1. Biomoleculen 7
1.1 Basiseigenschappen van verschillende aminozuren
Eigenschappen van aminozuren + hun rol in de functie van eiwitten 7
1.2 Basiseigenschappen van de verschillende suikers
De structuur van glucose, fructose, ribose, maltose, lactose, sucrose 10
1.2.1 Wat is de structuur en rol van enkele belangrijk monosachariden en disachariden 10
1.2.2 Wat is de structuur en de rol van enkele fysiologisch belangrijke polysachariden 13
1.2.3 Wat zijn glycoconjugaten? 17
1.2.4 Wat zijn lectines? 19
1.3 Basiseigenschappen van de verschillende vetten 20
2. Bioenergetica 26
2.1 Welke soorten arbeid moeten cellen verrichten? 26
2.2 Welke energieomzettingen en moleculaire omzettingen gebeuren er in een cel om deze cellulaire
arbeid te kunnen verrichten? 26
2.3 Hoe kunnen we energie tijdelijk opslaan in de cel? 28
Energiebron en -opslag 28
Geactiveerde carrier moleculen 28
Mechanisme van energieoverdracht 28
2.4 Hoe kunnen ongunstige reacties toch doorgaan? 29
a) Mechanisch voorbeeld: 29
b) Chemisch voorbeeld: 29
2.5 Hoe laten we spontane reacties met een hoge activeringsenergie sneller verlopen? 30
1. Spontane reacties in cellen 30
2. Rol van enzymen: 30
3. Metabole paden 30
4. Regulatie van enzymen 30
2.6 Welk soort thermodynamisch systeem is een levend organisme? 31
1. Basisbegrippen en terminologie 31
2. Eerste wet van de thermodynamica 31
3. Tweede wet van de thermodynamica 31
2.7 Wat is het nut van het begrip ‘vrije energie’ voor onze redeneringen over levende organismen en de
daarin voorkomende reacties? 32
1. Tweede Wet van de Thermodynamica en Open Systemen 32
2. Vrije Energie 32
3. Vrije Energie in Moleculen 32
3.1. Voorbeeld: Knalgasreactie 32
5. Vrije Energie en Evenwichtsconcentraties 33
6. Bindingsinteracties 33
7. Rol van Enzymen 33
8. Additiviteit van . 33
2.8 Hoge-energie bindingen 34
1. Hoge-energieverbindingen 34
2. ATP als Hoge-energieverbinding 34
3. Verbindingen met Hogere Energie dan ATP 35
4. Andere Energierijke Verbindingen 36
5. ATP's Intermediaire Energiepositie 36
6. Rol van Enzymen bij ATP-gedreven Reacties 36
2.9 Waarom en hoe oxideren wij voedingsmoleculen? 37
0. Inleiding 37
1. Reden voor Elektronenonttrekking 37
2. Elektroncarriers 37
3. NAD en NADP 37
, 4. FAD en FMN 38
3. Eiwitten 39
Inleiding 39
3.1 Wat zijn de vier niveaus van eiwitstructuur 39
3.1.1 PRIMAIRE STRUCTUUR 40
3.1.1.1 Wat is Primaire Structuur? 40
3.1.1.2 Eiwithomologie 40
3.1.2 SECUNDAIRE STRUCTUUR 41
3.1.2.1 Wat is Secundaire Structuur? 41
3.1.2.2 De Peptidebinding is Vlak / Partieel planair 41
3.1.2.3 Waarom Zijn Sommige Conformaties Stabiel? 42
3.1.2.4 DE ALFAHELIX 44
3.1.2.5 Bèta-structuren 46
3.1.2.6 Structurele Motieven 47
3.1.3 Tertiaire structuur 48
3.1.3.1 Wat is de tertiaire structuur? 48
3.1.3.3 Wat zijn eiwitdomeinen, eiwitmodules en eiwitfolds - terminologie? 49
3.1.3.4 Bespreking van enkele eiwitten 49
3.1.3.5 Globulaire eiwitten 52
3.1.4 Quaternaire structuur 53
3.1.4.1 Wat is quaternaire structuur? 53
3.1.4.2 Wat is het nut van de quaternaire structuur? 54
3.2 Hoe vouwen eiwitten op? 55
3.2.1 Voorgeschiedenis: de eiwitdenaturatie-renaturatie experimenten van Anfinsen 55
Proteïnedenaturatie-Renaturatie-experimenten van Anfinsen 55
Klassieke Experimenten Anfinsen: Ribonuclease 55
3.2.2 Krachten die het vouwen van eiwitten bepalen 55
Hoe kan een eiwit snel vouwen? 56
Thermodynamisch pad van de eiwitvouwing 57
3.2.3 Kunnen eiwitten altijd spontaan vouwen? 57
3.2.3.1 Chaperons 58
● Chaperoninesysteem ⇒ GroEL/GroES-systeem: 58
3.2.3.2 Peptideprolylcis-transisomerase (PPI) 59
3.2.3.3 Proteïnedisulfide-isomerase (PDI) 60
Ubiquitinering en het proteasoom: een afbraaksysteem voor eiwitten 60
Er is een verschil tussen bacteriën en eukaryoten: 60
3.2.4 Foutief vouwen van eiwitten kan ziekten veroorzaken 61
Mucoviscidose: 61
Neurodegeneratieve ziekten – Alzheimer: 62
Neurodegeneratieve ziekten – Gekkekoeienziekte BSE: 62
3.4 Hoe werken eiwitten? 63
Algemene inleiding 63
Hemoglobine Hb en Myoglobine Mb 64
Myoglobine Mb 64
Hemoglobine Hb 64
Interacties tussen de 4 ketens van Hb zorgen voor allosterie 65
Antistoffen (niet gedetailleerd kennen) 67
Motoreiwitten 68
4. Enzymen 69
4.1 Wat is een enzym? 70
Eigenschappen van enzymen 70
, Eigenschap 1 : Katalytische sterkte 70
Eigenschap 2: Grote specificiteit 70
Eigenschap 3: Enzymen zijn regelbaar 70
Nomenclatuur van enzymen en de 6 fundamentele reacties 71
Nomenclatuur 71
6 fundamentele reacties 71
Opbouw van enzymen 72
4.2 Hoe bevorder je enzymreacties? 73
4.2.1 Via optimale binding aan het substraat in zijn transitietoestand 73
Enzymen werken via het verlagen van de activatie-energie voor reacties. 73
Obstakels die enzymen voorkomen 74
Werking van enzymen door herschikking van bindingen 75
Algemene vs specifieke zuur-base katalyse 75
Covalente katalyse 76
Metaalion katalyse 77
Enzymkinetiek 78
Factoren die de gekatalyseerde reactiesnelheid beïnvloeden 78
De Michaelis-Menten vergelijking 79
Alternatieve grafische voorstellingen van de Michaelis-Menten vergelijking 79
De 3 belangrijke vormen van inhibitie 80
1) Competitief 80
2) Non-competitief 81
3) On-competitief 81
Regeling van enzym activiteit 82
Allosterische regeling 82
Negatieve feedback 82
Positieve feedback 82
Grafieken 82
Regeling door fosforylatie 83
Regeling door proteolyse 83
Regeling door G-proteïnen 83
Het Ras eiwit (monomere G-proteïne) 84
Heterotrimere G proteinen 85
Regeling door beïnvloeding van de expressie vh enzym of v benodigde subeenheden 85
Verschillende weefsels brengen verschillende isoenzymvormen tot expressie 85
Regeling via de vorming van multi-enzymcomplexen 86
Wat is het klinisch belang van enzymen? 86
Serumenzymen die vaak worden gemeten ter ondersteuning van de diagnostiek. 86
Enzymen als doelwitten voor geneesmiddelen 87
Injecteerbare enzymen als geneesmiddelen 87
Pathofysiologie 87
Mutaties 87
Activering of remming door lichaamsvreemde stoffen 87
Toxische enzymen 87
5. Glycolyse en fermentatie 88
5.2 GLYCOLYSE 89
STAP 1: Voorbereidende fase - De hexokinase reactie 90
Voordelen van deze stap: 90
Hexokinase en glucokinase - GRAFIEK 90
, STAP 2: Voorbereidende fase - De fosfohexose isomerase reactie 91
Hoe is dat mogelijk? 91
STAP 3: Voorbereidende fase - De fosfofructokinase = REGELENDE STAP 92
Concept van de regelende stap 92
STAP 4: Voorbereidende fase - De aldolase reactie = EERSTE SPLITSINGSREACTIE 93
STAP 5: Voorbereidende fase - De triose fosfaat isomerase reactie 93
STAP 6: Terugbetalings fase - De glyceraldehyde 3-fosfaat dehydrogenase = OXIDATIE 94
Werking van het enzym glyceraldehyde 3-fosfaat dehydrogenase: 94
STAP 7: Terugbetalings fase - De fosfoglyceraat kinase reactie 95
Werking van het enzym fosfoglyceraat kinase: 95
Koppeling van stap 6 en stap 7 95
STAP 8: Terugbetalings fase - De fosfoglyceraat mutase reactie 95
STAP 9: Terugbetalings fase - De enolase reactie 95
STAP 10: Terugbetalings fase - De pyruvaat kinase reactie 96
Werking van het enzym pyruvaat kinase: 96
Energiebalans van glycolyse – 1 96
Uitleg fig. 1.3: 96
5.3 Omzettingen van pyruvaat 97
5.3.1 Omzetting naar lactaat 97
Omzetting van pyruvaat naar ethanol in de alcoholfermentatie: 97
Omzetting van pyruvaat naar lactaat in de melkzuurfermentatie: 98
5.4 Andere suikers die als brandstof gebruikt worden door glycolyse 100
De metabolisme van glycerol 100
PP36. Vertering van koolhydraten 101
Lactoseintolerantie ontstaat door lactase deficiëntie 101
6. Acetyl-CoA productie en de Krebscyclus 102
Inleiding 103
STAGE 1: Acetyl-CoA productie 104
Samenstelling van het PDH-complex = het pyruvaat dehydrogenase complex 104
Coenzym A (herkennen): 104
Lipoïnezuur / Liponaat (herkennen): 104
Thiamine pyrofosfaat (TPP) (herkennen): 105
Werking van het PDH-complex = het pyruvaat dehydrogenase complex 106
STAP 1: Decarboxylatie van pyruvaat, door het E1 enzym 107
STAP 2: Transfer van 2 e- uit de hydroxyethyl groep naar de lipoyllysyl groep van E2
en transfer van de acetylgroep naar de lipoyllysyl groep van E2 107
STAP 3: Transestericifcatie reactie waarbij de -SH groep van CoA de -SH groep van de E2
Acetyllipoamide vervangt, wat AcertylCoA en dihydrolipoamide geeft 107
STAP 4: Transfer van 2 H atomen van de gereduceerde lipoyllysyl op E2 naar de FAD van
E3 gekatalyseerd door dihydrolipoyl dehydrogenase (E3) 107
STAP 5: De gereduceerde FADH2 van E3 draagt een hydride ion over naar NAD+, en vormt
daardoor NADH. Het enzym is nu klaar voor een volgende cyclus. 107
Bronnen voor de vorming van Acetyl-CoA 108
Metabolisme van Vetzuren (omzetten naar acetyl-CoA) 108
Mobilizatie en transport van vrije vetzuren VVZ: 108
Omzetten van vetzuur naar vetzuur-CoA 109
Transport van vetzuren naar mitochondriale matrix via de acyl-carnitine – carnitine
transporter 109
De eigenlijke vetzuuroxidatie / bèta-oxidatie (FORMULARIUM) 110
Metabolisme van Ethanol (omzetten naar acetyl-CoA) 111
Waarom gebruiken wij triglyceriden als voorraad van energie? 111
STAGE 2: De Krebscyclus 112
STAP 1: De citraat synthase reactie 113
1.1 Basiseigenschappen van verschillende aminozuren
Eigenschappen van aminozuren + hun rol in de functie van eiwitten 7
1.2 Basiseigenschappen van de verschillende suikers
De structuur van glucose, fructose, ribose, maltose, lactose, sucrose 10
1.2.1 Wat is de structuur en rol van enkele belangrijk monosachariden en disachariden 10
1.2.2 Wat is de structuur en de rol van enkele fysiologisch belangrijke polysachariden 13
1.2.3 Wat zijn glycoconjugaten? 17
1.2.4 Wat zijn lectines? 19
1.3 Basiseigenschappen van de verschillende vetten 20
2. Bioenergetica 26
2.1 Welke soorten arbeid moeten cellen verrichten? 26
2.2 Welke energieomzettingen en moleculaire omzettingen gebeuren er in een cel om deze cellulaire
arbeid te kunnen verrichten? 26
2.3 Hoe kunnen we energie tijdelijk opslaan in de cel? 28
Energiebron en -opslag 28
Geactiveerde carrier moleculen 28
Mechanisme van energieoverdracht 28
2.4 Hoe kunnen ongunstige reacties toch doorgaan? 29
a) Mechanisch voorbeeld: 29
b) Chemisch voorbeeld: 29
2.5 Hoe laten we spontane reacties met een hoge activeringsenergie sneller verlopen? 30
1. Spontane reacties in cellen 30
2. Rol van enzymen: 30
3. Metabole paden 30
4. Regulatie van enzymen 30
2.6 Welk soort thermodynamisch systeem is een levend organisme? 31
1. Basisbegrippen en terminologie 31
2. Eerste wet van de thermodynamica 31
3. Tweede wet van de thermodynamica 31
2.7 Wat is het nut van het begrip ‘vrije energie’ voor onze redeneringen over levende organismen en de
daarin voorkomende reacties? 32
1. Tweede Wet van de Thermodynamica en Open Systemen 32
2. Vrije Energie 32
3. Vrije Energie in Moleculen 32
3.1. Voorbeeld: Knalgasreactie 32
5. Vrije Energie en Evenwichtsconcentraties 33
6. Bindingsinteracties 33
7. Rol van Enzymen 33
8. Additiviteit van . 33
2.8 Hoge-energie bindingen 34
1. Hoge-energieverbindingen 34
2. ATP als Hoge-energieverbinding 34
3. Verbindingen met Hogere Energie dan ATP 35
4. Andere Energierijke Verbindingen 36
5. ATP's Intermediaire Energiepositie 36
6. Rol van Enzymen bij ATP-gedreven Reacties 36
2.9 Waarom en hoe oxideren wij voedingsmoleculen? 37
0. Inleiding 37
1. Reden voor Elektronenonttrekking 37
2. Elektroncarriers 37
3. NAD en NADP 37
, 4. FAD en FMN 38
3. Eiwitten 39
Inleiding 39
3.1 Wat zijn de vier niveaus van eiwitstructuur 39
3.1.1 PRIMAIRE STRUCTUUR 40
3.1.1.1 Wat is Primaire Structuur? 40
3.1.1.2 Eiwithomologie 40
3.1.2 SECUNDAIRE STRUCTUUR 41
3.1.2.1 Wat is Secundaire Structuur? 41
3.1.2.2 De Peptidebinding is Vlak / Partieel planair 41
3.1.2.3 Waarom Zijn Sommige Conformaties Stabiel? 42
3.1.2.4 DE ALFAHELIX 44
3.1.2.5 Bèta-structuren 46
3.1.2.6 Structurele Motieven 47
3.1.3 Tertiaire structuur 48
3.1.3.1 Wat is de tertiaire structuur? 48
3.1.3.3 Wat zijn eiwitdomeinen, eiwitmodules en eiwitfolds - terminologie? 49
3.1.3.4 Bespreking van enkele eiwitten 49
3.1.3.5 Globulaire eiwitten 52
3.1.4 Quaternaire structuur 53
3.1.4.1 Wat is quaternaire structuur? 53
3.1.4.2 Wat is het nut van de quaternaire structuur? 54
3.2 Hoe vouwen eiwitten op? 55
3.2.1 Voorgeschiedenis: de eiwitdenaturatie-renaturatie experimenten van Anfinsen 55
Proteïnedenaturatie-Renaturatie-experimenten van Anfinsen 55
Klassieke Experimenten Anfinsen: Ribonuclease 55
3.2.2 Krachten die het vouwen van eiwitten bepalen 55
Hoe kan een eiwit snel vouwen? 56
Thermodynamisch pad van de eiwitvouwing 57
3.2.3 Kunnen eiwitten altijd spontaan vouwen? 57
3.2.3.1 Chaperons 58
● Chaperoninesysteem ⇒ GroEL/GroES-systeem: 58
3.2.3.2 Peptideprolylcis-transisomerase (PPI) 59
3.2.3.3 Proteïnedisulfide-isomerase (PDI) 60
Ubiquitinering en het proteasoom: een afbraaksysteem voor eiwitten 60
Er is een verschil tussen bacteriën en eukaryoten: 60
3.2.4 Foutief vouwen van eiwitten kan ziekten veroorzaken 61
Mucoviscidose: 61
Neurodegeneratieve ziekten – Alzheimer: 62
Neurodegeneratieve ziekten – Gekkekoeienziekte BSE: 62
3.4 Hoe werken eiwitten? 63
Algemene inleiding 63
Hemoglobine Hb en Myoglobine Mb 64
Myoglobine Mb 64
Hemoglobine Hb 64
Interacties tussen de 4 ketens van Hb zorgen voor allosterie 65
Antistoffen (niet gedetailleerd kennen) 67
Motoreiwitten 68
4. Enzymen 69
4.1 Wat is een enzym? 70
Eigenschappen van enzymen 70
, Eigenschap 1 : Katalytische sterkte 70
Eigenschap 2: Grote specificiteit 70
Eigenschap 3: Enzymen zijn regelbaar 70
Nomenclatuur van enzymen en de 6 fundamentele reacties 71
Nomenclatuur 71
6 fundamentele reacties 71
Opbouw van enzymen 72
4.2 Hoe bevorder je enzymreacties? 73
4.2.1 Via optimale binding aan het substraat in zijn transitietoestand 73
Enzymen werken via het verlagen van de activatie-energie voor reacties. 73
Obstakels die enzymen voorkomen 74
Werking van enzymen door herschikking van bindingen 75
Algemene vs specifieke zuur-base katalyse 75
Covalente katalyse 76
Metaalion katalyse 77
Enzymkinetiek 78
Factoren die de gekatalyseerde reactiesnelheid beïnvloeden 78
De Michaelis-Menten vergelijking 79
Alternatieve grafische voorstellingen van de Michaelis-Menten vergelijking 79
De 3 belangrijke vormen van inhibitie 80
1) Competitief 80
2) Non-competitief 81
3) On-competitief 81
Regeling van enzym activiteit 82
Allosterische regeling 82
Negatieve feedback 82
Positieve feedback 82
Grafieken 82
Regeling door fosforylatie 83
Regeling door proteolyse 83
Regeling door G-proteïnen 83
Het Ras eiwit (monomere G-proteïne) 84
Heterotrimere G proteinen 85
Regeling door beïnvloeding van de expressie vh enzym of v benodigde subeenheden 85
Verschillende weefsels brengen verschillende isoenzymvormen tot expressie 85
Regeling via de vorming van multi-enzymcomplexen 86
Wat is het klinisch belang van enzymen? 86
Serumenzymen die vaak worden gemeten ter ondersteuning van de diagnostiek. 86
Enzymen als doelwitten voor geneesmiddelen 87
Injecteerbare enzymen als geneesmiddelen 87
Pathofysiologie 87
Mutaties 87
Activering of remming door lichaamsvreemde stoffen 87
Toxische enzymen 87
5. Glycolyse en fermentatie 88
5.2 GLYCOLYSE 89
STAP 1: Voorbereidende fase - De hexokinase reactie 90
Voordelen van deze stap: 90
Hexokinase en glucokinase - GRAFIEK 90
, STAP 2: Voorbereidende fase - De fosfohexose isomerase reactie 91
Hoe is dat mogelijk? 91
STAP 3: Voorbereidende fase - De fosfofructokinase = REGELENDE STAP 92
Concept van de regelende stap 92
STAP 4: Voorbereidende fase - De aldolase reactie = EERSTE SPLITSINGSREACTIE 93
STAP 5: Voorbereidende fase - De triose fosfaat isomerase reactie 93
STAP 6: Terugbetalings fase - De glyceraldehyde 3-fosfaat dehydrogenase = OXIDATIE 94
Werking van het enzym glyceraldehyde 3-fosfaat dehydrogenase: 94
STAP 7: Terugbetalings fase - De fosfoglyceraat kinase reactie 95
Werking van het enzym fosfoglyceraat kinase: 95
Koppeling van stap 6 en stap 7 95
STAP 8: Terugbetalings fase - De fosfoglyceraat mutase reactie 95
STAP 9: Terugbetalings fase - De enolase reactie 95
STAP 10: Terugbetalings fase - De pyruvaat kinase reactie 96
Werking van het enzym pyruvaat kinase: 96
Energiebalans van glycolyse – 1 96
Uitleg fig. 1.3: 96
5.3 Omzettingen van pyruvaat 97
5.3.1 Omzetting naar lactaat 97
Omzetting van pyruvaat naar ethanol in de alcoholfermentatie: 97
Omzetting van pyruvaat naar lactaat in de melkzuurfermentatie: 98
5.4 Andere suikers die als brandstof gebruikt worden door glycolyse 100
De metabolisme van glycerol 100
PP36. Vertering van koolhydraten 101
Lactoseintolerantie ontstaat door lactase deficiëntie 101
6. Acetyl-CoA productie en de Krebscyclus 102
Inleiding 103
STAGE 1: Acetyl-CoA productie 104
Samenstelling van het PDH-complex = het pyruvaat dehydrogenase complex 104
Coenzym A (herkennen): 104
Lipoïnezuur / Liponaat (herkennen): 104
Thiamine pyrofosfaat (TPP) (herkennen): 105
Werking van het PDH-complex = het pyruvaat dehydrogenase complex 106
STAP 1: Decarboxylatie van pyruvaat, door het E1 enzym 107
STAP 2: Transfer van 2 e- uit de hydroxyethyl groep naar de lipoyllysyl groep van E2
en transfer van de acetylgroep naar de lipoyllysyl groep van E2 107
STAP 3: Transestericifcatie reactie waarbij de -SH groep van CoA de -SH groep van de E2
Acetyllipoamide vervangt, wat AcertylCoA en dihydrolipoamide geeft 107
STAP 4: Transfer van 2 H atomen van de gereduceerde lipoyllysyl op E2 naar de FAD van
E3 gekatalyseerd door dihydrolipoyl dehydrogenase (E3) 107
STAP 5: De gereduceerde FADH2 van E3 draagt een hydride ion over naar NAD+, en vormt
daardoor NADH. Het enzym is nu klaar voor een volgende cyclus. 107
Bronnen voor de vorming van Acetyl-CoA 108
Metabolisme van Vetzuren (omzetten naar acetyl-CoA) 108
Mobilizatie en transport van vrije vetzuren VVZ: 108
Omzetten van vetzuur naar vetzuur-CoA 109
Transport van vetzuren naar mitochondriale matrix via de acyl-carnitine – carnitine
transporter 109
De eigenlijke vetzuuroxidatie / bèta-oxidatie (FORMULARIUM) 110
Metabolisme van Ethanol (omzetten naar acetyl-CoA) 111
Waarom gebruiken wij triglyceriden als voorraad van energie? 111
STAGE 2: De Krebscyclus 112
STAP 1: De citraat synthase reactie 113
