Rol
van
enzymen
bij
stofwisselingsprocessen
1. Verschil
tussen
stofuitwisseling
en
stofwisseling
§ Stofuitwisseling
=
Stoffen
uitwisselen
met
hun
omgeving
§ Stofwisseling
=
Het
geheel
van
chemische
reacties
waarbij
stoffen
omgezet
worden
in
andere
stoffen.
ø Synoniem
à
metabolisme
2. Soorten
stofwisselingsreacties
Assimilatiereacties
=
Grotere
biomoleculen
die
worden
gevormd
uit
kleinere
biomoleculen.
ø Synoniemen
à
opbouwstofwisseling
en
anabolisme
§ Er
is
energie
nodig
à
endo
energetische
reactie
§ Voorbeeld
à
fotosyntheseproces
Waarvoor
wordt
het
gebruikt
in
het
lichaam?
Om
glucose
te
maken
(zorgen
voor
groei,
onderhoud
en
herstel).
Dissimilatiereacties
=
Grotere
biomoleculen
die
worden
afgebroken
uit
kleinere
biomoleculen.
ø Synoniemen
à
afbraakstofwisseling
en
katabolisme
§ Er
is
geen
energie
nodig
à
exo
energetische
reactie
§ Voorbeeld
à
afbreken
van
glucose
tijdens
celademhaling
Waarvoor
wordt
het
gebruikt
in
het
lichaam?
Energie
wordt
gebruikt
voor
energievergende
activiteiten
zoals
beweging.
à
lichaamstemperatuur
op
peil
3. Enzymen
3.1 enzymen
katalyseren
chemische
reacties
Geef
2
voorwaarden
opdat
2
moleculen
met
elkaar
zouden
reageren.
- Ze
moeten
tegen
elkaar
botsen
en
voldoende
hevig.
- Op
gepaste
wijze
tegen
elkaar
botsen
Hoe
hoger
de
temperatuur,
hoe
heviger
de
botsingen
tussen
de
moleculen.
MAAR:
ons
lichaams-‐
temperatuur
is
te
laag
(de
moleculen
hebben
te
lage
kinetische
energie);
de
chemische
reacties
zouden
zo
traag
optreden
dat
het
organisme
niet
levensvatbaar
⇒ OPLOSSING:
enzymen
ø Synoniem
à
biokalaysatoren
Twee
voorwaarden
om
tot
de
groep
van
de
enzymen
gerekend
te
worden:
- Chemische
reacties
mogelijk
maken
en
versnellen
- Er
onveranderd
terug
uitkomen
(uit
reactie)
, Alcohol
2
H202
2
H20+O2+E
(giftig)
waterstofperoxide
KATALASE
ALCOHOLDEHYDROGENASE
De
alcohol,
die
giftig
is,
wordt
verwerkt
en
onschadelijk
gemaakt
door
de
lever
(detoxicatie).
Waterstofperoxide,
dat
ook
giftig
is,
wordt
afgebroken
door
middel
van
katalase
(aanwezig
in
peroxisomen
in
levercellen).
Proefje:
Kan
een
enzym
bij
kamertemperatuur
een
chemische
reactie
versnellen?
Onderzoeksvraag:
Kan
een
enzym
bij
kamertemperatuur
een
chemische
reactie
versnellen?
Werkwijze:
• Vul
twee
reageerbuizen,
A
en
B,
met
5
ml
waterstof-‐
peroxide
(
10
%
H202-‐
oplossing
)
• In
A
voeg
je
niets
toe;
in
B
voeg
je
verse
levercellen
(die
katalase
bevatten)
toe.
• Houd
boven
beide
reageerbuizen
een
gloeiende
hout-‐
spaander.
ø De
mate
waarin
zuurstofgas
tijdens
het
experiment
vrij
komt
en
daardoor
al
of
niet
een
gloeiende
houtspaan
der
kan
doen
ontvlammen,
is
een
aanwijzing
snelheid
waarmee
de
chemische
reactie
plaatsgrijpt
in
de
reageerbuizen.
Als
er
heel
veel
zuurstofgas
vrijkomt,
zal
een
gloeiende
houtspaander
vuur
vatten
• Voel
met
je
hand
aan
beide
reageerbuizen
EVOLUTIE
Enzymen
beïnvloeden
het
individuele
leven
en
de
evolutie
• Stofwisseling
is
een
fundamenteel
kenmerk
van
alle
levende
wezens.
Wie
je
bent
en
hoe
je
functioneert,
wordt
in
belangrijke
mate
bepaald
door
de
enzymen
die
in
je
cellen
aanwezig
zijn.
• Bij
de
ontwikkeling
van
een
zygote
tot
een
meercellig
organisme
ontstaat
een
enorme
diversiteit
aan
weefsels
en
organen.
• Dat
een
levercel
zich
blijft
gedragen
als
een
levercel
en
nooit
als
een
niercel,
vloeit
voort
uit
het
feit
dat
een
levercel
over
een
andere
verzameling
enzymen
beschikt
dan
de
niercel.
• Hoewel
de
genetische
informatie
in
al
je
lichaamscellen
identiek
is,
worden
niet
alle
enzymen
in
elke
cel
aangemaakt.
Een
specifiek
celtype
gaat
immers
niet
het
hele
DNA
gebruiken,
maar
slechts
een
beperkt
aantal
DNA-‐stukken
vertalen
in
enzymen.
• Op
die
manier
produceren
levercellen
andere
enzymen
dan
niercellen.
Gedurende
de
evolutie
zijn
er
duizenden
verschillende
enzymen
ontstaan.
• Elke
soort
organisme
heeft
zijn
eigen
arsenaal
aan
enzymen.
Zelfs
binnen
eenzelfde
soort
zijn
er
verschillen.
van
enzymen
bij
stofwisselingsprocessen
1. Verschil
tussen
stofuitwisseling
en
stofwisseling
§ Stofuitwisseling
=
Stoffen
uitwisselen
met
hun
omgeving
§ Stofwisseling
=
Het
geheel
van
chemische
reacties
waarbij
stoffen
omgezet
worden
in
andere
stoffen.
ø Synoniem
à
metabolisme
2. Soorten
stofwisselingsreacties
Assimilatiereacties
=
Grotere
biomoleculen
die
worden
gevormd
uit
kleinere
biomoleculen.
ø Synoniemen
à
opbouwstofwisseling
en
anabolisme
§ Er
is
energie
nodig
à
endo
energetische
reactie
§ Voorbeeld
à
fotosyntheseproces
Waarvoor
wordt
het
gebruikt
in
het
lichaam?
Om
glucose
te
maken
(zorgen
voor
groei,
onderhoud
en
herstel).
Dissimilatiereacties
=
Grotere
biomoleculen
die
worden
afgebroken
uit
kleinere
biomoleculen.
ø Synoniemen
à
afbraakstofwisseling
en
katabolisme
§ Er
is
geen
energie
nodig
à
exo
energetische
reactie
§ Voorbeeld
à
afbreken
van
glucose
tijdens
celademhaling
Waarvoor
wordt
het
gebruikt
in
het
lichaam?
Energie
wordt
gebruikt
voor
energievergende
activiteiten
zoals
beweging.
à
lichaamstemperatuur
op
peil
3. Enzymen
3.1 enzymen
katalyseren
chemische
reacties
Geef
2
voorwaarden
opdat
2
moleculen
met
elkaar
zouden
reageren.
- Ze
moeten
tegen
elkaar
botsen
en
voldoende
hevig.
- Op
gepaste
wijze
tegen
elkaar
botsen
Hoe
hoger
de
temperatuur,
hoe
heviger
de
botsingen
tussen
de
moleculen.
MAAR:
ons
lichaams-‐
temperatuur
is
te
laag
(de
moleculen
hebben
te
lage
kinetische
energie);
de
chemische
reacties
zouden
zo
traag
optreden
dat
het
organisme
niet
levensvatbaar
⇒ OPLOSSING:
enzymen
ø Synoniem
à
biokalaysatoren
Twee
voorwaarden
om
tot
de
groep
van
de
enzymen
gerekend
te
worden:
- Chemische
reacties
mogelijk
maken
en
versnellen
- Er
onveranderd
terug
uitkomen
(uit
reactie)
, Alcohol
2
H202
2
H20+O2+E
(giftig)
waterstofperoxide
KATALASE
ALCOHOLDEHYDROGENASE
De
alcohol,
die
giftig
is,
wordt
verwerkt
en
onschadelijk
gemaakt
door
de
lever
(detoxicatie).
Waterstofperoxide,
dat
ook
giftig
is,
wordt
afgebroken
door
middel
van
katalase
(aanwezig
in
peroxisomen
in
levercellen).
Proefje:
Kan
een
enzym
bij
kamertemperatuur
een
chemische
reactie
versnellen?
Onderzoeksvraag:
Kan
een
enzym
bij
kamertemperatuur
een
chemische
reactie
versnellen?
Werkwijze:
• Vul
twee
reageerbuizen,
A
en
B,
met
5
ml
waterstof-‐
peroxide
(
10
%
H202-‐
oplossing
)
• In
A
voeg
je
niets
toe;
in
B
voeg
je
verse
levercellen
(die
katalase
bevatten)
toe.
• Houd
boven
beide
reageerbuizen
een
gloeiende
hout-‐
spaander.
ø De
mate
waarin
zuurstofgas
tijdens
het
experiment
vrij
komt
en
daardoor
al
of
niet
een
gloeiende
houtspaan
der
kan
doen
ontvlammen,
is
een
aanwijzing
snelheid
waarmee
de
chemische
reactie
plaatsgrijpt
in
de
reageerbuizen.
Als
er
heel
veel
zuurstofgas
vrijkomt,
zal
een
gloeiende
houtspaander
vuur
vatten
• Voel
met
je
hand
aan
beide
reageerbuizen
EVOLUTIE
Enzymen
beïnvloeden
het
individuele
leven
en
de
evolutie
• Stofwisseling
is
een
fundamenteel
kenmerk
van
alle
levende
wezens.
Wie
je
bent
en
hoe
je
functioneert,
wordt
in
belangrijke
mate
bepaald
door
de
enzymen
die
in
je
cellen
aanwezig
zijn.
• Bij
de
ontwikkeling
van
een
zygote
tot
een
meercellig
organisme
ontstaat
een
enorme
diversiteit
aan
weefsels
en
organen.
• Dat
een
levercel
zich
blijft
gedragen
als
een
levercel
en
nooit
als
een
niercel,
vloeit
voort
uit
het
feit
dat
een
levercel
over
een
andere
verzameling
enzymen
beschikt
dan
de
niercel.
• Hoewel
de
genetische
informatie
in
al
je
lichaamscellen
identiek
is,
worden
niet
alle
enzymen
in
elke
cel
aangemaakt.
Een
specifiek
celtype
gaat
immers
niet
het
hele
DNA
gebruiken,
maar
slechts
een
beperkt
aantal
DNA-‐stukken
vertalen
in
enzymen.
• Op
die
manier
produceren
levercellen
andere
enzymen
dan
niercellen.
Gedurende
de
evolutie
zijn
er
duizenden
verschillende
enzymen
ontstaan.
• Elke
soort
organisme
heeft
zijn
eigen
arsenaal
aan
enzymen.
Zelfs
binnen
eenzelfde
soort
zijn
er
verschillen.
