Biokeemia kordamine (0)

1 Hindamata

Kordamine biokeemiaks.

Biokeemia areng ja seos teiste teadusharudega
Biokeemia – teadus elava mateeria keemilisest koostisest ja biomolekulidega toimuvatest reaktsioonidest
Biokeemia on väga tihedalt seotud meditsiiniga, toitumisega ja toiduainetega, metabolismiga. Meditsiinilise biokeemia baasteadmised on aluseks füsioloogiale, immunoloogiale, farmakoloogiale, farmaatsiale, endokrinoloogiale, molekulaargeneetikale, geenitehnoloogiale jt uutele spetsiifilistele arengutrendidele.
On kiiresti arenenud; suurt tähelepanu pööratakse sellele, kuidas organismid energiat ja teavet hangivad ja töötlevad. Tulemuseks teadmine, et pealtnäha erinevad elussüsteemid on molekulaartasandil küllaltki sarnased. Mitte biokeemia ei ole ühtne, vaid elu on- organismid põlvnevad ühisest eellasest ning praegune elurikkus on kujunenud miljardeid aastaid kestnud evolutsiooni vältel.

Keemilised ühendid ja elemendid loomorganismis
Põhibioelemendid – C, H, N, O, P, S, mikroelemendid – raud, tsink , vask, mangaan , koobalt, jood jne, ja makroelemendid – kaltsium, naatrium , kaalium, magneesium , kloor.
Orgaanilistest ainetest on kõige rohkem rakkudes valke. ilmselt on peamine põhjus selles, et neil on rakus täita palju ülesandeid. Lipiidid ( rasvad , õlid ja vahad) ja sahhariidid (glükoos, tärklis, tselluloos ). Need ühendid kuuluvad erinevate rakustruktuuride koostisse ja on organismi põhienergiaallikateks. Nukleiinhapete sisaldus on suhteliselt madal, on nad vajalikud kõikidele rakkudele- DNA on pärilikkuse kandja; RNA molekulidel on oluline roll päriliku informatsiooni avaldumises.

Inimkeha aminohapped
Aminohapped – karboksüülhapete derivaadid , mis sisaldavad vähemalt ühte amino- ja karboksüülrühma. Inimkehas 20 standardset, teised on terivaadid, mis on tekkinud põhi ah reaktsioonidest. Neid kasutatakse ehitusüksustena: ensüümide, valkude ja hormoonide sünteesil, energiamaterjalina: süsinikskeleti lammutamise teel; eelühenditena: paljude signaalmolekulide ja teiste biomolekulide süsteemis.
Jaotus kõrvalahela keemiliste omaduste järgi: 1) hüdrofoobsed ah mittepolaarsete R-rühmadega (mittetsüklilised, ning aromaatse tsükliga, kõrvalahelad sisaldavad ainult C ja H-e, nt glütsiin, alaniin , valiin, leutsiin , või omavad alifaatset hargnenud ahelat ) 2) polaarsed ah neutraalsete R-rühmadega, mille laeng on ebaühtlaselt jaotunud (elektronegatiivne ühend! doonor -aktseptor side, N, O (OH), nt seriin , türosiin, tsüsteiin jne) 3) positiivselt laetud ah, mille R-rühmadel on positiivne laeng füsioloogilise pH juures (enamasti hüdrofiilsed, mahukad kõrvalahelad ja otsas positiivselt laetud aatomirühm, nt lüsiin, arginiin, histidiin ), 4) negatiivselt laetud ah, mille R-rühmadel on füsioloogilise pH korral negatiivne laeng ( happelised kõrvalahelad, nt aspardaat, glutamaat)
Aminohapete omadused: neil on nii happelised kui ka aluselised omadused – amfoteersed , seega on nende lahused nõrgad puhvrid. Happelises keskkonnas katioonid ja aluselises anioonid . Kuna neil mitu laetud gruppi, solvateeruvad polaarsetes lahustites , kuid ei lahustu apolaarsetes. Nende sulamistäpp on kõrge.
Põhiaminohapped omavad hiraalset tsentrit => D- ja L- isomeerid , inimkehas valdavalt L. Enamus aminohapped on alfa-aminohapped.
Tsvitterioon ehk kaksikioon , -NH3+ ( protoneeritud) ja –COO-
(deponeeritud)

Valgud : üldiseloomustus, funktsioonid
Valgud – kõrgmolekulaarsed ühendid, mille monomeerideks on aminohapped, biomakromolekulid, ah on kondenseerunud peptiidsidemete abil. Üle 50 aminohappe – VALK (kui alla siis polüpeptiid).

Oligopeptiid- 2-20 am.j, Polüpeptiid- 20-50 am.j

Inimkeha kõige arvukamad makromolekulid, geneetilise info realiseerimisvahendid.
Peptoon – ensümaatilisel teel hüdrolüüsitud valk.
Sissesoolamine – valgu lahustuvuse suurenemine nautraalsoola madalatel konts
Väljasoolamine – valkude sadenemine kõrge soola konts lahuses
Funktsioonid: ensümaatiline, regulatoorne – metabolismi regulatsioon valguliste hormoonide poolt, transpordifunktsioon – ainete trans biovedelike kaudu ja läbi biomembraanide, struktuurne , puhvrifunktsioon , kaitsefunktsioon, varufunktsioon, energiasubstraadi funktsioon.
Koagulatsioon = sade + denaturatsioon + agregatsioon
Denaturatsioon – valgu bioaktiivsuse kadumine kõrgemate struktuurtasemete hävimise tõttu. Faktoriteks soojusenergia , vibratsioon , ultraheli, keskkonna pH, ioniseeriv kiirgus.

Valgu primaarstruktuur
Defineeritud nukleiinhappe järjestuse poolt – aminohappeline järjestus. Primaarstruktuur on kovalentne peptiidsidemega seotud aminohappejääkide kindel järjestus antud valgu polüpeptiidahelas. Primaarstruktuur on baasinformatsiooniks kõrgemate struktuuride kujunemisel, seotud molekulaarhaigustega (valesti lugemine, aminohappe asendumine jms.) ning ka spetsiifilisus tuleneb primaarstruktuurist. Aminohapete ahel. Kovalentsed peptiid - ja disulfiidsidemed. Renatureerimine pole võimalik

Valgumolekulide ruumiline ehitus, kõrgemat järku struktuurid
Sekundaarstruktuur: peamiselt vesiniksideme abil fikseeritud ruumikujund. On kas alfa-heeliks(paremale pöörduv) või beeta-struktuur( voldik ). Sekundaarstrukutuur pole kunagi 100% alfa või beeta, alati on nii üht kui ka teist.
α-heeliks:

Polüpeptiidahela paremale pöörduv helitseerunud konformatsioon
Heeliksit hoiavad keerdudevahelised vesiniksidemed peptiidgruppide vahel. Vesiniksidemete rohkus tagab heeliksi stabiilsuse. Proliini (Pro) või Hyp osalusega peptiidgrupp annab ühe vesiniksideme.

β-struktuur:

Peamiselt vesiniksidemete abil kujunenud kihilis-voldiline konformatsioon. Ulatuslikus β-struktuuris seovad vesiniksidemed voltunud polüpeptiidahelaid. Lühikeses β-struktuuris seovad peptiidgruppide vahelised vesiniksidemed ühe ja sama polüpeptiidahela volte.
Teised stabiliseerivad lisajõud: aminohappejääkide R-gruppide hüdrofoobsed interaktsioonid ja erinimelise laenguga R-gruppide elektrostaatilised interaktsioonid (vastaktoimed).

Tertsiaarstruktuur : kerajas-ellipsoidne (gloobul) või niitjas (fibrill) kolmemõõtmeline konformatsioon. Enamik valgud on fibrillaarsed, kõik ensüümid nt. Teda hoiavad põhiliselt nõrgad sidemed, neid palju => struktuuri stabiilsus. Tekib väga kiiresti, spontaanne. Selles struktuuris esinevad domeenid
Kvaternaarstruktuur : vähemalt kaks tertsiaarstruktuuriga polüpeptiidahelat ehk alaühikut ehk subühikut, nõrgad või disulfiidsidemed. Nim oligomeerseteks valkudeks. Nt hemoglobiin . Võib öelda, et see on uus kvaliteet valkude funktsioneermises, lubab elimineerida mõningaid juhuslikke/ajutisi biosünteesi vigu.

Valgu Aluselised-happelised omadused, isoelektriline täpp
Valgud on amfoteersed polüelektrolüüdid.
Valke iseloomustab kindel pI. Mida suurem on suhe happelised/aluselised(R-grupid), seda madalam on pI. Kui on saavutatud pI, siis valk sadeneb kõige kergemini, kiiremini.
pH pH > pI – negatiivselt laetud
Isoelektriline punkt – pH väärtus, mille juures ei ole summarset laengut e laeng on 0 (anioonid=katioonid).

Valgu Füüsikalis-keemilised omadused
Kolloid-osmootsus e. onkootsus ( osmootne rõhk kolloidlahuses), enamik valke on hüdrofiilsed ja vesilahustuvad . Kollageenid ei lahustu vees ahelatevaheliste sidemete tõttu, kuid punduvad (seovad rohkesti vett). Valgulahused- Tõelised (molekulaarsed) lahused.
Püsivus – valgulahus ei koaguleeru seismisel (ei sadene täielikult).
Väike difusioonikiirus – lahustunud aine molekulide liikumine lahuses madalama konsentratsiooni suunas tasakaalu saabumiseni, st lahustunud aine molekulide ühtlase jaotumiseni lahuses. Madal osmootne rõhk – valgud ei läbi biomembraane. Kõrge viskoossus – võime moodustada soole ja geele. Optilised eriomadused – valgulahus hajutab/peegeldab valgust; amfoteersus; puhverdusvõime; opt aktiivsus ja adsorptsioonivõime; makromolekulaarsus

Valkude klassifikatsioon , tähtsamad esindajad
Lihtvalgud – ainult aminohappe jääkidest: fibrillarsed (kollageenid, elastiinid, keratiinid) – ei lahustu vees, vastupidavad; ja globulaarsed (albumiinid-onkootse rõhu tagamine; globuliinid -alfa transport, beeta raua transport ja sidumine, gamma immuunsus ; histoonid ) – lahustuvad füs lahustes, alfa-heeliksi domineerimine ; liitvalgud – valgulistest ja mittevalgulistest osadest:(kromoproteiinid, fosfoproteiinid, glükoproteiinid, lipoproteiinid ).
Füsio-keemiline klassifikatsioon:

Polaarsed (hüdrofiilsed) valgud (vesilahustuvad valgud)
Apolaarsed (hüdrofoobsed) valgud (praktiliselt vesilahustumatud valgud)
Amfifiilsed ehk amfipaatsed valgud, omavad molekulis hüdrofiilset ja hüdrofoobset osa – biomembraanide valgud

Funktsionaalne klassifikatsioon:

Ensüümid – pepsiin , trüpsiin, amülaas jt
Transportvalgud – hemoglobiin, transferriin, vereseerumi albumiin, ioonpumbad jt
Struktuurvalgud – kollageenid, elastiinid, histoonid jt
Kontraktiilsed valgud – aktiin , müosiin jt
Regulaatorvalgud – insuliin , histoonid jt
Aktiivkaitse valgud – immuunglobuliinid , fibrinogeen, trombiin jt
Toite- ja varuvalgud – piima kaseiin , muna ovoalbumiin jt

Kromatograafia, elektroforees
Kromatograafilised meetodid baseeruvad biomolekulide korduval selektiivses jaotumises kahefaasilises süsteemis. (1 seisev ja liikuvad faasid ). Kromatograafiat kasutatakse, et eraldada segunenud ained üksteisest. Siinkohal siis on vaja valgud eemaldada lahusest e rakuekstraktist. Ioonvahetuskromatograafia (laeng), õhukese kihi kromatograafia, pöördfaaskromatograafia, geelfiltratsioonkromatograafia (valkude sadestumine suuruse järgi.
Geelelektroforeesi põhimõte – lahutamine poorses keskkonnas elektrivälja toimel. (1 aine liigub teiste suhtes, liikuma panev jõud- elekter ). Kasutatavad polüakrüülamiid geel ja agaroos . Isoelektriline fokuseerimine. Biomolekulide detekteerimise meetodid geelis. Geel värvitakse valgu spetsiifilise värviga/ spets antikehad. Geeli sisu peab olema aluseline, kõik valgud aluselises KK on neg. laenguga- ioonid liiguvad

Nukleotiidid
Nukleiinhapped on biomakromolekulid, milles nukleotiidijäägid on seostunud fosfodiestersidemega. Inimkehas on kaks nukleiinhapet – DNA ja RNA.
Nukleotiid koosneb lämmastikalusest (N-alustest, pentoosist ja ühest või enamast fosfaatrühmast:

N-aluseks on puriin voi pürimidiin
Pentoosiks on D- riboos voi 2-desoksü-D-riboos

N-aluse ja pentoosi kompleks on nukleosiid.
Nukleotiidid on nukleiinhapete monomeerid , nukleosiidide (puriin- või pürimidiinaluse ja pentoosi kompleksid) mono -, di- või trifosfaatestrid (AMP, ADP, ATP). Riboosi hüdroksüülrühma esterifitseerumine fosforhappejäägiga annab ribonukleotiidi, desoksüriboos – desoksüribonukleotiidi.

RNA: ehitus, funktsioon
RNA e ribonukleiinhape koosneb ribonukleotiidide jääkidest, on üks ahel ja lämmastikalusteks on A=U ( adeniin , uratsiil), G≡C (guanidiin, tsüstidiin); DNA ahelalt komplementaarsuse alusel tehtud koopia. Eristatakse kolme RNA-d:
rRNA– osaleb aminohapete lülitumises sünteesitavasse polüpeptiidahelasse (ribosoomides)
tRNA – aminohapete transport ribosoomidele ja osavõtt nende lülitumisest sünteesitavasse polüpeptiidahelasse (tsütoplasmas)
mRNA– valgusünteesiks vajaliku geneetilise info ülekanne DNA-lt ribosoomidele (tsütoplasmas)

DNA: ehitus, funktsioon
DNA e desoksüribonukleiinhape koosneb desoksüribonukleotiidijääkidest, kaks komplementaarset ahelat ja N-alusteks (Heterotsüklilised alused) on A=T (tümidiin), G≡C. Komplementaarsus ja H-sidemed tagab ahelate võrdse kauguse.
Funktsioon: DNA asub tuumas- info säilitamine ja edasiandmine „tütar DNA-le“ (rakujagunemisel) ja mRNA-le (valgusünteesil), mitokondrites – geneetiline info mitokondrite osade valkude sünteesiks

Ensüümid: üldiseloomustus, funktsioonid, klassifikatsioon
Ensüümid on biokatalüsaatorid, enamasti valgulise olemusega endogeensed bioaktiivsed ühendid. Ensüümid jagatakse kuude klassi: oksüreduktaasid, transferaasid, hüdrolaasid, lüaasid, isomeraasid , ligaasid. Lihtensüümid – lihtvalk ja aminohappejääk; liitensüüm – valguosa(apoensüüm), tagab spetsiifilisuse ja mittevalguosa( kofaktor ), stabiliseerimine.
Enamjaolt langevad ensüümide funktsioonid kokku valkude omadega!! Ensüümidel on nii VALKUDE kui KATALÜSAATORITE omadused – amfoteersed, denatureeruvad, kristalliseeruvad, kõrgmolekulaarsed.
Biokatalüsaatorina määravad biomolekulide muundumiste kiiruse ja suuna organismis, st nende tegevus on organismi talitluste aluseks. Alandavad reaktsiooni aktivatsioonienergiat – energia, mida osakesed peavad saavutama , et muutuda reaktsioonivõimeliseks. Mida väiksem aktivatsioonienergia, seda kiirem reaktsioon . Ensüüm-katalüüsitud reaktsiooni kiirus suureneb miljon korda.
Ensüümid võimaldavad reaktsioonil kulgeda alternatiivset teed mööda – ei muutu reaktandid, produktid ja tasakaal. Ensüümidel on suur reaktsiooni kiirus, pehmed reaktsiooni tingimused, reaktsioonide suur spetsiifilisus, reguleeritavus.

Ensüümide toimemehhanism, substraat , ensüümiaktiivsus, aktiivtsenter, koensüümid
Toimemehhanism seisneb reaktsiooni kiirust limiteeriva energeetilise barjääri alandamises ehk nende ülesandeks on kiirendada reaktsioone ja seda võimslikult väikese energiskuluga, tagamaks elu kulgemist . Iga ensüüm katalüüsib ühte substraati või substraatide rühma. Substraat seondub aktiivtsentriga ja tekib ensüüm-substraat kompleks. Enamasti on kompleks pöörduv.
Substraat – aine, mille muundumist ensüüm katalüüsib.
Ensüümiaktiivsus – ensüümi katalüütilise aktiivsuse mõõt, näitab kui palju substraati ajaühikus suudab teatud kogus ensüümi muundada.
Aktiivtsenter – valgu molekuli piirkond, mis võtab katalüüsist otseselt osa.
Koensüümid – moodustavad valdava osa kofaktoritest. Madalmolekulaarsed orgaanilised ühendid, mis on ensüümi valgulise osaga e apoensüümiga enamasti mittekovalentselt seotud.

Ensüümreaktsioonide sõltuvus temperatuurist, pH-st, substraadi kontsentratsioonist.
Ensüümreaktsiooni sõltuvus substraadi konts:
Hüberpoolsõltuvus, mida väiksem on ES dissotsiatsioonikonstant, seda suurem on antud S sugulus ensüümile. Tavaliselt, mida kõrgem konts. Seda kiiremini kulgeb.
Ensüümreaktsiooni sõltuvus temperatuurist:
Imetajatel optimum 37-43, taimedel/mikroobidel 25-32. Optimumist kõrgematel temperatuuridel ensüümvalgud denatureeruvad, madalamatel temperatuuridel aga reaktsioonikiirus langeb. Ühekordne külmumine ja ülessultamaine ei kahjusta ensüüme. Toiduained sp madalal temp, et pärssida mikroorganismide ensüümide aktiivsust.
Ensüümreaktsiooni sõltuvus pH-st:
Inimkeha ensüümreaktsioone iseloomustab tavaliselt kellukesekujuline sõltuvus pH-st. Optimum 6-8 vahel ja siis reaktsioonid ka kõige kiiremad. Erinevate kudede isoensüümid erinevad tihti pH optimumi poolest. Kui palju trenni teha nihkub lihaste pH, sest piimhape seal.

I järku ensüümreaktsiooni kineetika, Michaelise konstant
Reaktsioonikiirust väljendavad kas muundunud S hulk või tekkinud P hulk ajaühikus.
Michaelis konstant = Km , määrates Km saab välja selgitada parima substraadi.
Manipulatsioon, mis vähendaks Km, suurendaks kogu raja kiirust. Km = (k-1+k2)/k1
Reaktsioonikiirust mõjutavad:

Ensüümi ja subs konts
Keskkonna pH
Kofaktori olemasolust ja konts
Aktivaatori ja inhibiitori olemasolust ja konts.
KK ioontugevus

Ensüümide inhibiitorid ja aktivaatorid , ensüümide lokalisatisoon rakus
Aktivaatorid on ensüümreaktsiooni kiirust oluliselt tõstvad faktorid ning nende hulka kuuluvad:

Metalli-ioonid – tihti on raske eristada, kas metall -ioon on aktivaator v ensüümi ehituskomponent.
Anorgaanilised ja orgaanilised ühendid – toimivad allostreiilsete aktivaatoritena

Inhibiitorid on ensüümreaktsiooni spetsiifiliselt või mittespetsiifiliselt pidurvadad faktorid. Pöörduvad inhibiitorid moodustavad nõrga mittekovalentse sideme ja on võimelised kompleksist dissotseeruma. Ensüüm on aktiivne siis, kui lahusest inhibiitorit ei eemalda. Pöörduv inhibitsioon võib olla:

Konkurentne – kokureerib esüümi aktiivtsentri pärast substraadiga. Aiatb S konts tõstmine.
Mittekonkurentne – inhibiitor ühineb ensüümiga väljaspool aktiivtsentrit, võib blokeerida reaktsiooni osaliselt või täielikult. Ei aita S konts tõstmine.
Ebakonkurentne – inhibiitor reageerib eelnevalt tekkinud ES kompleksiga, mitte vaba ensüümiga. Oluline multisubstraatsete enüümreaktsioonide puhul.

Pöördumatu inhibitsiooni korral ei taastu ensüüm, inhibiitorit pole võimalik eemaldada ensüümvalku lõhkumata. Pöördumatud inhibiitorid moodustavad kovalentse või väga tugeva mittekovalentse või väga tugeva mittekovalentse sideme ensüümiga.
Ensüümidel on peale aktiivtsentri ka allosteriilsed tsentrid , sinna seostub regulaator/ efektor . Kui efektor seostub, siis ensüümi konformatsioon muutub => aktiivtsenter muutub => S sidumine ja katalüüs on oluliselt efektiivsem.

Isoensüümid e. isosüümid
Isoensüümid on geneetiliselt sõltumatud ensüümivalgud, mis katalüüsivad sama reaktsiooni sama substraadiga; on ensüümid, mida kodeerivad erinevad geenid , kuid mis katalüüsivad samu reaktsioone. Tavaliselt erinevad isoensüümid üksteisest nii kineetiliste näitajate, kui regulatoorsete omaduste poolest.

Sahhariidid: üldiseloomustus, loomorganismi mono- ja disahhariidid
Süsivesikud ehk sahhariidid on polühüdroksüaldehüüdid või – ketoonid ning on organismile põhiliseks metaboolse energia allikaks. Moodustavad kuni 80% taimede ja 2% loomade kuivainest. Nimetus karbohüdraat e süsivesik - vesinik : hapnik 2:1 lihtsamates sahhariidide molekulides. Loomorganismides leidub glükoosi, galaktoosi, fruktoosi, riboosi, desoksüriboosi ja glükogeeni.
Süsivesikutel samaaegselt aldehüüdi või ketooni ja alkoholi omadused.
Enamik mono- ja disahhariide on kristalsed, magusad, värvustea ja lõhnata. Lahustuvad hästi vees ja halvasti (või mitte üldse) orgaanilistes lahustites.
Monosahhariidid e monoosid: Ei hüdrolüüsu lihtsamateks süsivesikuteks, sest nad on juba lihtsüsivesikud. Inimkehas ketoosid ja aldoosid. Süsinike järgi nimetused (trioosid, tetroosid, pentoosid , heksoosid jne). Kõik looduslikud monosahhariidid on optiliselt aktiivsed, sest neil süsinikud asümmeetrilised. Ketooside molekuli oksüdeerimiseks kulub tunduvalt rohkem energiat, käärivad aegalsemalt kui aldoheksoosid.
Esinevad inimkehas nii avatud ahelana kui tsüklilises vormis (alates pentoosidest). Kuna sahhariididel saab olla väga palju isomeere => mitmekesisus võimaldab täita rohkem ülesandeid. Valdav enamus monoose D-isomeerid (ka derivaadid). Süsivesikutel alfa ja beeta anomeerid (nt alfa-D- fruktoos jne).

Trioosid – glütseeraldehüüd, dihüdroksüatsetoon
Tetroosid – erütroos
Pentoosid – riboos, desoksüriboos
Heksoosid – glükoos, fruktoos, galaktoos
Heptoosid – sedoheptuloos

Disahhariidid: monosahhariidide anhüdriidid valemiga C12H22O11. Moodustavad kahest monosahhariidi jäägist kas kahe poolastetaalse hüdroksüülrühma või ühe heksoosi poolatsetaalse hüdroksüülrühma ja teise alkoholrühma ühinemisel vee eraldumisega.
Disahhariidid on:
Laktoos – piimasuhkur, galaktoos + glükoos. On piima põhisüsivesik, mida sünteesitakse laktatsiooniperioodil piimanäärmetes.
Sahharoos – peedisuhkur/ roosuhkur , glükoos +fruktoos. On toiduaine ja magustaja, kasutatakse kõrge magususe tõttu konservandina.
Maltoos – linnasesuhkur , 2 glükoosijääki. Tärklise hüdrolüüsiprodukt taimedes.

Homo- ja heteropolüsahhariidid
Polüsahhariidid e polüoosid on liitsüsivesikud, täidavad varuaine ja ehituslikke ülesandeid. Nendes biopolümeerides on monoosijäägid seostunud alfa- või beeta-glükosiidselt. Molekulid võivad olla lineaarsed , sfäärilised või spiraalsed.
Homopolüsahhariidide e homopolüooside monomeerideks on üht-tüüpi monoosijäägid (glükoos):
Varupolüoosid – glükogeen ( loomades , veresuhkru lühiajaline varu inimkehas, nt maksas ja skeletilihastes); tärklis (taimedes, inimtoidu olulisim süsivesik); inuliin (taimerakkude varupolüoos)
Struktuursed polüoosid – tselluloos(taimede rakukestad); kitiin (putukate ja muude koorikloomade eksoskelett , lineaarne)
Heteropolüsahhariidid e heteropolüoosid e proteoglükaanid koosnevad reeglina korduvatest disahhariidide plokkidest ning need plokid omakorda erinevate monooside derivaatidest. Nad funktsioneerivad vaid teiste molekulidega komplekseerunult.
Süsivesikute funktsioonid: energeetiline, varuaine, toitaine, kaitse, struktuurne.

Lipiidid: omadused, klassifikatsioon
Lipiidid on bioloogiliselt olulised ühendid, mis ei lahustu vees, kuid lahustuvad hästi orgaanilistes lahustites; baasalkohol(glütserool, sfingosiin, kolesterool ) + rasvhape (karboksüülhape 4-36 süsinikku) Klassifitseeritakse:

Liitlipiidid
Lihtlipiidid
Tsüklilised lipiidid

Klassifikatsioon keemiliselt:

Triatsüülglütseriidid- lihtlipiidid- rasvhapped

Glütserofosfolipiidid- polaarne osa juures, päris vesi lahustuv ei ole

Sfingolipiidid - stingosiid, estri moodustamisel stingiid hoopis

Steroidid- kolesterool, vitamiinid , (hormoonid)

Teised lipiidid (vaba), ei oska klassifitseerida
Omadused:

Energeetiline – varurasv, kõrge energeetiline väärtus, metaboolse energia varu
Termoregulatsioon – rasv hoiab organismi soojas,
Mehhaaniline kaitse – siseorganite ümber koondunud rasvkude
Struktuurne roll – moodustavad membraane ja mitselle
Transport – rasvlahustuvate vitamiinide ja kolesterooli transport
Võimaldavad efektiivset elektrilist isolatsiooni
Retseptorite komponendid

Lihtlipiidid
Lihtlipiidid koosnevad baasalkoholist ja rasvhappejääkidest – triglütseriidid ja vahad. lahustuvad orgaanilistes solventides. Mida rohkem on lipiidis küllastamata rasvhappeid , seda madalamal temp ta sulab. Loomsed lipiidid on tahkemad, sest neis domineerivad küllastunud rasvhapped. Rasvad on organismis tsütoplasmaatilise rasvana ja varurasvana.
Vahad – rasvhappe ja pika alifaatse alkoholi estrid. (üks ester domineerib). Vahad on enamasti tahked , harvem vedelad. Inimene vaha seedida ei suuda ning vabal kujul vaha inimkehas ei esine. Kasutatakse värvide, lakkide koostises ja kreemides.

Liitlipiidid
Liitlipiidid on multikomponentsed lipiidid, eristatakse glütserofosfolipiide ja sfingolipiide.
Glütserofosfolipiidid sisaldavad glütserooli, rasvhappejääke, fosfaatgruppi ja peagruppi. Inimkehas on kardiolipiinid (mitokondrite sisemembraani immuunmarkerid), plasmalogeenid(südamelihas, erütrotsüüdid).
Sfingosiidid on lipiidid, mille baasalkoholiks on sfingosiin. Näiteks globosiidid, sfingomüeliinid(ajukoe hallolluse põhikomp).

Rasvas lahustuvad vitamiinid
Vitamiinid on bioaktiivsed madalmolekulaarsed orgaanilised ühendid, ühtlasi on asendamatud mikrotoitained ja eksogeensed ained. Enamiks vitamiine saab inimene toiduga. Vajadusel suudab inimkeha mõnd vitamiini ka ise sünteesida, kui toidus on piisavalt vitamiini suudab organism ennast varustada.
Rasvas lahustuvad vitamiinid on:
Vitamiin A – akumuleerub maksas ja teistes kudedes, oluline nähemisele (valguskvandi vastuvõtmisel)
Vitamiin D – looduslikes produktides, reguleerib luukoe mineraalainete ainevahtust
Vitamiin E – reguleerib valkude ainevahtust lihaskoes, soodustab erürtopeesi ja hemoglobiini hulga suurenemist , antioksüdant
Vitamiin K- vajalik kofaktor vere normaalseks hüübimiseks
Vitamiin Q -membraanides lokaliseeruv redoksreaktsioonide kofaktor

Vesilahustvad vitamiinid
Vesilahustuvad vitamiinid on B-rühma vitamiinid ja vitamiin C
Vitamiin C-d on vaja naha, igemete, kappilaaride, hammaste, sidemete ja luude normaalseks funktsioneerimiseks. Ehk sidekoe aktiivseks arenguks ja haavade paranemiseks.
B2- koensüümi osa, tüüpiline reaktsioon- oksüdeerimine-redutseerimine
B1- koensüümi osa, tüüpiline reaktsioon- aldehüüdi ülekanne
B9- ehk foolhape - tüüpiline reaktsioon- ühesüsinikulise rühma ülekanne

Vitamiinide seos ensüümidega
Vitamiinid kuuluvad ensüümide koostisesse, paljud koensüümid on vitamiinide derivaadid. Vitamiine on vaja ensüümkatalaasis ning neid vajab organism oma elutegevuseks koensüümse funktsiooni läbi. Kofaktoriteks on tihti rasvlahustuvad vitamiinid.

Hormoonid: üldiseloom, toimemehhanism
Klassikaline def: hormoonid on bioaktiivsed endogeensed ained, mida KNS kontrolli all sünteesitakse spetsialiseerunud näärmetes, skreteeritakse otse verre või lümfi ja transporditakse märklaudrakuni, mille toimides avaldubki nende regulatoorne toime metaboolsetele protsessidele.
Tegelikult produtseeritakse ka väljaspool endokriinnäärmeid. AGA õigem oleks öelda: inimkeha rakud toodavad substantse, mis primaarse signaalmolekulina edastavad signaali vajatava muutuse tekitamiseks märklaudrakus ja mille sidumiseks on märklaudrakul spetsiifilised retseprotid.

Hormonoidid
Hormonoidid on rühm hormoone, millel puudub osa hormoonide tunnuseid.

Antibiootikumid
Antibiootikumid on spoore mitte moodustavate bakterite või seente metaboolsed produktid, mis inhibeerivad või hävitavad teise mikroorganismi e nad on antimikroobsed ravimid . On olemas laia ja kitsa spektriga antibiootikume. Antibiootikumidel on erinevad toimemehhanismid.

Aine- ja energiavahetus: üldiseloomustus, põhietapid, assimilatsiooni - ja dissimilatsiooniprotsessid
Metabolism e ainevahetus - organismis aset leidvaid sünteesi- ja lagundamisprotsesse. Metabolism hõlmab seedimist, imendumist, rakus toimuvaid metaboolseid radu ja lõpp-produktide eritumist, ühtlasi on ta katabolismi ja anabolismi integratsioon . Metabolismi soodustab metaboolsete radade võrgustik.
Metabolimi põhifunktsioonid:

Energia omastamine väliskeskkonnast toitainete vormis
Toitainete omastamine, lõhustamine ja kasutamine kehaomaste biomolekulide sünteesiks
Senestseensete biomolekulide lammutamine
Lõpp-produktide väljutamine
Organismi sattuvate ksenibiootikumide (ka ravimite) detoksikatsioon ja väljutamine

Katabolism e dissimilatsiooon on suurte molekulide lahundamine väiksemateks, vabaneb energia, oksüd.
Aeroobne katabolism:

makrotoitainete ja senstsentsete biomolekulide lõhustumine monomeerideks/ehitusüksusteks
Monomeeride/ehitusüksuste muundamine vähesteks ja lihtsateks metabolismi võtmeühenditeks
Atsetüül-CoA ja Krebsi tsükli komponentide oksüdatiivne lõhustamine lihtsateks lõpp-produktideks

Anabolism e assimilatsioon on väikeste molekulide liitmine suuremaks , vajab energiat; reduts .
Anabolismi staadiumid:

Lihtsatest eelühenditeks sünteesitakse ehitusüksused/monomeerid
Suuremate biomolekulide ja biomakromolekulide süntees

Seedimine, põllumajandusloomade seede iseärasusi
Makrotoitaineid on vaja lammutada/lagundada, sest:

Elutegevuseks vajalikus hulgas ja vajaliku kiirusega imenduvad soolevalendikust vaid väiksed molekulid
Seedimine ja imendumine on organismi esimene kontrolltasand
Seedimise ja imendumise põhipiirkond on peensool , seedekulglal aitavad toimida näiteks ensüümid.

Vastavalt toidule ja seedesüsteemi ehitusele jagunevad:
karnivoorid - loom, kes toitub teistest loomadest. Toit energiarikas ja kergesti seeduv ning seetõttu ka seedetrakt on lühike, lihtne. söövad korraga palju, mahukas magu, söögivaheajad on tihti pikad. herbivoorid - loom, kes toitub tavaliselt ainult taimedest ja teistest autotroofidest. Toidus on vähe rasva, taimses toidus on suurem osa energiat süsivesikutes, mida looma seedeensüümid ei lagunda (tselluloos , hemitselluloos ). Mikrobiaalse seede jaoks on seedesüsteemis mahukad osad ( eesmagu , jämesool). omnivoorid - loom, kes toitub nii taimedest kui ka loomadest. Seedesüsteem pikem ja terminaalses osas keerulisema ehitusega võrreldes karnivooridega(siga).
Mäletsejatel on suur liitmagu, mis võimaldab toidust kätte saada võimalikult palju toitaineid.

Energeetiliste protsesside spetsiifika loomorganismis, makroergilised ühendid
Katabolism salvestab anabolismiks vajalikku energiat. Toitainete lammutamisest suudetakse säilitada vaid osa energiat, mida saab anabolism kasutada, ülejäänud hajub soojusena.
Mõned punktid energiast:

Vaba energia(G) on orgaanilise ühendi koguenergia see osa, mille arvel organismis saab teha tööd(antud temp, konts rõhk)
Vaba energia muut(ΔG). Biokeemilise protsessi suuna ja võimalikkuse määrab vaba energia muut. Negatiivse vabaenergia muuduga kulgeb spontaanne protsess (kataboolsed prots)

Makroergilised ühendid on väike arv ühendeid, mile (makroergilise)sideme hüdrolüüsi vaba energia standardmuut on üle -25kJ/mol. Põhiline esindaja on ATP, ühtlasi ka universaalseim esindaja (-30kJ/mol). ATP lõhustamisega ADP-ks kaasuv terminaalse fosforüülgrupi (energiapaketi) ülekanne biomolekulile tagab suure energiamuudu tõttu biomolekuli aktiveerumise. Sel viisil töötavadki ATP ja makroergilised ühendid energia ülekande/doonorvormidena.
Inimkeha põhilised makroergilised ühendid on makroergilised fosfaadid – ATP, GTP, UTP, CTP, ADP jne. Nende vaba energia muuton küll suur, kuid nad on enamasti stabiilsed.
ATP paikneb supermakroergiliste ja mittemakroergiliste ühendite vahele e universaalsel positsioonil. See laseb supermakroühenditel fosfaatide fosforüülgrupi üle kanda ADP-le tekitamaks ATP-d.

Sahhariidide ainevahetuse üldiseloom, seedimine ja imendumine, tähtsus toitumisel
Põhiaspektid:

Süsivesikute katabolism peab andma umbes poole organismi toiduenergia vajadusest
Tagab veresuhkru taseme hoidmise normi piirides
Süsivesikute metabolism tekitab monosahhariidseid eelühendeid
Häired süsivesikute metabolismis võivad avalduda haigustena: suhkrutõbi ja rasvumine
Süsivesikute metabolism inimkehas on sisuliselt glükoosi metabolism

Glükoos:

Lahustub väga hästi vees ja tema tsükliline struktuur on optimaalse stabiilsusega
Vaba glükoos on organismis keemiliselt inertne – muundumine toimub vaid ensümaatiliselt ja on seega kontrolli all
On metaboolne põhikütus enamike organismide jaoks
Läbib piisava kiirusega hemato-entsefaalset barjääri tagamaks ajukoe erivajadused
Läheb seedekulglast verre ning verest maksa, lihastesse ja interstitsiaalsesse vedelikku (maksa glükogeen kogu keha tarbeks, lihaste oma vaid lihaste tarbeks).

Glükoosi transpordiks on vajalikud valktransporterid
Seedimine:

Põhilise süsivesikute varu peaks andma tärklis, ülejäänud muud süsivesikud.
Seedimine algab suuõõnes (tärklis-alfa- amülaas)
Maos seedimine jätkub kuni ensüüm inaktiveerub mao soolhappe ja pepsiinide toimel; peatub, sest seal pole süsivesikuid seedivaid ensüüme
Peensool on süsivesikute seedimise põhikoht, neutraliseeritakse; pankrease amülaas jätkab tärklise seedmist
Tselluloos, hemitselluloos ja pektiinid ei seedu
Imendumine toimub peamiselt soolelimaskesta hattude tipus (soolevalendik => veri ja lümf)

Glükolüüs ja glükogenolüüs
Glükolüüs on glükoosi oksüdatiivne lõhustumine, Glükolüüs on reaktsioonijada, mille käigus muundab ühe glükoosimolekuli kaheks püruvaadimolekuliks, tekitades seejuures ATP-d
Anaeroobne glükolüüs: 2 etappi :

glükoos on rakku sisenenud, ebastabiilseks muudetud ja lõhustunud kaheks, omavahel üle minevateks 3C-liseks molekuliks, mis on moodustunud 6C-lise fruktoosimolekuli lagunemisel
Vaja: 1 molekul glc + 2ATP → ADP (muunduvad II etapis ATP-ks)

3C-liste ühikute oksüdeerumine püruvaadiks ja sellega kaasnev ATP tootmine
Saadus: 2 ATP + 2 NADH2 (2+2=4ATP) +2 H2O + 2 molekuli püruvaati + 2H+
Aeroobne glükolüüs- Võimaldab süsivesikute täielikku lõhustumist CO2 ja H2O-ks:
Pyr viiakse mitokondritesse ja oksüdeeritakse üle atsetüül-CoA täielikult trikarboksüülhappe tsükli ja hingamisahela koostöös => lubab toota rohkem ATP(38) (
Glükogenolüüs glükogeeni lagundamine püroviinamarihappeks
Kesksed momendid:

Ahelate lühendamine
Hargnemispunktide elimineerimine
Glükoos-1-P konversioon glükoos-6-P-ks

On vajalik: Veresuhkru taseme hoidmiseks, maksas talletub varu glükogeen, kust organism saab varu
Glükogenees on glükogeeni biosüntees glükoosist tsütoplasmas, mis algab glükoosi aktiveerimisega ATP energia arvel Glc-6-P tekkega. Glükogeeni süntaas liidab glükoosijääke sidemega α (1,4) tsütoplasmas asuvale „juuretisele“, millega pikendatakse ahelaid ning sidemete α (1,6) abil luuakse hargnemispunktid.
Glükoneogenees on glükoosi biosüntees mittesahhariidsetest eelainetest (laktaat, püruvaat, glütserool, ossa aminohappeid ). Aitab säilitada glükoositaset veres, kust seda saavad ainevahetuse vajadust katteks aju ja lihased. Toimub enamasti maksas.

Käärimised, sahhariidide ainevahtuse eripärad mäletsejatel
Piimhappekäärimisel tekib piimhape e laktaat
Alkoholkäärimise roll seisneb ATP tootmises anaeroobsetes tingimustes. Toimub pärmide ja mõnede bakterite tsütoplasmas, kus on vastavad ensüümid. (2 molekuli EtOH+ CO2+ NAD++ 2H2O+ 2ATP)
Mäletsejatel toimub vatsas käärimine, millele alluvad kõik toiduained, vatsas pole ühtlasi ka seedenäärmeid. Veiste eesmagudes (vatsas) leidub arvukalt tselluloosi- ja hemitselluloosi lõhustavaid, tärklist ja suhkruid kääritavaid, piimhapet lõhustavaid, metaani moodustavaid, vitamiine sünteesivaid jt bakterirühmi. Fermentatsiooni tulemusena muutuvad tselluloos ja teised toorkiurikka sööda koostisosad hästi omastatavaks. Süsivesikud lõhustatakse üle paljude vaheastmete madalmolekulaarseteks rasvhapeteks (äädik-, propioon- ja võihape). Kõrval saadusteks on vatsagaasid: süsinikdioksiid (CO2) ja metaan (CH4). Kõikidest seeduvatest süsivesikutest seedub mäletsejaliste eesmagudes keskmiselt 65%. Libedikus seedimist ei toimu, sest ensüümid happelises keskkonnas ei toimi.

Püruvaadi oksüdatiivne dekarboksüülumine, trikarboksüülhappe tsükkel
Püruvaadi oksüdatiivne dekarboksüülumine toimub mitokondrites, pöördumatu, on üks suure energiamuuduga multiastmelistest võtmeprotsessidest inimkeha kogu metabolsimis. Seda viib läbi püruvaadi dehüdrogenaasne kompleks ( PyrDH ). Kompleksi 3 ensüümi ja 5 koenüüsmi kontakteeruvad vaid füüsiliselt ja seetõttu vahepeal vaheühendeid ei vabane. PyrDH ekspresseerub väga suurel kõrges hulgas südamelihastes, neerudes ja maksas. Püruvaadi pöördumatu muundumine AcCoA-ks seob glükoüüsi ja tsitraaditsükli. Reaktsioonil otsustav funktsioon, kas süsivesikud oksüdeeritakse tsitraaditsüklis või kasutatakse lipiidide sünteesiks. 3 etappi:

Dekarboksüülimine

Oksüdeerimine

AcCoA moodustumine
Trikarboksüülhappe tsükkel e tsitraaditsükkel e Krebsi tsükkel on inimkeha keskne metaboolne rada, mis seostab süsivesikute, lipiidide, aminohapete metabolismi; Funktsioon- kõrge energiaga elektronide saamine süsinikukütustest. Kõik reaktsioonid toimuvad mitokondri maatriksis.
Tsitraaditsükkli esimeses faasis kondenseeritakse AcCoA oksaalatsetaadiga, millele järgneb kaks oksüdatiivset dekarboksüülimist. Tsükkli teises faasis taastoodetakse oksaalatsetaat ning sellega on seotud suure ülekandevõimega elektronide ning ühe ATP- või GTP-molekuli tekkimine.
Tsitraaditsükkliga tekib 38ATP +4CO2+ H2O

Pentoosfosfaaditsükkel ja selle bioloogiline tähtsus
Pentoosfosfaaditsükkel on tsütoplasmas toimuv glükoosi aeroobse oksüdatsiooni rada, mis toodab pentoosfosfaate (riboos-5-fosfaati- kasutatakse DNA, RNA ja nukleotiidkoensüümide sünteesiks) ja NADPH (kasutatakse redutseerivas biosünteesis)
Bioloogiline tähtsus:
Suudab täita rakkude vajadusi erinevates tingimustes
Hõlmab 15-30% maksa, lakteeriva piimanäärme, neerupealiskoore, seemnesarjade, rasvkoe , erütrotsüütide, kilpnäärme kogu glükoosi katabolismist
Toodab peaaegu poole inimkehas vajatavast redutseeritavast energiast(NADPH)
PFT produtseerib riboos-5-P, mida vajab nukleotiidsete koensüümide nukleotiidide ja PAPS süntees
Vajadusel ja teatud tingimustes võib anda panuse ATP tootmisesse

Sahhariidide biosüntees
Glükoneogenees- metaboolne rada püruvaadist glükoosini
Glükogenees- metaboolne rada püruvaadist (või glükoosist) glükogeenini

Bioloogiline oksüdatsioon, hingamisahela ensüümid

Oksüdatiivne fosforüülumine
Toimub mitokondri sisemembraanis (kristades). Oksüdatiivsel fosforüülimisel toimub ATP süntees mitokondri sisemembraanile tekitatud prootongradiendi energia abil, mis saadakse energia ülekandel NADH-lt või FADH2-lt O2-le. Eleltronid, mis liiguvad läbi kolme membraanis asuva asümeetriliselt paikneva kompleksi, põhjustavad prootonite väljapumpamise maatriksist ning membraanipotensiaali tekkimise. ATP sünteesitakse siis kui prootonid liiguvad tagasi maatriksisse.

Lipiidide tähtsus toitumisel, muundumine seedetraktis, sapi tähtsus seedimisel, imendumine
Lipiidide metabolism:

Annavad põhiosa metaboolsest energiast
Ketokehade süntees ja lõhustamine
Rasvhapete ja regulaatormolekulide süntees
Inimkeha spets molekulide triglütseriidide, liitlipiidide ja tsükliliste lipiidide süntees
Toiduga peaks inimene saama 25-30% päevasest energiavajadusest
Nad on inimkeha energia põhivaru ja neil on kõrge energeetiline väärtus

Lipiidid ja lipiidisarnased ühendid vajavad rasvlahustuvatena emulgeerimist. Ühtlasi on emulgeerimine lipiidide seedimise võtmemoment. Emulgaatoriteks on sapphapped ja nende soolad . Emulgeerimata lipiide lõhustavad seedeensüümid tagasihoidlikult. Valkudest on märkimisväärne emulgaator piima kaseiin ja seetõttu on piimaravasad juba praktiliselt emulgeeritud. Suuõõnes seedimist põhimõtteliselt ei toimu, sest rasvad on emulgeerimata. Maos jääb samuti lipiidide üldine seedimine piiratuks, sest seal on tugevalt happeline keskkond, mis pärsib lingvaalse ja mao lipaasi toimet. Lingvaalse ja eriti mao lipaasi toimel lahustub siiski teatud kogus triglütseriide rasvhapeteks ja monoglütseriidideks.
Peensool on põhiline lipiidide seedmiskoht sest:

Triglütseriidide eelnev osaline seedimine kergendab peensooles toimivate ensüümide tööd
Happeline maosisaldis tingib sekretiini produtseerimine soole limaskestarakkudes, keskkond neutraliseeritakse, tagatakse bajalik pH(ensüümide tööks)
Peensoole ülemise piirkonnaga kontakteeruvad lipiidid tingivad koletsüstokiniini vabanemise peensoole limaskestast, mis stimuleerib sapipõie kontraktsiooni
Pankrease nõrega saabub peensoolde pro-kolipaas(valk), millest trüpsiin eemaldab peptiidfragmendi ja tekib aktiivne ko- lipaas .

Sapp on maksas sünteesitav suhteliselt viskoosne ja leeliseline seedenõre. Sapphapete süntees maksas on mitmeastmeline. Selle käigus elimineeritakse kolesteroolis olev kaksikside, lühenevasse külgahelasse tekib karboksüülrühm ning steraantuuma luuakse uusi hüdroksüülrühmi.
Imendumine: kõik veeslahustuvad produktid imenduvad vabalt(glütserool, koliin , etanoolamiin, seriin, rasvhapped alla 10 C-aatomiga). Enamus produktid on siiski aga rasvlahustuvad. Tekitamaks vesilahustuvust viiakse 2-MG, pika ahelaga rasvhapped, kolesterool, fosfolipiidid sapphapete mitsellidesse. Nii muunudvad puhtad sapphapete mitsellid segamitsellideks. Imendumine toimubki sapphappega komplekseerunult.

Glütserooli ja rasvhapete oksüdatisoon kudedes, rasvhapete beeta-oksüdatisoon
Rasvhapete oksüdatsioon on metaboolse energia põhiprodutseerija. Oküsudatsiooniks vajalikud rasvhapped pärinevad põhikoguses varurasvade mobilisatsioonist (rasvkoe TG-de lõhustumine rasvhapeteks ja glütserooliks). Rasvhapete oluline oksüdatsioon toimub maksas(põhikoht), südamelihastes, skeletilihastes(aktiivse lihastöö puhul) ja neerudes. Rasvhapete täielik oksüdatsioon H2O-ks ja CO2-ks annab võimaluse toota rohkelt ATP-d. Inimkeha ei kipu PUFA-sid(küllastamata rasvhapped) energeetilistel eesmärkidel lõhustama, sest:

Neid vajatakse regulaatormolekulide sünteesiks
Mitmed neist on geenregulaatorid
Nende oksüdatsiooni energeetiline väljund on väiksem ja oksüdatsioon nõuab lisakulutusi

Küllastamata rasvahappeid lõhustatakse vajadusel.
Rasvhapete süntees toimub maksas ja lakteerivad piimanäärmes.
Inimkeha rasvhapete süntaas on multiensüümkompleks.
Rasvhapete oksüdatsiooni regulatsioon:

ATP
Piisav vitamiinide tase rakkudes

Lühikese ja pika viitega regulatsioon.
Beeta-oksüdatsioon on metaboolne tsükkel, täidab olulist energeetilist rolli. Tsükli iga ringiga lühendatakse rasvhappe ahelat 2-süsinikulise atsetüüljäägi võrra. Atsetüüljääk väljub B-OX-st atsetüül-CoA vormis ja lülitub TKT-sse lõplikuks lõhustumiseks, tsükli iga ring toodab ühe FADH2 ja ühe NADH, mis reoksüdeeritakse hingamisahelas tootmaks ATP-d.

Rasvhapete ja triglütseriidide biosüntees, ketoosid
Rasvhapete süntees toimub maksas ja lakteerivad piimanäärmes.
Inimkeha rasvhapete süntaas on multiensüümkompleks.
Lipiidide ainevahetuse üks ülesanne on kehaomaste TG-de süntees(lipogenees). Süntees vajab glütserooli ja rasvhapete eelnevat aktivatsiooni.
Ketokehad – tähtis ekstrahepaatiline kütus eritingimustes. Ketokehad hõimab atsetoatsetaati, 3-hüdroksübutüraati ja atsetooni.

Steroidide ja fosfolipiidide ainevahetus
Nende baasalkohol on glütserool ja eelühend fosfatiiidhape. Toimub kõikide rakkude siledapinnalisel ER-l. Sünteesitud fosfolipiidid viiakse transportvalkudega Golgi kompleksi vahendusel plasmamembraani, rakuorganellide membraani või eksotsüteeritakse. Fosfolipiide lammutavad kudedes fosfolipaasid ja nii, et iga ensüüm lõhustab fosfolipiidi kindlat sidet.

Rasvhapete peroksiidne oksüdeerumine, arahhidoonhape, prostaglandiinid
Arahhidoonhape on eikosanoidide põhiline eelühend. Eikosanoidid on spetsiifilised bioregulaatorid. 3 PUFA-t annavad tsüklooksügenaaside toikmel prostanoide ja lipooksügenaaside toimel leukotrieene. Inimkehas on primaarsed, kesksed ja domineerivad arahhoidoonhapetest tekkivad eikosainoidid. Prostaglandiinid on lokaalsed signaalmolekulid, osalevad paljude füsioloogiliste protsesside regulatsioonis. Nende biotoime erinevates organites on erinev.
Füsioloogilised toimed:

Vererõhu regulatsioon
Hemostaasi ja vere hüübimise regulatsioon
Põletikulise vastuse ja infektsioonide kulu moduleerimine
Mao sekretsiooni mõjustamine
Osalemine reproduktsiooniprotsessis
PG-d stimuleerivad luukoe kasvu

Valkude ainevahetus: üldiseloomustus, valkude tähtsus toitumisel, lämmastiku balanss
Tähtsus:

Vere kolloid-osmootsuse säilitamine
Vere pH säilitamine
Ainete transport
Kliinilised markerid on valgud

Lämmasitkubalanss – tasakaalustatud segatoitu sööval inimesel on lämmastiku ringlus tasakaalus. Väljutatav lämmastik lahkub inimkehast põhiliselt aminohapete metabolismi lõpp-produktidena. Positiivne rasedatel ja väikelastel. Negatiivne haiguste, stressi ja nälgimise, operatsiooni korral.

Aminohapete üldine ainevahetus
Aminohapete metabolismi keskus on maks, aminohapete aminorühma metabolism = aminohapete metabolismi tsentraalne osa.
Transamiinimine – keskne protsess. Pöördprotsess, milles aminohapete α-aminogrupp kantakse üle α-ketohappele
Glutamaadi oksüdatiivne desamiinimine – ensüümi on rohkesti maksas ja neerudes(glutamaadi dehüdrogenaas), Glu on ainuke aminohape, mille desamiinimine toimub kiiresti ja efektiivselt.
Ammoniaagi teke ja saatus – ammoniaak on mürgine! Salvestatakse Gln ja Ala vormis, kasutatakse asendavate aminohapete sünteesiks, tekivad ammooniumsoolad ja kasutamine karbamiidi sünteesis.
Karbamiidi (uurea, kusiaine ) süntees – aminohapete metabolismi põhiline ja koguseliselt mahukaim lõpp-produkt

Valkude muundumine seedetraktis, eripära mäletsejatel, roiskumine
Nende seedimine algab maos, mitte suuõõnes, soolhappe ja pepsiinide tõttu. Peensool on valkude seedimise põhikoht, lõhustatakse imenduvateks aminohapeteks.
Mäletsejad: Proteiini lõhustamine ja mikroobne väärindamine. Suurem osa sööda proteiinist lõhustub vatsas mikrofloora ensüümide toimel peptiidide ja vabade aminohapeteni, mõned aminohapped lõhustuvad järgnevates etappides edasi ammoniaagiks, orgaanilisteks hapeteks ja CO2ks. Proteiini hüdrolüüsi käigus vabanenud peptiide, aminohappeid ja ammoniaaki kasutatakse vatsa mikroorganismide poolt toitainetena oma kehavalgu s.t baktervalgu sünteesiks. Soodsates tingimustes kasutavad mikroorganismid vabanenud ained kiiresti ära. Liiga kiire proteiini lõhustumise korral aga ei suuda nad kõike ära kasutada, tulemuseks on proteiini lagunemise lõpp- produkti , ammoniaagi, kontsentratsiooni tõus vatsas. Osa vabanenud ammoniaagist imendub vatsast verre ning kantakse verega maksa, kus moodustub karbamiid, millest osa eritub uriiniga. Sellega kaotab organism lämmastikku ning söödaproteiini kasutamise efektiivsus väheneb.
Ammoniaagi kontsentratsioon vatsas ei sõltu üksnes valkude ja mittevalguliste lämmastikühendite lõhustumiskiirusest, vaid ka ammoniaagi imendumise määrast ja mikroobide paljunemiskiirusest. Viimane näitaja omakorda oleneb lõhustuvate süsivesikute (eeskätt tärklise) olemasolust söödas, sest süsivesikud varustavad mikroorganisme mikroobse valgu sünteesiks vajaliku energiaga. Mida kiirem on mikroorganismide kasv, seda rohkem lämmastikku nad seovad, seda väiksem on ammoniaagi kontsentratsioon vatsas ja lämmastikukadu uriiniga.
Vatsast mööduv proteiin => aminohapete tarbe katmine.
Roiskumine algab valkude lõhustumisega mikroobide ensüümide toimel aminohapeteni ja edasi nende mitmesuguste laguproduktideni, mis on tihti toksilise iseloomuga . Roiskumisel täheldatakse hüdrolüüsi, desamiinumist, dekarboksüülumist, oksüdatsiooni, reduktsiooni, metüülumist ja demetüülumist. Nende protsesside tulemusena tekib ammoniaaki, orgaanilisi happeid , aldehüüde, alkohole, ketoone, amiine jt ühendeid. Trüptofaani lõpp-produktiks on indolüüläädikhape, skatool ja indool . Need ühendid on toksilised ja võivad pärast resorbeerumist esile kutsuda mürgistust.

Ammoniaagi eemaldamine organismist
Põhiline osa lämmastikust eemaldatakse organismist imetajatel kusiainena ning lindudel ja reptiilidel kusihappena ning teise võimalusena seotakse ammoniaak valkude karboksüülrühmadega, nii kaitstakse organismi ammoniaagi toksilise mõju eest kui primaarsed mehhanismid . Kusiaine süntees maksas on ammoniaagi mürgitustumise ja organismist eemaldumise protsessi viimane etapp. Kusiaine moodustamiselt kasutatakse lisaks vabale ammoniaagile ka mitmesuguseid orgaaniliste ühendite aminorühmi. Kusiaine eemaldatakse organismist neerude kaudu uriiniga.

Valkude biosüntees
Valkude moodustamiseks vajab organism aminohappeid, mida organism saab toidust, sest loomorganismi aminohapete sünteesimise võime piirdub ainult osaga neist. Valkude biosüntees on elusa substraadi eksisteerimise ja selle suhteliselt konstantse keemilise koostise säilitamise tähtsamaid tingimusi. See on omane kõikidele kudedele ja rakkudele, samas mõned organid ja koed moodustavad valke intensiivsemalt. Aminohapete assimilatsioon uute koe koostisosade moodustamiseks lokaliseerub raku organoidides, peamiselt ribosomaalseid RNA sisaldavates ribosoomides. Sünteesiprotsessides vajaliku energia allikaks on põhiliselt makroergili sidemeid sisaldav ATP, mis moodustub mitokondrites. Elusorganismi koostisesse kuuluvate valkude hulk pole konstantne . Valkude sünteesi ja lõhustumise tagajärjel võib laguneda valkude kvaternaarne, tertsiaarne, sekundaarne või primaarne struktuur, inaktiveeruda funktsionaalsed rühmad ja laguneda molekulisisesed sidemed.

Nukleiinhapete ainevahetus
Nukleiinhapete moodustamiseks vajalikud lähteained pärinevad toidust (nukleiinhapete hüdrolüüsiproduktid) ning süsivesikute ja lipiidide ainevahetusest. Puriin- ja pürimidiinalused ehitatakse vajaduse korral üles lihtsamatest ainevahetuse vaheproduktidest. Nukleiinhapete hüdrolüüs algab maos, kus pepsiini toimel lõhustuvad sidemed valguliste komponentide ja nukleiinhapete vahel. Protsess jätkud peensooles, kus algab ka lihtvalkude järkjärguline hüdrolüüs aminohapete vabanemiseni. Need resorbeeruvad ja nad lülitatakse edasistesse aminohapete ainevahetuse reaktsioonidesse. Nukleiinhapped alluvad pankrease nõre nukleaaside toimele. Rakkude nukleiinhapped lagunevad vastavate nukleaaside (DNA-aaside, RNA-aaside) katalüütilisel toimel mononukleotiidideni. Osa neist kasutatakse kudedes moodustuvate uute rakkude nukleiinhapete sünteesi lähteainetena, teine osa lõhustatakse nukleosiidideni ja fosfaatideni või pentoosfosfaatideni ja lämmastikalusteni. Nukleotiidide hüdrolüüsil saadakse puriin- ja pürimidiinalused, pentoosid ja fosforhape .

Vee- ja mineraalainevahetus
Vee jaotus kudede ja organite vahel pole ühtlane. Vesi on koe koostisosade solvendiks ja kõikide kudede ning rakkude ehituselemendiks. Enamik ainevahetuse reaktsioonidest toimub vesilahustes või vees dispergeerunud aineosakeste piirpindadel. Vesi on toitainete ja ainevahetuse jääkide põhiliseks transportijaks. Vee otsesel osavõtul toimuvad organismis arvukad keemilised reaktsioonid – hüdrolüüs, oksüdatsioon jt. Termoregulatsiooni mehhanismis võimaldab nahakaudne vee auramine keha kõrge välistemp korral jahutada. Vesi eemaldatakse organismist neerude, kopsude, naha ja pärasoole kaudu. Veevahetus seostub organismis tihedalt toitainete vahetusega. Veevahetust reguleeritakse organismis närvisüsteemi ja kilpnäärme suprarenaalnäärmete koore, hüpofüüsi, pankrease ja sugunäärmete hormoonide kooskõlastatud talitluse kaudu.
Kuigi mineraalainete sisaldus on kudedes kvantitatiivselt orgaanilise aine hulgaga võrreldes märgatavalt väiksem. Organismis esinevad mineraalained lahustumatute sooladena peamiselt luudes, lahustuvate ühenditena kudedes ja koevedelikes ning seotult orgaanilise ainega. Organism saab mineraalaineid toidu ja joogiveega. Enamik neist resorbeerub peensoolest verre ja antakse edasi kudedele ning koevedelikele. Mineraalainete vahetus vere, kudede ja koevedelike vahel toimub osmoosi seaduspärasuste alusel – ioonid liiguvad üldjuhul madalama kontsentratsiooni suunas. Mineraalained erituvad põhiliselt uriini, higi ja roojaga.

Ainevahetuse põhiradade vahelised seosed
Metabolismi integratsiooni iseloomustavad:

Radadevahelised sõlmpunktid, üleminekud (metabolism on võrgustik). Võrksus lubab alternatiivseid kulgemisvõimalusi.
Ülikõrge koordineeritus: energiat andvad kataboolsed protsessid ja energiat vajavad anaboolsed protsessid eksisteerivad vaid üheskoos, sest: rakufn-ideks vajalikke biomolekule saadakse nii lõhustumise kui ka sünteesi abil; substraatide oksüdatiivne lammutamine annab energia valkude, peptiidide jt sünteesiks
Anabolism ja katabolism pole teineteise lihtsad pöördprotsessid. Nimelt, kataboolse raja suure negatiivse energiamuuduga võtmereaktsioonid pole lihtpööratavad. Teisisõnu: radade pöörduvus onn võtmereaktsioonide puhul kaudne ja pöördprotsess toimub raku teises kompartmendis. Kataboolsete ja anaboolsete radade peenregulatsioon on ka erinevalt organiseeritud.

Lihaskoe biokeemia, keemiline koostis ja kontraktsiooni mehhanism
Lihaskude - moodustab

.DOCX Laadi alla originaalfail 16 lk · .docx · 34 allalaadimist

100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.

~ 16 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2019-01-17 Kuupäev, millal dokument üles laeti

34 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

Merxxxxxx Õppematerjali autor

Sarnased õppematerjalid

docx

Biokeemia ja molekulaarbioloogia kordamisküsimused

Kordamine biokeemiaks. 1. Biokeemia areng ja seos teiste teadusharudega Biokeemia – teadus elava mateeria keemilisest koostisest ja biomolekulidega toimuvatest reaktsioonidest Biokeemia on väga tihedalt seotud meditsiiniga, toitumisega ja toiduainetega, metabolismiga. Meditsiinilise biokeemia baasteadmised on aluseks füsioloogiale, immunoloogiale, farmakoloogiale, farmaatsiale, endokrinoloogiale, molekulaargeneetikale, geenitehnoloogiale jt uutele spetsiifilistele arengutrendidele. 2. Keemilised ühendid ja elemendid loomorganismis Põhibioelemendid – C, H, N, O, P, S, mikroelemendid – raud, tsink, vask, mangaan, koobalt, jood jne, ja makroelemendid – kaltsium, naatrium, kaalium, magneesium, kloor. 3. Inimkeha aminohapped

Biokeemia

docx

Biokeemia täielik kordamine

1. Bioeemia areng ja seos teiste teadusharudega Esimesed sammud biokeemias tegi Scheele aastatel 1770.....1786 eraldades orgaanilisi happeid ja glütserooli. Aastatel 1770...1774 avastas Priestley hapniku- keemilise ühendi, mida loomad neelavad aga taimed toodavad. Olenevalt uurimisobjektist eristatakse biokeemias kolme erinevat suunda: staatiline, dünaamiline ja funktsionaalne biokeemia. Varasem biokeemia areng oli seotud 19. sajandi keskpaiku, kui hakkas tunnustust võitma seisukoht, et elusorganismide keemia ei ole põhimõtteliselt erinev eluta aine keemiast 20. sajandi esimesel poolel algas biokeemia kiirem areng. Võeti kasutusele kaasaegsed analüüsimeetodid, tehti kindlaks peamised ainevahetusrajad (O. Warburg, O. F. Meyerhof, H. A. Krebs, M. Calvin jpt). 1944 tõestasid Oswald Avery ja Colin MacLeod lõplikult nukleiinhapete seose geenidega. Järgnev biokeemia areng on

Biokeemia

doc

Biokeemia

Biokeemia 1.Biokeemia areng ja seos teiste teadusharudega. Varasem biokeemia areng oli seotud orgaanilise keemia arenguga. Omaette uurimisvaldkonnaks hakkas ta kujunema 19. sajandi keskpaiku, kui hakkas tunnustust võitma seisukoht, et elusorganismide keemia ei ole põhimõtteliselt erinev eluta aine keemiast Meditsiinilise biokeemia baasteadmised on aluseks füsioloogiale, immunoloogiale, farmakoloogiale, farmaatsiale, endokrinoloogiale, molekulaargeneetikale, geenitehnoloogiale jt uutele spetsiifilistele arengutrendidele. 2. Keemilised elemendid ja ühendid looduses ja loomorganismis Elementaarkoostis on elava ehituse/talitluse alus. Elavast leitud üle 70 keemilise elemendi hulgas on talitlusteks vajalik miinimum 27 bioelementi, mis jaotuvad inimkehas:

Biokeemia

doc

Biokeemia

31. Aine- ja energiavahetus: üldiseloomustus, põhietapid, assimilatsiooni- ja dissimilatsiooniprotsessid on katabolismi ja anabolismi integratsioon. Metabolism hõlmab seedimist, imendumist, rakus toimuvaid metaboolseid radu ja lõpp-produktide eritumist. Rakusisene metabolism toimub metaboolsete radadena, milles ensüümide toimel muunduvad/tekivad metaboliidid (biomolekulid). Metabolismi põhifunktsioonid on: · energia omastamine väliskeskkonnast toitainete vormis · toitainete omastamine ja kasutamine organismispetsiifiliste biomolekulide sünteesiks · senestsentsete biomolekulide lammutamine · lõpp-produktide väljutamine · organismi sattuvate ksenobiootikumide detoksikatsioon ja väljutamine Katabolismi staadiumid: 1. Makrotoitainete ja senestsentsete biomolekulide lõhustumine monomeerideks, ehitusüksusteks 2. Monomeeride, ehitusüksuste muundamine metabolismi võtmeühenditeks 3. Atsetüül-CoA ja Krebsi tsükli komponentide oksüdatiivne lõhustamine

Biomeditsiin

doc

Biokeemia kordamine

1 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.

Biokeemia

docx

KORDAMISKUSIMUSED BIOKEEMIAST

Termoregulaator (suur soojusmahtuvus ja hea soojusjuht) Organismi tasandil: Termoregulaator (higi) Transportija (veri, lümf) Hüdrostaatilise skeleti moodustaja Kaitsefunktsiooniga (pisarad, liigesvõie) Keskkond (loote areng, limakeskkond viljastumisel; laiemalt ainevahetusreakts. toimumise keskkond ja osaleja) Liiga palju vett võib olla kahjulik, kuid enamasti tekib siiski vedelikupuudus. 2. Süsivesikute/Sahhariidide biokeemia. Monosahhariidid - looduslikud süsivesikud on värvitud, veeslahustuvad, reeglina magusamaitselised kristallilised ühendid, nt glükoos, fruktoos. Glükoos (viinamrajasuhkur) on taimede ja loomade põhiline süsivesik. Ta ei ole kõige magusam suhkur. Kuulub disahhariidide koostisesse. Inimese organismis on glükoos põhiliseks energiaallikaks ja paljude teiste süsivesikute aluseks (laktoos, sahharoos, tärklis, glükogeen). Vabas olekus reguleerib ta vere osmootset rõhku.

Biokeemia

100

pptx

BIOKEEMIA, II osa - Orgaanilised ained

BIOKEEMIA, II osa ORGA ANILISED AINED ORGAANILISED AINED (BIOMOLEKULID)  Biomolekulid on inimkeha orgaanilised ained, millel on vähemalt üks biofunktsioon. Nad jaotuvad: ◦ lihtbiomolekulid (väikesed orgaanilised molekulid) ◦ oligomeersed biomolekulid (koosnevad väikestest ehitusüksustest nagu näiteks oligosahhariidid jt) ◦ biomakromolekulid (ehitusüksuste arv on suur nagu näiteks valgud, nukleiinhapped jt) ◦ Katabolism – ainete lammutamisprotsess, osa ainevahetuses ◦ Anabolism - ainete sünteesiprotsess VALGUD VALGUD  Valgud ehk proteiinid on inimese elutegevuseks vajalikud polüpeptiidid (makromolekulaarsed orgaanilised ühendid), mis koosnevad aminohappejääkidest. Elusaine tähtsamad koostisosad, rakkude põhilised struktuursed osad, nende peamised ehitusmaterjalid. Valkude süntees toimub ribosoomides.  Ööpäevas lammutub organismis u. 400 g kehavalke.

Biokeemia

docx

Biokeemia Eksami kordamine

I. BIOKEEMIA AINE. RAKU EHITUS. VESI JA VESILAHUSED. (Õpik lk 3-32) 1. Bioelemendid. Bioloogilised makromolekulid. Bioelemendid: O, H, C, N, P, S. Moodustavad 99% kõikidest aatomitest inimkehas. Elemendid on molekulide tekitamiseks sobivad, sest moodustavad kovalentseid sidemeid elektronpaaride jagamisega. Biomolekulid: Valgud (ehk proteiinid, hargnemata biopolümeerid, koosnevad 20 aminohappest, moodustavad ensüümid (lipaas),retseptorid(insuliini retseptor); Nukleiinhapped (hargnemata biopolümeerid, monomeerideks nukleotiidid (dna, rna)); Süsivesikud (ehk karbohüdraadid, monomeerideks monosahhariidid, nendest tekivad polüsahhariidid mis on seotud glükosiidsidemetega; olulised energiaallikad, osalevad ka rakk-rakk äratundmisprotsessides); Lipiidid (ei moodusta polümeere!; võimelised moodustama suuri struktuure, kuid monomeerid on ühendatud nõrkade jõududega; oluline roll energiaallikana, signaalmolekulidena). Biopolümeer valgud, nukleiinhapped, süsivesikud. 2.

Biokeemia

Rohkem sarnaseid