Biochemistry

1. Biochemistry Dr.Nazeha A. Khalil

2. الكيمياء الحيوية • هي أحد فروعالعلوم الطبيعيةالتى تختص بدراسة التركيب الكيميائيلأجزاءالخليةفي مختلف الكائنات الحية • علم كيمياء الحياةنظراً لارتباط الكيمياء الحيوية بالحياة، فقد ركزالبحث على دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية • تتعامل بشكل كبير مع التركيب والوظيفة والتداخلات بين مكونات الخلية مثلالدهونوالكربوهيدراتوالبروتينات • تدرس الخصائص الكيميائية للجزيئات الحيوية الهامة مثل البروتينات وخصوصا التفاعلات التي تحفز عن طريقالإنزيمات والمتعلقةبالعمليات الأيضيةداخل الخلية. وهناك مجالات أخرى تشملالمادة الوراثية (DNA,RNA)، ونقل المواد من خلال غشاء الخلية.

3. البوليمرات الحيوية Biopolymers • هذه الجزيئات كبيرة ومعقدة و تتكون من وحدات متكررة متشابهة تسمى كل وحدة مونومر. • الفئات الأربع الرئيسة من الجزيئات هي الكربوهيدراتوالدهونوالبروتيناتوالأحماضالنووية. • الكربوهيدرات مكونة من مونومرات تسمىالسكريات الأحاديةمثلالجلوكوزوالفركتوز. • البروتينات جزيئات كبيرة جدا تتكون من مونومرات تسمى الأحماض الأمينية (20 حمض أميني). • الدهونالمكون الأكبرلهاالجليسريدات الثلاثية في الجسم وتتكون من جزيء جليسرول مع ثلاثة جزيئات من الأحماض الدهنيةالتى تعتبر في هذه الحالة هي المونومرات.

4. الدهون • تركيبهاالعام غير قطبي أو كاره للماء (hydrophobic), بمعنى أنه لا يتفاعل مع المذيبات القطبية مثل الماء. جزء آخر من تركيبها هو الجزء المحب للماء (hydrophilic) ويكون له القابلية للارتباط بالمذيبات القطبية. مما يجعل جزيء الدهون محب وكاره للماء في نفس الوقت . • آخر نواتج لعملية هضمالدهون في الجسمهيأحماض دهنية وجليسرول

5. الأحماض النووية • الأحماض النووية سميت بهذا الاسم بسبب وجودها داخل نواة الخلية فهى توجد في كل الخلايا الحية لكونها المادة الوراثية للخلية. • الحامض النووي هو جزيء كبير, معقد, وزنه الجزيئي عال, تتكون من سلسلة من النيوكليوتيدات ويحمل الصفات الوراثية. • والمونومرات المكونة لها تسمى نيوكليوتيدات • كل نيوكليوتيدة تتكون من ثلاثة أجزاء: قاعدة نيتروجينية (إما بيورين أو بيريميدين), وسكر خماسي, ومجموعة فسفور. النيوكليوتيدات تختلف عن بعضها في نوع السكر وفي نوع القاعدة النيتروجينية. • أكثر الانواع شيوعا هي الحامض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين (DNA) والحامض النووي الريبوزي (RNA).

6. الأحماض النووية • هي الجزيئات التي تكون الـحامض النوويDNA, وهي مادة مهمة تستخدمها الكائنات الحية لتخزين المعلومات الوراثية. • أشهر أنواع الأحماض النووية هي الحامض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين (deoxyribonucleic acid) والحامض النووي الريبوزي (ribonucleic acid) المونومرات التي تكونهم تسمى النيوكليوتيدات (nucleotides) • هذه النيوكليوتيدات هي أدينين, جوانين, سيتوسين, ثيمين, ويوراسيل. • A-T and U • T-A • C and G

7. علاقة الكيمياء الحيوية بغيرها من العلوم الحيوية • (اهم المصادر الغذائية ، الفوائد الصحية والغذائية ،كيفية تأثيرها الحيوى في الصحة و المرض مع توضيح ذلك   • Polypeptide • Polyphenols • Polysaccharides • Inulins 

21. علم الكمياء لحيوية • صحة الانسان • السرطان • الزهيمر • السكر • الامراض المعدية • البيوتكنولوجى • تحسن المحاصيل • حماية البيئة • صحة وجودة المخزون • تحسن وجودة المنتجات المصنعة • البحث • تكوين وتركيب البروتين • تكوين وتركيب الجينات • تكوين وتركيب الانزيمات • تعلم الأحياءو الطب( معرفة الإنزيمات، الأطباء في تشخيص أمراض معينة للعظام والكبد). • اكتشاف المضادات الحيويّة التى تستعمل لمعالجة أنواع من الأمراضكما تساعد في إيجاد أدوية أكثر فعالية. • أبحاث الزراعة(استعمل المزارعون نتائجها لتطوير المحاصيل ورفع جودتها وتوسيع مدى القدرة على الإنتاج).

22. علم الكيمياء الحيوية تم تقسيمها إلى ثلاثة اتجاهات رئيسية وهي: • دراسة التركيب الكيميائي لمكونات الخلايا من حيث النوع والكم، وسمى بالكيمياء الحيوية التركيبية. • دراسة فزيولوجية لمكونات الخلايا الحية والتحولات الغذائية وإنتاج الطاقة، وسمى بالكيمياء الحيوية الفسيولوجية والحركية. • دراسة وظيفة المركبات الحيوية داخل الخلايا والعلاقة بينها وبين وظائف الاعضاء والانسجة، وسمى بالكيمياء الحيوية الوظيفية.

23. الليبيدات • غير ذاب بالماء أو موادا غير قطبية ذات أصل عضوي : بما في ذلك المواد الشمعية waxes, • , fat-soluble vitamins (such as vitamins A, D, E, and K),, الجلسريدات الثلاثيةtriglyceride (monoglycerides, diglycerides) • تستخدم فى فى صناعة مواد التنظيف ,مصدر للجلسرين والاحماض الدهنية الاساسية , صناعة مواد الطلاء و مشمع الارضيات ومواد التلميع • الليبيدات بسيطة: سلسلة قصيرة (استرات الاحماض الدهنية مع الكحول) مثل حمض الخليك (الخل: CH3-COOH)، حمض البيوتيريك (الزبدة: CH3-CH2-CH2-COOH)، مركبة: (استرات الاحماض الدهنية مع الكحول ومركبات اخرى) • phospholipidsفسفوليبيدات (حامض الفوسفوريك: الليسثين والسيفالين و السفجومايلين) • Glycolipids جليكوليبدات )كربوهيدرات) • lipoproteins الليبوبروتينات)بروتين: مركبات امينية ومنها انزيم الثرومبوكينيز ودورة فى تجلط الدم)

24. امثلة اخرى 14:0 myristic acid 16:0 palmitic acid 18:1 cisD9     oleic acid 18:2 cisD9,12 linoleic acid 18:3 cisD9,12,15   linonenic acid There is free rotation about C-C bonds in the fatty acid hydrocarbon, except where there is a double bond. Each cis double bond causes a kink in the chain, Rotation about other C-C bonds would permit a more linear structure than is shown, but there would be a kink.

25. كولسترول • الكوليسترول (كولسترول أو كوليستيرول) cholesterol عبارة عن مادة شمعية بيضاء طرية عديمة الطعم والرائحة • توجد في الدم وجميع أجزاء الجسم؛ ويستخدم في بناء الخلايا ، فهو موجود في جدار أو غشاء الخلية في الدماغ ، الأعصاب ، العضلات ، الجلد ، الكبد ، الأمعاء والقلب . ويستخدم الجسم الكوليسترول لإنتاج عدة هرمونات ، فيتامين د ، وأحماض الصفراءbile acids التي تساعد على هضم الدهون . • الجسم يحتاج إلى كمية قليلة من الكوليسترول اما الزيادة الكبيرة في كمية الكوليسترول في الدم تؤدي إلى الإصابة بتصلب الشرايين atherosclerosis أو arteriosclerosis وهو عبارة عن ترسب الكوليسترول والدهون في الشرايين بما فيها الشرايين التاجية للقلب coronary arteries وبالتالي تساهم في ضيقها وانسدادها مما يسبب أمراض القلب.

27. خصائص الاحماض الدهنية • الأحماض الدهنيةعبارة عن أحماض كربوكسيلية لديها سلسلة أساسية أليفاتية طويلة وغير متفرعة، والتي يمكن أن تكون إما مشبعة أو غير مشبعة. • خصائص فيزيائية • نقطة الانصهار • نقطة الغليان • الزوبان • خصائص كميائية • تفاعلات مجموعة الكربوكسيل • تفاعلات مجاميع الهيدروكسيل

28. خصائص الاحماض الدهنية 1- توجد في سلاسل مستقيمة.2- تحتوي على أعداد زوجية من ذرة الكربون.3- ذوبانيتها تعتمد على عدد ذرات الكربون للحامض الدهني.• لو كان الحمض الدهني يحتوي على 2 إلى 6 ذرات كربون فإنه يذوب في الماء.• إذا زادت عدد ذرات الكربون في الحامض الدهني عن 6 ذرات، فإنه لا يذوب في الماء ولكن يذوب مذيبات الدهون مثل الإيثر.• أملاح الصوديوم أو البوتاسيوم للأحماض الدهنية (الصابون) تذوب في الماء.4- درجة الإذابة أو الانصهار:• الأحماض الدهنية المشبعة تكون صلبة عند درجة حرارة الغرفة.• الأحماض الدهنية غير المشبعة تكون سائلة على درجة حرارة الغرفة (أي درجة انصهارها أصغر).5- التقطير مع البخار :• الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (من 2 - 6 ذرات كربون) يمكن أن تقطر أو تتطاير مع البخار (أي متطايرة).• الأحماض الدهنية طويلة السلسلة لا يحدث لها تقطير مع البخار (غبر متطايرة).6- يمكنها أن تكون استرات مع الكحول.7- الهدرجة والهلجنة:وهذه إحدى خصائص الأحماض الدهنية غير المشبعة، حيث يضاف الهيدروجين أو الهالوجين من خلال الرابطة الزوجية للحمض الدهني غير المشبع.

29. التصبين • تستخدم الدهون لصنع الصابونفي مصانع الزيوت والصابون • الأحماض الدهنية تتفاعل مع القواعد غير العضوية لانتاج الصابون: الصوديوم (الصابون الصلب) أو البوتاسيوم (الصابون التبويز). مكن تجديدها من الصابون في وجود حمض مثل حمض الهيدروكلوريك: (RCOO -- ك + +RCOOH <=======>حمض الهيدروكلوريك + (كلور -- ك ، +)

30. الهدرجة • الهيدروجين (2H) تحت ضغط من 100 حتي 200، درجة حرارة 200 و400 في وجود عوامل مساعدة ، وخصوصا المعادن الانتقالية مثل البلاتين والنيكل (ني) والزنك، ( الهيدروجين :الأحماض الدهنية غير المشبعة إلى الأحماض الدهنية المشبعة). • الهدرجة(جزئيا أو كليا): الأولى ، يتم تحويل جزء من الأحماض الدهنية غير المشبعة إلى الأحماض الدهنية المشبعة. الانتهاء من المنتجات المطابقة للمواصفات ، ولا سيما من المحتوى الصلب. وفي الثانية ، يتم تحويل كافة الأحماض الدهنية غير المشبعة الى المشبعة. • هدرجة الدهون هو وسيلة لجعل زيوت صلبة أو شبه صلبة (السمن) ، وأقل عرضة للأكسدة (النتانة). وتستخدم الأحماض الدهنية المهدرجة جزئيا في قطاع الصناعات الغذائية، وكمادة حافظة لمنع النتانة ، أو على شكل مزيل العرق . • يتم استخدام الزيوت النباتية المهدرجة كمادة خام لصناعة السمن وكعنصر في الأعمال التحضيرية الأخرى مثل الكوكيز. • وتستخدم بعض الدهون مثل الليسيثين والمستحلبات في السمن والمايونيز والأعمال التحضيرية الأخرى. • يجب إجراء الهدرجة الجزئية بعناية خاصة إذا تم إنتاج الدهون المهدرجة للاستخدام الغذائي والتي تشارك في أمراض تصلب الشرايين (الحد من تجويف الشرايين: تشكيل لويحات مصنوعة من ترسب الدهون).

32. تفاعلات مجموعة الكربوكسيل • اختزال المجموعة الكربوكسيلية :يمكن للكائنات الحية أن تختزل المجموعة الكربوكسيلية بالحامض الدهني الذي يتحول إلى ألدهيد أو كحول أو حتى هيدروكربون.وتوجد الألدهيدات الدهنية في المخ والكحوليات الدهنية في الشمع، كما توجد الكاروتينويدات بالنباتات والسكوالين بالكبد وهي عبارة عن هيدروكربونات طويلة السلسلة. • تكون الأحماض الدهنية استرات نتيجة تفاعل المجموعة الكربوكسيلية مع الكحول وتبعا لنوع الكحول والحمض الدهني تتكون استرات عديدة مثل الدهون والزيوت والشموع وغيرها.