Предмет биохимии
Биоорганическая химия – наука о структуре и функциях биомолекул.
Биохимия – наука о химическом составе живых клеток и организмов и о химических процессах, лежащих в основе их жизнедеятельности.
Биомолекулы – органические и элементорганические вещества, компоненты живых систем (метаболиты). Метаболиты способны взаимодействовать друг с другом, т.е. функционировать.
Основные классы химических соединений, являющихся метаболитами:
- Белки и пептиды
- Нуклеиновые кислоты
- Углеводы
- Липиды
- Низкомолекулярные регуляторы
Функции биомолекул
Биологическая функция – роль, которую выполняют биомолекулы в биохимических превращениях и в различных физиологических процессах (дыхание, пищеварение)
- Структурный материал (компоненты мембран, клеточных стенок, рибосом)
- Биологические катализаторы (ферменты)
- Субстраты
- Регуляторы – активаторы и ингибиторы ферментов, сигнальные соединения, переносчики ионов
- Рецепторы (взаимодействуют с регуляторами)
- Каналоформеры (формирование молекулярных насосов)
- Матрицы для синтеза (НК)
Особенности биомолекул
В настоящее время известно 300-400 тысяч биомолекул, получено около 20 млн. синтетических органических веществ.
Состав биомолекул:
- 60% водорода
- 25% кислорода
- 10% углерода, азот, фосфор, сера
Состав неорганических соединений: 60% кислорода, 20% кремний, алюминий, натрий, калий.
Биомолекулы осуществляют свои функции в водной среде, или в контакте с водной средой. В водной среде происходят ассоциация биомолекул, биоспецифическое взаимодействие, образование супрамолекулярных структур (за счет водородных связей, электростатического связывания, гидрофобного взаимодействия).
Взаимодействия между биомолекулами лежат в основе молекулярного узнавания – в основе биохимических процессов в живых организмах. Соответствие пространственных структур играет большую роль при межмолекулярном взаимодействии:
- фермент-субстрат – ключ-замок
- ДНК – принцип комплементарности
- рецептор-гормон,
- антиген-антитело (белок-белковые взаимодействия)
- гистоны – комплексы белков и НК