samenvatting biochemie deel 2 thomas more geel

Samenvatting biochemie deel 2 – het metabolisme

Hoofdstuk 1: inleiding tot het metabolisme
- Metabolisme = stofwisseling
- Definitie:
 Geheel van gecoördineerde enzymatisch gekatalyseerde reacties die in cel voorkomen
 In scheikunde
o 1 bepaalde reactie uitvoeren zonder nevenreacties
 In levende cel:
o 1000den reacties gelijktijdig
o Op geordende manier
o Metabole wegen bestuderen: A  B  C  …  Z
- Functie van reacties:
 Chemische energie bekomen:
o Uit verbranding substraten
o Uit absorptie zonlicht
 Exogene VS  celeigen componenten:
o Afbraak VS tot eenvoudige bouwstenen  celeigen eiwitten, NZ, lipiden &
suikers uit opbouwen

Biomedisch belang:
- 10-20% genen in genoom wordt besteed aan coderen van enzymen betrokken bij
metabolisme
- Metabolisme:
 Enorm flexibel:
o Aanpassen aan verandering in fysiologische omstandigheden:
 Vasten
 Zwangerschap
 Zware lichamelijke arbeid
 Verstoord metabolisme leidt tot aandoeningen & ziekten
- metabole weg = pathway:
 ABCD…K
o A, B, C, K = metabolieten
o A = metabole voorloper
o K = eindproduct
o 10 stappen vormen metabole weg
o Volgorde van stappen in metabole weg = NIET willekeurig
o Structuur = evolutionair sterk bewaard gebleven
- Metabole flux:
 Hoeveelheid substraat die per tijdseenheid per cel de metabole weg passeert
 Bepaald door 1/enkele enzymen = flux-bepalende enzymen / snelheidsbeperkende
enzymen
 = Traagste reactie  bepaald hoe snel K gevormd wordt



Welk systeem:

, - Gezuiverd enzym met bekende substraatconcentraties
 Eenvoudige studie
 MAAR enzym = geen losstaande entiteit (= geen losstaande eenheid binnen systeem)
o komt voor in cel waar heel wat andere omstandigheden zijn (ander stoffen,
andere pH,…)
- Geïsoleerde cellen
 Invloed van lokale omstandigheden
 MAAR mens = meer dan  cellen
- In vivo:
 Moeilijke studie
 MAAR dichtst bij werkelijke situatie



Katabole & anabole wegen:
- Metabolisme = katabolisme + anabolisme
 Metabolisme:
o Afbraak complexe organische verbindingen tot eenvoudige bouwstenen
o Komt energie vrij  voor:
 vorming ATP
 vorming andere energierijke verbindingen (bv NADH)
 afgegeven onder vorm warmte
 Anabolisme:
o Complexere organische moleculen opbouwen
o Energie opgeslagen in energierijke verbindingen verbruiken
- 3 stadia:
 Stadium 1: biopolymeren  monomeren:
o afbraak macromoleculen (EW, NZ, polysachariden, lipiden) tot bouwstenen
(=hydrolyse)
o gebeurd in:
 gastro-intestinale tractus (van mond tot anus)
 lysosomen van cel
 Stadium 2: monomeren  eenvoudige intermediairen:
o bouwstenen afgebroken tot acetyl-CoA
o gebeurd oxidatiereactie (gedeeltelijke verbanding)  vrijstelling ATP
 Stadium 3: Krebscyclus + elektronentransportsysteem:
o 1ste deel energie: acetyl-CoA verder oxideren (verband)  tot CO2 (= afvalproduct
waar geen energie kan worden uitgehaald) = citroenzuurcyclus
o 2de deel energie: ATP van maken / reducerend vermogen van maken (NADH /
FADH2)
o deze energie overdragen naar zuurstof (oxidatie door zuurstof)  gaat ATP uit
maken

, - Katabole reacties:
 Leveren energie
 A + B  C + D + energie
- Anabole reacties:
 Verbruiken energie
 E + F + energie  G + H
- Cellen maken nieuwe organische verbindingen (anabolisme) voor:
 structureel onderhoud & herstel
 ondersteuning groei
 vorming klierproducten
 opbouw reservestoffen
 arbeid
 beweging



Centrale pathways van energiemetabolisme:
- Glycolyse
- Citroenzuur- / Krebscyclus
- AZ metabolisme
- VZ metabolisme

, - Katabole & anabole wegen zijn verschillend:
 Gemeenschappelijk:
o intermediairen
o enzymatische reacties
 Verschillend:
o reactiesequentie
o enzymen
o cel compartimenten
 Waarom:
o Controle metabolietenstroom
o Activatie 1 pathway
o Inhibitie andere pathway

KATABOOL ANABOOL

glycolyse gluconeogenese

β-oxidatie van vetzuren synthese van vetzuren

oxidatie van aminozuren synthese van aminozuren

glycogenolyse synthese van glycogeen




Bio-energetische principes: oxidatie als bron metabole energie:
- Biologische oxidatie organische verbindingen:
 Zuurstof = belangrijke e—acceptor in aerobe organismen
 C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O G°: -2870 kJ/mol  spontane reactie
 Overdracht elektronen naar zuurstof: via reeks gekoppelde oxidatie-reductiereacties in
elektronentransport / respiratoire keten
o Elektronen overgedragen via intermediaire elektronendragers zoals NADH &
NADPH met zuurstof als terminale elektronenacceptor
- NADH en NADPH en FADH2
 Drager elektronen
o e- afgegeven aan O2  vorming ATP



Regulatie van metabolisme:
- levende cel:
 Continue flux van substraat naar reactieproduct m.a.w. nooit evenwicht bereikt
 Grootte van de flux
o Bepaald door activiteit van één enzym in keten
o Niet bepaald door concentraties aan substraten & reactieproducten
- Fluxbepalende / snelheidsbepalende stap

ABCD Fluxbepalde stap  enzym B = traagste stap