F1190 Úvod do biofyziky Masarykova Univerzita Podzimní semestr 2017 Přednáška z 18.10.2017 Vyučující: Prof. Jiří Kozelka, Biofyzikální Laboratoř, Ústav fyziky kondenzovaných látek, PřF MU, Kotlářská 2, kozelka.jiri@gmail.com

S použitím materiálu z přednášky Texas A&M University

Oxidation is the loss of electrons, reduction is the gain of electrons. Cvičení 1 Ověřte uvedená tvrzení pomocí formalismu oxidačních čísel.

Cvičení 2 Ověřte uvedená tvrzení pomocí formalismu oxidačních čísel. Vysvětlete, proč získání atomu H je spojeno s redukcí.

Strong oxidants Strong reductants Redukce oxidantu probíhá snadno FMN+2H++ 2e-  FMNH2 -0.22 ↔ Biochemická konvence [H+]=10-7 M Oxidace reduktantu probíhá snadno pH = 7 Strong reductants

Standartní redukční potenciály anorganických oxidačně-redukčních párů Chemická konvence [H+]=1 M pH = 0! Vysoká koncentrace [H+] stabilizuje H2  reduktant je méně reaktivní  posun nahoru v tabulce U tabulek oxidačně-redukčních potenciálů nutno brát v úvahu podmínky, pro které platí!

Aktivní místo enzymu alkohol dehydrogenáza, v interakci s 2,2,2-trifluoroetanem (TFE). TFE se váže na aktivní místo, jeho redukční potenciál je však slabší než etanolu, takže k přenosu elektronů nedojde a my můžeme studovat strukturu aktivního místa s tímto „falešným substrátem“.

Vyčíslování oxidačně-redukčních reakcí pomocí oxidačních čísel Cvičení 3 Jedním z nejrozšířenějších kofaktorů oxidačně-redukčních enzymů je Flavin-Adenin-Dinukleotid (FAD) FAD je například kofaktorem enzymu sukcinát-dehydrogenáza. Tento enzym je důležitý při metabolismu cukrů, kde katalyzuje oxidaci sukcinátu (-OOC-CH2-CH2-COO-) na fumarát (-OOC-CH=CH-COO-), přičemž FAD je oxidační činidlo. FAD je přitom redukován na FADH2. Pro regeneraci enzymu je nutné, aby následovně FADH2 byl oxidován zpět na FAD. To se děje pomocí koenzymu NADH, který jsme poznali v jednom z předešlých cvičení. Úkol: vyčíslete reakci sukcinátu s FAD na fumarát a FADH2.

Cvičení 4 The characteristic odor of pineapple is due to ethyl butyrate, a compound containing carbon, hydrogen, and oxygen. Combustion of 2.78 g of ethyl butyrate leads to formation of 6.32 g of CO2 and 2.58 g of H2O. The properties of the compound suggest that the molar mass should be between 120 and 130. What is the molecular formula?