Студент бакалавриата
  1. Общая химия  1.1. Введение в Химию  1.2. Структура атома  1.2.1. Субатомные частицы  1.2.2. Атомная модель  1.2.3. Квантовые числа  1.2.4. Электронная конфигурация  1.2.5. Периодические тенденции  1.2.6. Изотопы и их применения  1.3. Химическая связь  1.3.1. Ионная связь  1.3.2. Ковалентные связи  1.3.3. Металлическая связь  1.3.4. Гибридизация  1.3.5. Молекулярная геометрия и теория ВЕСЗР  1.3.6. Полярность связи и дипольный момент  1.4. Стехиометрия  1.4.1. Понятие моль  1.4.2. Эмпирическая и молекулярная формула  1.4.3. Ограничивающий реагент и избыток реагента  1.4.4. Процентный выход и чистота  1.4.5. Расчет разведения  1.5. Состояния вещества  1.5.1. Газовые законы  1.5.2. Материя и межмолекулярные силы  1.5.3. Твёрдые тела и кристаллические структуры  1.5.4. Диаграмма фаз  1.5.5. Плазма и сверхкритическая жидкость  1.6. Химические реакции  1.6.1. Типы химических реакций  1.6.2. Балансировка химических уравнений  1.6.3. Термохимические реакции  1.6.4. Энергетические профили реакций  1.7. Растворы и смеси  1.7.1. Единицы измерения концентрации  1.7.2. Свойства синдрома  1.7.3. Растворимость и правила растворимости  1.7.4. Закон Генри и Закон Рауля  1.7.5. Partition coefficient  1.8. Химическое равновесие  1.8.1. Закон действия масс  1.8.2. Принцип Ле Шателье  1.8.3. Реакционный коэффициент  1.8.4. Чтобы воспользоваться этим онлайн-калькулятором для расчета константы равновесия, введите константу равновесия (Eq.) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить расчет константы равновесия с заданными входными значениями -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Кислотно-щелочной баланс  1.9. Кислоты и основания  1.9.1. Определения Аррениуса, Брёнстеда–Лоури и Льюиса  1.9.2. pH и pOH  1.9.3. Титрование кислоты и основания  1.9.4. Буферный раствор  1.9.5. Кислотно-основной индикатор  1.9.6. Полипротные кислоты и основания  1.10. Электрохимия  1.10.1. Окислительно-восстановительные реакции  1.10.2. Гальванические и Электролитические Элементы  1.10.3. Уравнение Нернста  1.10.4. Электролиз  1.10.5. Законы электролиза Фарадея  1.11. Термодинамика  1.11.1. Законы термодинамики  1.11.2. Enthalpy, entropy and Gibbs free energy  1.11.3. Спонтанность реакций  1.11.4. Термодинамические циклы (закон Гесса, цикл Карно)  1.12. Кинетика  1.12.1. Закон скорости и порядок реакции  1.12.2. Энергия активации и катализаторы  1.12.3. Collision theory  1.12.4. Механизм реакции  1.12.5. Теория переходного состояния
  2. Органическая химия  2.1. Структура и взаимосвязь  2.1.1. Гибридизация в углеродных соединениях  2.1.2. Резонанс и ароматизация  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Индуктивные и мезомерные эффекты  2.2. Углеводороды  2.2.1. Углеводороды  2.2.2. Алкены  2.2.3. Алкины  2.2.4. Ароматические соединения  2.2.5. Циклоалканы и Конформация  2.3. Функциональная группа  2.3.1. Алкоголи и фенолы  2.3.2. Эфиры и эпоксиды  2.3.3. Альдегиды и кетоны  2.3.4. Карбоновые кислоты и их производные  2.3.5. Aмин  2.3.6. Сложные эфиры и амиды  2.3.7. Тиолы и сульфиды  2.4. Стереохимия  2.4.1. Изомерия в стереохимии  2.4.2. Хиральность и оптическая активность  2.4.3. Структурный анализ  2.4.4. Диастереомеры и энантиомеры  2.5.1. Реакции замещения  2.5.2. Реакции элиминирования  2.5.3. Реакции присоединения  2.5.4. Радикальные реакции  2.5.5. Реакции перегруппировки  2.5.6. Перицветные реакции  2.6. Спектроскопия и структурный анализ  2.6.1. Инфракрасная спектроскопия  2.6.2. Ядерный магнитный резонанс  2.6.3. Масс-спектрометрия  2.6.4. УФ-видимая спектроскопия  2.6.5. Рентгеновская кристаллография  2.7. Химия полимеров  2.7.1. Полимеры добавления и конденсации  2.7.2. Механизм полимеризации  2.7.3. Биоразлагаемый полимер  2.7.4. Проводящие и умные полимеры
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Лиганды и координационные соединения  3.1.2. Теория кристаллического поля  3.1.3. Теория молекулярных орбиталей в координационных соединениях  3.1.4. Искажение Яна–Тейлора  3.2. Main Group Chemistry  3.2.1. Щелочные и щелочноземельные металлы  3.2.2. Галогены и благородные газы  3.2.3. Переходные металлы и их комплексы  3.2.4. Лантаниды и актиниды  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Кристаллические решетки и элементарные ячейки  3.3.2. Дефекты в твердых телах  3.3.3. Электрические и магнитные свойства  3.3.4. Сверхпроводимость  3.4. Биоорганическая химия  3.4.1. Ионы металлов в биологии  3.4.2. Энзиматические реакции с металлами  3.4.3. Отравление металлами и детоксикация  3.4.4. Металлопротеины и Металлоэнзимы
  4. Физическая химия  4.1. Квантовая химия  4.1.1. Дуализм волны и частицы  4.1.2. Уравнение Шрёдингера  4.1.3. Квантовые числа и орбитали  4.1.4. Атомная и молекулярная спектроскопия  4.2. Statistical mechanics  4.2.1. Распределение Максвелла-Больцмана  4.2.2. Функции разложения  4.2.3. Статистика Бозе–Эйнштейна и Ферми–Дирака  4.3. Химическая термодинамика  4.3.1. Энергия Гиббса  4.3.2. Фазовый переход  4.3.3. Термодинамическая эффективность  4.4. Поверхностная химия  4.4.1. Абсорбция и катализ  4.4.2. Коллоиды и эмульсии
  5. Аналитическая химия  5.1. Classical methods  5.1.1. Гравиметрический анализ  5.1.2. титриметр  5.2. Инструментальные методы  5.2.1. Хроматография  5.2.2. Спектроскопия  5.2.3. Электроанализаторные методы  5.2.4. Рентгеновская дифракция
  6. Промышленная химия  6.1. Нефтехимия  6.2. Принципы химической инженерии  6.3. Зеленая химия  6.4. Фармацевтика и синтез лекарств
  7. Биохимия  7.1. Углеводы  7.2. Белки и ферменты  7.3. Липиды и мембраны  7.4. Нуклеиновые кислоты  7.5. Метаболизм и биоэнергетика  7.6. Кинетика и механизм ферментов

Студент бакалавриата → Биохимия ↓


Белки и ферменты


Белки и ферменты играют важные роли в процессах жизнедеятельности всех организмов. В то время как белки являются фундаментальными строительными блоками живых тканей, ферменты представляют собой специфические виды белков, которые катализируют биохимические реакции. Понимание этих биомолекул является важным в биохимии, особенно в курсе химии бакалавриата.

Понимание белков

Белки - это крупные сложные молекулы, которые важны для многих функций в организмах. Они являются полимерами аминокислот, которые представляют собой органические соединения, состоящие в основном из углерода, водорода, азота, кислорода и иногда серы. Белки выполняют в организме разнообразные функции, включая структурные, регуляторные и катализаторные роли.

Общая формула аминокислоты: H2N-CHR-COOH

1. Структура белков

Белки имеют уникальную структуру, которая позволяет им выполнять специфические функции. Они организованы в несколько уровней структуры, которые в основном классифицируются как первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры:

  • Первичная структура: Последовательность аминокислот, связанных пептидными связями, образующая полипептидную цепь.
  • Вторичная структура: Локальное складывание полипептидной цепи в структуры, такие как альфа-спираль и бета-лист, которые стабилизируются водородными связями.
  • Третичная структура: Трехмерная структура полипептида, определяемая взаимодействиями, такими как водородные связи, ионные связи, ван-дер-ваальсовы взаимодействия и дисульфидные мостики.
  • Четвертичная структура: Упорядочение нескольких полипептидных субъединиц в белке, каждая из которых имеет свою собственную третичную структуру.

2. Функции белков

Белки выполняют как структурные, так и функциональные роли, такие как:

  • Структурная поддержка: Белки, такие как коллаген и эластин, обеспечивают поддержку и структуру тканей и органов.
  • Ферментативная активность: Ферменты - это белки, которые ускоряют биохимические реакции.
  • Транспорт и хранение: Гемоглобин транспортирует кислород в крови, а ферритин хранит железо.
  • Передача сигналов: Гормоны, такие как инсулин, являются белками, которые участвуют в сигнальных процессах клеток.
  • Иммунный ответ: Антитела - это белки, которые идентифицируют и нейтрализуют патогены, такие как бактерии и вирусы.

Визуальный пример структуры белка

Структура белка Первичная структура: AABCD Вторичная структура: Спираль и Лист Третичная структура: 3D-согласование Четвертичная структура: несколько цепей

Понимание ферментов

Ферменты - это белки, которые действуют как биологические катализаторы, ускоряя скорость химических реакций в клетках, не расходуясь при этом в процессе. Почти все метаболические процессы в организме требуют катализ ферментов, чтобы происходить со скоростью, достаточной для поддержания жизни.

1. Структура ферментов

Ферменты, как и все белки, состоят из длинных цепей аминокислот. Их специфическое сворачивание и полученная 3D-структура позволяют им связываться с определенными молекулами субстрата. Активный центр фермента - это область, где молекулы субстрата связываются и подвергаются химической реакции.

2. Функциональность ферментов

Ферменты действуют за счет снижения энергии активации реакций, тем самым увеличивая скорость реакции. Они делают это путем связывания с субстратом и стабилизации переходного состояния. Существует несколько ключевых моментов относительно действия ферментов:

  • Специфичность: Каждый фермент специфичен для определенной реакции или типа реакции.
  • Индуцирующее соответствие: При связывании ферменты немного изменяют свою форму, чтобы плотнее соответствовать субстрату.
  • Повторное использование: Ферменты не расходуются в реакции и могут использоваться многократно.
  • Регуляция: Активность ферментов может регулироваться факторами, такими как температура, pH и наличие ингибиторов или активаторов.

Визуальный пример активности фермента

Э С Ферменты Субстрат Связывание

Кинетика ферментов

Кинетика ферментов - это изучение скоростей реакций, катализируемых ферментами. Понимание кинетики ферментов необходимо для определения активности ферментов, понимания метаболических путей и разработки лекарств.

1. Кинетика Михаэлиса-Ментен

Это общая модель, используемая для описания кинетики ферментов. Она основана на образовании комплекса фермент-субстрат:

E + S ⇌ ES → E + P

В этой модели:

  • E - это фермент.
  • S - это субстрат.
  • ES - это комплекс фермент-субстрат.
  • P - это продукт.

Скорость реакции задается уравнением Михаэлиса-Ментен:

v = (Vmax [S]) / (Km + [S])

где v - это скорость реакции, [S] - это концентрация субстрата, Vmax - это максимальная скорость, а Km - это константа Михаэлиса.

Значение белков и ферментов в живых организмах

Белки и ферменты необходимы для жизни. Они необходимы для структуры клеток, функции и регуляции тканей и органов тела. Без белков и ферментов жизненно важные процессы, такие как метаболизм, репликация ДНК и передача сигналов в клетках, не могли бы происходить.

1. Роль в метаболизме

Ферменты играют важную роль в метаболических путях, которые представляют собой последовательности химических реакций в клетке. Каждый шаг катализируется определенным ферментом. Это позволяет регулировать, повышать эффективность и скорость метаболических процессов.

2. Роль в болезнях и медицине

Многие болезни могут быть вызваны неисправностью ферментов или белков. Понимание этих биомолекул распространяется на медицинские приложения, такие как разработка лекарств, где ингибиторы или активаторы могут быть использованы для исправления неправильной функции ферментов.

Заключение

Понимание белков и ферментов важно в биохимии. Их разнообразные структуры и функции делают их ключевыми компонентами жизни. Изучая белки и ферменты, ученые могут разрабатывать новые методы и лечения для улучшения здоровья и понимания биологических процессов.


Студент бакалавриата → 7.2


U
username
0%
завершено в Студент бакалавриата

← Предыдущий (7.1)
Углеводы
Следующий (7.3) →
Липиды и мембраны

Комментарии 



Белки и ферменты

https://www.chemistryelite.com/ug/7.2?ceal=ru