Chemical Biology 03 Blood Biomolecular Structure II Fats

Chemical  Biology  03   BLOOD   Biomolecular  Structure   Lecture  3:  9/13/10   What  holds  Atoms  together?    bonds     Covalent  Molecules   •    Ionic  bonds,  electrosta7c   a8rac7on  keeps  charged  atoms   together   •very  strong,  but  can  be  broken   by  water      example:  __________   •    Covalent  bonds:  electrons  are   shared  between  atoms  in  bonds   •  weaker  than  ionic,  but  can  not   be  broken  by  water  (example   ________)   •  only  Outermost  electrons   (valence)  interact   •Single  bonds:  weaker  bonds,   longer,  and  atoms  can  rotate   •Double  bonds  and  Triple  bonds:   stronger,  shorter  bonds:  atoms   can  not  rotate  (bond  is  more   rigid)   It  all  comes  back  to  the  periodic  table   Rows  go  horizontally:  1st  row,  H,  He;  2nd  row,  Li,  Be,  B,  C,  N,  O,  F,  Ne;  3rd  row..   Columns  go  ver7cally  and  have  same  number   of  electrons  in  their  valence  shells     How  is  Bonding  related  to  Valence?   Valence  Number:     1. Valence  number  of  an  element  is  the  typical  number  of  ______  it  makes  with   other  atoms.     2. Each  element  is  different  in  the  number  of  bonds  it  prefers  to  make.    Why?     3. Each  single  bond  is  made  of  ___  shared  electrons.   Valence  Electrons:   1. How  do  you  determine  number  of  valence  electrons    owned  by  each  element?       2. When  bonds  are  made,  each  atom  tries  to  ______  its  outer  shell.   3. The  number  of  electrons  needed  to  fill  up  the  outer  shell  is  ___  (1st  Row),  _____   (2nd  Row),  or  _______  (3rd  row)       To  understand  Biological  Molecules,   we  need  to  understand  bonding   • To  understand  bonding,  we  need  to  understand  electrons:   1. For  a  neutral  atom,  the  number  of  electrons  equals  the   number  _____________   2. For  a  neutral  atom,  the  total  number  of  electrons  is  the   same  as  the    _____________   3. Inner  shell  electrons  are  buried  and  don’t  interact  with  the   environment   4. Outershell  (valence)  electrons  can  be  shared  in  bonds  or   unshared  in  lone  pairs   5. The  number  of  outershell  electrons  is  the  same  for  each  of   the  elements  in  a    ____________  in  the  periodic  table     How  is  Bonding  related  to  Valence?   Represen7ng  Molecules       Chemical  Structure  of   some  Sugars   •Glucose,  one  of  many  sugars   that  our  body  can  use,  is  an   aldo-­‐sugar,  with  the  double   bonded  oxygen  at  the  end  of  the   chain.   •Glucose  is  used  directly,  many   others  are  converted  into   glucose   •Both  six  carbon  sugars   (hexoses)  and  five  carbon  sugars   (pentoses)  are  used     Carbohydrate:  Simple  and  Complex   • All  sugars  have  the  suffix:  -­‐ose   • Simple  sugars  (glucose,  fructose,   lactose)  are  monosaccharides     • Complex  Sugars  are  two  or  more   simple  sugars  a8ached  together   • the  disaccharide  sucrose,  is  1   glucose  +  1  fructose  a8ached   together     • polysaccharides:  such  as  glycogen   are  used  to  store  carbs  in  liver   and  muscle  for  later  and  cellulose   in  plants   SUCROSE   Carbohydrate:  Simple  and  Complex   • All  sugars  have  the  suffix:  -­‐ose   • Simple  sugars  (glucose,  fructose,   lactose)  are  monosaccharides     • Complex  Sugars  are  two  or  more   simple  sugars  a8ached  together   • the  disaccharide  sucrose,  is  1   glucose  +  1  fructose  a8ached   together     • polysaccharides:  such  as  glycogen   are  used  to  store  carbs  in  liver   and  muscle  for  later  and  cellulose   in  plants   Don’t  be  confused  that  now  glucose  is   shown  as  a  hexagon,  and  fructose  as   a  pentagon,  they  both  like  to  cyclize!   Carbohydrate:  Simple  and  Complex   • All  sugars  have  the  suffix:  -­‐ose   • Simple  sugars  (glucose,  fructose,   lactose)  are  monosaccharides     • Complex  Sugars  are  two  or  more   simple  sugars  a8ached  together   • the  disaccharide  sucrose,  is  1   glucose  +  1  fructose  a8ached   together     • polysaccharides:  such  as  glycogen   are  used  to  store  carbs  in  liver   and  muscle  for  later  and  cellulose   in  plants   Ques7ons  I’d  like  to  Ask   Ques7ons  Others  Asked   The  ABO  blood  group  differ  in  the  kind   of  sugars  on  the  red  blood  cell     • They  are  produced  by  a   series  of  reac7ons  in  which   enzymes  catalyze  the   transfer  of  sugar  units  to   the  outer  membrane  of  the   red  blood  cells.     • A  person's  DNA  determines   the  type  of  enzymes  they   have,  and,  therefore,  the   type  of  sugar  that  end  up  on   their  red  blood  cells   •   The  ABO  blood  group  differ  in  the  kind   of  sugars  on  the  red  blood  cell     • They  are  produced  by  a   series  of  reac7ons  in   which  enzymes  catalyze   the  transfer  of  sugar  units   to  the  outer  membrane  of   the  red  blood  cells.     • A  person's  DNA  determines   the  type  of  enzymes  they   have,  and,  therefore,  the  type   of  sugar  that  end  up  on  their   red  blood  cells   •   The  ABO  blood  group  differ  in  the  kind   of  sugars  on  the  red  blood  cell     • The  func7ons  of  many  of   the  blood  group  an7gens   are  not  known,  and  if  they   are  missing  from  the  red   blood  cell  membrane,  there   is  no  ill  effect.     • This  suggests  that  if  the   blood  group  an7gens  used   to  have  a  func7on,  e.g.,  one   par7cular  blood  group   an7gen  made  red  blood   cells  more  resistant  to   invasion  from  a  parasite,  it   is  no  longer  relevant  today.   Blood  type  O   • People  with  blood  type  O  are  said   to  be  "universal  donors"  because   their  blood  is  compa7ble  with  all   ABO  blood  types.     • It  is  also  the  most  common  blood   type  in  popula7ons  around  the   world,  including  the  USA  (1)  and   Western  Europe  (2,  3).     • Among  indigenous  popula7ons  of   Central  and  South  America,  the   frequency  of  O  blood  type  is   extremely  high,  approaching   100%.  It  is  also  high  among   Australian  aborigines.   Blood  Type  A   • Type  A  is  common  in  Central   and  Eastern  Europe.  In   countries  such  as  Austria,   Denmark,  Norway,  and   Switzerland,  about  45-­‐50%  of   the  popula7on  have  this  blood   type,  whereas  about  40%  of   Poles  and  Ukrainians  do  so.   • The  highest  frequencies  are   found  in  small,  unrelated   popula7ons.  For  example,   about  80%  of  the  Blackfoot   Indians  of  Montana  have   blood  type  A.   Blood  type  B   • Blood  type  B  is   rela7vely  common  in   Chinese  and  Indians,   being  present  in  up  to   25%  of  the  popula7on.     • It  is  less  common  in   European  countries  and   Americans  of  European   origin,  being  found  in   about  10%  of  these   popula7ons.   Blood  type  AB  is  the  least  common   • Blood  type  AB  individuals   are  known  as  "universal   receivers"  because  they   can  receive  blood  from   any  A,  B,  or  O  type.     • It  is  also  the  rarest  of  the   blood  groups.  It  is  most   common  in  Japan,  regions   of  China,  and  in  Koreans,   being  present  in  about   10%  of  these  popula7ons.