Семинар 1. Физическая химия и биохимия.

Подробности

1. Отличительные свойства живых систем:

Сложность и высокоорганизованность
Структурная иерархия
Структура определяет функцию
Трансформация энергии
Воспроизводимость и подобие элементов

2. Химия - основа жизни

Химическая природа биомолекул
Органическая химия биологических реакций
Физические законы материи

3. Элементный состав биомолекул

Почему преимущественно Н, C, O и N участвуют в формировании биомолекул?

4. Они обеспечивают многообразие связей и, как следствие, химических стректур и веществ

5. Ковалентные связи в орагических соединений образуют резонансные структуры, которые повышают прочность связей, обеспечивают перераспределение электронной плотности, участвуют в процессах переноса электронов по цепям

6. Высокоэнергетические соединения: макроэргические связи

7. Размеры и величины биоструктур

Органические биомолекулы имеют очень крупные размеры и молекулярный вес

8. Иерархия молекулярной организации биоструктур

Предшественики органических соединений (углекислый газ, вода, мочевина, азот, нитраты) в соединении образуют метаболиты (пируват, цитрат, сукцинат..), которые, в свою очередь, формируют строительные блоки (аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты). Из строительных блоков образуются макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты), а они уже образуют супрамолекулярные комплексы (рибосомы, цитоскелет, мультиферментные комплексы). Те, в свою очередь, формируют органеллы клетки и саму клетку в целом

9. Свойства биомолекул отвечают условиям существования и выполняемым функциям

Полярность и поляризованность
Носители информации
Уникальность 3-мерной структуры
Слабые взаимодействия

Все эти свойства необходимы для поддержания структуры и обеспечения взаимодействий

10. Роль слабых взаимодействий

Узнавание и функционирование биомолекул за счет структурной комплементарности
Ограничивают диапазон условий существования ( необходимость катализа)
Функционирование ферментов

11. Слабые взаимодействия: силы и расстояния

Они играют важную роль в структуре и функции боимолекул. Обратите внимание на расстояния, на которых действуют эти связи и какую силу связи они обеспечивают. Вспомните о водородных связях в молекулах воды и гидрофильных соединениях, ионных взаимодействиях заряженных частиц, гидрофобных связях липидов и жирных кислот. Важны и Ван-дер-Ваальсовы связи, действующие на сверхмалых расстояниях.

12. Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия

На очень малых расстояниях
Быстро ослабевают связи с отдалением молекул друг от друга
Ван-дер-Ваальсов радиус - это радиус молекулы, на котором проявляются Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия, обеспечивает притяжение и оталкивание между молекулами и атомами.