STOFWISSELING
LES 1: KOOLHYDRATEN EN LIPIDEN
Macromoleculen zijn aan elkaar geketende polymeren. Een polymeer is een lang
molecuul bestaande uit meerdere monomeren die verbonden zijn door covalente
bindingen.
Enzymen zijn gespecialiseerde macromoleculen (meestal proteïnen) die
chemische reacties versnellen. Een condensatiereactie is een reactie die een
monomeer aan een andere monomeer of polymeer covalent bindt met het verlies
van een klein molecuul. Als er een water molecuul verloren raakt, heet het een
dehydratie reactie.
Polymeren zijn afgebroken naar monomeer door hydrolyse; iets verbreken door
middel van water.
Proteïnen zijn gemaakt van honderden ketens aminozuren gerangschikt.
Koolhydraten bevatten suikers. De simpelste suikers zijn monosachariden, CH2O.
De kenmerken zijn een carboxylgroep (C = O) en meerdere hydroxylgroepen (-
OH). Afhankelijk van de plek van de carboxylgroep is een monosacharide een
aldose (aldehyde) of een ketose (keton suiker). Een ander criteria voor het
classificeren van een monosacharide is de lengte van het carbon skelet. Het is
ook van belang hoe de groepen zijn geordend om het (asymmetrische) C atoom
heen. Monosachariden zijn grote voedingstoffen voor cellen. Het carbon skelet
dient als materiaal voor de synthese van kleine moleculen. Monosachariden die
niet op deze manieren gebruikt worden, zijn opgenomen als monomeren in
disachariden of polysachariden. Een disachariden bestaat uit twee
monosachariden met een glycosidische koppeling, een covalente binding
gevormd tussen twee monosachariden door een dehydratatie reactie.
Disachariden moeten afgebroken worden tot monosachariden om voor energie te
kunnen zorgen voor andere organismes. Polysachariden zijn macromoleculen,
polymeren met honderd tot duizend monosachariden met een glycosidische
koppeling. Sommige dienen als opslagmateriaal, ze zijn gehydrolyseerd indien
nodig om monosachariden voor cellen te leveren. Andere dienen als
bouwmateriaal voor structuren om cellen te beschermen. De bouw en de functie
van een polysachariden zijn bepaald door de monosachariden en de positie van
de glycosidische koppelingen.
Planten en dieren bewaren suikers voor later gebruik in de vorm van opslag
polysachariden. Planten slaan zetmeel op als korrels zonder cellulaire structuren,
ook wel plastiden genoemd. Het synthetiseren van zetmeel stelt de plant in staat
om overtollige glucose op te slaan. De suiker kan later teruggehaald worden door
hydrolyse. De meeste glucose monomeren in zetmeel hebben 1-4 koppeling.
Dieren slaan een polysacharide op genaamd glycogeen. Gewervelde dieren slaan
glycogeen vooral op in de lever en spiercellen. Het afbreken van glycogeen geeft
glucose vrij als de vraag naar energie minder wordt. Deze opgeslagen brandstof
kan niet lang een dier in stand houden.
,Organismes bouwen sterke materialen van structurele polysachariden. Een
voorbeeld hiervan is cellulose; dit is een onderdeel van de sterke wand die een
plantencel omsluit. Doordat cellulose niet vertakt is, kunnen de hydroxylgroepen
gaan binden met ander groepen. Dit verklaart de functie van cellulose. Cellulose
kan door mensen en dieren niet worden verteerd. Onderweg schuurt de cellulose
de wand van het spijsverteringskabaal en stimuleert de bekleding om slijm af te
scheiden, wat helpt bij de vlotte doorgang van voedsel door het kanaal. Sommige
micro-organismen kunnen cellulose verteren en afbreken tot glucosemonomeren.
Dan moet je denken aan prokaryoten of protisten in de darmen of schimmels.
Chitine is een polysachariden die door geleedpotigen wordt gebruikt om hun
exoskeletten te bouwen: harde omhulsels die de zachte delen van een dier
omringen. Wanneer de eiwitten van de chitine (ingebed in een laag eiwitten)
chemisch met elkaar verbonden worden of worden bedekt met calciumcarbonaat,
wordt het hard. Chitine heeft N-verbindingen.
De hydroxylgroep van glucose kan boven of onder de nummer 1 carbongroep
zitten. Dit wordt aangegeven met alpha (α) en bèta (β). Beneden is alfa en boven
is bèta.
Lipiden zijn hydrofoob, doordat ze bestaan uit koolwaterstofgebieden met
apolaire C-H-bindingen. De soorten lipiden die het belangrijkst zijn: vetten,
fosfolipiden en steroïden. Een vet bestaat uit een glycerolmolecuul verbonden
met drie vetzuren (dehydratie). Glycerol is een alcohol; elk van de drie
koolstofatomen draag een hydroxylgroep. Een vetzuur heeft een lang
koolstofskelet. De koolstof aan het ene uiteinde maakt deel uit van een
carboxylgroep, de functionele groep die deze moleculen de naam vetzuur geeft.
Bij het maken van een vet wordt elk vetzuurmolecuul door een dehydratiereactie
aan glycerol gekoppeld. Dit resulteert in een esterbinding, een binding tussen
een hydroxylgroep en een carboxylgroep. Andere namen zijn triacylglycerol en
triglyceride.
Als er geen dubbele bindingen zijn verzadigd. Een onverzadigd vetzuur heeft één
of meer dubbele bindingen. De meeste dierlijke vetten zijn verzadigd; ze zijn vast
bij kamertemperatuur. Vetten van planten en vissen zijn onverzadigd; ze zijn
vloeibaar bij kamertemperatuur. De knikken waar de dubbele cis-bindingen
(recht) zich bevinden zorgen ervoor dat de moleculen niet dicht genoeg bij elkaar
komen om bij kamertemperatuur te stollen.
Gehydrogeneerde vegateerbare oliën betekent dat de onverzadigde vetten
synthetisch zijn omgezet in verzadigde vetten door waterstof toe te voegen,
waardoor ze stollen. Hierdoor voorkom je dat lipiden zich in vloeibare vorm
afscheiden. Het proces van hydrogeneren van plantaardige oliën produceert niet
alleen verzadigde vetten, maar ook onverzadigde vetten met trans-dubbele
bindingen (schuin). Transvetten kunnen bijdragen aan coronaire hartziekten.
De belangrijkste functie van vetten is energieopslag. Ook zorgt het voor isolatie
van het lichaam.
Fosfolipiden zijn hoofdbestanddelen van celmembranen. Het heeft twee vetzuren
aan glycerol. De derde hydroxylgroep van glycerol is verbonden met een
, fosfaatgroep, die een negatieve elektrische lading heeft in de cel. De
koolwaterstofstaarten van de fosfolipiden zijn hydrofoob en de koppen zijn
hydrofiel. Wanneer fosfolipiden aan water worden toegevoegd, vormen ze
zichzelf tot een dubbellaagse plaat, die hun hydrofobe vetzuurstaarten afschermt
van water.
Steroïden zijn lipiden die worden gekenmerkt door een koolstofskelet bestaande
uit vier gefuseerde ringen. Verschillende steroïden onderscheiden zich door de
specifieke chemische groepen die aan de ringen zijn bevestigd.
Lipide en eiwitten zijn de hoofdbestanddelen van membranen, hoewel
koolhydraten ook belangrijk zijn. Het vermogen om membranen te vormen
(lipiden) is te danken aan hun moleculaire structuur. Een fosfolipide is een
amfipathisch molecuul, het heeft zowel een hydrofiel gebied als een hydrofoob
gebied heeft. De meeste membraaneiwitten zijn dit ook. Dergelijke eiwitten
kunnen in de fosfolipide dubbellaag verblijven met hun hydrofiele gebieden
uitsteken. Deze moleculaire oriëntatie maximaliseert het contact van hydrofiele
regio’s van een eiwit met water in het cytosol en extracellulaire vloeistof, terwijl
hun hydrofobe delen een niet-waterige omgeving krijgen. Groepen eiwitten
vervullen daar gemeenschappelijke functies. Lipide-vlotten zijn specifieke lipiden.
Een membraan wordt voornamelijk bij elkaar gehouden door hydrofobe
interacties, die veel zwakker zijn dan covalente bindingen. De meeste lipiden en
sommige eiwitten kunnen zijwaarts verschuiven. Zeer zelden kan een lipide ook
over het membraan heen en weer schuiven, waarbij van de ene fosfolipide laag
naar de andere wordt overgeschakeld. Eiwitten zijn alleen langzamer.
Membranen moeten vloeibaar zijn om goed te kunnen werken; de vloeibaarheid
beïnvloedt zowel de permeabiliteit als het vermogen van membraaneiwitten om
te bewegen naar de plaats waar hun functie nodig is. Als het membraan stolt of
te vloeibaar wordt, kunnen de eiwitfuncties niet ondersteund worden. 18:2
→18
C-atomen en 2 dubbele bindingen
LES 2: EIWITTEN EN ENZYMEN
Proteïnen versnellen chemische reacties, spelen een rol in afweer, opslag,
transport, cellulaire communicatie, beweging en structurele support.
Enzymatische proteïnen gedragen zich als katalysator; ze versnellen een
chemische reactie zonder verbruikt te worden. Proteïnen bestaan allemaal uit
dezelfde set van 20 aminozuren, verbonden door onvertakte polymeren. De
binding tussen aminozuren heet een peptide binding. Een polymeer van
aminozuren heet een polypeptide. Een proteïne bestaat uit een of meer
polypeptiden.
Een aminozuur heeft een aminogroep (NH2), een carboxylgroep (C=O – OH)
en in het midden een asymmetrisch C-atoom (α carbon). De R groep
verschilt per aminozuur. De R groep bepaalt het karakter. α-Aminozuren: de
LES 1: KOOLHYDRATEN EN LIPIDEN
Macromoleculen zijn aan elkaar geketende polymeren. Een polymeer is een lang
molecuul bestaande uit meerdere monomeren die verbonden zijn door covalente
bindingen.
Enzymen zijn gespecialiseerde macromoleculen (meestal proteïnen) die
chemische reacties versnellen. Een condensatiereactie is een reactie die een
monomeer aan een andere monomeer of polymeer covalent bindt met het verlies
van een klein molecuul. Als er een water molecuul verloren raakt, heet het een
dehydratie reactie.
Polymeren zijn afgebroken naar monomeer door hydrolyse; iets verbreken door
middel van water.
Proteïnen zijn gemaakt van honderden ketens aminozuren gerangschikt.
Koolhydraten bevatten suikers. De simpelste suikers zijn monosachariden, CH2O.
De kenmerken zijn een carboxylgroep (C = O) en meerdere hydroxylgroepen (-
OH). Afhankelijk van de plek van de carboxylgroep is een monosacharide een
aldose (aldehyde) of een ketose (keton suiker). Een ander criteria voor het
classificeren van een monosacharide is de lengte van het carbon skelet. Het is
ook van belang hoe de groepen zijn geordend om het (asymmetrische) C atoom
heen. Monosachariden zijn grote voedingstoffen voor cellen. Het carbon skelet
dient als materiaal voor de synthese van kleine moleculen. Monosachariden die
niet op deze manieren gebruikt worden, zijn opgenomen als monomeren in
disachariden of polysachariden. Een disachariden bestaat uit twee
monosachariden met een glycosidische koppeling, een covalente binding
gevormd tussen twee monosachariden door een dehydratatie reactie.
Disachariden moeten afgebroken worden tot monosachariden om voor energie te
kunnen zorgen voor andere organismes. Polysachariden zijn macromoleculen,
polymeren met honderd tot duizend monosachariden met een glycosidische
koppeling. Sommige dienen als opslagmateriaal, ze zijn gehydrolyseerd indien
nodig om monosachariden voor cellen te leveren. Andere dienen als
bouwmateriaal voor structuren om cellen te beschermen. De bouw en de functie
van een polysachariden zijn bepaald door de monosachariden en de positie van
de glycosidische koppelingen.
Planten en dieren bewaren suikers voor later gebruik in de vorm van opslag
polysachariden. Planten slaan zetmeel op als korrels zonder cellulaire structuren,
ook wel plastiden genoemd. Het synthetiseren van zetmeel stelt de plant in staat
om overtollige glucose op te slaan. De suiker kan later teruggehaald worden door
hydrolyse. De meeste glucose monomeren in zetmeel hebben 1-4 koppeling.
Dieren slaan een polysacharide op genaamd glycogeen. Gewervelde dieren slaan
glycogeen vooral op in de lever en spiercellen. Het afbreken van glycogeen geeft
glucose vrij als de vraag naar energie minder wordt. Deze opgeslagen brandstof
kan niet lang een dier in stand houden.
,Organismes bouwen sterke materialen van structurele polysachariden. Een
voorbeeld hiervan is cellulose; dit is een onderdeel van de sterke wand die een
plantencel omsluit. Doordat cellulose niet vertakt is, kunnen de hydroxylgroepen
gaan binden met ander groepen. Dit verklaart de functie van cellulose. Cellulose
kan door mensen en dieren niet worden verteerd. Onderweg schuurt de cellulose
de wand van het spijsverteringskabaal en stimuleert de bekleding om slijm af te
scheiden, wat helpt bij de vlotte doorgang van voedsel door het kanaal. Sommige
micro-organismen kunnen cellulose verteren en afbreken tot glucosemonomeren.
Dan moet je denken aan prokaryoten of protisten in de darmen of schimmels.
Chitine is een polysachariden die door geleedpotigen wordt gebruikt om hun
exoskeletten te bouwen: harde omhulsels die de zachte delen van een dier
omringen. Wanneer de eiwitten van de chitine (ingebed in een laag eiwitten)
chemisch met elkaar verbonden worden of worden bedekt met calciumcarbonaat,
wordt het hard. Chitine heeft N-verbindingen.
De hydroxylgroep van glucose kan boven of onder de nummer 1 carbongroep
zitten. Dit wordt aangegeven met alpha (α) en bèta (β). Beneden is alfa en boven
is bèta.
Lipiden zijn hydrofoob, doordat ze bestaan uit koolwaterstofgebieden met
apolaire C-H-bindingen. De soorten lipiden die het belangrijkst zijn: vetten,
fosfolipiden en steroïden. Een vet bestaat uit een glycerolmolecuul verbonden
met drie vetzuren (dehydratie). Glycerol is een alcohol; elk van de drie
koolstofatomen draag een hydroxylgroep. Een vetzuur heeft een lang
koolstofskelet. De koolstof aan het ene uiteinde maakt deel uit van een
carboxylgroep, de functionele groep die deze moleculen de naam vetzuur geeft.
Bij het maken van een vet wordt elk vetzuurmolecuul door een dehydratiereactie
aan glycerol gekoppeld. Dit resulteert in een esterbinding, een binding tussen
een hydroxylgroep en een carboxylgroep. Andere namen zijn triacylglycerol en
triglyceride.
Als er geen dubbele bindingen zijn verzadigd. Een onverzadigd vetzuur heeft één
of meer dubbele bindingen. De meeste dierlijke vetten zijn verzadigd; ze zijn vast
bij kamertemperatuur. Vetten van planten en vissen zijn onverzadigd; ze zijn
vloeibaar bij kamertemperatuur. De knikken waar de dubbele cis-bindingen
(recht) zich bevinden zorgen ervoor dat de moleculen niet dicht genoeg bij elkaar
komen om bij kamertemperatuur te stollen.
Gehydrogeneerde vegateerbare oliën betekent dat de onverzadigde vetten
synthetisch zijn omgezet in verzadigde vetten door waterstof toe te voegen,
waardoor ze stollen. Hierdoor voorkom je dat lipiden zich in vloeibare vorm
afscheiden. Het proces van hydrogeneren van plantaardige oliën produceert niet
alleen verzadigde vetten, maar ook onverzadigde vetten met trans-dubbele
bindingen (schuin). Transvetten kunnen bijdragen aan coronaire hartziekten.
De belangrijkste functie van vetten is energieopslag. Ook zorgt het voor isolatie
van het lichaam.
Fosfolipiden zijn hoofdbestanddelen van celmembranen. Het heeft twee vetzuren
aan glycerol. De derde hydroxylgroep van glycerol is verbonden met een
, fosfaatgroep, die een negatieve elektrische lading heeft in de cel. De
koolwaterstofstaarten van de fosfolipiden zijn hydrofoob en de koppen zijn
hydrofiel. Wanneer fosfolipiden aan water worden toegevoegd, vormen ze
zichzelf tot een dubbellaagse plaat, die hun hydrofobe vetzuurstaarten afschermt
van water.
Steroïden zijn lipiden die worden gekenmerkt door een koolstofskelet bestaande
uit vier gefuseerde ringen. Verschillende steroïden onderscheiden zich door de
specifieke chemische groepen die aan de ringen zijn bevestigd.
Lipide en eiwitten zijn de hoofdbestanddelen van membranen, hoewel
koolhydraten ook belangrijk zijn. Het vermogen om membranen te vormen
(lipiden) is te danken aan hun moleculaire structuur. Een fosfolipide is een
amfipathisch molecuul, het heeft zowel een hydrofiel gebied als een hydrofoob
gebied heeft. De meeste membraaneiwitten zijn dit ook. Dergelijke eiwitten
kunnen in de fosfolipide dubbellaag verblijven met hun hydrofiele gebieden
uitsteken. Deze moleculaire oriëntatie maximaliseert het contact van hydrofiele
regio’s van een eiwit met water in het cytosol en extracellulaire vloeistof, terwijl
hun hydrofobe delen een niet-waterige omgeving krijgen. Groepen eiwitten
vervullen daar gemeenschappelijke functies. Lipide-vlotten zijn specifieke lipiden.
Een membraan wordt voornamelijk bij elkaar gehouden door hydrofobe
interacties, die veel zwakker zijn dan covalente bindingen. De meeste lipiden en
sommige eiwitten kunnen zijwaarts verschuiven. Zeer zelden kan een lipide ook
over het membraan heen en weer schuiven, waarbij van de ene fosfolipide laag
naar de andere wordt overgeschakeld. Eiwitten zijn alleen langzamer.
Membranen moeten vloeibaar zijn om goed te kunnen werken; de vloeibaarheid
beïnvloedt zowel de permeabiliteit als het vermogen van membraaneiwitten om
te bewegen naar de plaats waar hun functie nodig is. Als het membraan stolt of
te vloeibaar wordt, kunnen de eiwitfuncties niet ondersteund worden. 18:2
→18
C-atomen en 2 dubbele bindingen
LES 2: EIWITTEN EN ENZYMEN
Proteïnen versnellen chemische reacties, spelen een rol in afweer, opslag,
transport, cellulaire communicatie, beweging en structurele support.
Enzymatische proteïnen gedragen zich als katalysator; ze versnellen een
chemische reactie zonder verbruikt te worden. Proteïnen bestaan allemaal uit
dezelfde set van 20 aminozuren, verbonden door onvertakte polymeren. De
binding tussen aminozuren heet een peptide binding. Een polymeer van
aminozuren heet een polypeptide. Een proteïne bestaat uit een of meer
polypeptiden.
Een aminozuur heeft een aminogroep (NH2), een carboxylgroep (C=O – OH)
en in het midden een asymmetrisch C-atoom (α carbon). De R groep
verschilt per aminozuur. De R groep bepaalt het karakter. α-Aminozuren: de
