Биохимия Преподаватель канд биол наук доцент Варич Лидия

Биохимия Преподаватель: канд. биол. наук, доцент, Варич Лидия Александровна

Основная литература • • • Замай, Т. Н. Биохимия: учеб. пособие. – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. Проскурина, И. К. Биохимия: учеб. пособие. – М. : Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2004. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник / С. С. Михайлов. - 5 -е изд. , доп. . - М. : Советский спорт , 2009.

Основные понятия биохимии • Биохимия – это химия живых объектов (клеток и организмов).

Структура дисциплины ЧАСТЬ 1. Статическая биохимия ЧАСТЬ 2. Динамическая биохимия ЧАСТЬ 3. Спортивная биохимия 4

Статическая биохимия 1. 1. Строение, свойства, биологическая роль углеводов 1. 2. Строение, свойства, биологическая роль липидов 1. 3. Строение, свойства, биологическая роль белков 1. 4. Витамины, ферменты 1. 5. Гормоны, биологическая роль, классификация, механизм действия 5

1. 1. Строение, свойства, биологическая роль углеводов 6

Углеводы • Полигидрокарбоксильные соединения и их производные (СН 2 О)y.

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Биологические функции углеводов • Энергетическая функция (главный вид клеточной энергии). • Структурная функция (обязательный компонент большинства внутриклеточных структур). • Защитная функция (участие углеводных компонентов иммуноглобулинов в поддержании иммунитета). Статическая биохимия 8

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Классификация углеводов • Моносахариды (монозы) • Олигосахариды • Полисахариды Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Моносахариды • Эмпирическая формула моносахаридов Сn. Н 2 n. Оn , где n=3 или немногим более. Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Моносахариды Н Н Альдегидная группа С Н О Н С ОН Н Глицеральдегид (альдоза) Статическая биохимия Кетогруппа ( — СН 2 ОН) Первичная спиртовая группа С ОН С Н О С ОН Н Диоксиацетон (кетоза) 11

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Моносахариды СНО Н С СНО ОН СН 2 ОН D(+)-глицеральдегид Статическая биохимия ОН С Н СН 2 ОН L(-)-глицеральдегид 12

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Энантиомеры СНО НСОН НОСН СНО НОСН НСОН НОСН СН 2 ОН D-глюкоза Статическая биохимия СН 2 ОН L-глюкоза 13

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Представители моносахаридов СН 2 ОН С О НОСН НСОН СНО НСОН СН 2 ОН D-фруктоза Статическая биохимия D-рибоза 14

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Преобразование (циклизация) углеводов 5 -членные - фуранозы Н 1 С О 2 Н С ОН 3 Н С ОН 4 Н С ОН 5 СН 2 ОН D-рибоза Проекция Фишера Статическая биохимия 5 О СН 2 ОН 4 Н Н 1 ОН 3 2 ОН ОН Фураноза Формула Хеуорса 15

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов 6 -членные кольца сахаров – пиранозы Н 1 С О 2 Н С ОН 3 ОН С Н 4 Н С ОН 5 6 СН 2 ОН Н 4 ОН 5 Н ОН 3 Н О Н 2 Н 1 ОН ОН Н С ОН 6 СН 2 ОН D- глюкоза Проекция Фишера Статическая биохимия Пираноза Формула Хеуорса 16

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Пиранозные кольца могут принимать формы кресла и лодки Ось 4 ОН 6 СН 2 ОН 5 Н 1 ОН О 4 ОН СН 2 ОН О 5 Н Н 3 ОН 6 2 Н ОН 3 ОН Н 2 Н Н Н ОН Н 1 Н ОН «Лодка» Статическая биохимия «Кресло» 17

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Олигосахариды Глюкоза + Глюкоза = Мальтоза Глюкоза + Галактоза = Лактоза Глюкоза + Фруктоза = Сахароза Статическая биохимия 18

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Олигосахариды Моносахарид 6 6 О 5 4 5 ОН НО 1 ОН Моносахарид 4 1 2 3 6 5 Гидролиз Дисахарид 6 О 4 1 3 ОН +Н 2 О Конденсация Н 2 О 2 3 -Н 2 О ОН О 2 5 О О 4 1 3 2 ОН 1, 4 -гликозидная связь Статическая биохимия 19

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Олигосахариды СН 2 ОН О Н ОН Н Н О НОСН 2 Н О ОН Н ОН СН 2 ОН Н Сахароза Статическая биохимия 20

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Полисахариды (гликаны) • Биополимеры, мономерами которых служат моносахариды. • Полисахариды из моносахаридов одного вида – гомополисахариды (крахмал), если из разных – гетерополисахариды (гиалуроновая кислота). Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Полисахариды СН 2 ОН … О ОН ОН СН 2 ОН О О О О… ОН ОН Целлюлоза Статическая биохимия 22

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Крахмал В состав крахмала входят: • амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) – 10 -20%. • амилопектин (оболочка крахмального зерна) – 80 -90%. Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Полисахариды СН 2 ОН … О СН 2 ОН О … О Амилопектин ОН ОН СН 2 ОН О ОН СН 2 -О О ОН ОН Статическая биохимия СН 2 ОН ОН О О … ОН ОН 24

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Гликоген • Содержится в животных тканях. • Это полисахарид, в котором глюкозные единицы соединены (1, 4) - связями. • Отличается высокой степенью ветвления. Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Структурные полисахариды • Структурные полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза, хитин, агар и пр. ). • Полисахариды соединительной ткани: гиалуроновая кислота (стекловидное тело, пуповина, синовиальная жидкость суставов); хондроитинсульфаты (кости, хрящи, сухожилия, роговица, сердечные клапаны); гепарин (кровь, печень, легкие, селезенка, ЩЖ и др. ткани). Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов 1. 2. Строение, свойства, биологическая роль липидов Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Липидами • называются нерастворимые в воде органические вещества, которые содержатся в живых клетках и могут быть экстрагированы из них неполярными растворителями, такими как хлороформ, эфир или бензол. • Все настоящие липиды - это сложные эфиры жирных кислот и какого-либо спирта. Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Биологическая роль липидов • Структурная функция (обязательные компоненты биологических мембран); • Энергетическая функция (эффективный источник энергии в клетке); • Выполняют защитную функцию; • Некоторые вещества, относимые к липидам, обладают высокой биологической активностью – это витамины и их предшественники, некоторые гормоны. Статическая биохимия 29

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Жирные кислоты – это карбоновые кислоты с длинной углеродной цепью (С 12 -С 20) Пальмитиновая кислота Насыщенная ВЖК Статическая биохимия СООН СН 2 СН 2 СН 2 СН 2 СН 2 СН СН СН 2 СН 2 СН 3 ВЖК – основные гидрофобные компоненты липидов СООН СН СН 2 СН 3 2 Олеиновая кислота Ненасыщенная ВЖК 30

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Классификация липидов • Простые липиды: жиры (триглицериды), воски и стериды. • Сложные липиды: фосфолипиды, гликолипиды, сфингофосфолипиды. Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Простые липиды Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Нейтральные липиды (жиры) Н Н О Н С ОН Н С Н О ОН Н С R Н Глицерол 1 -моноацилглицерин Статическая биохимия Н С О R 1 Н С О R 2 Н С О С R 3 Н Триацилглицерин 33

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Нейтральные диольные липиды О СН 2 ОН СНОН СН 2 ОН С (СН 2)7 СН 3 СН 2 Этандиол (этиленгликоль) Статическая биохимия 1, 2 -пропандиол Моноолеатэтиленгликоля 34

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Нейтральные плазмалогены Н Н С С О СНО С R 2 О СН 2 О С R 3 СН 2 О R 1 Плазмоген (R – ненасыщенный алифатический спирт, R 1, R 2 – жирные кислоты) Статическая биохимия 35

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Воски O || СН 3(СН 2)n – С – О – СН 2 (СН 2)m СН 3 Статическая биохимия 36

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Стеролы CH 3 HC–CH 3 CH 2 Холестерол CH 2 HC–CH 3 В организме окисляются с образованием стероидов CH 3 2 3 HO Статическая биохимия 9 1 4 12 11 13 14 10 5 17 16 15 8 67 37

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Сложные липиды Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Фосфолипиды • Сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот, содержащие остатки фосфорной кислоты и связанные с нею добавочные соединения (лецитин, кефалин и др. ). Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Сфингофосфолипиды • В их состав входит спирт сфингозин. • Содержатся в нервной ткани и крови человека. Статическая биохимия

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Гликолипиды О СН 2 ОН СН 2 НСNH 2 С СНОН СН СН СН 2 О СН 3 Изопрен R 2 С О О СН СН 2 С R 1 ОН О P ОX О Глицерофосфолипид (СН 2)12 СН 3 Сфингозин Статическая биохимия В состав входит сфингозин, ВЖК и углеводный компонент. Обнаружены в головном мозге. 41

Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов Строение мембраны Гидрофильная часть – полярная головка. Гидрофобная часть – углеводородные хвосты. Статическая биохимия