Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu tập huấn chuyên môn sinh học phần 2 Liên kết hóa học của các đại phân tử sinh học tài liệu tập huấn chuyên môn sinh học phần 2 Liên kết hóa học của các đại phân tử sinh học tài liệu tập huấn chuyên môn sinh học phần 2 Liên kết hóa học của các đại phân tử sinh học
Liªn kÕt hãa häc cña TËp huÊn tr−êng thpt chuyªn m«n sinh häc - 2013 Liªn kÕt hãa häc cña c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc Liªn kÕt hãa häc cña c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC TẦM QUAN TRỌNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LIÊN KẾT YẾU TẦM QUAN TRỌNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LIÊN KẾT CAO NĂNG CÁC LIÊN KẾT MẠNH VÀ YẾU QUI ĐỊNH CẤU HÌNH CÁC ĐẠI PHÂN TỬ Đinh Đoàn Long Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ Liªn kÕt hãa häc cña c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC TẦM QUAN TRỌNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LIÊN KẾT YẾU TẦM QUAN TRỌNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LIÊN KẾT CAO NĂNG CÁC LIÊN KẾT MẠNH VÀ YẾU QUI ĐỊNH CẤU HÌNH CÁC ĐẠI PHÂN TỬ Đinh Đoàn Long Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Liên kết hóa học là lực hấp dẫn giữ các nguyên tử với nhau. Sự kết tụ của các nguyên tử thành một khối có kích thước xác định gọi là phân tử. • Cấu hình không gian của các đại phân tử sinh học (ADN, ARN và protein) qui định trạng thái hoạt Đinh Đoàn Long protein) qui định trạng thái hoạt động chức năng của chúng. Cấu hình này được xác định không chỉ bởi các liên kết mạnh (liên kết cộng hóa trị) mà còn bởi nhiều liên kết hoặc tương tác yếu khác (liên kết ion, liên kết hydro, lực Van der Waals, tương tác kị nước). Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Liên kết mạnh (liên kết cộng hóa trị) hầu như không bao giờ tự đứt gãy trong điều kiện sinh lý cơ thể. Trong khi, các liên kết yếu thì dễ đứt gãy hơn nhiều và khi tồn tại đơn lẻ, thời gian tồn tại của chúng thường rất ngắn. • Nhưng điểm đáng lưu ý là: khi nhiều liên kết yếu tập hợp theo một trật tự nhất định thì các liên kết yếu có thể tồn tại lâu dài . Đinh Đoàn Long lâu dài . • Các loại liên kết và tương tác hóa học khác nhau về: Lực (năng lượng) liên kết Số liên kết tối đa mà mỗi nguyên tử có thể tạo ra Khoảng cách giữa các nguyên tử Góc liên kết Mức quay tự do Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về lực (năng lượng) liên kết Các liên kết và tương tác yếu (ion, hydro, van de Waals) Các liên kết mạnh (cộng hóa trị) Hydro (3 - 7) Ion (3 - 7) Van der Waals (1 - 2) Động năng Thủy phân ATP Đinh Đoàn Long Động năng nhiệt (0,6) Thủy phân ATP Liênkết phosphoandehyde Lực liên kết tăng dần Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về số liên kết tối đa mà mỗi nguyên tử có thể tạo ra. Trong đó, số liên kết cộng hóa trị tối đa một nguyên tử có thể tạo ra chính là hóa trị của nguyên tử đó. Các điện tử LK cộng hóa trị Đinh Đoàn Long Khí mêthan Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC Đặc điểm liên kết của các nguyên tử phổ biến nhất có trong các phân tử sinh học Nguyên tử và điệntử lớp vỏ Sốliên kết cộnghóa trị Dạng hình học liênkết điển hình Đinh Đoàn Long hoặc 6 hoặc 4 Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Số liên kết yếu tối đa mà mỗi nguyên tử có thể tạo ra chỉ phụ thuộc vào điều kiện có thể hình thành các liên kết đó. Đinh Đoàn Long Các liên kết và tương tác yếu Phức hệ bền vững Phức hệ kém bền hơn Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về khoảng cách giữa các nguyên tử. Trong đó, khoảng cách giữa các nguyên tử càng gần khi lực liên kết càng tăng. Đinh Đoàn Long Tương tác Van der Waals (r = 0,14 nm) LK cộng hóa trị (r = 0,062 nm) Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ [...]... CA CC I PHN T SINH HC Cỏc liờn kt húa hc khỏc nhau v mc quay t do Cỏc liờn kt cng húa tr n cho phộp cỏc nguyờn t quay t do xung quanh nguyờn t, trong khi cỏc liờn kt cng húa tr kộp (ụi hoc ba) thỡ cng nhc a) Formaldehyde c) Liờn kt peptit u C u N b) Methan LK Peptit inh on Long LK Peptit B mụn Y DC HC C S Liên kết hóa học của các đại phân tử sinh học C IM LIấN KT HểA HC CA CC I PHN T SINH HC TM QUAN... thnh phn lừi) Phn lừi úng gúi protein NC Bin tớnh B mt Protein dng chui polypeptit (bc 1) inh on Long Phõn t protein trng thỏi biu hin chc nng B mụn Y DC HC C S Liên kết hóa học của các đại phân tử sinh học C IM LIấN KT HểA HC CA CC I PHN T SINH HC TM QUAN TRNG V C IM CA CC LIấN KT YU TM QUAN TRNG V C IM CA CC LIấN KT CAO NNG CC LIấN KT MNH V YU QUI NH CU HèNH CC I PHN T inh on Long B mụn Y DC HC C... Adenosine Aminoacyl adenylate ~ O R C C O N H3 - H O H 2C N Guanidinium phosphate H 3C C OH N ~ C NH creatine phosphate O Thioeste H 3C C S C oA Acetyl - CoA Chơng 1 Liên kết hóa học của các đại phân tử sinh học C IM LIấN KT HểA HC CA CC I PHN T SINH HC TM QUAN TRNG V C IM CA CC LIấN KT YU TM QUAN TRNG V C IM CA CC LIấN KT CAO NNG CC LIấN KT MNH V YU QUI NH CU HèNH CC I PHN T inh on Long B mụn Y DC HC C... phn ng khi cú enzym G+ Nng lng hot húa ca phn ng khi KHễNG cú enzym G Quỏ trỡnh phn ng inh on Long B mụn Y DC HC C S Cỏc nhúm liờn kt cao nng quan trng trong sinh hc Nhóm liên kết Phản ứng G của phản ứng (Kcal/mol) ~ ~ + G = - 6 Cấu trúc phân tử Pyrophosphate Nucleozid (NDP) diphosphate Adenosine - ~ (ADP) ADP AMP + G = - 6 Nucleozid (NTP) triphosphate Adenosine - ~~ (ATP) ATP ADP + G... S C IM LIấN KT HểA HC CA CC I PHN T SINH HC Tng tỏc k nc Cỏc axit amin k nc (khụng phõn cc) Cỏc tng tỏc k nc giỳp duy trỡ n nh cu trỳc ca cỏc i phõn t sinh hc, c bit l protein Cỏc axit amin a nc Cỏc nhúm khụng phõn cc (vớ d: cỏc axit amin khụng phõn cc) luụn sp xp sao cho chỳng khụng tip xỳc vi cỏc phõn t nc Cỏc axit amin c bit C IM LIấN KT HểA HC CA CC I PHN T SINH HC Tng tỏc k nc Cỏc cỏc axit amin... cỏc loi protein v cỏc axit nucleic (k c ADN v ARN) Cỏc liờn kt yu lm thay i cu hỡnh khụng gian v s biu hin chc nng ca cỏc i phõn t sinh hc Hu ht chc nng ca protein c iu hũa hot ng qua tp hp cỏc liờn kt yu inh on Long B mụn Y DC HC C S C IM CA CC LIấN KT YU Trong iu kin sinh lý t bo, s liờn kt yu c hỡnh thnh v phỏ v l n nh Cỏc liờn kt yu cú nng lng trong khong 1 7 kcal / mol Liờn kt yu nht l tng tỏc... protein) li lm tng nng lng t do (G > 0) iu ny dng nh ngc cỏc nguyờn lý nhit ng hc v tng c xem l bớ n ca s sng Gi õy, chỳng ta ó bit cỏc quỏ trỡnh sinh tng hp khụng h ngc cỏc nguyờn lý nhit ng hc; thay vo ú, nú din ra trờn c s din ra song song vi cỏc phn ng sinh nng lng t do Chng hn nh cỏc axit nucleic khụng hỡnh thnh t s kt t n thun ca cỏc nucleoside monophosphate; cng nh protein khụng phi l s hp nht... mụn Y DC HC C S C IM LIấN KT HểA HC CA CC I PHN T SINH HC Tng tỏc k nc Mc dự thng c gi l liờn kt k nc, nhng thc cht khụng cú liờn kt no trong mi tng tỏc ny S phõn b ca cỏc phõn t trong mụi trng nc (dung mụi phõn cc) ph thuc vo trng thỏi ion húa v Tan trong H2O Kt tinh Cho v nhn in t inh on Long B mụn Y DC HC C S C IM LIấN KT HểA HC CA CC I PHN T SINH HC Tng tỏc k nc tớnh phõn cc / khụng phõn cc...C IM LIấN KT HểA HC CA CC I PHN T SINH HC Cỏc liờn kt húa hc khỏc nhau v gúc liờn kt Trong liờn kt cng húa tr, gúc liờn kt gia cỏc nguyờn t nht nh l n nh cũn gia cỏc liờn kt yu thng kộm n nh inh on Long B mụn Y DC HC C S C IM LIấN KT HểA HC CA CC I PHN T SINH HC S n v gúc liờn kt gia cỏc nguyờn t trong liờn kt cng húa to nờn tớnh phõn cc Momen... hot húa Nng lng cn cung cp phỏ v mt liờn kt cng húa tr c gi l nng lng hot húa Do nng lng hot húa thng rt cao (khong 20 - 30 kcal/mol), nờn trng thỏi hot húa khụng bao gi t xut hin trong iu kin nhit sinh lý; õy chớnh l ro cn khụng cho cỏc liờn kt cng húa tr thay i t phỏt trong t bo Nhng ro cn ny cú ý ngha c bit quan trng, vỡ s sng khụng th cú nu khụng cú nú Ngc li, s sng cng khụng th cú nu thiu c . môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về góc liên kết. Trong liên kết cộng hóa trị, góc liên kết giữa các nguyên tử nhất định. HÌNH CÁC ĐẠI PHÂN TỬ Đinh Đoàn Long Bộ môn Y DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Liên kết hóa học là lực hấp dẫn giữ các nguyên tử với nhau. Sự kết tụ của các. DƯỢC HỌC CƠ SỞ ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về lực (năng lượng) liên kết Các liên kết và tương tác yếu (ion, hydro, van de Waals) Các liên