111 biyokimya ders 6
Post on 07-Apr-2018
243 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
1/62
HEM 111 Biyokimya
Seyhun YURDUGL
Ders 6Termodinamik ve Metabolizmaya
Giri
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
2/62
Ders ierii
Tanmlar
Termodinamiin kurallar
Serbest enerji kavram Metabolizma
Biyoenerjetik
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
3/62
Termodinamik nedir?
Fizik ile ilgili bir bilim dal olup,
herhangi bir scakl olan, ayrca bir yerden bir baka yere enerji
deiimini inceleyen;
tm sistemlerin zelliklerini alr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
4/62
Sistem
evre ile balantldr.
evre ve sistem: Evren.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
5/62
Termodinamik nedir?
Ayn zamanda i, s ve enerjinin bir sistemzerine etkilerini inceleyen bilim daldr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
6/62
Termodinamiin kurallar
Sfrnc kural,
Birinci kural,
kinci kural.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
7/62
Sfrnc kural
Termodinamikte denge ve scaklkbalantsn vurgular.
ki cisim kendilerinden farkl bir nccisim ile termodinamik adan dengede ise,
Bu iki cisim de birbiri ile dengededir.
Termodinamik alardan denge her ikicismin de ayn scaklkta olmasn gerektirir.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
8/62
Is
Yksek scakla sahip bir maddenin dkscaklktaki maddeye akan transit haldeki(kalc olmayan) enerjisidir.
Bir madde s kavramna srekli sahipdeildir.
Buradaki uygun terim, bir maddedeki
mikroskopik,
gzle grlemeyen enerji olarak tanmlanr:i enerji.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
9/62
Is
enerji:
Scak bir cisimden enerji aktarm ile
arttrlabilir. Bu stma olarak adlandrlr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
10/62
zgl s
Birim ktlenin scaklk derecesini bir santigrat
ykseltebilmek iin gerekli s miktardr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
11/62
zgl s
Suyun zgl ss:
1 kalori/gram C = 4.186 joule/gram C
Su scakln dzenlenmesinde nemli bir roloynad iin,
Suyun zgl ss:
Herhangi bir metalden daha fazladr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
12/62
zgl s
lave edilen s=zgl s . ktle. scaklkdeiimi
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
13/62
Buharlama ile s transferi
Bu yol ile s transferine rnek:
normal vcut scaklnn zerine klmas ile:
nsan vcudunun terlemesi.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
14/62
Birinci kural
Enerji yoktan var edilemez ya da yok edilemez,ancak bir formdan dierine dnebilir.
Is, i ve enerji kavram ile ilgilenir.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
15/62
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
16/62
Termodinamiin birinci kural
Bilinen bir hacimdeki gaza s ilave edilirse,
Gaz genleme yolu ile i retecektir,
Benzer durum pistonun ileri itilerek gazsktrp i enerjiyi arttrnca da gzlenir.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
17/62
Termodinamiin birinci kural
E: i enerji
Q: s
W :i
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
18/62
Adyabatik(kapal)sistemlerde ilev
Adyabatik sistem: Hibir s kazanc veya kayb grlmez.
Termodinamiin birinci kural iinde eer Q=0 ise: enerjideki deiim yaplan ie eittir.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
19/62
zotermal(ak)sistemlerde ilev
Basn-hacim balants ile aklanr:
Basn hacim ile ters orantldr, ancak scaklk
ile doru orantldr. Gazn basn arttrlmas ile sktrlmas yolu
ile hacim azalmaktadr,
Ayn anda scaklk art meydana gelir. PV=sabit.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
20/62
Basn-hacim (PV) grafii
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
21/62
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
22/62
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
23/62
Gaz tarafndanyaplan i:
Eer i:
Termodinamik olarak bir sistem iindeyaplrsa,
rnek olarak gaz ieren bir sistemdeki i.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
24/62
Sabit basnta yaplan i:
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
25/62
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
26/62
Entalpi
Kimyasal tepkimelerde scaklk asndangsterge niteliinde bir nicel ifadedir.
Eksotermik(darya s veren) sistemler-tepkimeler,
Endotermik(dardan s alan) sistemler-tepkimeler bu ifadeyi gzel bir ekildeyanstmaktadr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
27/62
Entalpi
Entalpideki art H = U + PV ifadesi ile aklanr:
i enerjideki art ve sistem tarafndan yaplan
i miktar ile doru orantldr, Kalorimetri ad verilen lm yntemi
buradaki s deiimini ler.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
28/62
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
29/62
Serbest enerji (G)
Gibbs serbest enerjisi
yapabilme yeteneine sahip enerjidir. G =H-TS
Standard hali (Gr) : 1 M deriim, 25r C
scaklk ve 1 atm (760 mm Hg) basn: Gr=Hr-TSr
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
30/62
Entropi (S)- Entropi deiimi (S)
Bir sistemdeki en fazla(maksimum)molekler dzensizlie eriim istei olarakadlandrlr.
Byle bir sistem iin az miktarda igerekmektedir.
S= Q/T
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
31/62
Gibbs serbest enerjisinin formlle
ifadesi
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
32/62
Gibbs serbest enerjisi
Bir tepkimeden elde edilebilecek en fazla i olaraktanmlanr.
r. Bir mol glukozun oksidasyonu ile oluan Gibbs
serbest enerjisi: G = 686 kcal = 2870 kJ.
Bu tepkime: canl hcrelerdeki balca enerjitepkimesidir.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
33/62
Metabolizma
Canl organizmalar denge halinde deildir.
Metabolizma: canl sistemlerin enerjiyikazanmalar(elde etmeleri) ve kullanmlarile ilgilidir.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
34/62
Canllar enerjiyi nasl elde eder?
1. Ototrofik (Fototroflar)
kendilerinden ya da gn - ilebeslenme
Enerji gne yolu ile elde edilir.
Karbonhidrat retirler ve dar O2 atarlar.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
35/62
Canllar enerjiyi nasl elde eder?
2. Heterotroflar (Kemotroflar)
Besin maddelerini dardan alp zmserler.
CO2 atmosfere salnr. retilen serbest enerji: ATP yapmnda
kullanlr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
36/62
Metabolizma
ki ksmdan oluur:
Anabolizma (Metabolitlerin oluumu, yapm
tepkimeleri) Katabolizma (Metabolitlerin oluumu, ykm
tepkimeleri)
Metabolit: metabolizma rnleri
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
37/62
Metabolizma ekilde kontroledilir
Aktivitesi salam deiikliklerle kontrol edilen
enzimler ile, Hormonal dzenleme ile, ayrca:
enzim deriiminin hcre iinde dzenlenmesiile salanr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
38/62
Metabolizmann genel tanm
Canldaki kimyasal deiimlerin toplam iinde:
gda maddeleri kullanlabilir enerjiye
dntrlr. Karmak biyolojik molekller bu enerjiden ve
bu hammaddeden temel alarak oluur.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
39/62
Biyoenerjetik tanm
Enerji kullanm: canl organizma iin temeldir.
Biyoenerjetik: canl hcrelerdeki enerji
aktarmlarn nicel olarak inceleyen bilimdaldr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
40/62
Katabolizma
Sindirilen gda maddelerinin daha da altbirimlere paralanmasn ierir.
Depo enerji de bu yolla karbonhidrat, lipid veproteini kullanlabilir enerji formlarnadntrr.
Byk karmak molekller daha kk
molekllere dnr (CO2 ve H2O gibi).
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
41/62
Anabolizma
Biyosentez tepkimelerinde byk, karmakmolekllerin:
kk nc molekllerden olumas iletanmlanr.
Enerji harcanmasn gerektirir.
Bu harcama ATP ve NADPH eklinde olur.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
42/62
Katabolizma
Katabolik tepkimeler oksijen harcanmasngerektirir.
r. Sinir impuls iletimi,
kas kaslmas,
byme ve;
hcre blnmesi.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
43/62
ATP
Adenozin-5-trifosfat
Prin nkleotidlerden adenin:
Bir glikozidik baa D-riboz balants ile balolup,
ekerin beinci karbonunda fosfat eklenmitir.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
44/62
ATP
adet fosfor grubu ierir:
Bunlar 5 riboz karbonuna fosfoanhidrit balarile baldr.
Dier iki u(terminal) fosfor gruplar(r. etave gamma fosfatlar) yksek enerji ieren fosforbalardr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
45/62
ATPnin yaps
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
46/62
Piridinnkleotidleri:
Piridin nkleotid koenzimleri:
NADH / NAD+
ve NADPH / NADP+
nikotinamid trevi olan (niyasin, vitamin B3)tarafndan sentezlenir.
Elektron tayc olarak grev yaparlar.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
47/62
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
48/62
Flavin koenzimleri:
Flavin trevleri:
FAD ve FMN:
FAD (flavin adenin dinkleotid) FMN (flavin mono nkleotid)
Besinler ile alnan riboflavin (B2 vitamini).
Bu bileiklerin temel yapsn oluturur.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
49/62
Flavinler:
Srekli olarak indirgenme-ykseltgenme(red-oks) tepkimelerindeki enzimlere balanr ve,
burada katalitik mekanizmann bir sonucuolarak;
bu tepkimelerde elektron taycln temelgrev olarak stlenir.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
50/62
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
51/62
Kimyasal tepkimelerde enerji
deiimini belirten baz nicelifadeler:
G: Gibbs Serbest Enerjisi
G = Serbest enerji deiimi
- G = eksergonik tepkime (serbest enerji
salan)
+ G = endergonik tepkime (serbest enerjialan)
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
52/62
Kimyasal tepkimelerde enerji
deiimini belirten baz nicelifadeler:
H: Entalpi (s miktar) -H: eksotermik
+H: endotermik
S: Entropi +S = entropi art
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
53/62
Kimyasal tepkimelerde enerji
deiimini belirten baz nicelifadeler:
Sabit scaklk ve basnta:G = H - TS
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
54/62
Kimyasal tepkimelerde enerjideiimini belirten baz nicel ifadeler:
Herhangi bir hcre ii tepkime isteniyor ve
tercih ediliyorsa, S : +
H: -
G : - deerlie sahiptir.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
55/62
Serbestenerji ve hcreler
Standard serbest enerji deiimi (Gr) Kdengeiledoru orantldr.
Tepkimeyegiren ve oluan rnlerdenge
oluanakadardeiim gsterir. Tepkimeyegiren ve oluan rnlerderiimi ve
denge hali Kdengeyi ortaya karr.
Standard sabitler: Gr ve Kdenge iin
25oC pH=7
Su= 55.5M
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
56/62
Biyokimyasal tepkimelerde:
G=0, dengeyi belirler.
Standard sabitlerin deeri:
25o
C (298o
K) pH=7
Su= 55.5M
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
57/62
Standard serbestenerji ile denge
arasndaki balant
G0 olarak ifadeedilir.
Kdenge ve G0
: G0 = -RT ln Kdenge
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
58/62
Standard serbestenerji ile denge
sabiti arasndaki balant
EerKdenge = 1.0, G0 = 0
EerKdenge = >1.0, G0
eksi deerliktedir. EerKdenge =
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
59/62
Standard serbestenerji deiimleri
toplanabilir.
rnek: Glukoz-6-fosfatsentezi
Glukoz + Pi Glukoz-6-fosfat + H2
0
ATP + H20 ADP + Pi
ATP + Glukoz ADP + Glukoz-6-fosfat
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
60/62
Asetil Co-A
Aerobik artlardaglukozykmnn (glikoliz)son rn:
piruvik asit(pirvat).
Pirvattansonraki basamakta:
asetil koenzim A (asetil CoA) sentezlenerek
sitrikasit dngsnezemin hazrlanr.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
61/62
Asetil Co-A
Karbonhidrat metabolizmasnda,
asetil CoA:
Glikoliz ve sitrik asit dngs arasndakibalantysalar.
-
8/4/2019 111 Biyokimya Ders 6
62/62
Yararlanlan kaynaklar:
top related