الكيمياء الحيوية

الكيمياء الحيوية هي دراسة العمليات الكيميائية داخل الكائنات الحية، حيث تساعد معرفة كيف ومتى ولماذا وأين تحدث التفاعلات الكيميائية الصيدلي على تحضير الدواء بدقة.

اكتسب تأثير التغذية على كل من الصحة البدنية والعقلية اهتمامًا كبيرًا في السنوات الأخيرة، حيث وجدت الدراسات الناشئة المزيد من الروابط القوية بين النظام الغذائي وصحة الأمعاء والميكروبيوم والأمراض المختلفة

الكيمياء يقال لها في الإنجليزية "chemistry": وهي دراسة المادة، وخصائصها، وكيف ولماذا تتحد المواد أو تنفصل لتشكل مواد أخرى، وكيف تتفاعل المواد مع الطاقة او تنتج الطاقة.

التفاعلات الكيميائية العضوية تشكل أساسًا للعديد من الصناعات والتطبيقات في حياتنا اليومية، حيث تساهم في تصنيع الأدوية، والبلاستيك، والوقود، والمنظفات، والمزيد، مما يبرز أهميتها الكبيرة في تطوير وتحسين جودة حياتنا.

نقل الإلكترونات بين المواد هو عملية حيوية تحدث في كل من التفاعلات الكيميائية والصناعية تلعب دورًا أساسيًا في إنتاج الطاقة وتشكيل المركبات الجديدة، مما يعزز من فهمنا للعديد من العمليات الكيميائية والبيولوجية.

إن فهم أساسيات الروابط الأيونية والروابط التساهمية يمكن أن يفتح أبوابًا واسعة من الفهم في الكيمياء والعلوم الطبيعية بشكل عام."

تكون الروابط الهيدروجينية من أهم القوى التي تؤثر على ترتيب وتشكيل المواد الكيميائية. يتأثر قوة هذه الروابط بعدة عوامل، منها فرق الكهرباء بين الذرات المشتركة في التفاعل، وحجم الذرات، والتأثير الاسترويكي بين الذرات.

يتم استخدام المحاليل العازلة في مجموعة متنوعة من العمليات الكيميائية، وفي الطبيعة، يمكن العثور على محلول عازل على شكل دم، الرقم الهيدروجيني لدم الإنسان 7.4 في حالته الطبيعية. 

في الكيمياء الحيوية، ligase، المعروف أيضًا باسم synthetase، هو إنزيم يحفز انضمام جزيئين كبيرين من خلال تكوين رابطة كيميائية جديدة.

يعتبر إنزيم إيزوميراز هو فئة عامة من الإنزيمات التي يمكنها تغيير جزيء من أيزومير إلى آخر، وعادة ما تجعل إعادة الترتيب داخل الجزيء أسهل، وعمليات إعادة الترتيب داخل الجزيئية هي حيث يتم كسر الروابط وتشكيلها.

الهيدرولازات (O-Glycosyl) هي فئة واسعة النطاق من الإنزيمات التي تتحلل مائيًا بين اثنين أو أكثر من الكربوهيدرات وبين حركة غير كربوهيدراتية وجزء غير كربوهيدرات وأساس تشابه التسلسل ، ولديها 85 عائلة مختلفة.

الترانسالات هي إنزيمات تحفز نقل مجموعة من الذرات، مثل الأمين، والكربوكسيل، والكاربونيل، والميثيل، والأسيل، والجليكوزيل، والفوسفوريل من ركيزة مانحة إلى مركب متقبل.

تعمل بروتينات النقل في كل من النقل النشط والسلبي لتحريك الجزيئات عبر غشاء البلازما، ويمكن العثور على مجموعتين رئيسيتين من بروتينات النقل داخل غشاء البلازما، وكل منهما تساعد الجزيئات المحبة للماء على المرور عبر غشاء البلازما.

تتكون بلازما الدم من بروتينات البلازما والماء والمواد المذابة الأخرى، والمركب الرئيسي لبلازما الدم هو الماء ويمثل 91.5٪ من إجمالي حجم البلازما، وتشكل بروتينات الدم 7٪ فقط من حجم البلازما.

التحويل هو العملية التي يتم من خلالها إزالة المجموعات الأمينية من الأحماض الأمينية ونقلها إلى أحماض كيتو المستقبلة لتوليد نسخة الأحماض الأمينية من حمض الكيتو ونسخة حمض الكيتو من الأحماض الأمينية الأصلية.

يبدو أن قدرة البروتين الغذائي على تحفيز تخليق البروتين تعتمد إلى حد كبير على كل من خصائصه من الأحماض الأمينية وحركية الهضم وامتصاص الأحماض الأمينية.

هذا السكاريد أحادي الركيزة هو ركيزة خاصة في التمثيل الغذائي للثدييات حيث يمكن أن يحدث مسار تحلل السكر في غياب الأكسجين (اللاهوائي)، عندما تكون المنتجات النهائية هي البيروفات واللاكتات.

يعمل الإنولين كمواد احتياطية في النباتات، وبعد النشا، هو ثاني أكثر كربوهيدرات التخزين شيوعًا في الخضار، ويوجد في أكثر من 36000 نوع من النباتات.

يعدل كل من مسارات استقلاب الكوليسترول الخارجية والداخلية مستويات الكوليسترول في البلازما، ويمكن أن تستهدف الاستراتيجيات العلاجية أحد المسارات أو معًا لخفض مستويات الكوليسترول في البلازما.

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.

يتم تحديد مسار فوسفات البنتوز، وتلخيصه في صلاته بالمسارات الرئيسية الأخرى: تحلل السكر  واستقلاب الجليكوجين ودورة حمض الكربوكسيليك (TCA).

على الرغم من أن التربينات فعالة بمفردها، إلا أنه يبدو أن أفضل النتائج تتحقق عند استخدام معقدات تيربين النباتية مع العلاج بحمض الصفراء، ويقدم هذا النهج المشترك نتائج أفضل من الأحماض الصفراوية أو التربينات النباتية المستخدمة وحدها. 

يمكن لأي جزيء يفتقر إلى مستوى أو مركز تناظر أن يوجد في تعديلات نشطة بصريًا، وينتج النشاط البصري عن اختلاف طفيف في مؤشرات الانكسار للضوء المستقطب وينتج عن التفاعل المتباين لإلكترونات التكافؤ في ذرات الجزيئين النشطين بصريًا مع فوتونات الإشعاع المستقطب.

يعد نظام DL حرفياً من بقايا حقبة الحصان والعربات التي يعود تاريخها إلى عمل (Emil Fischer) على الكربوهيدرات في أواخر القرن التاسع عشر، وهو الوقت الذي لم يكن لدى الكيميائيين العضويين طريقة لتحديد التكوين المطلق للمركزات الفراغية

السكريات الأحادية هي جزيئات كربوهيدرات لا يمكن تفكيكها بواسطة التحلل المائي  إلى جزيئات كربوهيدرات أبسط (أصغر)، ومن ثم، يشار أحيانًا إلى السكريات الأحادية باسم "السكريات البسيطة" أو فقط: السكريات "، مما يشير إلى أنها أبسط (أصغر) من الكربوهيدرات.

تلعب جميع فيتامينات ب والعديد من المعادن دورًا في استقلاب الطاقة؛ فهي مطلوبة كأجزاء وظيفية من الإنزيمات المشاركة في إطلاق الطاقة وتخزينها.

يتم تنظيم استقلاب الأحماض الأمينية الكبدية بشكل أساسي عن طريق إمداد الركيزة على المدى القصير، يتم تنظيم عملية التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية عن طريق هرمونات الجلوكاجون والكورتيزول، وكذلك عن طريق إمداد الأحماض الأمينية.

الستيرويدات هي مجموعة غير متجانسة من المركبات العضوية الكارهة للماء التي تتميز بنواة حلقة مدمجة رباعية الحلقات، ولها وظائف مختلفة في الخلايا وتشارك في العديد من مسارات التمثيل الغذائي.

تُعرف الفسفرة المؤكسدة أيضًا باسم سلسلة نقل الإلكترون، ويتضمن التفاعلات التي تؤدي إلى تخليق ATP من ADP+ Pi. يمكن أيضًا توليد الحرارة عندما ينفصل إنتاج ATP عن السلسلة التنفسية.

الكيموتريبسين هو بروتيازسيرين آخر ينتجه البنكرياس والذي يحلل روابط  الببتيد في التربتوفان والليوسين والتيروزين  والفينيل ألانين.