chp1 Flashcards
Describe the basic pathway from plants
- CO2 + H2O = photosynthesis
—> primary carbon metabolism - carbs —> pyruvate —> acetyl coA (shikimic acid pathway)
- Acetyl coA
a) acetate- melonate pathway
—> fatty acids
—> polyketides —> aromatic compounds
b) acetate- mevalonate pathway = terpenoids
what are πολυκετίδια
= μια μεγάλη κατηγορία φυσικών προϊόντων, ταξινομημένων με βάση τη βιοσύνθεσή τους
= nCH₃CO₂H → —[CH₂CO]ₙ—
—> Η ποικιλομορφία της δομής τους προκύπτει από πολυ-β κετο αλυσίδες, οι οποίες σχηματίζονται μέσω συμπύκνωσης μονάδων οξικού οξέος (C₂)
Name different compounds that belong to πολυκετίδια
- Πολυακετυλένια
- Μακρολιδικά αντιβιοτικά
- Αρωματικές ενώσεις eg ανθρακινόνες + τετρακυκλίνες
What is the basic component needed to form the natural products made from οξικού ιόντος
Καταλύεται από ένζυμα που έχουν συνένζυμο Α
—> αποτελεί βασική ομάδα για την βιοσύνθεση ενώσεων από το μονοπάτι αυτό
—> Συμπύκνωση μονάδων οξικού ιόντος δίνει μακρές αλυσίδες ή δομές δακτυλίων
what needs to be done to get β πολυκετόνες from acetyl coA
Μονάδες οξικού όταν συνδεθούν μεταξύ τους χωρίς να αναχθούν δίνουν β-πολυκετομεθυλενικό οξύ, από τις οποίες σχηματίζονται αρωματικά παράγωγα
—> Το οξύ συμπυκνώνεται περισσότερο προς ενδιάμεσες β πολυκετόνες
—> β-πολυκετόνες των οποίων κάθε δεύτερο άτομο άνθρακα είναι συνδεδεμένο με ένα οξυγόνο (κετονικό καρβονύλιο)
—> μέσω ενζυμικών αντιδράσεων, μεσολαβούμενων από τις PKSs (polyketide synthases, συνθάσες πολυκετιδίων)
what type of reactions can B-polyketones undergo
- Αλδολικές συμπυκνώσεις
- αναγωγές
- αλκυλιώσεις
- αφυδατώσεις
- οξειδώσεις
—> Σχηματισμός ΠΟΛΥΚΕΤΙΔΙΩΝ
Give all the compounds that can be made using the Οδός ακυλοπολυμηλονικού
- Αρωματικά Πολυκετίδια
- Λίπη και Κηροί
- Ανθρακινόνες
- Φλαβονοειδή (μικτή βιοσύνθεση με σικιμικό οξύ)
- Μακρολίδια
List all the compounds that can be made using the Οδός του Μεβαλονικού οξέος
- Τερπένια και παράγωγα
- Ιριδοειδή και Σεκοϊριδοειδή (τερπένια)
- Σαπωνίνες
- Στεροειδή
- Καρδιακοί Γλυκοζίτες
- Βιταμίνες
- Κανναβινοειδή
what is responsible for the μεγάλη μοριακή διαφοροποίηση of πολυκετίδια
Η εξαιρετικά μεγάλη μοριακή τους διαφοροποίηση μπορεί τελικά να απλουστευθεί βάζοντας σαν βάση για τη βιοσύνθεσή τους τη σύζευξη C2 δομικών μονάδων μέσω αλληλουχίας αλδολικών αντιδράσεων και συμπυκνώσεων Claisen.
Explain what the theoretical hypothesis about πολυ-β-κετο αλυσίδα formation was vs what it actually turned out to be
Σχηματίζεται μέσω διαδοχικών αντιδράσεων συμπύκνωσης Claisen:
- Δύο μόρια ακετυλο-CoA υποβάλλονται σε συμπύκνωση Claisen
- σχηματίζοντας ακετοακετυλο-CoA
- η διαδικασία επαναλαμβάνεται για την παραγωγή πολυ-β-κετοεστέρων
Μελέτες ενζύμων ωστόσο έδειξαν ότι η διαδικασία είναι πιο πολύπλοκη από την αρχική θεωρία: (slide 15)
- Η βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων ξεκινά με την καρβοξυλίωση του ακετυλο-CoA σε μαλονυλο-CoA
- μέσω ATP, CO₂ (HCO₃⁻) και του συνενζύμου βιοτίνη
what is the specific function that Μηλονυλο-συνένζυμο Α is responsible for in the formation of β- πολυκετίδιο
= extender unit
Η επέκταση της αλυσίδας σχηματίζει το δραστικό β-πολυκετίδιο,
—> το οποίο μπορεί να σταθεροποιηθεί στην επιφάνεια ενός ενζύμου (συνθάση) μέχρι να φτάσει στο κατάλληλο μέγεθος για τις επιθυμητές κυκλοποιήσεις
what’s the difference when we need to form fatty acid
Στην περίπτωση των λιπαρών οξέων, οι καρβονυλικές ομάδες ανάγονται πριν την εισαγωγή της επόμενης ομάδας μαλονικού (δεν γίνεται αναγωγή στα πολυκετίδια)
—> Μερική αναγωγή των καρβονυλίων στις μικτές ενώσεις των μακρολιδίων
- Η βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων καταλύεται από τη συνθάση των λιπαρών οξέων
- η οποία συνδέει στο καταλυτικό κέντρο του ενζύμου το acetyl-CoA και το malonyl-CoA.
- Στερεοεκλεκτική αναγωγή προς τον β-κετοεστέρα
- Στερεοεκλεκτική αναγωγή προς το κορεσμένο λιπαρό οξύ με τη βοήθεια NADPH ολοκληρώνει την αλληλουχία
how many condensation reactions are needed when forming B-polyketones
Κάθε στάδιο συμπύκνωσης αυξάνει την ανθρακική αλυσίδα κατά 2C
Explain how to abbreviate the molecular shape
slide 20
How can we get the αρωματικά πολυκετίδια
Σύμφωνα με τη βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων, ύστερα από κάθε αλδολική αντίδραση, η ύπαρξη ενός αναγωγικού βήματος μεγαλώνει τη λιπαρή αλυσίδα.
Αν κατά τη διάρκεια της αύξησης της β-πολυκετιδικής αλυσίδας παραλειφθεί το αναγωγικό στάδιο, τότε σχηματίζεται μια β-πολυκετονική αλυσίδα
—> η οποία σταθεροποιείται κατάλληλα σε ένα ένζυμο για να πάρει το επιθυμητό μήκος
—> έπειτα κυκλοποιείται για να δώσει αρωματικά πολυκετίδια (π.χ. ανθρακινόνες)
define λιπίδια
= Ετερογενή ομάδα βιομορίων, τα οποία χαρακτηρίζονται από υψηλή περιεκτικότητα μη πολικών ομάδων στο μόριό τους, ενώ πολικές ομάδες και δεσμοί υδρογόνου καταλαμβάνουν μικρό μέρος του μορίου.
describe the solubility of lipids
Δεν διαλύονται στο νερό, αλλά είναι διαλυτά σε οργανικούς διαλύτες μικρής πολικότητας (π.χ. εξάνιο, αιθέρας).
describe the similarities and differences between λίπη και οι κηροί
= Είναι εστέρες αλκοολών με λιπαρά οξέα μακράς αλυσίδας.
Οι δύο ομάδες διαφέρουν ως προς την αλκοόλη:
- στα λίπη είναι ΠΑΝΤΑ η γλυκερόλη
- στους κηρούς μια αλκοόλη μεγαλύτερου μοριακού βάρους, π.χ. κετυλική αλκοόλη.
—> Η βιοσύνθεση των αλειφατικών αλκοολών υψηλού μοριακού βάρους είναι όμοια με εκείνη των λιπαρών οξέων
what are ουδέτερα λίπη ή γλυκερίδια
= Είναι η ποσοτικά επικρατέστερη ομάδα των λιπιδίων στη φύση.
—> Απαντώνται κυρίως σε σπέρματα, ενώ βρίσκονται σε μικρότερο ποσοστό και στους καρπούς, τα φύλλα και τα υπόγεια όργανα
—> Είναι εστέρες της γλυκερόλης με λιπαρά οξέα (κορεσμένα, ακόρεστα, υδροξυ-οξέα)
—> διακρίνονται σε μονο-, δι- και τρι-γλυκερίδια ανάλογα με τον αριθμό των εστερικών δεσμών
—> Όταν και οι τρεις αλκοολικές ομάδες της γλυκερόλης είναι εστεροποιημένες με το ίδιο οξύ, το τριγλυκερίδιο χαρακτηρίζεται ως ομογενές
—> ενώ όταν είναι εστεροποιημένες με 2-3 διαφορετικά οξέα, τότε χαρακτηρίζεται ως μικτό
In neutral lipids, describe 2 σημαντικές ιδιότητες των
γλυκεριδίων
- Παρουσία υγρασίας είναι δυνατή η υδρόλυσή τους. Αυτό επιτυγχάνεται επίσης με την επίδραση ενζύμων ή με έκθεση στον αέρα και το φως
- Γλυκερίδια τα οποία περιέχουν ακόρεστα οξέα δύνανται να οξειδωθούν και κατόπιν να πολυμεριστούν προς σχηματισμό αδιάλυτων ρητινωδών ουσιών.
what are the 2 subtypes of γλυκερίδια
- Λίπη
= τα γλυκερίδια τα οποία είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου και περιέχουν κορεσμένα και μεγάλου μοριακού βάρους λιπαρά οξέα (π.χ. παλμιτικό, αραχιδικό). - έλαια
= Τα γλυκερίδια τα οποία είναι υγρά σε θερμοκρασία δωματίου και πλούσια σε ακόρεστα ή μικρού μοριακού βάρους λιπαρά οξέα (ελαϊκό, λινολεϊκό)
explain what forms λίπη industrially
Βιομηχανική επεξεργασία των (ακόρεστων) ελαίων με καταλυτική υδρογόνωση
what are the 3 methods used in industry to make λίπη και έλαια από φυτικές πρώτες ύλες
- Πίεση εν ψυχρώ (cold pressing)
- Πίεση εν θερμώ (hot pressing)
—> επιτυγχάνεται υψηλότερη απόδοση σε σχέση με την πρώτη μέθοδο
—> αλλά χαμηλότερη ποιότητα λόγω δημιουργίας διαφόρων ανεπιθύμητων συστατικών (artefacts)
- Εκχύλιση με διαλύτη (solvent extraction)
—> λαμβάνονται υψηλής ποιότητας μαγειρικά έλαια
what are the compounds of λίπη των ζώων made of
- Περιέχουν μεγάλες ποσότητες γλυκεριδίων κορεσμένων λιπαρών οξέων
- Χαρακτηριστικός είναι ο cis-διπλός δεσμός ο οποίος εμφανίζεται στη θέση-9 των C16 και C18 λιπαρών οξέων και προέρχεται από την ∆9 αφυδρογονάση.