Samenvatting Humane Biochemie S3

HUMANE BIOCHEMIE S3 - SAMENVATTING

Hoofdstuk 2 : Stofwisseling van de cel
Metabolisme : een inleiding
- 4 hoofdgroepen
o Koolhydraten: energie leveren, deel van celmembraan
o Lipiden: membraan
o Eiwitten: inwendige structuur, katalysator chemische reacties
o Nucleïnezuren: genetische informatie, synthese nieuwe eiwitten


De energiebehoefte van een cel
Energie = nodig voor functioneren
- Lichaamstemperatuur op peil houden
- Arbeid verrichten
- Bewegen
- Lichaamseigen producten maken


Anabolisme en katabolisme (dynamische biochemie : flexibel en nauwkeurig)
Katabolisme: afbraak macromoleculen voor energie (vaak exergoon)
Anabolisme: bouwstenen aaneengeschakeld tot nieuwe macromoleculen
(groei of reserve (vaak endergoon))
Brandstof voor reacties = voedingsstoffen
Metabolisme = stofwisseling = verzamelnaam voor alle chemische reacties in het lichaam


Metabole stofwisselingsroutes
Metabole weg = aaneenschakeling chemische reacties vertrekkende van molecule A(= metabole
voorloper), eindigend bij molecule D (= eindproduct).
*volgorde niet willekeurig, paden hebben vaste structuur. Elke stap gekatalyseerd door specifiek
enzym


De metabole kaart
= stratennetwerk met enkele kruispunten
Straten = metabole weg, kruispunten = intermediaire molecule (kan in verschillende wegen opgaan)
Metabole flux= hoeveelheid substraat die per tijdseenheid per cel metabole stap passeert
 Bepaald door enzymen:
Meer enzymen = meer substraten omgezet (enzym kan geblokkeerd wordenmetabole flux stopt)
Enzymactiviteit gestimuleerd/geïnhibeerd  metabole flux stijgt/daalt


Fluxbepalende enzymen = snelheidsbeperkende enzymen = flux in bepaalde metabole weg bepaald
door 1/meer regelbare enzymen op deze weg
*Sommige straten eenrichtingsverkeer  chemische reacties = reversibel of irreversibel

,Het metabolisme garandeert homeostase in verschillende situaties
- Elk organisme : basisverbruik voor onderhoud van de levensfuncties = basaal metabolisme (BMR)
- Extra energieverbruik bovenop BMR: spijsverteringstelsel en spierstelsel
- Energiebehoefte niet constant, afhankelijk van:
1. Weefseltype : hartspierweefsel meer ATP nodig dan botweefsel
2. Fysiologische toestand: organisme in rust lagere energiebehoefte
3. Leeftijd: kind > volwassene
Snelheidsbeperkende stappen = elke metabole weg heeft 1/meer vaak irreversibele stappen
-+ Enzymen die reacties katalyseren strikt gereguleerd  flux aangepast aan behoefte individuele cel


Basisprincipes van de bio-energetica
Bij elke reactie treedt er energieverandering op
- Exergoon (katabool): energie vrijgesteld, sommige stappen soms endergoon  spontaan
- Endergoon (anabool) : energie aan omgeving onttrokken  niet-spontaan


Energieverandering bij katabole processen
Bij reacties komt veel warmte vrij, mag niet (lichaamsT niet constant) klein deel vrij als warmte, rest
opgeslagen als chemische energie
Verbrandingsproces van koolwaterstoffen verschillen:
1. Verbrandingsoven: KWS in 1 stap geoxideerd in een kachel, grote activeringsenergie
2. Lichaamscel : KWS stapsgewijs geoxideerd in cel, kleine activeringsenergie


Energie vrijgesteld als energierijke elektronendragers zoals NADH en FADH2


Energieverandering bij anabole processen
Koppelen van reacties = voldoende exergone reactie koppelen aan endergone reactie : totale proces
exergoon  spontaan (=basis alle anabole processen)

Voorbeeld Biochemische afbraak glucose
Koppeling van glucose met een fosfaatgroep tot glucose-6-fosfaat




licht endergoon sterk exergoon


Beide reacties koppelen  exergone reactie (E (warmte) die vrijkomt bij afsplitsing fosfaat van ATP
deels gebruikt om koppeling van deze fosfaat met glucose te verwezenlijken)

, Katabolisme en anabolisme : een overzicht
Katabolisme
Afbraak voedingsstoffen begint bij vertering: specifieke enzymen (hydrolasen) breken grote
macromoleculen af via hydrolysereacties
- Lipiden  glycerol en vetzuren (pancreaslipase)
- Polysacchariden  monosacchariden (speeksel- en pancreasamylase)
- Eiwitten  aminozuren (pepsine)
Eens in kleinere delen : naar individuele cellen vervoerd om geoxideerd te worden
Glucose: via glycolyse tot pyruvaat en dan tot acetylCoA
Vetzuren: via beta-oxidatie tot acetylCoA
Aminozuren: via diverse afbraakreacties tot acetylCoA


AcetylCoA = centraal intermediair, verder verwerkt in mitochondriën via Krebscyclus (citroencyclus).
Ievert veel elektronendragers op die e- overdragen op O2 in ETK
Stapsgewijze overdracht van e-, p+ in intermembranaire ruimte mitochondriën  terugkeer p+ naar
mitochondriale matrix zet ATP-synthase pomp in werking
Oxidatieve fosforylering (ademhalingsketen) = geheel van laatste processen ATP = ETK, fosforylering
ADP, oxidatie O2 tot H2O


Anabolisme
Benodigdheden anabole paden:
1. Bouwstenen
2. Energie (ATP)
3. Reducerend vermogen
Bouwstenen
Direct uit reserves halen/door cel aangemaakt
- Glucose: opnieuw aanmaken uit acetylCoA = gluconeogenese
- Glucose: ophalen uit glycogeen = glycogenolyse
- Aminozuren: zelf synthetiseren uit andere aminozuren
- Aminozuren: diverse intermediairen van Krebscyclus = aminozuursynthese
- Vetzuren: aanmaken uit acetylCoA = vetzuursynthese
- Vetzuren: ophalen uit reserves
 Bouwstenen gebruikt voor vorming macromoleculen


- Lever- en spiercellen : voorraad glucose (koppelen moleculen aaneen glycogeen= glycogenese)
- Aaneenschakeling AZ tot EW : ribosomen = translatie
- VZ gekoppeld aan glycerol  opslag als reserve ovv. Vetdruppels in vetweefsel = adipocyten
- Energie : uit voorraad ATP (gesplitst tot ADP = fosfaat  E vrij)
- Reducerend vermogen : door fosfaatvariant NADPH  ontstaat tijdens pentosefosfaatweg =
hexosemonofosfaatshunt