Samenvatting BMW-Moleculen: jaar 1 blok 3: Hoorcolleges Metabolisme

Moleculen: metabolisme hoorcolleges blok 3 jaar 1
Hoorcollege 1&2

- Metabolisme: het geheel van anabole en katabole reacties.
o Anabolisme: opbouwend: kost energie
o Katabolisme: afbrekend: levert energie
- Energie uit voedsel halen.
o Deel 1: polymere moleculen → monomere moleculen:
▪ Eiwitten → aminozuren
▪ Lipiden → glycerol en vetzuren
▪ Koolhydraten → monosacchariden
o Deel 2:
▪ Aminozuren, glycerol/vetzuren en monosacchariden → acetyl-CoA
• Beperkte hoeveelheid ATP productie
o Deel 3: Acetyl-CoA gaat de krebscyclus (citroenzuurcyclus) in → CO2+ H2O + ATP

ATP

- Planten maken ATP door ingevangen zonlicht
- De mens moet chemotroof (met enzymen) voedselmoleculen tot ATP omzetten.
- Als een fosfaatgroep van ATP wordt gehaald, komt er energie vrij. Bij fosfaat erop zetten
kost dit 30 kJ/mol.
- GTP, CTP en UTP hebben ongeveer dezelfde energie. Ze hebben een functie in bepaalde
specifieke reacties.
- De cel bevat weinig ATP. Hij wordt snel gevormd en snel verbruikt.
- ATP staat een beetje in het midden van de tabel, hij kan daarom relatief snel en makkelijk
gebruikt en gemaakt worden.
- Beschikbare ATP in spieren komt in de tijd bij inspanning van verschillende bronnen de
langzaamste is door verbranding van voedselmoleculen.
- Energetisch ongunstige reacties worden aan energetisch gunstige reacties gekoppeld. De
evenwichtsreactie verschuift.
- Als moleculen een fosfaat hebben gekregen zijn ze negatief geladen (2-). Ze zijn hierdoor
geactiveerd.
- ADP kan in ATP omgezet worden. Dit gebeurt met name bij oxidatie van brandstof
(voedselmoleculen).




~1~

,- Oxidatie van brandstofmoleculen → elektronen worden hieraan onttrokken → dit levert
ATP. Uiteindelijk komen de elektronen op zuurstof waardoor er water wordt gevormd (met
protonen).
o De elektronen gaan niet rechtstreeks maar via elektronencarriers:
elektronentransportketen is hierbij betrokken.
▪ Als de elektronen in één keer over worden gedragen komt er in één keer
heel veel energie vrij (warmte) en wordt er geen ATP gegenereerd.
- Om de elektronentransportketen te laten werken heb je elektronencarriers nodig. De
elektronen worden van de voedselmoleculen afgehaald.
o Bv NAD+:
▪ Het is een co-enzym want het is een niet-eiwit
▪ Komt vrij in cellen voor
▪ Reageert met verschillende enzymen (komt omdat het een co-enzym is).
▪ Kan gereduceerd/geoxideerd worden.
• Gereduceerde vorm kan zijn elektronen overdragen aan de
elektronencarrier. Oxidatie (geoxideerde vorm maken): twee
waterstoffen en twee elektronen worden ontkoppeld van C-atoom:
vorming NADH + H+.




- In afbeelding worden de twee H atomen onttrokken en gesplitst in 2H+ en 2e-. De H komt op
het rechter molecuul terecht. H+ blijft vrij.
- FAD: ander voorbeeld voor elektronencarrier:
o Ook niet-eiwit hulpstof

~2~

, o In tegenstelling tot NAD+ is FAD covalent gebonden aan een enzym.
o Kan gereduceerd en geoxideerd worden.
o Vorming dubbele binding: twee elektronen en twee protonen komen allemaal
terecht op FAD. Vorming FADH2.




- NADP+: lijkt op NAD+ alleen heeft op de restgroep nog een fosfaat. Ook elektronendragers
gebruiken om moleculen te reduceren i.p.v. oxideren. Bij syntheses zijn de uitgangsstoffen
vaak geoxideerder dan de producten. De cel moet dus kunnen reduceren. Voorbeelden zijn
de vetzuur- en cholesterolsynthese.
o De elektronendonor is 2 NADPH.
o Elektronentransport verloopt zoals bij NADH.
o Voornamelijk cytosolisch.
o In tegenstelling tot NADH geen ATP synthese.
o In afbeelding worden 4 elektronen en 4 protonen in NADPH geïnvesteerd. Bovenste
proces gebeurt twee keer.
- Coenzym A (CoASH): koppelt aan substraat en activeert daardoor substraat.
o De zwavelgroep is het reactieve deel: draagt acylgroep (2C tot 20C).
▪ Nomenclatuur: acetyl-CoA heeft maar 2 C-atomen.
o De acyl-overdragende kracht van CoA-esters is groot door sterk negatieve ΔG0.




~3~

, - Bovenstaande structuur kan niet gestabiliseerd worden door resonantie en daardoor
vertegenwoordigt hij meer energie.




- Vitamines kunnen worden ingedeeld in een wateroplosbare en vetoplosbare groep.
o Deze organische moleculen hebben dezelfde functie in alle levensvormen. Alleen
hogere organismen kunnen ze niet zelf meer synthetiseren zij moeten deze stoffen
via het dieet binnenkrijgen.

Hoorcollege 2: biologische membranen

- Primaire functie biomembraan: het in stand houden van een compartiment.
o Selectieve barrière: er zitten pompen, carriers en poriën/gates in.
o Er zitten specifieke receptoren voor interacties met de omgeving: hormonen, licht,
geluid.
o Het is een matrix voor bepaalde enzymen: oxidatieve fosforylering
- Eigenschappen biologische membranen:
o Aaneengesloten grensvlakken tussen compartimenten
o Bestanddelen: eiwit en lipid
▪ Bevatten suikers gekoppeld aan een eiwit of lipid.
▪ Eiwitten en lipiden zijn niet-covalent gebonden (uitzondering lipide-anker).
o Lipiden zijn klein en amfipathisch: hydrofiele kop, hydrofobe staart.
▪ Spontante neiging tot vorming bilaag in H2O.
o Specifieke functies door specifieke eiwitten:
▪ Pompen, carriers, poriën/gates, receptoren.
▪ Lipiden vormen een eiwitmatrijs (oplosmiddel).
o Membranen zijn asymmetrisch (zowel voor lipiden als eiwitten).
o Membranen zijn vloeibaar.
o Membranen zijn elektrisch gepolariseerd (plasmamembraan is binnenin negatief).


~4~