Biochemie II: metabolisme
Deel 17: De citroenzuurcyclus/krebcyclus
1. Mitochondria
1.1 Mitochondria zijn ontstaan door endosymbiose van Gram-
negatieve bacteriën
Mitochondria
In eukaryoten vindt de oxidatieve fosforylatie en de citroenzuurcyclus plaats in de
mitochondria
Extra info op dia 4-5 (niet op examen)
Opbouw:
2 membranensysteem:
- Buitenste membraan:
o Zo goed als permeabel voor bijna alle kleine moleculen en ionen omdat het veel
mitochondriale poriën (VDAC) bevat
- Binnenste membraan
o Zo goed als impermeabel, de enige moleculen die de membraan kunnen
doorgaan doen dit via specifieke transporters
o Gevouwen in kammen = cristea
2 compartimenten:
- Intermembraan ruimte P-side = positief geladen door aanwezigheid van veel
protonen
- Matrix N-side = negatief geladen ten opzichte van de intermembraan ruimte
Bevatten hun eigen genoom 37 genen bij de mens
- 13 coderen voor subeenheden van de elektronentransportketen
Bevatten hun eigen ribosomen (verschillend aan deze van het cytoplasma)
- De meeste mitochondriale eiwitten coderen voor nucleaire genen
- Deze worden gesynthetiseerd worden op cytoplasmatische ribosomen
- Vervolgens worden in de mitochondria gebracht waar we worden geassembleerd
,1.2 Mitochondria zijn de elektriciteitscentrales van de cel
Matrix
Cytosol van de bacterie
Bevat verschillende elementen:
- Benodigdheden voor acetyl-CoA generatie
- Enzymen van citroenzuurcyclus
- Enzymen voor oxidatieve afbraak van vetzuren en aminozuren
Binnenste membraan
Bevat elementen voor elektronentransportketen (respiratoir)
Benodigdheden voor ATP synthese
Algemeen
In niet-fotosynthetische eukaryoten zijn de mitochondria de plaats
waar de meest energie capterende oxidatieve reacties + ATP-
synthetiserende reacties plaatsvinden
De glycolyse heeft zowel een aerobe, als anaerobe manier, terwijl de
citroenzuurcyclus en oxidatieve fosforylatie enkel onder aerobe
omstandigheden kunnen plaatsvinden = obligaat aeroob O2 is
finale elektronenacceptor
2. De citroenzuurcyclus in een groter metabolisch geheel
2.1 De citroenzuurcyclus vormt de 2e fase van celademhaling
Algemeen
Voor veel organismen die onder aërobe omstandigheden leven, is de glycolyse de 1e stap in
de oxidatie van glucose om energie te verkrijgen glucose wordt verder geoxideerd tot H2O
en CO2
Cellulaire ademhaling:
Elk metabolisch proces dat leidt tot de opname van O2 en afgifte van CO2
De celademhaling bestaat uit 3 fasen:
- Fase 1 organische brandstofmoleculen (glucose, aminozuur, vetzuren) worden
geoxideerd om 2 koolstoffragmenten in de vorm van acetyl-CoA te verkrijgen
- Fase 2 acetylgroepen worden geoxideerd tot CO2, waarbij NADH en FADH2 wordt
verkregen
- Fase 3 elektronen worden overgebracht naar de elektronentransportketen, aanleggen
van protonengradiënt, die nodig is voor de ATP-productie (+ H2O) O2 is de finale
elektronenacceptor
, 3. Productie van geactiveerde acetaat onder de vorm van
acetyl-CoA
3.1 Pyruvaat dehydrogenase complex linkt glycolyse en de
citroenzuurcyclus aan elkaar
Acetyl-CoA
Oxidatieproducten van de oxidatie van metabolische brandstoffen gaan de citroenzuurcyclus
binnen onder de vorm van acetyl-CoA ( HFDST 7)
- Oxidatie van aminozuren ( HFDST 20)
- Oxidatie van vetzuren ( HFDST 19)
- Oxidatie ven glucose naar pyruvaat ( HFDST 16)
Functie acetyl-CoA:
- Citroenzuurcyclus voorzien van een 2 koolstofgroep (acetaat)
- Activeren citroenzuurcyclus voor de komende reacties
Omzetting van pyruvaat naar acetyl-CoA
Gebeurt met behulp van multi-enzym complex = pyruvaat dehydrogenase (PDH) complex
Ligt in de mitochondriale matrix (N-side) in eukaryoten cellen
Opbouw:
- Meerdere exemplaren van elke van de 3 enzymen
o E1
Pyruvaat dehydrogenase
Bevat decarboxylase activiteit
Gebruikt TPP als cofactor
o E2
Dihydrolipoyl transacetylase
Bevat transacetylase activiteit
Gebruikt lipoaat als cofactor
o E3
Dihydrolipoyl dehydrogenase
Bevat een redox activiteit
Gebruikt FAD als cofactor
- 2 regulatoreiwitten
Pyruvaat wordt in de mitochondria gebracht via een mitochondriale pyruvaat carrier (MPC)
Structuren herkennen + naam kennen + reactief gedeelte kunnen aanduiden
Deel 17: De citroenzuurcyclus/krebcyclus
1. Mitochondria
1.1 Mitochondria zijn ontstaan door endosymbiose van Gram-
negatieve bacteriën
Mitochondria
In eukaryoten vindt de oxidatieve fosforylatie en de citroenzuurcyclus plaats in de
mitochondria
Extra info op dia 4-5 (niet op examen)
Opbouw:
2 membranensysteem:
- Buitenste membraan:
o Zo goed als permeabel voor bijna alle kleine moleculen en ionen omdat het veel
mitochondriale poriën (VDAC) bevat
- Binnenste membraan
o Zo goed als impermeabel, de enige moleculen die de membraan kunnen
doorgaan doen dit via specifieke transporters
o Gevouwen in kammen = cristea
2 compartimenten:
- Intermembraan ruimte P-side = positief geladen door aanwezigheid van veel
protonen
- Matrix N-side = negatief geladen ten opzichte van de intermembraan ruimte
Bevatten hun eigen genoom 37 genen bij de mens
- 13 coderen voor subeenheden van de elektronentransportketen
Bevatten hun eigen ribosomen (verschillend aan deze van het cytoplasma)
- De meeste mitochondriale eiwitten coderen voor nucleaire genen
- Deze worden gesynthetiseerd worden op cytoplasmatische ribosomen
- Vervolgens worden in de mitochondria gebracht waar we worden geassembleerd
,1.2 Mitochondria zijn de elektriciteitscentrales van de cel
Matrix
Cytosol van de bacterie
Bevat verschillende elementen:
- Benodigdheden voor acetyl-CoA generatie
- Enzymen van citroenzuurcyclus
- Enzymen voor oxidatieve afbraak van vetzuren en aminozuren
Binnenste membraan
Bevat elementen voor elektronentransportketen (respiratoir)
Benodigdheden voor ATP synthese
Algemeen
In niet-fotosynthetische eukaryoten zijn de mitochondria de plaats
waar de meest energie capterende oxidatieve reacties + ATP-
synthetiserende reacties plaatsvinden
De glycolyse heeft zowel een aerobe, als anaerobe manier, terwijl de
citroenzuurcyclus en oxidatieve fosforylatie enkel onder aerobe
omstandigheden kunnen plaatsvinden = obligaat aeroob O2 is
finale elektronenacceptor
2. De citroenzuurcyclus in een groter metabolisch geheel
2.1 De citroenzuurcyclus vormt de 2e fase van celademhaling
Algemeen
Voor veel organismen die onder aërobe omstandigheden leven, is de glycolyse de 1e stap in
de oxidatie van glucose om energie te verkrijgen glucose wordt verder geoxideerd tot H2O
en CO2
Cellulaire ademhaling:
Elk metabolisch proces dat leidt tot de opname van O2 en afgifte van CO2
De celademhaling bestaat uit 3 fasen:
- Fase 1 organische brandstofmoleculen (glucose, aminozuur, vetzuren) worden
geoxideerd om 2 koolstoffragmenten in de vorm van acetyl-CoA te verkrijgen
- Fase 2 acetylgroepen worden geoxideerd tot CO2, waarbij NADH en FADH2 wordt
verkregen
- Fase 3 elektronen worden overgebracht naar de elektronentransportketen, aanleggen
van protonengradiënt, die nodig is voor de ATP-productie (+ H2O) O2 is de finale
elektronenacceptor
, 3. Productie van geactiveerde acetaat onder de vorm van
acetyl-CoA
3.1 Pyruvaat dehydrogenase complex linkt glycolyse en de
citroenzuurcyclus aan elkaar
Acetyl-CoA
Oxidatieproducten van de oxidatie van metabolische brandstoffen gaan de citroenzuurcyclus
binnen onder de vorm van acetyl-CoA ( HFDST 7)
- Oxidatie van aminozuren ( HFDST 20)
- Oxidatie van vetzuren ( HFDST 19)
- Oxidatie ven glucose naar pyruvaat ( HFDST 16)
Functie acetyl-CoA:
- Citroenzuurcyclus voorzien van een 2 koolstofgroep (acetaat)
- Activeren citroenzuurcyclus voor de komende reacties
Omzetting van pyruvaat naar acetyl-CoA
Gebeurt met behulp van multi-enzym complex = pyruvaat dehydrogenase (PDH) complex
Ligt in de mitochondriale matrix (N-side) in eukaryoten cellen
Opbouw:
- Meerdere exemplaren van elke van de 3 enzymen
o E1
Pyruvaat dehydrogenase
Bevat decarboxylase activiteit
Gebruikt TPP als cofactor
o E2
Dihydrolipoyl transacetylase
Bevat transacetylase activiteit
Gebruikt lipoaat als cofactor
o E3
Dihydrolipoyl dehydrogenase
Bevat een redox activiteit
Gebruikt FAD als cofactor
- 2 regulatoreiwitten
Pyruvaat wordt in de mitochondria gebracht via een mitochondriale pyruvaat carrier (MPC)
Structuren herkennen + naam kennen + reactief gedeelte kunnen aanduiden
