Metabolisme
Hst 2: wat is metabolisme
2.1. inleiding
o In vivo → reactie in levend organisme
˃ Gebeurt efficiënter → mildere omstandigheden nl. neutrale pH, lage druk & lichaamsT…
˃ Reacties = geordend → elkaar nt storen/afzwakken
o In vitro → reactie in reageerbuis
˃ Reactie levende cel nabootsen in reageerbuis → condities kiezen gewenste reactie doorgaat
⬧ Remmers toevoegen → andere reacties vermijden bv. T↗, extreme pH…
2.2. wat is metabolisme
o Metabolisme
˃ = geheel v. chemische reacties in een levend organisme, met als doel het organisme gezond te houden.
o Doel → organisme gezond houden
˃ Individu → normaal leven, ontwikkelen & voortplanten
o Metabolisme onderverdelen
˃ Katabolisme
⬧ Afbraak macromoleculen tot bouwstenen
⬧ Verbranding bouwstenen → Energie uit halen
˃ Anabolisme
⬧ E-vragend proces → bouwstenen aaneengeschakeld tot macromoleculen
⬧ Bv. eiwitten, nucleïnezuren…
Organische materiaal
Katabolisme
Anabolisme
Dynamisch
evenwicht
Biologisch bruikbare Energie (=ATP)
+ kleine moleculen
o Kleine moleculen
˃ Nodig vr maken v. grote molecule
˃ Via voeding // katabole weg// zelf synthetiseren (Anabole weg)
o Metabole paden → aaneenschakeling v. chemische reacties
˃ Gekatalyseerd dr specifieke EZ’n
˃ Enzymen = regelbaar → actuele noden of behoefte v. organisme
o Harmonieuze CH. Reacties?
˃ Enzym → 1 specifiek prd = 1 substraat
˃ Geheel → Thermodynamisch gunstig
⬧ ΔG <0 // S(wanorde, entropie)↗
⬧ Ongunstige reactie → a. gunstige reactie koppelen → tot. Reactie = gunstig
, o 3 centrale gegevens
˃ Energie
⬧ Uitvoeren levensfuncties:
× Bewegen
× Groei → celdeling = aanmaken v. nieuwe cellen
× Reacties → katabole/anabole wegen
× Warmte…
⬧ ATP → opgeslagen v. Epot
× Katabolisme → leveren voldoende ATP
˃ Bouwstenen
⬧ Zelf maken // opnemen uit voeding …
⬧ Doel → versleten moleculen vervangen → nieuwe moleculen bijmaken vr groei
˃ Reducerend vermogen
⬧ Geactiveerde e—dragers vr biosynthese
⬧ Bv. NADPH
o E-verbruik v. organisme
˃ Ruststofwisseling Of basaal metabolisme
⬧ Q E nodig wnr in rust is
⬧ Onderhoud v. levensfuncties bv. hersenen (veel E nodig)
⬧ 60% = vr organen nl. lever, hersenen, nieren & hart
× Mechanisch arbeid → pompen v. hart
× CH. Synthese
˃ E vr spijsverteringsapparaat → voedsel verteren & opnemen
˃ E vr arbeid dr skeletspieren
2.4. Metabole paden
o Metabole paden
˃ = Wegen als een aaneenschakeling v. CH. reacties die v/e beginpunt vertrekken & ergens op concreet
eindpunt aankomen
˃ Structuur & logica
⬧ Afzonderlijke reacties → verband m. elkaar
⬧ Alle reacties vormen logisch geheel
o Eenvoudige metabole weg
˃ Stof A omzetten in stof F (eindprd)
˃ Structuur ligt vast
˃ EZ 1 = Flux bepalend enzym
⬧ = enzym dat hoort bij 1 bep. metabole weg (1-richtings reactie)
o 5 stappen hebben verband m. elkaar = metabole weg
o Metabole paden → deels in levende natuur
˃ Fotosynthese → uitgevoerd dr planten, algen & bep. bacteriën
˃ Synthese essentiële AZ’n → uitgevoerd dr bacteriën (mens neemt deze op uit voeding)
2.5. Metabole flux
o Metabole flux
˃ = Q molculen v/e bep. metaboliet die per tijdseenheid per cel langs een bep. punt v. metabool pad
passeert
˃Afh. van… → omstandigheden in cel
⬧ ≠ [ ] tss substraat & reactieprd
⬧ Diffusieafstand & toegankelijkheid v. Enzym vr substraat
⬧ Beschikbaarheid & mate v. activiteit v. enzym die reactie moet katalyseren
o Regeling metabolisme = gebaseerd op regeling enzymen
o Flux bepalend enyzm = enzym dat hoort bij een specieke metabole weg -> meestal begin metabool
pad
o Stel veel prd B → evenwicht nr rechts & lalle recties v. A -> B gaan door
˃ Enzym vr A -> B = fluxbep. Enzym
,2.6. Anabole & katabole wegen
o Anabolisme → opbouw van complexe biomoleculen uit bouwstenen
o Katabolisme → afbraak van biomoleculen, vaak met als doel om hier energie uit te halen
o Anabolisme & katabolisme
˃ Gescheiden → nooit tegelijk
˃ Vaak eenrichting
˃ Nt elkaars omgekeerde → omleiding volgen vr terugweg
˃ Een # = t zuiver anabool/katabool
2.6.1. Katabolisme
o Doel → cellen voorzien v. CH.-energie (nl. ATP) vr overleven & groei
o Meest gebruikte brandstoffen
˃ Koolhydraten ~ suikers
˃ Lipiden ~ vetten; opgebouwd uit VZ
˃ AZ’n
o Volledig katabolisme → C-atoom volledig geoxideerd tot CO2
˃ Meer gereduceerd C vr verbranding aanwezig →meer energie tijdens verbranding tot
o Meer moleculen ku w geoxideerd → meer E opleveren
o Figuur
˃ Vetten nl. triglyceriden
→ veel C-atomen m. OTts↘1 nl. 6C’n
→ brandstof v. CH2-gr’n
→ Methaan/benzine
˃ Glucose (andere koolhydraten)
→ intermediaire OT
→OTts 6C’n -> methanol
➔ VZ’n per C-atoom meer nuttige E opleveren d. suiker → =
meer oxidatie (volledige verbranding tot CO2)
o Triglyceriden/vet → ↗’ste E-rendement
˃ Gn H2O-mantel
˃ /g droge brandstof → 2x meer nuttige E
o Volledige verbranding glucose →oven ≠ levende cellen
˃ Kachel
⬧ 1 grote E-sprong
⬧ Grote AE2 → verbanding gebeurt pas ↗Temp.
⬧ Vrijgekomen E = warmte
˃ Cel proces opdelen → <’re stapjes
⬧ /stap → < E-sprong in exergonsiche verbrandingsreactie
⬧ AE/stap = < gehouden → efficiënte katalysatoren
⬧ Vrijgekomen E = CH. Orde creëren → E-rijke e- ‘n (NADH & FADH2) → synthese v. AT
1
Lage oxidatieioestand
2
Activeringsenergie
,
Hst 2: wat is metabolisme
2.1. inleiding
o In vivo → reactie in levend organisme
˃ Gebeurt efficiënter → mildere omstandigheden nl. neutrale pH, lage druk & lichaamsT…
˃ Reacties = geordend → elkaar nt storen/afzwakken
o In vitro → reactie in reageerbuis
˃ Reactie levende cel nabootsen in reageerbuis → condities kiezen gewenste reactie doorgaat
⬧ Remmers toevoegen → andere reacties vermijden bv. T↗, extreme pH…
2.2. wat is metabolisme
o Metabolisme
˃ = geheel v. chemische reacties in een levend organisme, met als doel het organisme gezond te houden.
o Doel → organisme gezond houden
˃ Individu → normaal leven, ontwikkelen & voortplanten
o Metabolisme onderverdelen
˃ Katabolisme
⬧ Afbraak macromoleculen tot bouwstenen
⬧ Verbranding bouwstenen → Energie uit halen
˃ Anabolisme
⬧ E-vragend proces → bouwstenen aaneengeschakeld tot macromoleculen
⬧ Bv. eiwitten, nucleïnezuren…
Organische materiaal
Katabolisme
Anabolisme
Dynamisch
evenwicht
Biologisch bruikbare Energie (=ATP)
+ kleine moleculen
o Kleine moleculen
˃ Nodig vr maken v. grote molecule
˃ Via voeding // katabole weg// zelf synthetiseren (Anabole weg)
o Metabole paden → aaneenschakeling v. chemische reacties
˃ Gekatalyseerd dr specifieke EZ’n
˃ Enzymen = regelbaar → actuele noden of behoefte v. organisme
o Harmonieuze CH. Reacties?
˃ Enzym → 1 specifiek prd = 1 substraat
˃ Geheel → Thermodynamisch gunstig
⬧ ΔG <0 // S(wanorde, entropie)↗
⬧ Ongunstige reactie → a. gunstige reactie koppelen → tot. Reactie = gunstig
, o 3 centrale gegevens
˃ Energie
⬧ Uitvoeren levensfuncties:
× Bewegen
× Groei → celdeling = aanmaken v. nieuwe cellen
× Reacties → katabole/anabole wegen
× Warmte…
⬧ ATP → opgeslagen v. Epot
× Katabolisme → leveren voldoende ATP
˃ Bouwstenen
⬧ Zelf maken // opnemen uit voeding …
⬧ Doel → versleten moleculen vervangen → nieuwe moleculen bijmaken vr groei
˃ Reducerend vermogen
⬧ Geactiveerde e—dragers vr biosynthese
⬧ Bv. NADPH
o E-verbruik v. organisme
˃ Ruststofwisseling Of basaal metabolisme
⬧ Q E nodig wnr in rust is
⬧ Onderhoud v. levensfuncties bv. hersenen (veel E nodig)
⬧ 60% = vr organen nl. lever, hersenen, nieren & hart
× Mechanisch arbeid → pompen v. hart
× CH. Synthese
˃ E vr spijsverteringsapparaat → voedsel verteren & opnemen
˃ E vr arbeid dr skeletspieren
2.4. Metabole paden
o Metabole paden
˃ = Wegen als een aaneenschakeling v. CH. reacties die v/e beginpunt vertrekken & ergens op concreet
eindpunt aankomen
˃ Structuur & logica
⬧ Afzonderlijke reacties → verband m. elkaar
⬧ Alle reacties vormen logisch geheel
o Eenvoudige metabole weg
˃ Stof A omzetten in stof F (eindprd)
˃ Structuur ligt vast
˃ EZ 1 = Flux bepalend enzym
⬧ = enzym dat hoort bij 1 bep. metabole weg (1-richtings reactie)
o 5 stappen hebben verband m. elkaar = metabole weg
o Metabole paden → deels in levende natuur
˃ Fotosynthese → uitgevoerd dr planten, algen & bep. bacteriën
˃ Synthese essentiële AZ’n → uitgevoerd dr bacteriën (mens neemt deze op uit voeding)
2.5. Metabole flux
o Metabole flux
˃ = Q molculen v/e bep. metaboliet die per tijdseenheid per cel langs een bep. punt v. metabool pad
passeert
˃Afh. van… → omstandigheden in cel
⬧ ≠ [ ] tss substraat & reactieprd
⬧ Diffusieafstand & toegankelijkheid v. Enzym vr substraat
⬧ Beschikbaarheid & mate v. activiteit v. enzym die reactie moet katalyseren
o Regeling metabolisme = gebaseerd op regeling enzymen
o Flux bepalend enyzm = enzym dat hoort bij een specieke metabole weg -> meestal begin metabool
pad
o Stel veel prd B → evenwicht nr rechts & lalle recties v. A -> B gaan door
˃ Enzym vr A -> B = fluxbep. Enzym
,2.6. Anabole & katabole wegen
o Anabolisme → opbouw van complexe biomoleculen uit bouwstenen
o Katabolisme → afbraak van biomoleculen, vaak met als doel om hier energie uit te halen
o Anabolisme & katabolisme
˃ Gescheiden → nooit tegelijk
˃ Vaak eenrichting
˃ Nt elkaars omgekeerde → omleiding volgen vr terugweg
˃ Een # = t zuiver anabool/katabool
2.6.1. Katabolisme
o Doel → cellen voorzien v. CH.-energie (nl. ATP) vr overleven & groei
o Meest gebruikte brandstoffen
˃ Koolhydraten ~ suikers
˃ Lipiden ~ vetten; opgebouwd uit VZ
˃ AZ’n
o Volledig katabolisme → C-atoom volledig geoxideerd tot CO2
˃ Meer gereduceerd C vr verbranding aanwezig →meer energie tijdens verbranding tot
o Meer moleculen ku w geoxideerd → meer E opleveren
o Figuur
˃ Vetten nl. triglyceriden
→ veel C-atomen m. OTts↘1 nl. 6C’n
→ brandstof v. CH2-gr’n
→ Methaan/benzine
˃ Glucose (andere koolhydraten)
→ intermediaire OT
→OTts 6C’n -> methanol
➔ VZ’n per C-atoom meer nuttige E opleveren d. suiker → =
meer oxidatie (volledige verbranding tot CO2)
o Triglyceriden/vet → ↗’ste E-rendement
˃ Gn H2O-mantel
˃ /g droge brandstof → 2x meer nuttige E
o Volledige verbranding glucose →oven ≠ levende cellen
˃ Kachel
⬧ 1 grote E-sprong
⬧ Grote AE2 → verbanding gebeurt pas ↗Temp.
⬧ Vrijgekomen E = warmte
˃ Cel proces opdelen → <’re stapjes
⬧ /stap → < E-sprong in exergonsiche verbrandingsreactie
⬧ AE/stap = < gehouden → efficiënte katalysatoren
⬧ Vrijgekomen E = CH. Orde creëren → E-rijke e- ‘n (NADH & FADH2) → synthese v. AT
1
Lage oxidatieioestand
2
Activeringsenergie
,
