Biohemija I

Biohemija I 17.11.2015.

Šećerni alkoholi. U monosaharidnim derivatima poznatim kao šećerni alkoholi, karbonilni oksigen se reducira u hidroksilnu grupu. Npr. D-gliceraldehid može se reducirati u glicerol. Međutim, ovaj šećerni alkohol se ne označava kao D ili L. Zašto?

Šećerni alkoholi. U monosaharidnim derivatima poznatim kao šećerni alkoholi, karbonilni oksigen se reducira u hidroksilnu grupu. Npr. D-gliceraldehid može se reducirati u glicerol. Međutim, ovaj šećerni alkohol se ne označava kao D ili L. Zašto? C red C 2 C 2 C 2 Dobijeni produkt nastao redukcijom gliceraldehida NEMA hiralni C atom i nema oznaku steričkog reda.

Tačke topljenja monosaharidnih osazonskih derivata. Brojni ugljikohidrati reagiraju sa fenilhidrazinom (C 6 5 NN 2 ) gradeći svijetlo-žute kristalne derivate poznate kao osazoni: Monosaharid T.t. Monosaharida ( C) T.t. osazonskog derivata ( C) Glukoza 146 205 Manoza 132 205 Galaktoza 165-168 201 Taloza 128-130 201 Kao što tablica prikazuje, određeni parovi derivata imaju iste tačke topljenja, iako nederivatizirani monosaharidi nemaju. Zašto glukoza i manoza, te galaktoza i taloza, grade osazone sa istim tačkama topljenja?

Monosaharid T.t. Monosaharida ( C) T.t. osazonskog derivata ( C) Glukoza 146 205 Manoza 132 205 NNC 6 5 NNC 6 5 C 6 5 NN 2 glukoza Isti produkt NNC 6 5 NNC 6 5 C 6 5 NN 2 manoza

Monosaharid T.t. Monosaharida ( C) T.t. osazonskog derivata ( C) Galaktoza 165-168 201 Taloza 128-130 201 NNC 6 5 NNC 6 5 C 6 5 NN 2 Isti produkt galaktoza NNC 6 5 NNC 6 5 C 6 5 NN 2 taloza

Dezoksišećeri. Da li D-2-dezoksigalaktoza ima ista hemijska svojstva kao i D-2-dezoksiglukoza? brazložiti.

Dezoksišećeri. Da li D-2-dezoksigalaktoza ima ista hemijska svojstva kao i D-2-dezoksiglukoza? brazložiti. 2 D dezoksiglukoza 2 D dezoksigalaktoza Iste funkcionalne grupe, ista hemijska svojstva, jedina razlika je na C4 atomu

Strukture šećera. pisati zajednička strukturna svojstva i razlike za svaki par šećera: a) celuloza i glikogen; b) D-glukoza i D-fruktoza; c) maltoza i saharoza.

Strukture šećera. pisati zajednička strukturna svojstva i razlike za svaki par šećera: a) celuloza i glikogen; b) D-glukoza i D-fruktoza; c) maltoza i saharoza. polisaharidi; 1β-4 glikozidna veza; 1α-4 glikozidna veza heksoze; aldoza ketoza disaharidi; 1α-4, dvije glukoze; 1α-2β, glukoza i fruktoza

Reducirajući šećeri. Nacrtati strukturnu formulu -D-glukozil- (1 6)-D-manozamina i zaokružiti dio strukture koji doprinosi reducirajućim svojstvima.

Reducirajući šećeri. Nacrtati strukturnu formulu -D-glukozil- (1 6)-D-manozamina i zaokružiti dio strukture koji doprinosi reducirajućim svojstvima. C 2 N 2

Poluacetalne i glikozidne veze. bjasniti razliku između poluacetala i glikozida.

Poluacetalne i glikozidne veze. bjasniti razliku između poluacetala i glikozida. emiacetal nastaje kada aldoza i ketoza reaguju sa alkoholom R R Glikozid nastaje kada hemiacetal reaguje sa alkoholom C 3

kus meda. Fruktoza u medu uglavnom je u -D-piranoznom obliku. vo je jedan od najslađih uopće poznatih ugljikohidrata, približno dva puta slađi od glukoze; -D-furanozni oblik fruktoze mnogo je manje sladak. Slatkoća meda postepeno se smanjuje na višoj temperaturi. Isto tako, visoko-fruktozni kukuruzni sirup (komercijalni produkt u kojem je veći dio glukoze pretvoren u fruktozu) koristi se za zaslađivanje hladnih, ali ne i toplih pića. Koje hemijsko svojstvo fruktoze doprinosi ovim prednostima?

kus meda. Fruktoza u medu uglavnom je u -D-piranoznom obliku. vo je jedan od najslađih uopće poznatih ugljikohidrata, približno dva puta slađi od glukoze; -D-furanozni oblik fruktoze mnogo je manje sladak. Slatkoća meda postepeno se smanjuje na višoj temperaturi. Isto tako, visoko-fruktozni kukuruzni sirup (komercijalni produkt u kojem je veći dio glukoze pretvoren u fruktozu) koristi se za zaslađivanje hladnih, ali ne i toplih pića. Koje hemijsko svojstvo fruktoze doprinosi ovim prednostima? Frukoza se ciklizira bilo u piranoznu bilo u furanoznu formu. Povećanjem temperature ravnoteža reakcije ciklizacije se pomjera smjeru nastanka furanozne forme koja je manje slatka forma, pa zato dolazi do smjanjenja slatkoće proizvoda.

Glukoza-oksidaza u određivanju glukoze u krvi. Enzim glukoza-oksidaza izolirana iz buđi Penicillium notatum katalizira oksidaciju -D-glukoze u D-glukono- -lakton. vaj enzim je visoko specifičan za anomer glukoze i ne djeluje na anomer. Uprkos ovoj specifičnosti, reakcija katalizirana glukoza- oksidazom često se koristi u kliničke svrhe za određivanje ukupne glukoze u krvi ( - i -D-glukoza). Koje okolnosti su potrebne da se to napravi? sim omogućavanja detekcije nižih količina glukoze, koju prednost glukoza-oksidaza nudi nad Fehling-ovim i drugim reducirajućim reagensima za mjerenje glukoze u krvi?

Glukoza-oksidaza u određivanju glukoze u krvi. Enzim glukozaoksidaza izolirana iz buđi Penicillium notatum katalizira oksidaciju -Dglukoze u D-glukono- -lakton. vaj enzim je visoko specifičan za anomer glukoze i ne djeluje na anomer. Uprkos ovoj specifičnosti, reakcija katalizirana glukoza-oksidazom često se koristi u kliničke svrhe za određivanje ukupne glukoze u krvi ( - i -D-glukoza). Koje okolnosti su potrebne da se to napravi? sim omogućavanja detekcije nižih količina glukoze, koju prednost glukoza-oksidaza nudi nad Fehling-ovim i drugim reducirajućim reagensima za mjerenje glukoze u krvi? Stepen mutarotacije je visok, i iako ezmin djeluje samo na β- formu, dolazi do prelaska α-formu u β-formu, tako da se sva glukoza oksiduje. Glukoza okisdaza oksiduje SAM glukozu, tako da neće biti detektovani drugi šećeri, npr. galaktoza, što bi se desilo u slučaju sa Fehling-ovim reagensom.

Proizvodnja punjenih čokolada. Proizvodnja čokolada koje sadrže tečno punjenje u unutrašnjosti ( fil ) zanimljiva je primjena enzimskog inženjerstva. Punjenje se uglavnom sastoji od velike količine vodene otopine šećera bogate fruktozom za osiguranje slatkoće. Tehnička dilema je sljedeća: čokoladni preliv mora biti pripremljen sipanjem vruće istopljene čokolade preko čvrstog (ili uglavnom čvrstog) jezgra, dok konačni produkt mora imati tečni, fruktozom bogati centar. Predložiti način rješavanja ovog problema. (uputa: saharoza je mnogo manje topiva od smjese glukoze i fruktoze.)

Proizvodnja punjenih čokolada. Proizvodnja čokolada koje sadrže tečno punjenje u unutrašnjosti ( fil ) zanimljiva je primjena enzimskog inženjerstva. Punjenje se uglavnom sastoji od velike količine vodene otopine šećera bogate fruktozom za osiguranje slatkoće. Tehnička dilema je sljedeća: čokoladni preliv mora biti pripremljen sipanjem vruće istopljene čokolade preko čvrstog (ili uglavnom čvrstog) jezgra, dok konačni produkt mora imati tečni, fruktozom bogati centar. Predložiti način rješavanja ovog problema. (uputa: saharoza je mnogo manje topiva od smjese glukoze i fruktoze.) Pripremiti gustu mješavinu saharoze i vode za punjenje; dodati malu količinu invertaze; odmah premazati čokoladu.

Gentiobioza. Gentiobioza (D-Glc( 1 6)D-Glc) je disaharid nađen u nekim biljnim glikozidima. Nacrtati strukturu gentiobioze na osnovu datog skraćenog naziva. Da li se radi o reducirajućem šećeru? Da li dolazi do mutarotacije?

Gentiobioza. Gentiobioza (D-Glc( 1 6)D-Glc) je disaharid nađen u nekim biljnim glikozidima. Nacrtati strukturu gentiobioze na osnovu datog skraćenog naziva. Da li se radi o reducirajućem šećeru? Da li dolazi do mutarotacije? Da, reducirajući je šećer jer ima slobodnu karbonilnu grupu. Da, ima mogućnost rotacije karbonilne grupe u β- ili α- položaj.

Kakve osobine pokazuju monosaharidi: a) reducirajuće b) oksidirajuće c) hidroksilirajuće

Kakve osobine pokazuju monosaharidi: a) reducirajuće - reakcija na karbonilnoj grupi, pri čemu se oksidiraju do karboksilnih kiselina b) oksidirajuće - reakcija na karbonilnoj grupi, pri čemu se redukuju do alkohola c) hidroksilirajuće

Koji disaharidi u svom sastavu sadrže α-d-glukozu: a) maltoza b) saharoza c) laktoza d) celobioza

Koji disaharidi u svom sastavu imaju β-d-glukozu? a) celobioza b) laktoza c) saharoza

Koji od navedenih ugljikohidrata će dati pozitivnu (+) ili negativnu (-) reakciju sa navedenim reagensima? Glukoza Fruktoza Galaktoza Saharoza Laktoza Maltoza Benedict Seliwan Fermentacija J 2

Koji od navedenih ugljikohidrata će dati pozitivnu (+) ili negativnu (-) reakciju sa navedenim reagensima? Benedict Seliwan Fermentacija J 2 Glukoza + - + - Fruktoza + + + - Galaktoza + - - - Saharoza - - + - Laktoza + - - - Maltoza + - - -

Napišite strukturne formule disaharida a) trehaloze b) maltoze

Napišite strukturne formule disaharida a) trehaloze b) maltoze C 2 C 2 trehaloza maltoza

Varenje (probava, digestija) celuloze. Celuloza bi mogla osigurati široku raspoloživost i jeftin oblik glukoze, ali ljudi je ne mogu probavljati. Zašto ne?

Varenje (probava, digestija) celuloze. Celuloza bi mogla osigurati široku raspoloživost i jeftin oblik glukoze, ali ljudi je ne mogu probavljati. Zašto ne? Ljudski organizam nema celulazu u crijevima, koja cijepa 1β-4 celuloze i zbog toga ne može variti celulozu

Brzina rasta bambusa. Stablo bambusa (tropska trava) može rasti nevjerovatnom brzinom od 0,3 m/dan pri optimalnim uvjetima. Znajući da su vlakna izgrađena uglavnom od celuloznih vlakana orijentiranih u smjeru rasta, izračunati broj šećernih ostataka po sekundi koji se vežu enzimatski na rastuće celulozne lance da bi se postigla brzina rasta. Svaka jedinica D-glukoze doprinosi 0,5 nm dužini molekule celuloze.

Brzina rasta bambusa. Stablo bambusa (tropska trava) može rasti nevjerovatnom brzinom od 0,3 m/dan pri optimalnim uvjetima. Znajući da su vlakna izgrađena uglavnom od celuloznih vlakana orijentiranih u smjeru rasta, izračunati broj šećernih ostataka po sekundi koji se vežu enzimatski na rastuće celulozne lance da bi se postigla brzina rasta. Svaka jedinica D-glukoze doprinosi 0,5 nm dužini molekule celuloze. 6944 ostatka / sekundi

Glikogen kao energetska rezerva: koliko dugo može letjeti divlja ptica? Još od davnih vremena je poznato da se neke divlje ptice kao što su jarebice, prepelice i fazani lahko umore. Mišići za letenje ovih ptica uveliko se oslanjaju na upotrebu glukoza-1- fosfata za energiju, u obliku ATP. Glukoza-1-fosfat nastaje cijepanjem rezervnog glikogena mišića (uz glikogen-fosforilazu). Brzina nastalog ATP ograničena je brzinom cijepanja glikogena. Tokom paničnog leta brzina cijepanja glikogena ovih ptica dosta je visoka ( 120 mol/min glukoza-1-fosfata nastaje po gramu svježeg tkiva). Znajući da mišići letenja obično sadrže oko 0,35% glikogena po masi, izračunati koliko dugo može divlja ptica letjeti (za prosječnu molekulsku težinu glukoznog ostatka u glikogenu uzeti 162 g/mol).

Glikogen kao energetska rezerva: koliko dugo može letjeti divlja ptica? Još od davnih vremena je poznato da se neke divlje ptice kao što su jarebice, prepelice i fazani lahko umore. Mišići za letenje ovih ptica uveliko se oslanjaju na upotrebu glukoza-1- fosfata za energiju, u obliku ATP. Glukoza-1-fosfat nastaje cijepanjem rezervnog glikogena mišića (uz glikogen-fosforilazu). Brzina nastalog ATP ograničena je brzinom cijepanja glikogena. Tokom paničnog leta brzina cijepanja glikogena ovih ptica dosta je visoka ( 120 mol/min glukoza-1-fosfata nastaje po gramu svježeg tkiva). Znajući da mišići letenja obično sadrže oko 0,35% glikogena po masi, izračunati koliko dugo može divlja ptica letjeti (za prosječnu molekulsku težinu glukoznog ostatka u glikogenu uzeti 162 g/mol). 10,8 sekundi

Volumen kondroitin-sulfata u otopini. Važna funkcija kondroitin-sulfata je da djeluje kao mazivo u zglobovima formirajući gelu sličan medij koji amortizuje trenje i udar. va funkcija čini se da je u vezi sa karakterističnim svojstvom kondroitin-sulfata: volumen zahvaćen molekulom mnogo je veći u otopini nego u dehidratiziranoj čvrstoj tvari. Zašto je volumen mnogo veći u otopini?

Volumen kondroitin-sulfata u otopini. Važna funkcija kondroitinsulfata je da djeluje kao mazivo u zglobovima formirajući gelu sličan medij koji amortizuje trenje i udar. va funkcija čini se da je u vezi sa karakterističnim svojstvom kondroitin-sulfata: volumen zahvaćen molekulom mnogo je veći u otopini nego u dehidratiziranoj čvrstoj tvari. Zašto je volumen mnogo veći u otopini? Sulfatni dio molekule sa negativnim nabojem odbija molekule jednu od druge i dovodi do pojave proširene konfiguracije. Polarna molekula privlači molekule vode i dolazi do povećanja molekulskog volumena. U dehidriranoj molekuli ukupni naboj je nula, svaki negativni naboj ima neutralisam putem pozitivnog naboja i molekula ima manji volumen.

Interakcije heparina. eparin, visoko negativno nabijeni glikozaminoglikan, koristi se klinički kao antikoagulans. Njegovo djelovanje temelji se na vezivanju nekoliko plazma proteina, uključujući antitrombin III, inhibitor zgrušavanja krvi. Vezivanje heparina na antitrombin III čini se da uzrokuje konformacijske promjene u proteinu koje značajno uvećavaju njegovu sposobnost inhibiranja koagulacije. Koji aminokiselinski ostaci antitrombina III vjerovatno stupaju u interakciju sa heparinom?

Interakcije heparina. eparin, visoko negativno nabijeni glikozaminoglikan, koristi se klinički kao antikoagulans. Njegovo djelovanje temelji se na vezivanju nekoliko plazma proteina, uključujući antitrombin III, inhibitor zgrušavanja krvi. Vezivanje heparina na antitrombin III čini se da uzrokuje konformacijske promjene u proteinu koje značajno uvećavaju njegovu sposobnost inhibiranja koagulacije. Koji aminokiselinski ostaci antitrombina III vjerovatno stupaju u interakciju sa heparinom? Pozitivno naelektrisani ostaci aminokiselina će se vezani za negativno nabijene dijelove molekule heparina. Lizinski ostaci će se vezati za heparin.

Efekat sialinske kiseline na SDS-PAGE. Uz pretpostavku da imate četiri oblika proteina identične aminokiselinske sekvence, ali koji sadrže nula, jedan, dva i tri oligosaharidna lanca, koji završavaju sa ostatkom sialinske kiseline. Skicirati položaj traka na gelu koje se očekuju nakon analize smjese ova četiri glikoproteina sa SDS-PAGE i identificirati ih.

Informacije koje daje sadržaj oligosaharida. Ugljikohidratni dio nekih glikoproteina može služiti kao stanično mjesto prepoznavanja. Za vršenje ove funkcije oligosaharidna grupa mora imati mogućnost postojanja u velikom broju oblika. Ko može dati veći broj struktura: oligopeptidi sastavljeni od pet različitih aminokiselina ili oligosaharidi sastavljeni od pet različitih monosaharida? brazložiti.

Informacije koje daje sadržaj oligosaharida. Ugljikohidratni dio nekih glikoproteina može služiti kao stanično mjesto prepoznavanja. Za vršenje ove funkcije oligosaharidna grupa mora imati mogućnost postojanja u velikom broju oblika. Ko može dati veći broj struktura: oligopeptidi sastavljeni od pet različitih aminokiselina ili oligosaharidi sastavljeni od pet različitih monosaharida? brazložiti. ligosaharidi, njihove podjedinice se mogu kombinovati na više načina nego aminokiseline u polipeptidima. Svaka grupa može učestovati u formiranju glikozidne veze i svaka veza može biti α- ili β. Isto tako polimeri mogu biti linearni i razgranati, pa sve ovo dovodi do postojanja većeg broja oblika.

dređivanje stepena grananja amilopektina. Stepen grananja (broj ( 1 6) glikozidnih veza) u amilopektinu može se odrediti sljedećim postupkom: uzorak amilopektina se podvrgne potpunom metiliranju sa metil-jodidom, pri čemu se sve slobodne grupe šećera pretvaraju u C 3. Nakon kiselinske hidrolize odredi se količina nastale 2,3-di--metilglukoze. C 3 C 3 bjasniti na čemu se temelji ovaj postupak određivanja broja ( 1 6) tačaka grananja amilopektina. Šta se dešava sa nerazgranatim glukoznim ostacima amilopektina tokom postupka metilacije i hidrolize? 258 mg uzorka amilopektina tretirano na prethodno opisani način, dalo je 12,4 mg 2,3-di--metilglukoze. drediti koji procenat glukoznih ostataka u amilopektinu sadrži ( 1 6) grane. (Pretpostaviti da je prosječna molekulska težina glukoznog ostatka u amilopektinu 162 g/mol.)

dređivanje stepena grananja amilopektina. Stepen grananja (broj ( 1 6) glikozidnih veza) u amilopektinu može se odrediti sljedećim postupkom: uzorak amilopektina se podvrgne potpunom metiliranju sa metil-jodidom, pri čemu se sve slobodne grupe šećera pretvaraju u C 3. Nakon kiselinske hidrolize odredi se količina nastale 2,3-di--metilglukoze. C 3 C 3 Razgranati dijelovi grade ostatke 2,3 di- - metilglukoze, a nerazganati grade 2,3,6- tri -metilglukoze. 3,75%

Strukturna analiza polisaharida. Polisaharid nepoznate strukture bio je izoliran, podvrgnut potpunoj metilaciji, a zatim hidroliziran. Analiza produkata dala je tri metilirana šećera: 2,3,4- tri--metil-d-glukozu, 2,4-di--metil-D-glukozu i 2,3,4,6-tetra- -metil-d-glukozu u omjeru 20:1:1. Kako glasi struktura polisaharida?

Strukturna analiza polisaharida. Polisaharid nepoznate strukture bio je izoliran, podvrgnut potpunoj metilaciji, a zatim hidroliziran. Analiza produkata dala je tri metilirana šećera: 2,3,4- tri--metil-d-glukozu, 2,4-di--metil-D-glukozu i 2,3,4,6-tetra- -metil-d-glukozu u omjeru 20:1:1. Kako glasi struktura polisaharida? Lanci glukoze vezani 1-6 vezama uz povremeno 1-3 grananje, gdje grananje ide na svakih 20 glukoznih jedinica.

U sastav kojeg polisaharida ulaze ostaci fruktoze: a) glikogena b) škroba c) inulina d) celuloze

Koji se monosaharid dobija pri potpunoj hidrolizi glikogena: a) D-fruktoza b) glukoza-1-fosfat c) glukozo-6-fosfat d) D-glukoza

Koji ugljikohidrati pripadaju heteropolisaharidima: a) heparin b) arabinoza c) arabin d) glikogen e) hialuronska kiselina

d navedenih primjera izaberite pravilne: a) sastavna komponenta celuloze je α-glukoza b) pri kiseloj hidrolizi škroba gradi se maltoza c) djelovanjem maltaza na maltozu nastaje α-glukoza d) proizvodi hidrolize mnogih polisaharida su heksoze i njihovi derivati e) pri redukciji aldoza i ketoza grade se alkoholi

d navedenih primjera izaberite pravilne: sastavna komponenta celuloze je α-glukoza pri kiseloj hidrolizi škroba gradi se maltoza djelovanjem maltaza na maltozu nastaje α-glukoza proizvodi hidrolize mnogih polisaharida su heksoze i njihovi derivati pri redukciji aldoza i ketoza grade se alkoholi

Napišite strukturne formule slijedećih disaharida: laktoze, saharoze, celobioze! Koji monosaharidi ulaze u njihov sastav?

Napišite strukturne formule slijedećih disaharida: laktoze, saharoze, celobioze! Koji monosaharidi ulaze u njihov sastav? Laktoza (galaktoza i glukoza, 1β-4) C 2 Celobioza, (glukoza i glukoza, 1β-4) C2 Saharoza (glukoza i fruktoza, 1α-2β) C 2 C 2

bjasnite zašto se u otopini α-galaktoze optička rotacija sa vremenom smanjuje? bjasnite zašto otopine α- i β-oblika u istim koncentracijama po isteku određenog vremena pokazuju jednaku optičku aktivnost?

bjasnite zašto se u otopini α-galaktoze optička rotacija sa vremenom smanjuje? bjasnite zašto otopine α- i β-oblika u istim koncentracijama po isteku određenog vremena pokazuju jednaku optičku aktivnost? Uslijed pojave mutarotacije, tj. postizanja ravnotežnog položaja izmedju α- i β-anomera galaktoze.

Šta je inverzija, a šta je invertni šećer? Napišite formulu invertnog šećera?

Šta je inverzija, a šta je invertni šećer? Napišite formulu invertnog šećera? Inverzija je pojava prilikom koje dolazi do promjene ugla zakretanja ravni polarizovane svijetlosti uslijed hidrolize saharoze. Saharoza je desnogira, a pordukt nastao hidrolizom (ekvimilarna smjesa fruktoze i glukoze) je lijevogira, zbog većeg ugla zakretanja frukoze nego glukoze. Ekvimolarna smjesa glukoze i fruktoze se naziva invertni šećer. C 2 C 2

Izračunati procentualnu zastupjenost anomernih oblika α i β glukoze u stanju ravnoteže? Uglovi zakretanja su: otopina glukoze +52,7, α-d-glukoza +112, β-d-glukoza +18,7.

Izračunati procentualnu zastupjenost anomernih oblika α i β glukoze u stanju ravnoteže? Uglovi zakretanja su: otopina glukoze +52,7, α-d-glukoza +112, β-d-glukoza +18,7. αx + βy = 52,7 112x + 18,7y = 1 x = 1-y y = 0,6356 = 63,56% x = 0,3644 = 36,44%