. oluline element rakumembraani ehitamisel
Cl--osmoregulatsioon(kehavedelikes lahustunud ainete sisalduse reguleerimine); happe-leelistasakaal (kuulumata puhversüsteemidesse); membraantransport (s.h. ka imendumine) ja vedelike liikumine verest rakku ja vastupidi; rakkude normaalne membraanipotentsiaal. Kloori-ioonid on hädavajalikud soolhappe sünteesiks maos.
Essentsiaalsed mikrobioelemendid: Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, jne. (näiteid funktsioonidest – õppige näiteks 5-6 ära)
Fe- paljud ensüümid rauda kofaktorina, kus nende funktsioneerimine baseerub raua oksüdatsiooniastme muutusel. On vajalik hemoglobiinis hapniku transpordiks . vajalik paljude ensüümide ja valkude ehituses ja talitluses
Cu-Vask-Inimorganism vajab vaske hemoglobiini sünteesiks, aminohapete metabolsimi ja fosfolipiidide sünteesi ensüümide kofaktorina. Vajalik rakuhingamise ( hingamisahela ) ühes võtmeensüümis ning on vajalik luukoe tekkes
Zn- tsink -Ainult rauda on inimorganismis mikrobioelementidest rohkem kui tsinki . Zn on vajalik paljude ensüümide tööks. Tsingita häirub organismi normaalne kasv ja paljunemine. Elementi on rohkesti spermatosoidides, sest Zn on vajalik eesnäärme talitluseks. Tsingita ei avaldu insuliini toime, teda vajab nukleiinhapete süntees. Zn soodustab B-kompleksi vitamiinide imendumist/omastamist ja tagab maitsmisretseptorite normaalse arengu. Tsingita ei avaldu insuliini toime, teda vajab nukleiinhapete süntees. Zn soodustab B-kompleksi vitamiinide imendumist/omastamist ja tagab maitsmisretseptorite normaalse arengu.
Mn- Mangaan -Mangaani on vaja rinnapiima normaalseks eritumiseks, karbamiidi, kilpnäärme hormoonide, rasvhapete ja kolesterooli sünteesiks. Mangaan soodustab biotiini, tiamiini ja vitamiin C aktiivsust organismis ning tugevdab ka insuliini toimet. Kudede tasandil soodustab mangaan vereloomet, side- ja luukoe moodustumist.
Co-Koobalt- vajalik erütrotsüütide(punaverelibled, südame-veresoonkonna kaudu hapnikku ja süsihappegaasi transportiv vererakk ) talitluseks ja vereloomeks. soodustab raua imendumist ning rauasisalduse tõusu erütrotsüütides
I- jood -vajalik kilpnäärme hormoonide sünteesiks ja ühtlasi kilpnäärme normaalseks talitluseks. See kõik on vajalik, et reguleerivad organismi
kasvu, arengut ja ainevahetust
Kindlapiiriliste biofunktsioonideta elemendid (millised need on enam-vähem ja mis se tähendab et on kindlapiiriliste funktsioonideta)
Ei teata kas neil üldse on mingi funktsioon kehas või nad niisamas sattunud sinna ja jäänd(Al, Ag, Ba, Be, Bi jt.)
Vesi elusorganismis (palju on ja milleks vaja).
Vesi moodustab umbes 2/3 meie kehamassist. Vee hulk meie kehas sõltub vanusest , imikutel moodustab vesi 75%, noorukitel 65%, täiskasvanutel 60% ning eakatel inimestel 55% kehamassist. 2/3 kogu keha veest on rakusisene ning 1/3 rakuväline. Kõikide biosüsteemide eksisteerimine vajab vet. universaalne lahusti, mis aitab toitainete transportimist ja omastamist ning ainevahetust; aitab säilitada hapete-aluste tasakaalu. aitab moodustada uusi kehaomaseid aineid
2. Sahhariidide biokeemia.
Sahhariidid - ehitus, klassifikatsioon .
Koosnevad: süsinik, vesinik, hapnik
3 rühma:
1. Monosahhariidid - Koosnevad C, H, O
Sisaldavad aldehüüd- või ketoonrühma. glükoos C6H12O6, riboos C5H10O5
2. Oligosahhariidid - liitsüsivesikud. koosnevad 2..10 monoosijäägist, seotuna glükosiidsidemega
3.Polüsahhariidi:
1)Homopolüsahhariidid- Koosnevad paljudest ühe- taolistest monoosijääki-dest. Piir on kokkuleppeli-ne, on kõrgmolekulaarsed ühendid, mille molekul-mass peab 1000-sse küündima.
2)Heteropolüsahhariidid- Korduvad süsivesikulised üksused, mid on seostatud teiste biomolekulidega ja need on enamsti valgud
Sahhariidid elusorganismides - nende jaotus ja biofunktsioonid.
Struktuurne - taimerakkude kestades olevad süsivesikud. Olulisemad on tselluloos (40%), mis moodustab rakukestas karkjas struktuuri mikrofibrillidest ja fibrillidest. avaldub ka seenerakkude kestades kitiinil ja lülijalgsete heksoskeleti kitiinil. Raku pinnamembraanil paiknevatel oligosahhariidide jääkidel
Varuaine – taimedes tärklis (tärkliseteradena), peamiselt seemnetes, viljades, mugulates ja tüves. Seentel on peamiselt glükogeen. Loomadel samuti glükogeen,
Transport – taimedes toimub sahharoosi baasil, sest see on keemiliselt vähe aktiivne (kevadel kasemahl jne). Seentes on glükoos ja tema teisendid. Loomades samuti glükoos (veresuhkur, mille tase on kindlates piirides: 0,8 –1,0 g/l).
Kaitse – täidavad koos teiste molekulidega (glükoproteiinsed antikehad ).
Taimedel avaldub tärklise hüdrolüüsil, kus tekkiv rakumahla suhkrustumine kaitseb madalate temperatuuride eest.
Ligimeelitav – putuktolmlevate taimede nektar , mis on süsivesikute 15-75% vesilahus ( fruktoos , glükoos ja sahharoos ).
Biosünteetiline – pentoosid on nukleiinhapete ehituskompleksiks;Süsivesikute ainevahetuse vaheproduktidest algavad osade aminohapete ja lipiidide sünteesirajad.Kergesti omastavate süsivesikute ülekülluse korral suunatakse ülejääk lipiidide biosünteesile (rasvumine), seda kontrollib insuliin , samuti säilitab ta rasvkudet;Süsivesik (ribuloos 1, 5 difosfaat ) on fotosünteesis CO2 esmane siduja.Osadel on ka bioregulatoorne funktsioon, juhul kui nad kompleksis teiste ühenditega kuuluvad hormoonide koosseisu (glükoproteiinsed hormoonid).
Monosahhariidid - ehitus, liigitus. Tsüklilise vormi teke lineaarsest. D- ja L- isomeerid , α- ja β- isomeerid. Tähtsamad esindajad (glükoos, fruktoos, riboos/desoksüroboos, galaktoos ).
Ehitus: vähemalt kolmest süsinikuaatomist koosnev skelett (tavaliselt hargnemata ahel) ning neis on karbonüülrühm (aldehüüdrühm või ketorühm) ja vähemalt üks hüdroksüülrühm
Jaotus: Aldehüüdrühm-aldoosid ja ketorühm-ketoosideks.
Tsüklilise vormi teke lineaarsest: Lineaarses vormis võivad olla kõik monosid(trioosid ja tetroosid ong). C6H12O6-glükoosi näide. Pentoosid on võimelised andma tsükli.
Isomeerid: Etaloni kongiguratsiooni järgi hinnatuna tähistatakse monooside konfiguratsiooni D ja L. D-monosahhariidides on karbonüülrühmast kaugeim hiraalse C-aatomi juures oleva hüdroksüülrühm(–OH) paremal, L-monosahhariidides aga vasakul. D- ja L-glükoos on enantiomeerid(teineteise peegelpildid). Kehas on enamikus D isomeerid.
glükoos- viinamarjasuhkur, tase veres iseloomustab sahhariidide ainevahetust organimis,
fruktoos- puuviljasuhkur, soolestikus imendub 2 korda aeglasemalt kui glükoos
riboos/desoksüroboos-
galaktoos- glükoosi isomeer .
Tsüklilise vormi tekkimisel muutuvad C1(aldoosi aldehüüdne süsinik) ja C2(ketoosi ketoosne süsinik) asmmeetrilisteks: tekib veel 2 isomeeri. alfa-anomeeri puhul on anomeerse c-aatomi juures olev hemiatsetaale -OH allpool ja beetal ülevalpool. Meile on alfa parem.
Disahhariidid /oligosahhariidid. Ehitus, nimetused, omadused, tähtsamaid esindajaid. Glükosiidside ja kuidas see tekib.
Liitsüsivesikud, koosnevad 2..10 monoosijäägist, seotuna glükosiissidemega.
Sõltuvalt moonoosijääkidest arvust liigendatakse oligosahhariide di-, tri, tetrasahhariidid. Olulisemad on 2 monoosijäägiga disahhariidid.
Glükosiidside on hüdrolüüsitav – oligosahhariidid võivad hüdrolüüsuda monosahhariidideni.
disahhariid-kahest monosahhariidist moodustunud glükosiidid. Reaktsioonis käitub üks sahhariid alkoholina
tähtsamad:
Sahharoos (glükoosi- ja fruktoosijääk )(roo-ehk peedisuhkur,

• Maltoos (kaks glükoosijääki) Linnasesuhkur . Tärkilise ja glükogeeni põhikompdonent
  
• Laktoos (galaktoosi- ja glükoosijääk)Piimasuhkur
  

Glükosiidside-hapnikside, kahe molekuli osa vahel. Glükosiidside moodustub poolatsetaale süsiniku ja mingi aine (teine suhkrutsükkel) alkoholrühma vahel

• Polüsahhariidid: ehitus, nimetused, omadused, kasutusalad - tärklise esinemisvormid , tselluloos. Tärklise ja tselluloosi vahe.
  

Ehitus: monosahhariidi jääkidest koosnev pikk ahel (disahhariid + monosahhariid = trisahhariid)
Liitsüsivesikud.
Koosnevad väga paljudest glükosiidsidemetega ühendatud monoosijääkidest, neid on võimalik hüdrolüüsida kuni monosahhariidideni.
Homopolüsahhariidid- ehitusüksusteks on üht-tüüpi monoosijäägid ja heteropolusahhariidid-koosnevad korduvatest disahhariididest ja need koosnevad omakorda erinevate monooside derivaatidest(tuletis).
Tärklis
Varupolüsahhariidid ehitatud α-glükoosi jääkidest. On taimede varupolüsahhariid. Eristatakse kahte tärklise vormi: amüloos ja amülopektiin. Tärklis on hügroskoopne aine, kuid ei lahustu vees.
Tselloloos
struktuursed plüsahhariidid. ehitatud β-glükoosi jääkidest. Tselluloosi kiud on taimerakkude ehitusmaterjaliks. Tselluloos on tähtis paberi, etanooli, lõhkeainete ja tehiskiudude tootmisel.
Erinevus:inimeseke organism lagundab tärklist mitte tselluloosi
3. Lipiidide biokeemia.

• Lipiidide mõiste, liigitus, ehitus.
  

Mõiste: on väga erineva struktuuriga orgaaniliste biomolekulide, enamasti estrilise ehitusega vees mittelahustuvate looduslike ühendite rühm, mis koosneb alkoholidest ja rasvhappejääkidest. Lipiidid on vees mittelahustuvad orgaanilised ühendid, mida on võimalik bioloogilisest materjalist ekstrahheerida mittepolaarsete orgaaniliste solventidega.
Rasvhapped on suhteliselt pika ahelaga ühealuselised karboksüülhapped. Enamikel looduslikel rasvhapetel on paarisarv süsiniku aatomeid, tüüpiliselt 12 kuni 20-ni. Lipiide
iseloomustab nii struktuurne kui funktsionaalne mitmekesisus . Lipiidide isoleerimine ja puhastamine baseeruvad mitmesuguste orgaaniliste solventide kasutamisel .
Liipiidide rasvhapped on lineaarse või hargneva ahelaga ning küllastunud või küllastumata. Mida rohkem on lipiidis küllastumata rasvhappeid , seda madalamal temperatuuril see sulab.
Liigitus: jagunevad liht-, liit- ja tsüklilisteks lipiidideks .
Lihtlipiidid on neutraalrasvad ja vahad- Vedelad, tahked rasvad ja vahad
Vedelad: õlid, taimedel tavaliselt küllastumata rashvhapped, vedelas olekus, süsiniku aatomite vahel kaksiksidemed
Tahked:loomsed rasvad-küllastatud rasvhapped, süsiniku aatomite vahel üksiksidemed
Vahad:Tahked ja vastupidavad teiste keemiliste ainete toimel. nende lihtlipiidides on baasalkoholiks pikaahelaga ühealuseline alkohol (loomsetes vahades), loodusvahad on estrite segud . Hüdrofoobsed ja vesilahustumatud
liitlipiidide e fosfolipiidid -rühma kuuluvad fosfo- ja glükolipiidid,
Üks rasvhappe jääk on asendunud fosfaatrühmag.
Multikomponentsed lipiidid. ERistatakse glütserofosfolipiide(baasalko. glütserool) ja sfingolipiide(baasalko. sfingosiin)
Fosfolipiidid: Fosfolipiidid on ehituselt sarnased triglütseriididele, kuid sisaldavad tavaliselt lisaks kahele rasvhappele fosfaatrühma ja sellega seotud lämmastikku sisaldavat ühendit. Fosfolipiidide näiteks on letsitiin. Fosfolipiidid kuuluvad kõikide kudede ja rakkude koostisse ning kuna nad on nii vesi- kui ka rasvlahustuvad , siis osalevad nad rasvlahustuvate ühendite, nagu vitamiinid ja hormoonid, transportimisel rakkudesse ning rakkudest välja. Fosfolipiidid toimivad emulgaatoritena, aidates rasvadel seguneda veres ja teistes vesialuselistes kehavedelikes.
Sfingolipiidid - Sfingolipiidid sisaldavad pika ahelaga aminoalkoholi sfingosiini, mis moodustab vastava klassi lipiidide selgroo . Sfingolipiide on kolm klassi, sfingomüeliinid,
tserebrosiidid ja gangliosiidid.
Tsükliliste lipiidide hulka kuuluvad tsükliliste alkoholide baasil moodustuvad lipiidid, näiteks kolesteriidid.
Kolesteriid- Kolesterooli ja estri ühendid ehk kolesteriidid ehk kolesterüül estrid on ühed tähtsamad lipiidid inimkehas, sisaldades enamasti linoolhappejääki või harvemini küllastunud pikaahelalist rasvhappejääki. Kolesteriidid on vähem polaarsed kui vaba kolesterool ning seetõttu on nad plasmas heaks transpordivahendiks mitmetele molekulidele. Nende inertsetest omadustest tulenevalt kasutab organism kolesterüül-estreid detoksifikatsioonil kahjulike ainete ladustamisel. Plasma kolesteriidid sisaldavad suures mahus polüküllastumata rasvhappeid.
Lipiidide biofunktsioonid.
energiavaru - lipiidid on kõige energiarikkamad inimtoidu toitained , sest 1 grammi lipiidide täielikul lõhustamisel vabaneb 9,3 kcal energiat, mis on üle kahe korra rohkem kui valkude ja süsivesikute lõhustumisel.
kaitsefunktsioon:
termoisolatsioon (nahaalune lipiidide kiht on halb soojusjuht);
lipiidid koonduvad siseorganite ümber ja moodustavad mehaaniliste põrutuste eest kaitsva kihi;
kaitseb märgumise eest (nt villa vahakiht, lindude päranipunäärmeeritis);
d) kaitsevad ülekuumenemise eest ja vähendavad aurumist (nt taimelehti katab paks vahakiht ja päikesekiired peegeldavad tagasi või taimelehtede hüdrofoobne pindkiht kaitseb üleliigse aurumise eest);
varuaine - inimese varurasvad rasvikus, suvi- ja talveuinakus olevate loomade varurasvad, taimede seemnetes varuõlid;
lahusti:
rasvkude on füsioloogiliselt väheaktiivne ja temas talletuvad mitmesugused hüdrofoobsed, lagunemisele mittealluvad ainevahetusjäägid (CL ja P-ühendid, pesti- ja herbitsiidid ). Kiirel dieedil võivad need mürgid korraga vabaneda ja põhjustada organismi tugeva mürgistuse.
sisaldavad rasvlahustuvaid vitamiine (A,D,E,K), on vajalikud nende imendumiseks ja transpordiks kõikidesse organismi kudedesse (vere lipoproteiinid); Rasvavaese dieedi puhul tekib organismis rasvlahustuvate vitamiinide vaegus. Toidurasv soodustab sapi väljutamist ning vähendab sapikivide tekke riski;
Metaboolse vee saamine – neutraalsrasvade täielikul lõhustumisel tekib CO2 ja H2O. I kg rasvade lõhustumisel saadakse 1,1 kg vett. Organismid kasutavad seda joogivee puuduses (kaamel, koiliblikas ).
kehale vormide andmine. Lipiidid võimaldavad ka olulist kehakaalu kokkuhoidu (ilma lipiidideta 70 kg kaaluva inimese kaal oleks 150 kg).
lipiidid on mitmete bioaktiivsete ainete koostises, mis mõjutavad näiteks suguhormoonide sünteesi. Pikaajaline rasvavaene dieet võib põhjustada menstruatsioonitsükli häireid.
toidurasvad parandavad ka toidu maitset ja lõhna. Rasvavaene toit on maitsetu , tuim. Toidurasvad aeglustavad mao tühjenemist, pikendades täiskõhutunnet
4. Aminohapete ja peptiidide biokeemia.
Aminohapete koostis, ehitus ja nimetused.
Koostis: Karboksüülhapete derivaadid , sisaldavad vähemalt ühte amino- ja karboksüülrühma-NH2 (aminorühm) ja COOH (karboksüülrühm). põhilised on alfa- aminohapped . Alaniin , Valiin,Glütsiin. Vastavalt kõrvalahelale klassifitseeritakse aminohapped näiteks alifaatseteks, aromaatseteks, väävlit sisaldavateks, alkoholi sisaldavateks, aluselisteks, happelisteks ja amiidi sisaldavateks. Kõrvalahela iseloom on oluline faktor, mis määrab ära valkude konformatsiooni ja funktsiooni
Aminohapete liigitus:
Vastavalt esinemisele valkudes ja organismis: Proteinogeensed (vaid L-alfa-aminohapped, aproteinogeensed, proteinogeensete aminohapete derivaadid
Proteinogeensed aminohapped: kodeeritavad aminohapped (20), asendamatud aminohapped, derivaatsed proteinogeensed aminohapped. (saab kasutada aminohapete tabelit)
Kodeeritavad aminohapped:
Kuuluvad valkude koostisesse. Nad on põhiaminohapped (neid on 20 ja kõigi nende puhul on rakus olemas tRNA molekulid).
Liigutus :happelised(Asp,Glu); aluselised (Lys, Arg, His), neutraalsed.
Aromaatsed(Phe, Tyr, Trp, His)
Hüdroksüaminohapped(Ser, Thr)
Väävlit sisaldavad(Cys, Met)
Aminohapete amiidid(Asn, Gln)
Tsüklilised aminohapped(PRo, Phe, Tyr, Trp,His)
Asendamatud ja asendatavad aminohapped
Asendamatud aminohapped:
Inimese organism ise ei sünteesi,peame saama toiduga. (Val,Leu,Ile,Phe(Phe+Tyr), Thr, Cys, (Met+Cys), Met, Trp, Lys, His)
Asendatavad aminohapped:
-Organism sünteesib ise AH ja teiste ühendite baasil
Aproteinogeensed aminohapped.
- Esinevad rakus vabalt või mittevalguliste ühendite koostises nt:Ornitiin, beta -alaniin, tauriin , gamma -aminobutüraat, homoseriin, homotsüsteriin, betaiin, tsitrulliin.
Aminohapete füüsikalised ja keemilised omadused. Isoelektriline punkt (üldsõnaliselt).
Keemilised omadused on määratud eelkõige radikaalidega.

• AH funktsionnalsed rühmas võivad liita või loovutada H iooni ja omandada seega laengu;
  
• Ühe AH COOH ja teise AH NH2 rühma reageerimisel tekib peptiidside:
  

O H
– C – + N – R R – C N – R + H2O
OH H O H
Reageerivad alustega 2) Reageerivad hapetega 3) Reageerivad teiste aminohapetega – tekivad peptiidid (valgud on polüpeptiidid)
Isoelektriline punkt on pH, mille juures molekuli summaarne laeng on 0
Aminohapete tähtsamad reaktsioonid: peptiidsideme teke ehk amiidide teke.
Peptiidsideme teke:
Ühe aminohappe α-karboksüülrühm interakteerub teise aminohappe α-aminorühmaga, mille käigus eraldub veemolekul ja tekib peptiidside
Dekarboksüülimine – on CO2 elimineerimine dekarboksülaasiga. Aminohappe dekarboksüülimine annab biogeense amiini : glutamaat gamma-aminoburüraadi (GABA), histidiin histamiin, jne. Bioamiinid töötavad inimkehas signaalmolekulidena.
Aminohapete aktivatsioon valgu sünteesil – Aminohapete aktiveerimine seostumisel tRNA-ga on oluline eelreaktsioon valkude sünteesil.
Amiidide süntees – Glutamiinhappe amiid ja asparagiinhappe amiid sünteesitakse vastavalt Glu ja Asp baasil ATP ja ammoniaagi osalusel. Amiidide süntees inimkehas omab tähtsust tekkiva toksilise ammoniaagi sidumises, kahjutuks tegemises ja transpordis.
Peptiidid - nende ehitus ja liigitus.
Ehitus:Koosnevad peptiidsidemega seostunud aminohappejääkidest. Peptiidide molekulides on eriti oluline aminohapete ühinemise järjekord.
Liigitus: -Oligopeptiidid(2-20 aminohappejääki)
-Polüpeptidid (25-50 aminohappejääki)
-üle 50 aminohappejäägi sisaldavatpolüpeptiidi nm juba valguk.
-Vastavalt aminohappejääkide sisaldusele:
-Dipeptiid
- Tripeptiid
-tetrapeptiid jne
Aminohapete ja peptiidide biofunktsioonid ja tähtsus organismis.
Aminohapped-Ehitusüksus-ensüümid,valgud, hormoonid.
-Energeetiline funktsioon
-Eelühendid paljude biomolekulide sünteesil(nt:hormoonid, süsivesikud)
Tähtsus:
DNA sisaldab elu koodi, aminohapped aga omakorda väljendavad seda koodi. Ilma aminohapeteta ei oleks sellist elu, nagu meil on – eriti just keerukamaid eluvorme – olemaski.
Meie organism tarvitab aminohappeid vereringest vastavalt vajadusele erinevate valkude, ensüümide, hormoonide jt moodustamiseks, mis tagavad keha uuendamise ja tõrgeteta toimimise.
Peptiidid- omab tähtsat rolli ka organismi kaitsevõime tõstmisel ja seda raku tasandil.
Organismis sünteesitakse peptiide, mis reguleerivad füsioloogilisi protsesse
DNA käivitamiseks on vaja valgumolekule e. peptiide
5. Valkude biokeemia. Ensüümid.
Valkude koostis. Peptiidside ja disulfiidside (tsüsteiiniside – mis see on).

Koostis: koosnevad aminohappe jääkidest.
Peptiidside: kovalentne side valgu molekuli ehitusse kuuluvate aminohappejääkide vahel.
Disulfiidside: esineb paljudes valkudes ning omab tähtsust nende sekundaar - ja tertsiaarstruktuuri tagamisel . (-S-S-)
Tsüstesiinside ???
Valkude erinevaid jaotusi: ( lihtvalgud , liitvalgud (mis on prosteetiline rühm); füsiko-keemiliste omaduste põhjal, jne. täisväärtuslikud valk, väheväärtuslikud valgud)
Lihtvalgud: aminohappe jääkidest, nt munvalge
Liitvalgud: koosnevad valgulisest ja mittevalgulisest osast, nt kromosoomid

• valk + glükoos = glükoproteiin – membraanides retseptorvalgud , viirusvastane interferoon.
  
• valk + nukleiinhape = nukleoproteiin – kromosoomides ja ribosoomides.
  
• valk + pigment = kromoproteiin – heem ja klorofüll.
  
• valk + fosfor = fosfoproteiin – piimavalk kaseiin .
  
• valk + lipiid = lipoproteiin – biomembraanides ja verest lipiidide transportija.
  
• valk + metall = metalloproteiin – liiteensüümid ja transferiin (Fe transportiv valk).
  

Prosteetiline rühm – koensüüm, mis on kogu reaktsiooni vältel tugevalt ensüümi külge seotud, kas kovalentselt või paljude nõrkade interaktsioonidega. Samuti muudab olekut reaktsiooni käigus ning peab uueks reaktsiooniks taastuma.
Füsiokeemiliste omaduste põhjal:
1) polaarsed ehk hüdrofiilsed valgud - vesilahustuvad
2) apolaarseid e hüdrofoobsed valgud - vees praktiliselt lahustumatud
3) amfifiilsed ehkamfipaatsed valgud - omavad hüdrofiilset ja hüdrofoobset osa
Täisväärtuslikud valgud sisaldavad asendamatuid aminohappeid organismi vajadustele vastavates hulkades ja sobivates vahekordades. Täisväärtuslikud on loomse päritoluga valgud: muna, piima, kala ja liha valgud.
Väheväärtuslikud valgud on sellised, kus asendamatutest aminohapetest puudub kas üks või rohkem. Sellised on enamus taimseid valke: terade, kaunviljade , pähklite ja seemnete valgud. Segatoidus loomsed ja taimsed valgud täiendavad üksteist.
Muid jaotusi:
- Globulaarsed (globuliinid, albumiinid)
- Fibrallaarsed ( kollageenid , elastiinid , keratiinid)
- Ensüümid ( pepsiin , trüpsiin, amülaas jne)
- Transportvalgud (hemoglobiin, müoglobiin, ioonpumbad)
- Struktuurvalgud (kollageenid, elastiinid, keratiinid)
- Kontraktiilsed valgud (müosiin)
- Regulaatorvalgud (insuliin, histoonid)
- Aktiivkaitse valgud ( immuunglobuliinid , fibrinogeen, trombiin )
- Toite- ja varuvalgud (piima kaseiin, ovoalbumiin)
Valkude struktuuritasemed.
Primaarstruktuur - mida näitab, milleks võimalik kasutada. -
Näitab aminohapeti kindlat järjestust valgus ja on baasiks kõrgemate struktuuritasemete kujunemiseks. Primaarstruktuur on aluseks valkude mitmekesisusele; kõrgemate struktuuritasemete kujunemisele; molekulaarhaiguste patogeneesile.
Sekundaarstruktuur - α-heeliks ja β-struktuur - kuidas moodustuvad (millised sidemed).

• polüpeptiidahela kokkukeerdumisel α spiraaliks. Stabiliseerivateks sidemeteks on molekulisisesed H-sidemed;
  

• β-struktuur esineb kahe variandina:
  
  • üks polüpeptiidahel voltub mitmekordselt üksteise kohal kokku. Stabiliseerivateks sidemeteks on molekulisisesed H-sidemed;
    
  • mitu polüpeptiidahelat voltuvad paralleelselt ja nad asuvad kohakuti. Stabiliseerivateks sidemeteks on molekulisisesed H-sidemed;
    

Tertsiaarstruktuur - gloobulid ja fibrillid .
tekib polüpeptiidahela spetaiaalsel ruumilisel kokkupakkimisel kas:

• Kerakujuliseks gloobuliks ( sagedasem )
  
• Niitjaks, ellipsoidseks fibrilliks.
  

Stabiliseerivateks sidemeteks on:

• molekulisisesed H-sidemed;
  
• ioonilised sidemed (erinevalt laetud radikaalide vastasmõju tekkinud)
  
• hüdrofoobsed sidemed (hüdrofoobsete AH radikaalide vastasmõju)
  
• S-S tüüpi sidemed, mis tekivad 2 tioolrühma vastasmõjul.
  

Kvaternaarstruktuur .
mitmest polüpeptiidahelast tekkiv valgu molekul, mis on struktuurselt ja funktsionaalselt terviklik. Ehitusüksusteks on:

• Subühikud, s.o struktuurid, mis iseseisvalt bioloogilist aktiivsust ei oma;
  
• Protomeeridest subühikud, millel on teatav iseseisev katalüütiline aktiivsus.
  

Valkude denaturatsioon ja koagulatsioon.
-Denaturatsioon – valkude omaduste muutmine temperatuuri, rõhu ja muude tingimuste muutimise teel.
-Koagulatsioon – kolloidsüsteemi osakeste liitumine suuremateks osakesteks, mis kas settivad lahuses või moodustavad erilise sruktuuri.
Valkude funktsioonid ja tähtsus.
Funktsioonid:

Valkude kõige tähtsam ülesanne on biokatalüüs. Kõik seni tuntud ensüümid on valgulise päritoluga (kõik valgud ei ole ensüümid). Inimorganismis on üle 2000 ensüümi, mis tagavad kõikide ensümaatiliste protsesside kulgemise vajaliku kiirusega.

Kaitsefunktsioon, mis jagatakse:

• aktiivseks
  
  • valgulised antikehad, mis sünteesitakse võõrorganite vastu
    
  • vere pH-d reguleerivad valgud
    
  • vere valgulised hüübimisfaktorid
    
• passiivseks:
  
  • struktuur- ja kattevalgud ( vill , suled, ogad, kilbised).
    

Energiavaru - 1g valgu täielikul lõhustumisel eraldub 17,5 kJ energiat; Valgud annavad oma osa ka keha üldisesse energeetilisse metabolismi. See toimub põhiliselt nälgimise või pikaajalise füüsilise koormuse korral, mitte aga normaalsel elutegevusel ja toitumisel. Imetajas valkude lagunemine lõpuni ei lähe, peatub uurea e kusiaine tasandil.

Valkudega on otseselt seotud mitmete elutähtsate ainete transport. Näiteks transpordib hemoglobiin hapnikku (100%) ja vähemal määral (20%) ka süsihappegaasi kudedest kopsudesse.

Struktuurne funktsioon – kattevalgud (küüned, kabjad, sarved, sõrad, juuksed, karvad).

Signaalne funktsioon: peptiidsed ja valgulised hormoonid, mis kindlustavad info ülekande organismi tasandil (nt kõhunäärme hormoonid). Insuliin, mis stimuleerib Cn(H2O)m ainevahetust st tõstab rakumembraani läbilaskvust glükoosi suhtes ja soodustab glükoosist glükogeeni sünteesi.

Retseptoorne funktsioon:

• avaldub raku membraani pinnal olevate valguliste retseptoritena, mis võtavad vastu kk-st signaale ja edastavad selle infi rakku.
  
• Valgustundlikud valgud (nt silma võrkkesta kepikeste ja kolvikeste valgud).
  

Liigutus e kontraktsiooni funktsioon: keemilise energia muutmine mehhaaniliseks (nt. lihaskoe aktiin , mitoosi kääviniidistiku tubuliinsed valgud);

Regulatoorne funktsioon:

• valgulised faktorid osalevad transkriptsiooni, replikatsiooni ja translatsiioni alustamises ja lõpetamises, kontrollivad selle täpsust ja sagedust;
  
• reguleerivad süsivesikute ainevahetust (hormoonid).
  
• histoonid osalevad geneetilise aktiivsuse regulatsioonis.
  

Varufunktsioon: taimede seemnetes ja viljades (nt ubades on u 30% valku). Üldjuhul organismid (eriti loomad) valke tagavaraks ei kogu.
Varufunktsioon avaldub ka nende valkude puhul, mis on määratud erinevale organismile toiduks (nt munavalge 12-14% vesilahus, piima varuvalgud – kaseiinid).

Toksilisuse funktsioon:
Organismi ühenditest on just osa valke kõige toksilisemad (nt bakterite toksiin botuliin (botulismi tekitaja) toimib närvisünapsidele blokeerides närvi ülekande.
Madude mürgid on toimelt kahesugused:

• kesknärvisüsteemile toimivad (nt kobra mürk)
  
• vererakkudele toimiv (nt rästiku mürk).
  

Detoksilisuse funktsioon põhineb valkude võimel siduda spetsiifiliselt teatud ühendid (nt raske metallide mürgituse korral seostuvad nende ioonid valgus olevate vabade tioolrühmadega).
Tähtsus: Valgu liigtarbimine pole samuti tervislik. Valgu ülehulga korral toidus tekib maksa ja neerude kahjustus. Vale on ka arusaam, et valgurikka dieediga saab langetada kehakaalu. Kaalu langetamiseks on vaja sobiv kogus valku ja minimaalselt energeetilist substraati (rasvu ja süsivesikuid.). Valguallergia tekib siis, kui lõhustamata valgumolekul satub vereringesse ja kutsub esile keha immuunsüsteemi reaktsiooni. Allergiat võivad põhjustada pähklid, muna, piim, sojaoad, vähesel määral ka nisu, kanaliha ja kala.
Ohtlik on nii valkude üle- kui ka alatarbimine. Ületarbimist võib esineda jõukamate elanike kihtide hulgas, kes tarbivad liiga palju loomseid toiduaineid. Tulemuseks on neerude ja maksa ülekoormamine ning enneaegne vananemine, tihti ka rasvumine. Alatarbimist esineb sagedasti vaeste hulgas, kelle põhitoidu moodustavad teraviljatooted. Valguvaegusel langeb organismi kaitsevõime ja aeglustub areng. Normaalselt peaksid valgud katma päevasest energiavajadusest 10...15%.
Ensüümid - ensüümide koostis, ehitus, ensüümkatalüüsi olemus (k.a. mis mõjutab selle kiirust), spetsiifilisus.
Ensüümide koostis: - Koosnevad aminohappejääkidest.
Ehitus : lihtensüümid (ainult valguline osa) ja liitensüümid (koosnevad valgulisest osast ehk apoensüümist ja mittevalgulisest komponendist ehk kofaktorist).
Ehitus (sama asi aga pohjalikumalt) :

• Üldvalguline osa – vastutab substraadi õige lähenemise ja ruumilise orientatsiooni eest.
  
• Aktiivtsenter – piirkonnaks ensüümis, kus vahetult toimub katalüütiline protsess. Kujutab endast ensüümi valgu koostises olevate AH radikaalide funktsionnalsete rühmade ruumpaigutust.
  
• Regulatoorne tsenter – iseloomulik osadele ensüümidele (ainevahetusradade võtmeensüümid), mis reguleerivad ensüümide aktiivsust.
  

Ensüümkatalüüs : spetsiaalsete proteiinide – ensüümide kasutamine keemilises reaktsioonis. Kiirust mõjutab ensüümi ja substraadi kontsentratsioon; keskkonna temperatuur; keskkonna pH; kofaktori olemasolu ja konsentratsioon; aktivaatorid , inhibiitorid; keskkonna ioonitugevus.
Spetsiifilisus e. eriomadused: Valkloomus määrab ära ensüümide eriomadused. Spetsiifilisus – konkreetne ensüüm seostub vaid konkreetse substraadiga.
Ensüümide nimetusi (kuidas saadakse ensüümile nimetus ja eelkõige millise lõppliite järgiu ensüümi ära tunda)

• Nimetus tuleb substraadi nimetusest.
  
• Lõppu liidetakse liide –aas (sahharaas).
  
• Enamasti kasutatakse ka katalüüsitava reaktsiooni nimetust /tüüpi (alkoholi dehüdrogenaas).
  
• Multiensüümkomplekside korral lisandub sõna “kompleks” (püruvaadi dehüdrogenaasne kompleks).
  
• Kasutatakse aga ka ajaloolisi triviaalnimetusi (trüpsiin, pepsiin).
  

6. Nukleiinhapete biokeemia.
Nukleiinhapete koostis:

• Lämmastikalus (mis need on, et on puriin - ja pürimidiinalused; tähed selgeks).
  
  • Puriin:
    
    • Adeniin A
      
    • Guaniin G
      
  • Pürimidiin
    
    • Tsütosiin C
      
    • Tümiin T
      
    • Uratsiil U (RNA-s ainult)
      

• Nukleosiidi koostis.
  
  • A tasand: N alus + pentoos = nukleosiid
    

• Nukleotiidi koostis.
  
  • N alus + süsivesinik + P-hape = nukleotiid
    

DNA ja RNA – nende ehitus, tähtsus, sarnasus, erinevused (võrdlus).
DNA JA RNA VÕRDLUS
OMADUSED
DNA
RNA
pentoos
desoksüriboos
riboos
pürimidiinalus
T, C
U, C
põhiline struktuurne vorm
sekundaarne ja tertsiaarne
sekundaarne ja tertsiaarne
sekundaarne struktuur
biheeliks
2-ahelaliste lõikudega ja osaliselt käändunud molekul (tRNA, mRNA)
leidumiskoht rakus
Tuumas, kromosoomides, plastiidides, mitokondrites, eeltuumsetes rakkudes ka tsütoplasmas, ka viirustes
Tuumas, tuumakese, tsütoplasmas ja selle organoidides (rRNA), plastiidies, mitokondriaalsed viirused
molekulmass
…10 nukleotiidi
Sõltuvalt RNA tüübist 10 -10
Vastupidavus denaturatsioonile (pH, tº)
On vastupidavam võrreldes RNA-ga
On vähem vastupidavam võrreldes DNA-ga
Bioloogiline funktsioon
Pärilikkussaine säilitamine ja edasikandmine muutumatul kujul
Pärilikkusinfo realiseerimine valgu sünteesi käigus
Sünteesiv ensüüm
DNA polümeraas
RNA polümeraas
Lagundav ensüün
DNA-aas e desoksüribonukleaas
RNA-aas e ribonukleaas
Ülesanded ja tähtsus:

• DNA ülesanne on päriliku info säilitamine ja edasi andmine võimalikult muutumatul kujul.
  
• RNA ülesanded:
  
• mRNA – info viimine tuumast valgu sünteesikohta ribosoomidele;
  
• tRNA – aktiveeritud aminohappejääkide seondumine ja transport ribosoomidele;
  
• rRNA – osalemine geenide aktivatsioonil ja aidata kaasa tuumakeses sünteesitud RNA fraktsioonide edasi transpordil tsütoplasmasse.
  

RNA erinevad tüübid ja ülesanded organismis.
RNA ülesanded:

• mRNA – info viimine tuumast valgu sünteesikohta ribosoomidele;
  
• tRNA – aktiveeritud aminohappejääkide seondumine ja transport ribosoomidele;
  
• rRNA – osalemine geenide aktivatsioonil ja aidata kaasa tuumakeses sünteesitud RNA fraktsioonide edasi transpordil tsütoplasmasse.
  

Komplementaarsusprintsiip – mis see on ja milleks oluline, kuidas erineb komplementaarsus DNA-l ja RNA-l.
Komplementaarsusprintsiip: puriin ja pürimidiinalus paarduvad vastastikku. Selle mõtteks on ruumiline sobivus.

• DNA: A=T C = G
  
• RNA: A=U G=C
  

DNA struktuuritasemed.

• primaarstruktuur bioloogilist tähtsust ei oma.
  
• sekundaarstruktuur e kaksikspiraal e biheeliks
  
• tertsiaalstruktuur on moodustunud biheeliksi veelkordses kokkukeerdumises ja kokkupakkimises superspiraaliks.
  

RNA struktuuritasemed.

• primaarstruktuur – ühe ahelaline . Nukleotiidide koostis on DNA omast erinev. Tümiini asemel on uratsiil. Kõikide RNA vormide primaarstruktuur on enam-vähem sarnane.
  
• sekundaarstruktuur – molekuli osaliselt paardunud piirkonnad ja osaliselt käändunud lõigud. Eri RNA vormidel on sekundaarne struktuur erinev.
  
• tertsiaalstruktuur – RNA spetsiifiline ruumikujund, mis tekib:
  

• kompleksis valkudega (mRNA ja rRNA)
• molekulide vaheliste vastastoimete mõjul (tRNA)
Replikatsioon , transkriptsioon ja translatsioon .
Replikatsioon:

• Päriliku materjali (mis võib olla nii DNA kui RNA) kahekordistumine
  
• Esiteks käändub kaksikheeliks lahti
  
• Seejärel DNA kaksikahel lahkneb
  
• Seejärel sünteesitakse kummalegi ahelal komplementaarsuse alusel uus ahel
  
• DNA sünteesi viib läbi ensüüm - DNA-sõltuv DNA polümeraas kusjuures substraatideks on desoksü-nukleosiid-5-trifosfaadid
  

Transkriptsioon:

• RNA süntees DNA matriitsi (ema-ahela) alusel
  
• Transkriptsiooni viib läbi DNA-sõltuv RNA polümeraas (palju erinevaid tüüpe)
  
• RNA sünteesi käigus toimub DNA ahelate kohatine lahtiharutamine
  
• Sünteesitud RNA ahel vastab üks-üheselt temaga antiparalleelsele DNA matriitsahelale (kodeerivale ahelale ) komplementaarsusprintsiibi alusel
  
• Algne DNA struktuur taastub peale transkriptsiooni lõppu
  

Translatsioon:

• Valgu biosüntees mRNA (seega ka DNA) nukleotiidse järjestuse tõlkimisel valkude aminohappeliseks järjestuseks
  
• Toimub ribosoomis
  
• t-RNA transpordib aminohapped ribosoomi ja osaleb sünteesil (kasvav peptiidahel on sünteesi käigus tRNA-ga kovalentselt seotud)
  
• mRNA koodon ja tRNA antikoodon seostuvad omavahel ning määravad ära valgu aminohappelise järjestuse
  
• Valgu biosünteesil osalevad veel paljud valgulised faktorid, ATP ja GTP ning veel mitmed molekulid
  
• Ribosoomi komponendina võtab sellest osa ka rRNA
  

Milliseid nukleotiidse ehitusega olulisi aineid veel organismis on?
Tuntumad nukleotiidid:

• ATP
  
• GTP
  
• cAMP
  
• FAD ja FMN
  
• NAD ja NADH
  

7. Vitamiinid ja koensüümid.
Mis on vitamiinid ?

• On madalamolekulaarsed, bioaktiivsed orgaanilised heterogeensed ained
  
• Enamasti organism neid ise ei sünteesi (on asendamatud, enamik neist saadakse toiduga, on eksogeensed )
  
• On asendamatud mikrotoitained
  

Millised on vitamiinide erinevad ülesanded organismis?

• Vastutavad oksüdatsiooniprotsesside eest organismis, olles kasvamise, ainevahetuse , rakkude taastootmise ja seedimise olulisteks teguriteks
  
• Reguleerivad närvide, lihaste ja luude toimimist; omavad rolli luu- ja lihaskoe moodustumisel
  
• Kaitsevad nakkus- ja viirushaiguste eest
  
• Kaitsevad organismi vabade radikaalide kahjuliku toime eest
  

Vitamiinide saamise allikad (eksogeensed, endogeensed ).

• Vitamiinide põhiallikad – toit annab põhiosa; seedekulgla mikrofloora ; vitamiinipreparaadid
  

- Endogeensed – organismis sünteesitud vitamiinid
- Eksogeensed – kehavälised vitamiinid
Provitamiinid .

• Vitamiinide nn eelühendid, millest organism suudab ise vitamiini sünteesida (A, D, B3)
  

Vitamiinide klassifikatsioon (oluline teada rasv - ja vesilahustuvaid – tuua näiteid).
Rasvlahustuvad vitamiinid:

• A – retinoidid
  
• D – kaltsiferoolid
  
• E – tokoferoolid
  
• K – naftokinoonid
  
• Q – ubikinoonid
  
• F – linoolhape ja alfalinoleenhape
  

Vesilahustuvad vitamiinid:

• B – grupi vitamiinid
  
• C – askorbiinhape
  
• H – biotiin
  
• N – lipoehape
  
• U – S-metüülmetioniin
  
• PABA – p-aminobensoehape
  
• P – bioflavonoidid
  

Mis on vitameer ?
Vitamineerid e. Isoteelid:

• Vitamiinide grupp, mis on ehituselt ja omadustelt sarnased ja mida tähistatakse ühe ja sama tähega (vitameerid A, D)
  
• Põhimõtteliselt ka B-grupi vitamiinid
  

Vitamiinide defitsiit – põhjused ja tagajärjed ( avitaminoos , hüpovitaminoos).
Avitaminoosid

• Vitamiinide täielikust puudumisest toidus tingitud raskekujuline ja kindlate kliiniliste tunnustega haigused. Kuna vitamiinid puuduvad, ei ole ka vastavaid koensüüme, liitensüümide töö on häiritud ja ka ainevahetus häirub.
  
• Näiteks: vit. A puudus – kuivsilmsus
  
  • C puudus – skorbuut
    
  • D puudus – rahhiit
    
• Avitaminoosidest tingitud häired on vaid osaliselt pöörduvad. Sageli on jäävad ja on vaadeldavad püsivate modifikatsioonidena. Rahhiit, X ja O jalad järglastele ei lähe (genoomi tasandil kahjustusi pole).
  

Hüpovitaminoosid e vitamiini vaegused:

• Avalduvad üldist laadi häiretena (nt väsimus, isutus , nõrkus, vastuvõtlikkus haigustele).
  
• Võivad olla põhjustatud kas ühe või mitme vitamiini kestvast defitsiidist. Need on üldiselt pöörduvad haigusnähud. Eestlastele on levinuim kevad-talviti ilmnev C-vitamiini puudusest tingitud kevadväsimuse sündroom.
  

Millal võiks juhtuda hüpervitaminoos?
Hüpervitaminoosid

• Loomulikust toidu tarbimisest praktiliselt ei esine. Ainsaks erandiks on eskimod , kes toituvad hülgemaksast ja saavad A-hüpervitaminoosi.
  
• Sagedamini esineb rasvlahustuvate vitamiinide hüpervitaminoosi, sest need talletuvad organismi teatud ajaks. Tavaliselt tingitud ravipreparaadi võõrast kasutamisest. Eriti aldid väikelapsed, kellele vanemad teadmatusest manustavad rasvlahustuvaid vitamiine (tüüpiline on D-hüpervitaminoos).
  
• Väärarusaam on , et D vitamiin on alati vajalik. Tagajärjeks Ca-P ainevahetuse häirumine ja see avaldub veresoonte lubjastumises. Pöördumatult kahjustuvad neerud.
  

Erinevad vitamiinid ja nende tähtsus (õppige paar näidet – näiteks 2 vitamiini).

• A vitamiin – vajalik nägemisprotsessiks; paljude organismi rakkude kasvuks ja arenguks; limaskestade normaalseks arenguks; antioksüdantseks regulatsiooniks; organismi viljastumisvõime tagamiseks.
  
• D vitamiin – aitab kaltsiumil ja fosforil imenduda; osaleb immuunsüsteemi töös; südamelihase talituses, närvikoe toitmises ning aitab verel normaalselt hüübida.
  

Koensüümid – mis on koensüümid?

• Madalmolekulaarsed orgaanilised ühendid, mis koos ensüümide valguosaga osalevad ensüümi katalüüsis moodustades toimivaid ensüüme
  

Koensüümide ja vitamiinide seos.

• Vitamiinide funktsioon on olla koensüümiks liitensüümis!
  

8. Hormoonid.
Mis on hormoonid?

• Hormoonid on bioloogiliselt aktiivsed ühendid, mida toodetakse spetsiifiliste kudede ja rakkude poolt ja transporditakse oma mõjumise paika vereringe abil.
  
• Hormoone toodavad viimajuhadeta endokriinnäärmed. Nende hulka kuuluvad hüpofüüs koos hüpotaalamusega, epifüüs, kilpnääre, kõrvalkilpnäärmed, tüümus e.harknääre, pankreasesaared, neerupealised ja sugunäärmed (testised, munasarjad) ning platsenta .
  

Hormoonide erinevad ülesanded organismis.

• Ajuripats ehk hüpofüüs on herneterasuurune sisesekretsiooninääre mis juhib teiste sisenõrenäärmete tööd. Lisaks toodab ta kasvuhormooni ja endorfiine ehk heaoluhormoone ning reguleerib suguelundite ja luustiku arengut.
  

• Kilpnääre on inimese kõige suurem sisenõrenääre, mis kaalub umbes 40 grammi. Kilpnääre paikneb kaelal kõri ees ja külgedel. Tema hormoonid mõjutavad organismi kasvamist ja arengut ning ainevahetuste kiirust.
  

• Kõrvalkilpnäärmed on inimese kõige väiksemad sisenõrenäärmed, nad kaaluvad ligikaudu 0,1 grammi. Asuvad kõri piirkonnas ning toodavad hormoone mis reguleerivad kaltsiumi ja fosfori ainevahetust. Kaltsiumit ja fosforit on vaja luukoe normaalseks arenguks.
  

• Kõhunääre ehk pankreas toodab insuliini mis reguleerib meie veresuhkru taset. Samuti toodab kõhunääre glükagooni.
  

• Käbikeha hormoonid reguleerivad organismi ööpäevaseid rütme, näiteks ärkvelolekut ja und ning mõjutavad ka naha pigmentide sünteesi.
  

• Sugunäärmed toodavad suguhormoone mis mõjutavad sootunnuste arengut. Sugunäärmed hakkavad tööle murdeeas . (Naise suguhormoonid on östrogeen ja progesteroon ning mehe suguhormoonideks on testosteroon .)
  

• Neerupealised toodavad adrenaliini mis kiirendab ainevahetust, valmistades organismi ette pingutuseks, s.o ohule reageerimiseks.
  

Hormoonide klassifikatsioon (keemilise koostise alusel – kõige laiem käsitlus).

• Aminohappehormoonid
  
• Peptiidihormoonid
  
• Valkhormoonid
  
• Steroidihormoonid
  
• Vitamiinid D hormoonivormid
  
• Eikosanoidhormoonid
  
• Retinoidhormoonid
  
• Aromaatset tuuma sisaldavad
  
• Sterodsed
  
• Peptiidid ja valgud
  

Aminohappelised hormoonid – epinefrin, insuliin, kasuhormoon, prolaktiin
Steroidhormoonid – mis on ehituse eripära:

• Sünteesitakse kolesteroolist
  
• Transporditakse veres seotult valkudega
  

• osake mõni nimetada- östrogeen, androgeen
  

• Hormoonide süntees organismis – endokriinsed näärmed, kus veel hormoone toodetakse (osake tuua näiteid)?
  

• Ajuripats ehk hüpofüüs on herneterasuurune sisesekretsiooninääre mis juhib teiste sisenõrenäärmete tööd. Lisaks toodab ta kasvuhormooni ja endorfiine ehk heaoluhormoone ning reguleerib suguelundite ja luustiku arengut. (nt. STH)
  

• Kilpnääre on inimese kõige suurem sisenõrenääre, mis kaalub umbes 40 grammi. Kilpnääre paikneb kaelal kõri ees ja külgedel. Tema hormoonid mõjutavad organismi kasvamist ja arengut ning ainevahetuste kiirust. (nt. T4 e. türoksiin)
  

• Kõrvalkilpnäärmed on inimese kõige väiksemad sisenõrenäärmed, nad kaaluvad ligikaudu 0,1 grammi. Asuvad kõri piirkonnas ning toodavad hormoone mis reguleerivad kaltsiumi ja fosfori ainevahetust. Kaltsiumit ja fosforit on vaja luukoe normaalseks arenguks. (nt. kaltsitoniin )
  

• Kõhunääre ehk pankreas toodab insuliini mis reguleerib meie veresuhkru taset. Samuti toodab kõhunääre glükagooni. (nt. INS e. insuliin)
  

• Käbikeha hormoonid reguleerivad organismi ööpäevaseid rütme, näiteks ärkvelolekut ja und ning mõjutavad ka naha pigmentide sünteesi. (nt. melatoniin)
  

• Sugunäärmed toodavad suguhormoone mis mõjutavad sootunnuste arengut. Sugunäärmed hakkavad tööle murdeeas. (Naise suguhormoonid on östrogeen ja progesteroon ning mehe suguhormoonideks on testosteroon.) (nt. testosteroon)
  

• Neerupealised toodavad adrenaliini mis kiirendab ainevahetust, valmistades organismi ette pingutuseks, s.o ohule reageerimiseks.
  

Mõisted parakriinne , autokriinne, endokriinne ja neurokriinne signalisatsioon.

• Parakriinne – Rakud toodavad lokaalseid mediaatoreid, mis toimivad ainult vahetus läheduses olevatele rakkudele; Lokaalsed mediaatorid lagundatakse või seotakse väga kiiresti, mistõttu ringlusse satub neist väga väike hulk
  
• Autokriinne – üks võimalikke mehanisme, mis on aluseks nn. kooperatsiooni efektile varajases arengus. See seisneb selles, et mingi rakkude grupp on võimeline reageerima teatud induktoritele, kuid üksik isoleeritud rakk ei reageeri samale induktorile.
  
• Endokriinne – teatud rakud sekreteerivad hormoone, mis satuvad vereringesse ja võivad toimida üle kogu keha laiali paiknevatele rakkudele
  
• Neurokriinne - närvilõpmes sünteesitud ja rakuvälisesse ruumi sekreteeritud signaalmoleku, mis liigub sünaptilises vedelikus märklaudrakuni, seostudes seal retseptoritega
  

Kuidas on hormoonide toime organismis reguleeritud?
Humoraalne regulatsioon põhineb inimese endokriinnäärmete ehk sisenõrenäärmete tööl. Nendeks on ajuripats, kõrvalkilpnääre, kõhunääre, käbikeha, sugunäärmed, neerupealised ja kilpnääre.
9. Inimorganismi ainevahetus. Glükolüüs.
Ainevahetus e. Metabolism . Metaboolne rada, metaboolne võrgustik.
Ainevahetus e. metabolism:
Organismis asetleidev sünteesi- ja lõhustumisprotsesside
kogusus, mis tagab organismi aine- ja energiavahetuse
übritseva keskkonnga ning on organismi elutegevuse
aluseks.
Metaboolne rada:
Metabolismi moodustavad metaboolsed rajad :

• Reaktsioonide jada, milles ensüümide toimel muunduvad
  

ja tekivad metaboliidid (biomolekulid):

• Näit. glükolüüs on üksikreaktsioonide jada, mille
  

käigus organism lõhustab glükoosi ning
konverteerib glükoosis oleva energia endale
sobivasse vormi (ATP, NADPH )
Põhirajad: Erinevates organismides ja kudedes praktiliselt
Ühesugused,
Spetsiifilisemad rajad: Täidavad organismides, elundites, kudedes spetsiifilise funktsioone.
Metaboolne võrgustik:
Metabolism käib läbi metaboolsete radade . Selles osalevad tavaliselt mitmed ensüümid, igaüks katalüüsib kindlat reaktsiooni, mille produkt on järgmisele substraadiks. Selle käigus konverteeritakse järkjärguliselt energiaks toitaine (maksimaalne kasutegur, pikema aja jooksul, mitte korraga ning reguleeritav igakülgselt).
Ühelt rajal on võimalik üle minna teisele (efektiivne) ning on kordineeritud (katabolismi (vahe-)produktid on vajalikud sünteesis, mida vaja, et oleks nt. katabolismi ensüüme). Nad ei ole pöördprotsessid, mis tähendab, et on võimalik samaaegselt teha.

• Anabolism ja katabolism .
  

Anabolism: Anabolism ehk assimilatsioon on organismis asetleidvate ainevahetuslike protsesside kogum, kus lihtsamatest keemilistest ühenditest sünteesitakse keerulisemad ühendid.
Anabolismi staadiumid:

• Eelühendite süntees katabolismi viimase staadiumis tekkivatest
  
• vaheühenditest
  
• Eelühenditest sünteesitakse biomolekulide ehitusüksused
  
• (aminohapped, rasvhapped, nukleotiidid, jne.)
  
• Ehitusüksustest sünteesitakse valgud, nukleiinhapped, jne.
  

Katabolism: Katabolism ehk dissimilatsioon ehk lagundav ainevahetus on organismis hapniku kaasabil toimuv keemiline protsess, ainevahetuse osa, milles keerulisematest ainetest tekivad lihtsamad ja milles vabaneb energiat.
Katabolismi staadiumid:

• Makrotoitainete (süsivesikud, valgud, lipiidid) ja vananevate
  

biomolekulide lõhustumine monomeerideks, ehitusüksusteks

• Monomeeride muundamine metabolismi võtmeühenditeks, näit.:
  

• Monooside, glütserooli ja mõnede aminohapete katabolism annab
  

püruvaadi

• Püruvaat ning osa aminohappeid ja rasvhappeid kataboliseeruvad
  

atsetüül-koensüüm A-ks (atsetüül-CoA)

• Osa aminohappeid konverteeruvad Krebsi tsükli komponentideks
  

• Atsetüül-CoA ja Krebsi tsükli komponentide oksüdatiivne lõhustamine
  
  • lihtsateks lõpp-produktideks (H2O, CO2), mille käigus toimub
    
  • lammutatava substraadi energia konverteerumine ATP vormi (energia)
    

Metaboolsed rajad/võrgustikud ( selgitus ).
Metaboolne rada:
Metabolismi moodustavad metaboolsed rajad:

• Reaktsioonide jada, milles ensüümide toimel muunduvad
  

ja tekivad metaboliidid (biomolekulid):

• Näit. glükolüüs on üksikreaktsioonide jada, mille
  

käigus organism lõhustab glükoosi ning
konverteerib glükoosis oleva energia endale
sobivasse vormi (ATP, NADPH)
Põhirajad: Erinevates organismides ja kudedes praktiliselt
Ühesugused,
Spetsiifilisemad rajad: Täidavad organismides, elundites, kudedes spetsiifilise funktsioone.
Metaboolne võrgustik:
Metabolism käib läbi metaboolsete radade. Selles osalevad tavaliselt mitmed ensüümid, igaüks katalüüsib kindlat reaktsiooni, mille produkt on järgmisele substraadiks. Selle käigus konverteeritakse järkjärguliselt energiaks toitaine (maksimaalne kasutegur, pikema aja jooksul, mitte korraga ning reguleeritav igakülgselt).
Ühelt rajal on võimalik üle minna teisele (efektiivne) ning on kordineeritud (katabolismi (vahe-)produktid on vajalikud sünteesis, mida vaja, et oleks nt. katabolismi ensüüme). Nad ei ole pöördprotsessid, mis tähendab, et on võimalik samaaegselt teha.
Energiavahetusprotsessid. Ainevahetuse energeetiline aspekt – Gibbsi energia. Makroergilised ühendid.
Energiavahetusprotsessid:

• Anabolismil on vaja välist energiat
  
• Katabolismil vabaneb energiat
  
• Anabolism ja katabolism toimuvad üheaegselt, energia kasutatakse kohe
  
• Kogu energia pole salvestatav – st. tekivad energia kaod – ülejäänu hajub soojusena
  
• Vaba energia (Gibbsi energia) arvel saab organism teha tööd
  
• Ülearune energia hajub soojusena
  
• Vaba energia muut reaktsioonil näitab reaktsiooni võimalikkust ja seda kas reaktsioonil vabaneb või neeldub energiat
  

Gibsi energia: termodünaamiline potentsiaal, mis iseloomustab tööd, mida termodünaamiline süsteem suudab teha konstantsel temperatuuril ja rõhul.
Gibbsi energia abil on mugav väljendada keemiliste protsesside
tasakaalu (selles on tema kasutamise mõte).
Makroenergilised ühendid - madalmolekulaarsed orgaanilised ained, millesse salvestatud keemilist energiat saab kasutada biokeemilistes reaktsioonides, eriti biosünteesireaktsioonides.
Glükoosi ainevahetuse erinevad rajad. Glükolüüs, selle jagunemine.
Erinevad rajad:
Veresuhkru tootmine:

• Glükogenolüüs
  
• Glükoneogenees
  

Veresuhkru kulutamine:

• Glükolüüs
  
• Glükogenees
  
• Pentoosfosfaaditsükkel
  
• Lipogenees
  
• Aminohapete süntees
  

Glükolüüs: Glükolüüs on glükoosi oksüdatiivne lõhustamine
Glükolüüs jaguneb:

• Anaeroobseks glükolüüsiks
  
  • Piimhappeline käärimine (laktaadi teke)
    
  • Alkoholkäärimine
    
• Aeroobseks glükolüüsiks
  
  • Atsetüül-koensüüm A (Atsetüül-CoA) teke
    
  • Lõplik oksüdatiivne lõhustumine (CO2 ja H2O)
    

Anaeroobne glükolüüs – piimhappekäärimine ja etanoolkäärimine.
Anaeroobne glükolüüs:

• Algab glükoosist ja lõpeb 2 laktaadi molekuli tekkega
  
• Anaeroobses glükolüüsis on 2 faasi
  
  • faasis toimub energia investeerimine – 2ATP
    
  • faasis toimub glükoosi lõhustumise energia konverteerimine ATP-ks (energia eraldumine ja salvestamine) – 4ATP
    
  • Piimhappekäärimise energeetiline kasum on 2 ATP
    

Piimhappekäärimine: Toimub anaeroobsete mikroorganismide (nt piimhappebakterid) elutegevuse käigus ja lihaskoe rakkudes hapniku puudusel.
Etanoolikäärimine:

• On teine glükoosi anaeroobse katabolismi vorm
  
• Inimorganismis ei toimu
  
• Toimub mõnede bakterite ja pärmide ensüümide toimel
  
• Ka alkoholkäärimise roll seisneb ATP tootmises anaeroobsetes tingimustes
  
• On piimhappe-käärimine
  
• Püruvaat -> atseetaldehüüd -> etanool
  

Ensüümid, mis katalüüsivad anaeroobset glükolüüsi (mõni näide).

• Heksoosi kinaas (Mg2+)
  
• Fosfoglükoosi isomeraas (Mg2+)
  
• Fosfofruktoosi kinaas (Mg2+)
  
• Aldolaas A
  
• Trioosfosfaadi isomeraas
  
• GAP dehüdrogenaas
  
• Fosfoglütseraadi kinaas (Mg2+)
  
• Fosfoglütseraadi metaas
  
• Enolaas
  
• Püruvaadi kinaas (Mg2+ ja K+)
  

Aeroobne glükolüüs. Atsetüül CoA teke. Atsetüül CoA olulisus metabolismis.
Aeroobne glükolüüs: Anaeroobne glükolüüs on anaeroobses keskkonnas toimuv biokeemiliste reaktsioonide ahel, mille tulemusena tekib glükoosist laktaat .
Atsetüül CoA teke:

• See on inimorganismi üks võtmeprotsesse – Atsetüül- CoA tekib veel ka aminohapete ja lipiidide metabolismil
  
• Protsess vajab mitmete vitamiinide piisavat taset (B1, B2, pantoteenhape, PP, lipoehape) rakkudes
  
• Insuliin aktiveerib ka PyrDH -si !
  
• Noradrenaliin aktiveerib PyrDH südamelihases
  
• Atsetüül Co-A lõhustub suures osas lõplikult, kuid osa (ülejääk) läheb rasvhapete biosünteesiks (liigsed süsivesikud →rasvad)
  
• Atsetüül-CoA tekke protsess glükoosist on tänu PyrDH seostumisele pöördumatu
  

Ensüümide, vitamiinide ja hormoonide roll glükolüüsil.
Lühidalt mida need nö teevad. Vitamiinid kofaktoritena. Jne.
Ensüümid- kataloüsaatoritena
Vitamiinid – kofaktoritena
Hormoonid – ei tea veel
10. Tsitraaditsükkel
Tsitraaditsükli olemus. ???

• Tsitraaditsükkel on organismi keskne metaboolne rada, milles sulanduvad süsivesikute, lipiidide, aminohapete jt. metabolismirajad.
  
• Tsitraaditsükkel on oluline tsentraalne tsükkel nii biomolekulide katabolismis kui ka anabolismis (amfiboolne)
  
• Tsitraaditsükli funktsioneerimishäired on organismile ohtlikud
  

Tsitraaditsükkel (ka Krebsi tsükkel, ka sidrunhappetsükkel, TCA-tsükkel, di- ja trikarboksüülhapete tsükkel) on enamikul aeroobsetel organismidel toimuv ensüümide katalüüsitud biokeemiliste reaktsioonide tsükkel, mis toimumiseks vajab hapniku manulust. Tsitraaditsükkel on organismide ainevahetusraja keskne protsess, sest tsükli käigus oksüdeeritakse enamik sahhariide , rasvu ja valke CO2 ja veeks , kusjuures selle käigus vabaneb suur osa organismi elutegevuseks vajalikust energiast. Samuti on tsitraaditsükkel mitmete oluliste anabolismireaktsioonide eelduseks , näiteks teatud aminohapete süntees.
Tsitraaditsükli olulisus organismis.
Tsitraadi tsükklil on palju ülesandeid. Tsükkli tulemuseks on ühe mooli glükoosi kohta 38 ATP molekuli . Samas kutsutakse tsitraaditsükklit ainevahetuse keskseks keskuseks. Ee on sellepärast, et suurem osa imendunud toitainetest saadud energia ja molekulid oksüdeeruvad seal ja selle ühendid kasutatakse ära erinevates biosünteesi radade jaoks.
Igaksjuhuks inglise keeles:
In addition to the supply of energy from the fuel molecules, the citric acid cycle has other important functions . Thus, some of the citric acid cycle are intermediates for other important reactions like the biosynthesis of glucose, fatty acids and amino acids.
Due to the many functions of the citric acid cycle is also considered to be the "central hub of metabolism". This is because, as most of the absorbed nutrients, the fuel molecules are oxidized ultimately within the Krebs Cycke and its intermediates are used for various biosynthetic pathways. Figuratively, one can look at the citric acid cycle as a " roundabout" introduce, in which the nutrients (carbohydrates, fatty acids and amino acids) " drive in" and "drive out " again at the different locations for the synthesis of other substances.
Tsitraaditsükli seos anaboolsete ja kataboolsete protsessidega.
Anaboolsete protsessidega: ???
Kataboolsete protsessidega: Tsitraaditsüklisse võivad kataboolitavad ühendid siseneda ükskõik millises etapis , seega võib selle abil lagundada kõiki ühendeid, mis annavad tsitraaditsükli võtmeühendeid. (tsükklis lagundatakse molekule, nt lipiidid ja aminoohapped)
Ensüümid, vitamiinid ja koensüümid tsitraaditsüklis (nende roll, mõni näide võtmeensüümidest ja vitamiinidessst/koensüümidest).
Tsitraaditsükli energeetiline olulisus (kui palju energiat saab)

• Siiani tekib 4 mooli ATP-d ühe mooli Glükoosi kohta terves Krebsi tsüklis
  
• Sellest glükolüüsil tekkis 2 mooli ATP-d ühe mooli Glükoosi kohta
  
• Aga NADH ja FADH2 on samuti makroergilised (vt. ehitust)
  
• Nende oksüdatsiooniga kaasneb ADP-st ATP süntees
  
• 1 mool NADH toodab 3 mooli ATP-d
  
• 1 mooli FADH2 oksüdatsioonil tekib 2 mooli ATP-d
  
• Totaalne ATP teke = (10 x 3) + (2 x 2) + 4 = 38 mooli ATP-d ühe mooli Glükoosi kohta