الكيمياء الحيوية

تلعب الإنزيمات دورًا حاسمًا في الأنشطة الأيضية لجميع الكائنات الحية سواء كانت بشرًا أو حيوانات أو نباتات أو كائنات دقيقة ويتم تطبيقها على نطاق واسع في التكنولوجيا الميكروبية وعمليات تشخيصها.

يعتبر الإيلاستين بروتين موجود كألياف في الفراغات خارج الخلية للعديد من الأنسجة الضامة، ويوفر الكولاجين معظم قوة الشد للأنسجة في اليد، وألياف الكولاجين نفسها غير مرنة، لكن الحركة بين ألياف الكولاجين تضفي مرونة على الأنسجة.

لم تنشأ توقعات هاوورث على أنها تصور مبسط ومبسط للسكريات، وفي الواقع، يسبق إسقاط هاوورث (1929) تصوير الكرسي للهكسان الحلقي (1943) ويمثل تحسنًا كبيرًا عن التصوير الأكثر شيوعًا للسكريات الحلقية في ذلك الوقت.

السيانوكوبالامين (المعروف باسم فيتامين ب 12 ) هو فيتامين أساسي معقد للغاية، ويرجع اسمه إلى حقيقة أنه يحتوي على معدن الكوبالت. 

السكريات غير المؤكدة عبارة عن سكريات يتم فيها استبدال الهيدروجين (H) بأحد مكونات الهيدروكسيل (OH) الموجودة على العمود الفقري الكربوني الدوري، وDeoxyribose (الصيغة C5H10O4) هو سكر غير مؤكسد يشكل العمود الفقري للسكر والفوسفات في الحمض النووي.

يعتبر الجلوكوز هو سكر أحادي السكريات، ويحدث في الحالة الحرة في العنب الناضج (سكر العنب) في العسل وكذلك العديد من الفواكه الحلوة، ويكون الجلوكوز هو أحد المكونات الأساسية لدم الإنسان، والذي يطلق عليه سكر الدم.

تتكون الجزيئات الحيوية من الجزيئات الصغيرة، مثل المستقلبات، إلى الجزيئات الكبيرة، مثل البروتينات والكربوهيدرات، وهي مركبات كيميائية تنتجها الكائنات الحية، وهذه الجزيئات الحيوية هي الأساس للكائنات الحية.

في تفاعل التحلل المائي، يشكل الجزيء الأكبر جزئين (أو أكثر) أصغر حجمًا ويتم استهلاك الماء كمتفاعل، ويتضمن التحلل المائي ("hydro"=الماء و"lysis"=break) إضافة الماء إلى جزيء كبير واحد لتقسيمه إلى عدة جزيئات أصغر. 

المجمعات الرئيسية هي نوع سلفهيدريل (ثيول)، ويشتمل الامتزاز في الغالب على تكوين الرابطة الكيميائية، أي الامتصاص الكيميائي.

يعتبر الكاتالاز هو إنزيم كبير متعدد المجالات، ويمكن تقسيم أنواع إنزيمات الكاتالاز إلى فئات، وتوجد بروتينات الكاتالاز في واحدة من الفئات في الغالب في البكتيريا والنباتات وتحتوي على حوالي 500 من بقايا الأحماض الأمينية لكل وحدة فرعية.

يعمل ATP وADP معًا لتوفير الطاقة الخلوية، للحصول على الطاقة، تنفصل إحدى مجموعات الفوسفات عن جزيء ATP، وتطلق الطاقة، وهذا يترك جزيء فوسفات حر وجزيء ADP واحد متبقي.

تحتوي جميع الأطعمة النباتية والحيوانية تقريبًا على حمض البانتوثنيك بكميات متفاوتة، ومن بعض أغنى المصادر الغذائية هي لحم البقر والدجاج واللحوم العضوية والحبوب الكاملة وبعض الخضار.

يعد حمض الفوسفاتيديك من المواد الدهنية المهمة للإشارة، خاصة في الجهاز العصبي المركزي، ويتكون حمض الفوسفاتيديك عن طريق فسفرة دياسيل جلسرين، وهو تفاعل محفز بواسطة (diacylglycerol kinase).

بروميد السيانوجين (CNBr)، وهو مركب يستخدم في البيولوجيا الجزيئية لهضم بعض البروتينات وككاشف اقتران للفوسفورو أميدات أو روابط البيروفوسفات بين النوكليوتيدات في ازدواج الدنا.

يمكن القول بأن ال(Isothiocyanates) جزيئات صغيرة تحدث بشكل طبيعي وتتكون من سلائف الجلوكوزينولات من الخضروات الصليبية، وتُظهر العديد من الأيزوثيوسيانات، الطبيعية منها والاصطناعية.

إن نينهيدرين هو الكاشف القياسي للكشف عن الأحماض الأمينية لأكثر من 50  عامًا، ومع ذلك، لا تتفاعل جميع الأحماض الأمينية بشكل متساوٍ مع النينهيدرين.

يمكن القول بأن الدهون الثلاثية (وتسمى أيضًا الدهون المحايدة أو ثلاثي الجلسرين أو ثلاثي الجلسريدات ) هي نوع شائع وبسيط من الدهون تتكون من ثلاثة أحماض دهنية طويلة السلسلة مؤسترة إلى الجلسرين.

الأسترة هي تفاعل قابل للعكس، مما يعني أنه يمكن أيضًا أن يسير في الاتجاه المعاكس، أي أن الإستر يتفاعل مع الماء لتكوين حمض الكربوكسيل والكحول، ويمكن إجراء التحلل المائي للإسترات باستخدام حمض أو قاعدة.

يمكن تقسيم استقلاب الكربوهيدرات إلى أربع فئات: الامتصاص، والتحلل المائي، والتحلل السكري، وتكوين السكر، وتم العثور على إنزيمات استحداث السكر في معظم الكائنات الحية، بما في ذلك ذاتية التغذية

هناك العديد من أنواع السكر المختلفة، ويعني تركيبها الكيميائي أنها تتفكك بشكل مختلف، وبشكل عام، يتم تصنيف السكريات على أنها السكريات الأحادية، والسكريات الثنائية، والسكريات بناءً على عدد اللبنات الأساسية التي يجب تكسيرها ليتم استقلابها.

نصف الإنزيمات الأيضية لها متماثلات في جميع مجالات الحياة، تمثل العائلات المشاركة في بعض العمليات الخلوية الأساسية، وهكذا نظهر لأول مرة وبطريقة شاملة أن الأيض يتم حفظه على مستوى الإنزيم.

يمكن القول بأنه البروتينات المقترنة هي تلك التي تحتوي على مجموعة مترافقة أو مجموعة صناعية مرتبطة بها، ويحتوي البروتين النووي على حمض نووي مرتبط كمجموعة صناعية.

يمكن القول بأن السليلوز، مثل النشا، هو كربوهيدرات، وهو عديد السكاريد الهيكلي، بينما النشا هو أحد السكريات التخزينية، ومن حيث الكمية، السليلوز هو البوليمر الأكثر تمثيلًا على وجه الأرض وهو الدعامة الرئيسية للأشجار والنباتات الأخرى

يمكن القول بأنه ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) هو الجزيء الحامل للطاقة المستخدم في الخلايا لأنه يمكن أن يطلق الطاقة بسرعة كبيرة، وتم إطلاق الطاقة من ATP عند إزالة نهاية الفوسفات

يمكن القول بأن الأكسجين يُقاس في الدم بثلاث طرق: الضغط الجزئي للأكسجين المذاب، وتركيز الأكسجين، وتشبع الهيموغلوبين، ويتم الحصول على الأكسجين المذاب من قياسات غازات الدم الشرياني (ABG) ويتم تسجيله كضغط جزئي.

يمكن القول بأنه ثلاثي فوسفات الأدينوزين، المعروف أيضًا باسم ATP، هو جزيء يحمل الطاقة داخل الخلايا، وهي تعتبر بأنها عملة الطاقة الرئيسية للخلية، وهي منتج نهائي لعمليات الفسفرة الضوئي، والتنفس الخلوي، والتخمير، وجميع الكائنات الحية تستخدم ATP.

يمكن القول بأنه الخلايا السرطانية تُظهر مرونة في التمثيل الغذائي لإعادة برمجة المسارات الأيضية التي تشمل استقلاب الجلوكوز والجلوتامين والأحماض الدهنية، ومن بين هؤلاء، استقلاب الجلوكوز الشاذ هو أحد برامج إعادة البرمجة الأيضية المعروفة في السرطان.

(Hexokinase) هو عبارة عن إنزيم منظم حال للجلوكوز، يحول فسفوريلات الجلوكوز إلى الجلوكوز 6 فوسفات، ويعمل الجلوكوز أيضًا كمنظم إيجابي لـ HK.

تعد معدلات تحلل بروتينات الإنزيم وإعادة تركيبها أمرًا بالغ الأهمية لاقتصاد الطاقة الخلوية لأن مثل هذا الدوران يمكن أن يستهلك حوالي نصف ميزانية طاقة الصيانة في الميكروبات والنباتات، وبالتالي، فإن معدلات دوران البروتين عالية الإنزيم تقلل من إنتاجية النظم الحيوية.

يعرف بأن السكريات الثنائية هي الكربوهيدرات التي تعطي في التحلل المائي نوعين من الكربوهيدرات المتشابهة أو مختلفة، وصيغتهم العامة هي C12H22O11.