Hoofdstuk 5 : Glycolyse en fermentatie
5.1 Metabolisme
= cellulair proces waarin vele metabole pathways (enzymgekatalyseerd) samenwerken
Doel :
- chemische energie verkrijgen
- voedinsgmoleculen omzetten
- vorming macromoleculen (door monomere precursoren te polymeriseren)
- synthese en degradatie van biomoleculen
Metabolieten = metabole intermediaren die aangemaakt worden tijdens metabool pathway
Katabolisme = degradatie van voedingsmoleculen naar kleinere producten -> Energie komt vrij
Anabolisme = biosynthese = aanmaak macromoleculen -> Energie nodig
Regeling via:
- substraatconcentratie: als de concentratie van het substraat onder de Km ligt, zal het enzym onder Vmax
werken
- allostere regeling: als ATP concentratie hoog is, zal ATP enyzmen inhiberen die betrokken zijn bij de
verbranding van moleculen (er is geen extra energie nodig)
- groeifactoren en hormonen
Eiwitten -> AZ
Polysachariden -> suikers
Vetten -> vetzuren + glycerol
Afvalproducten: water, CO2 en NH3 (ammoniak)
5.2 Glycolyse
D-glucose is centrale energiebron
En precursor van:
- opslag als sucrose of zetmeel
- oxidatie tot pyruvaat (glycolyse)
- oxidatie tot pentosen (pentosefosfaatpathway)
Glycolyse = aerobe afbraak van suiker
Fermentatie = anaerobe afbraak suiker
• Algemeen:
Glucose (6 C’s) -> fructose 1,6-bisfosfaat -> 2x glyceraldehyde 3-fosfaat -> 2x pyruvaat (3 C’s)
Doel: ATP productie
=> Energie investeringsfase:
ATP nodig voor glycolyse -> investering: 2 ATP -> opbrengst: 4 ATP
+ productie NADH via transfer van hydride-ion naar NAD+ -> geeft later e- af voor ATP-productie
(aeroob)
+ omzetting glucose tot 2 pyruvaat
19
,NAD+ is belangrijkste oxidans -> moet continu aanwezig zijn
Vorming NAD+ via:
- anaeroob: NADH-pyruvaat -> lactaat + NAD
- anaeroob: pyruvaat -> acetyladehyde + CO2 -> ethanol + NAD
- aeroob: mitochondriale oxidatie NADH -> NAD + 2,5 ATP per NADH
Stappen:
1. Glucose wordt gefosforyleerd
2. Isomerisering
3. Fosforylering
4. Splitsing van fructose 1,6-bifosfaat
5. Dihydroxyacetonfosfaat wordt omgezet naar glyceraldehyde 3-fosfaat zodat ge er 2 hebt
6. Oxidatie (aldehyde naar carboxyl) + fosforylatie
7. Fosfaat wordt afgesplitst (vorming ATP)
8. Verplaatsing fosfaat
9. Water wordt onttrokken -> dubbele binding
10. Fosfaat getransfereerd naar ADP (vorming ATP) -> vorming pyruvaat
• Stappenplan glycolyse
Voorbereidende fase
1. Hexokinase
Glucose wordt gefosforyleerd -> glucose 6-fosfaat
Voordeel:
- behoud glucosegradiënt
- vorming anion (kan niet doorheen membraan)
- reactief maken
- maakt pathway irreversibel
Nut van isoenzymen:
Hexokinase en glucokinase katalyseren dezelfde reactie
Glucokinase: lever en betacellen -> hoge Vmax en hoge Km (lage affiniteit)
Hexokinase: hersenen -> lager Vmax en lage Km (hoge affiniteit)
Hersenen moeten continu glucose hebben voor hun energievoorziening
Lever heeft veel meer cellen dan de hersenen
-> Indien men weinig eet, gaan hersenen meer glucose opnemen dan de leveromdat de
affiniteit van hexokinase voor glucose groter is
-> Indien we veel glucose eten neemt de lever meer glucose op (hersenen heeft genoeg
want er is genoeg glucose voor alle organen) -> lever slaat extra aan glucose op als
glycogeen
=> omdat de parameters verschillen, garanderen we de hersenen genoeg
glucoseconcentratie
20
, 2. Fosfohexose isomerase
Glucose-6-fosfaat -> fructose-6-fosfaat
Aldose (6-ring) -> ketose (5-ring)
= reversibel
3. Fosfofructokinase
Fructose-6-fosfaat -> fructose-1,6-bifosfaat
Hydroxylgroep op C1 wordt gefosforyleerd.
-> beide uiteinden bevatten nu fosfaat
= irreversibel
= REGELENDE STAP (stap kan versneld/vertraagd worden waardoor pathway
versneld/vertraagd wordt)
Remmen : ATP en citraat
-> als er genoeg ATP is, is aanmaak ATP onnodig dus ATP remt glycolyse
-> citraat is intermediair van krebscyclus dus maakt indirect ATP aan
Versnellen : AMP
AMP is teken van zeer grote energiearmoede in cel
2 ADP -> ATP + AMP
-> veel AMP bevordert aanmaak ATP
21
5.1 Metabolisme
= cellulair proces waarin vele metabole pathways (enzymgekatalyseerd) samenwerken
Doel :
- chemische energie verkrijgen
- voedinsgmoleculen omzetten
- vorming macromoleculen (door monomere precursoren te polymeriseren)
- synthese en degradatie van biomoleculen
Metabolieten = metabole intermediaren die aangemaakt worden tijdens metabool pathway
Katabolisme = degradatie van voedingsmoleculen naar kleinere producten -> Energie komt vrij
Anabolisme = biosynthese = aanmaak macromoleculen -> Energie nodig
Regeling via:
- substraatconcentratie: als de concentratie van het substraat onder de Km ligt, zal het enzym onder Vmax
werken
- allostere regeling: als ATP concentratie hoog is, zal ATP enyzmen inhiberen die betrokken zijn bij de
verbranding van moleculen (er is geen extra energie nodig)
- groeifactoren en hormonen
Eiwitten -> AZ
Polysachariden -> suikers
Vetten -> vetzuren + glycerol
Afvalproducten: water, CO2 en NH3 (ammoniak)
5.2 Glycolyse
D-glucose is centrale energiebron
En precursor van:
- opslag als sucrose of zetmeel
- oxidatie tot pyruvaat (glycolyse)
- oxidatie tot pentosen (pentosefosfaatpathway)
Glycolyse = aerobe afbraak van suiker
Fermentatie = anaerobe afbraak suiker
• Algemeen:
Glucose (6 C’s) -> fructose 1,6-bisfosfaat -> 2x glyceraldehyde 3-fosfaat -> 2x pyruvaat (3 C’s)
Doel: ATP productie
=> Energie investeringsfase:
ATP nodig voor glycolyse -> investering: 2 ATP -> opbrengst: 4 ATP
+ productie NADH via transfer van hydride-ion naar NAD+ -> geeft later e- af voor ATP-productie
(aeroob)
+ omzetting glucose tot 2 pyruvaat
19
,NAD+ is belangrijkste oxidans -> moet continu aanwezig zijn
Vorming NAD+ via:
- anaeroob: NADH-pyruvaat -> lactaat + NAD
- anaeroob: pyruvaat -> acetyladehyde + CO2 -> ethanol + NAD
- aeroob: mitochondriale oxidatie NADH -> NAD + 2,5 ATP per NADH
Stappen:
1. Glucose wordt gefosforyleerd
2. Isomerisering
3. Fosforylering
4. Splitsing van fructose 1,6-bifosfaat
5. Dihydroxyacetonfosfaat wordt omgezet naar glyceraldehyde 3-fosfaat zodat ge er 2 hebt
6. Oxidatie (aldehyde naar carboxyl) + fosforylatie
7. Fosfaat wordt afgesplitst (vorming ATP)
8. Verplaatsing fosfaat
9. Water wordt onttrokken -> dubbele binding
10. Fosfaat getransfereerd naar ADP (vorming ATP) -> vorming pyruvaat
• Stappenplan glycolyse
Voorbereidende fase
1. Hexokinase
Glucose wordt gefosforyleerd -> glucose 6-fosfaat
Voordeel:
- behoud glucosegradiënt
- vorming anion (kan niet doorheen membraan)
- reactief maken
- maakt pathway irreversibel
Nut van isoenzymen:
Hexokinase en glucokinase katalyseren dezelfde reactie
Glucokinase: lever en betacellen -> hoge Vmax en hoge Km (lage affiniteit)
Hexokinase: hersenen -> lager Vmax en lage Km (hoge affiniteit)
Hersenen moeten continu glucose hebben voor hun energievoorziening
Lever heeft veel meer cellen dan de hersenen
-> Indien men weinig eet, gaan hersenen meer glucose opnemen dan de leveromdat de
affiniteit van hexokinase voor glucose groter is
-> Indien we veel glucose eten neemt de lever meer glucose op (hersenen heeft genoeg
want er is genoeg glucose voor alle organen) -> lever slaat extra aan glucose op als
glycogeen
=> omdat de parameters verschillen, garanderen we de hersenen genoeg
glucoseconcentratie
20
, 2. Fosfohexose isomerase
Glucose-6-fosfaat -> fructose-6-fosfaat
Aldose (6-ring) -> ketose (5-ring)
= reversibel
3. Fosfofructokinase
Fructose-6-fosfaat -> fructose-1,6-bifosfaat
Hydroxylgroep op C1 wordt gefosforyleerd.
-> beide uiteinden bevatten nu fosfaat
= irreversibel
= REGELENDE STAP (stap kan versneld/vertraagd worden waardoor pathway
versneld/vertraagd wordt)
Remmen : ATP en citraat
-> als er genoeg ATP is, is aanmaak ATP onnodig dus ATP remt glycolyse
-> citraat is intermediair van krebscyclus dus maakt indirect ATP aan
Versnellen : AMP
AMP is teken van zeer grote energiearmoede in cel
2 ADP -> ATP + AMP
-> veel AMP bevordert aanmaak ATP
21
