Basispracticum Biologische Chemie - Biochemistry

Basispracticum Biologische Chemie - Biochemistry Basispracticum Biologische Chemie - Biochemistry

biochemistry.wur.nl
from biochemistry.wur.nl More from this publisher
21.09.2013 Views

ΔE = ΔE 0 - (RT/nF) x ln( [C].[D]/[A].[B]. [H + ]). Dit is de wet van Nernst. Als je de [H + ]-term uit de logaritme haalt, de ln omzet in een 10log (factor 2.3) en bij 20 °C werkt wordt de RT/nF ln term 0.0591/ n log. De Nernst formule wordt dan: ΔE = ΔE 0 - 0.0591/n x log (1/[H + ]) - 0.0591/n x log( [C].[D]/[A].[B]). De ΔE 0 geldt voor een [H + ] van 1 M dus pH = 0. In de biochemie worden de standaard redox potentialen vaak bij pH = 7 gegeven. De H + -afhankelijke term is dan in de E 0 verwerkt. Als er in een redox reactie één proton of meerdere protonen (het aantal protonen = p) zijn betrokken dan beinvloedt de pH de niet-concentratie term volgens de volgende formules ΔE 0 - 0.0591/n x log (1/[H + ] p ). pH = -log[H + ]. ΔE 0 - 0.0591/n x p x pH De concentratie onafhankelijke term van het redoxkoppel pyruvaat/lactaat neemt 0.059 V per pH eenheid af (p = 2 en n=2) en dat van het redox koppel NAD + /NADH 0.0295 V per pH eenheid (p = 1 en n=2). In de Excel sheet die beschikbaar is via de internet site van dit vak (Blackboard of http://biochemistry.wur.nl/pbc/index.html) worden de hierboven behandelde redox reacties via berekeningen nader toegelicht. Voorts bevat de Excel sheet een voorbeeldberekening van de vrije energie van de reactie. Deze kan gebruikt worden om de experimentele data in te voeren van de door je bepaalde evenwichtsconcentraties. De verkregen ΔG 0 kan dan vergeleken worden met de theoretische ΔG 0 die uit de standaard redox potentialen volgt. COMPUTER GRAPHICS VAN LDH (LDH-3) Er wordt van uitgegaan dat je het theoretisch deel van deze proef heeft bestudeerd. De onderstaande opdrachten moet je uitvoeren via het programma “Swiss pdb Viewer” dat op de computers die op de practicumzaal staan, aanwezig is. Indien je dit experiment nog eens wilt herhalen, kunt je de benodigde files via de Internet site van dit practicum ophalen. Hieronder staat een beknopte handleiding van de Swiss pdb Viewer waarin wordt aangegeven hoe men de verschillende opdrachten kan uitvoeren. Na de hand van de resultaten op het scherm bent je in staat de gestelde vragen in het verslag te beantwoorden. Het bekijken van de structuur van eiwitten met het programma Swissview op de PC. Zorg ervoor dat het Control Panel aanwezig is. Dit kan tevoorschijn geroepen worden via de tab ‘Window’ als er een pdb file is geladen. - Het op het scherm zetten van een structuur: klik op ‘File’, ‘Open PDBfile’. De files met de structuren (extensie pdb) bevinden zich in de practicumcomputers in de directory D:\practicum of elders. De moleculen worden weergegeven als een draadstructuur gekleurd naar atoomtype. - 38 -

- Het werken met het Control panel: haal het Control panel te voorschijn door op ‘Window’, ‘Control panel’ te klikken. Hierin staat de sequentie met een aantal attributen. Let op: als je meerdere structuren in één scherm hebt geladen, geeft de naam linksboven in het Control panel aan welke structuur actief is. Als je op die naam klikt, krijg je een lijst met alle geladen structuren en kun je een andere selecteren dan de actieve structuur. Een vinkje in het hokje ‘visible’ onder de naam geeft aan of een structuur zichtbaar is; door hierop te klikken kun je een structuur laten verdwijnen. Je kunt aminozuren of andere residuen selecteren in de lijst door op de naam te drukken met de linker muistoets. Een geselecteerd aminozuur wordt rood weergegeven in de lijst. Met de ‘Ctrl’ of ‘Shift’ toets ingedrukt kun je meerdere residuen selecteren. - Het kleuren van een (deel van een) molecuul: a) klik op ‘Color’ en kies een optie, bijv.: ‘by CPK’: deze optie kleurt op atoomtype (CPK-kleuren: wit: C; blauw: N; rood: O; geel: S); ‘by layer’: hiermee kan je een verschillende kleur aan twee over elkaar geprojecteerde moleculen geven. b) voor het kleuren van een deel van een molecuul of een afzonderlijk aminozuur/ cofactor: zoek de residuen die je wilt kleuren (bijv. NAD) op in het Control panel (let op als je meerdere structuren geladen hebt dat de goede structuur actief is), klik op het blokje achter de naam van het residu. Op het scherm dat verschijnt kun je nu een kleur kiezen. Om de kleurinstelling van een item ongedaan te maken, moet het item worden geselecteerd en het kleurinstelwindow zonder selectie via het indrukken van de enterknop worden afgesloten. - Het maken van een Stick of CPK structuur: ‘Ball-and-Stick’ is niet mogelijk, wel een ‘stick’ structuur. Klik op ‘Display’, ‘Use Open GL rendering’ en daarna nog eens op ‘Display’, ‘Render in solid 3D’. Beide opties zijn nu ‘aangevinkt’. ‘CPK’ (of ‘Van der Waals’) structuur kan worden weergegeven door in het Control panel achter de naam van een residu met de linker muisknop te klikken in de kolom gemerkt ‘::ν’. (dit werkt alleen als ‘Use Open GL rendering’ en ‘Render in solid 3D’ geselecteerd zijn). Klikken met de ‘Shift’ knop ingedrukt geeft alle residuen als CPK weer. - Het verplaatsen/inzoomen/roteren van structuren op het scherm: dit gebeurt met de tweede t/m vierde knop van de knoppenbalk. Hand: verplaatsen; vierkant: in/uitzoomen; gebogen pijl (default): draaien. De beweging wordt uitgevoerd door de muis te bewegen met de linker muisknop ingedrukt (N.B.: de cursor moet zich bevinden in het scherm waarin de afbeelding staat). Als je structuur ‘kwijt’ bent, klik dan op de meest linkse knop in de knoppenbalk. De structuur verschijnt dan weer midden op het scherm. - Het identificeren van atomen: klik op de achtste knop van de knoppenbalk (met plaatje ‘Leu 41 ?’). Klik vervolgens op een atoom in de structuur. Je krijgt dan iets als ‘Met54CE’ op je scherm. Dit betekent dat je hebt geklikt op het C-ε atoom van aminozuur 54, een methionine. Om de labels weer te verwijderen: klik op ‘Display’, ‘Label kind’, ‘Clear user labels’. - Het meten van afstanden tussen atomen: klik op de vijfde knop van de - 39 -

ΔE = ΔE 0 - (RT/nF) x ln( [C].[D]/[A].[B]. [H + ]).<br />

Dit is de wet van Nernst. Als je de [H + ]-term uit de logaritme haalt, de ln omzet<br />

in een 10log (factor 2.3) en bij 20 °C werkt wordt de RT/nF ln term 0.0591/<br />

n log. De Nernst formule wordt dan:<br />

ΔE = ΔE 0 - 0.0591/n x log (1/[H + ]) - 0.0591/n x log( [C].[D]/[A].[B]).<br />

De ΔE 0 geldt voor een [H + ] van 1 M dus pH = 0. In de biochemie worden de<br />

standaard redox potentialen vaak bij pH = 7 gegeven. De H + -afhankelijke<br />

term is dan in de E 0 verwerkt. Als er in een redox reactie één proton of meerdere<br />

protonen (het aantal protonen = p) zijn betrokken dan beinvloedt de<br />

pH de niet-concentratie term volgens de volgende formules<br />

ΔE 0 - 0.0591/n x log (1/[H + ] p ). pH = -log[H + ].<br />

ΔE 0 - 0.0591/n x p x pH<br />

De concentratie onafhankelijke term van het redoxkoppel pyruvaat/lactaat<br />

neemt 0.059 V per pH eenheid af (p = 2 en n=2) en dat van het redox koppel<br />

NAD + /NADH 0.0295 V per pH eenheid (p = 1 en n=2). In de Excel sheet<br />

die beschikbaar is via de internet site van dit vak (Blackboard of http://biochemistry.wur.nl/pbc/index.html)<br />

worden de hierboven behandelde redox<br />

reacties via berekeningen nader toegelicht. Voorts bevat de Excel sheet een<br />

voorbeeldberekening van de vrije energie van de reactie. Deze kan gebruikt<br />

worden om de experimentele data in te voeren van de door je bepaalde<br />

evenwichtsconcentraties. De verkregen ΔG 0 kan dan vergeleken worden<br />

met de theoretische ΔG 0 die uit de standaard redox potentialen volgt.<br />

COMPUTER GRAPHICS VAN LDH (LDH-3)<br />

Er wordt van uitgegaan dat je het theoretisch deel van deze proef heeft<br />

bestudeerd. De onderstaande opdrachten moet je uitvoeren via het programma<br />

“Swiss pdb Viewer” dat op de computers die op de practicumzaal<br />

staan, aanwezig is. Indien je dit experiment nog eens wilt herhalen, kunt je<br />

de benodigde files via de Internet site van dit practicum ophalen.<br />

Hieronder staat een beknopte handleiding van de Swiss pdb Viewer waarin<br />

wordt aangegeven hoe men de verschillende opdrachten kan uitvoeren. Na<br />

de hand van de resultaten op het scherm bent je in staat de gestelde vragen<br />

in het verslag te beantwoorden.<br />

Het bekijken van de structuur van eiwitten met het programma Swissview<br />

op de PC. Zorg ervoor dat het Control Panel aanwezig is. Dit kan<br />

tevoorschijn geroepen worden via de tab ‘Window’ als er een pdb file is<br />

geladen.<br />

- Het op het scherm zetten van een structuur: klik op ‘File’, ‘Open PDBfile’.<br />

De files met de structuren (extensie pdb) bevinden zich in de practicumcomputers<br />

in de directory D:\practicum of elders. De moleculen<br />

worden weergegeven als een draadstructuur gekleurd naar atoomtype.<br />

- 38 -

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!