Samenvatting Metabolisme

METABOLISME
DEEL 1: SUIKERMETABOLISME
-glycogenolyse: glycogeenreserves omzetten in glucose

-glycolyse: glucose omzetten tot pyruvaat -> pyruvaat omzetten in lactaat of acetyl-coA -> via
Krebcyclus en oxidatieve fosforylering CO2, H2O en energie oplevert

-neoglucogenese: synthese glucose (anabool)

-glycogenese: glucose omzetten in glycogeen

-rol lever in het suikermetabolisme:

 Verwijderen suiker uit bloed:
-Suikers uit voeding als monosachariden door poortader naar lever (levercellen opnemen)
-Hexosen (fructose, galactose): omgezet in glucose
-Glucose omzetten glycogeen (als reserve opstapelen in levercellen)
 Afgeven glucose aan de circulering:
-levergylcogeen omzetten in glucose dat uit de levercellen diffundeert in de bloedcirculatie
-pyruvaat omgezet in glucose
=>lever bloedglucose concentratie op pijl houden




1. GLYCOLYSE:
-1 glucose molecuul omzetten in 2 moleculen pyruvaat

-levert energie= katabole weg; in het cytoplasma

-bestaat uit 2 fasen:

 Glucose gefosforyleerd en herschikt tot fructose-1,6-difosfaat (vereist 2 ATP) -> fructose-1,6-
fosfaat omgezet in 2 triosefosfaatmoleculen
 Triosefosfaatmoleculen herschikt en geoxideerd tot het uiteindelijk product van de glycolyse
(pyruvaat); levert E in de vorm van ATP en NADH2+ (door oxidatie en het reduceren van co-
enzymen en fosforyleren op substraat niveau)

-andere processen die verbonden zijn aan de glycolyse:

 Opname glucose verbonden met fosforylatie glucose
 Lactaatdehydrogenase: PYR -> lactaat (glycolyse lever E op anaërobe manier); NADH wordt
geoxideerd tot NAD+
 Pyruvaatdehydrogenase: PYR -> acetyl-CoA -> geoxideerd tot CO2 en H2O in KC




DE GLYCOLYSE STAPSGEWIJS:

,Opname van glucose door de cel

-glucose door bloed getransporteerd naar alle cellen -> vanuit bloed diffundeert het naar de
interstitiële ruimte via passieve diffusie via de bloedvatwand (glucose concentratie identiek in beide
compartimenten)

-transport van glucose door het celmembraan is afhankelijk van carriereiwitten: aan luminale zijde
glucose opgenomen samen met Na-ionen via onrechtstreek actief transport -> aan de basale zijde
verlaat glucose de darmepitheelcel via gefaciliteerde diffusie -> via passieve diffusie glucose in
onderliggende bloedvaten

-glucoseC in cellen < glucoseC in bloed (opname glucose door cellen door passieve gefaciliteerde
diffusie)

-karakteristieken gefaciliteerde diffusie:

 Transport afhankelijk van binding tussen carriereiwit en te transporteren molecule (specifiek)
 Transport afhankelijk C-verschil over membraan (C-verschil stijgt -> transportsnelheid stijgt
tot maximale activiteit van carriers)
 Verschillende carriereiwitten met verschillende transportkarakteristieken (verschillende
affiniteit en transportsnelheid afhankelijk van de verschillende isovormen op verschillende
celtypen)
 Aantal carriers in membraan 1 cel beïnvloedt totale max. transportcapaciteit (aanpassen aan
nood)

-meer dan 10 glucosetransporters (GLUT= eiwit in membraan) in celmembraan verschillende celtypes
aangepast aan behoefte glucose:

 GLUT1,3,4: rol in opname glucose door cellen vanuit bloedbaan (1: bloed,hart 2:hersenen
3:hart, skeletspier en vetweefsel)
 GLUT2: glucose in beide richtingen transporteren afhankelijk bloedC en cellulaire C (lever)

-GLUT4 wordt gereguleerd door insuline -> aantal is dynamisch (constante snelheid geproduceerd op
ER en getransporteerd naar membraan intracellulaire blaasjes -> insuline gaan de blaasjes laten
fusioneren met het celmembraan -> glucose transport kan beginnen)

-glucoseC in bloed hoog ->insuline in pancreas gemaakt -> bloedglucose dalen



Fosforylatie van glucose

-glucosetransporters transporteren glucose maar niet glucose-6-fosfaat

-fosforylatie: glucoseC in cel niet stijgt -> C-gradiënt blijft bestaan

-cel kan enkel glucose opnemen als de pathways die glucose als substraat gebruiken actief zijn
(regulatie fosforylatie zorgt tegelijk voor regulatie opname glucose)

-glucosefosforylatie: D-glucose -> D-glucose-6-fosfaat (fysiologisch onomkeerbaar); dit is minder E-
rijk dan defosforylatie ATP



-reactie in verschillende celtypes door 2 verschillende iso-enzymen (hexokinase/glucokinase):

,  hexokinase (spiercellen): overdracht fosfaatgroep van ATP naar hexose (substraatspecificiteit
niet absoluut: kan D-glucose en mannose, fructose ook fosforyleren) -> ook bij lage
bloedglucoseC actief
 glucokinase (levercellen): overdracht fosfaatgroep van ATP naar D-glucose (kan ook andere
hexosen fosforyleren, maar fysiologisch enkel D-glucose) -> enkel actief bij hoge
bloedglucoseC (lage affiniteit)

regulatie iso-enzymen verschilt:

 glucose-6-fosfaat: allosterische inhibitor hexokinase
 glucokinase: activiteit afhankelijk van bloedglucosespiegel

-product eerste reactie glycolyse is glucose-6-fosfaat:

 wordt geoxideerd in de glycolyse
 wordt ingebouwd in glycogeen
 wordt omgezet in ribose-5-fosfaat via pentose-fosfaatpathway
=>hexokinase/glucokinase ook betrokken in glycogenese en pentose-fosfaatpathway


Vorming triosefosfaatmoleculen

-4 reacties voor de omzetting van glucose-6-fosfaat in glyceraldehyde-3-fosfaat (vereist 2 ATP):

 glucosefosfaatisomerase: glucose-6-fosfaat -> fructose-6-fosfaat (reversibel)
 fosfoructokinase-1: fructose-6-fosfaat -> fructose-1,6-difosfaat (onomkeerbaar; ATP is
fosfaatdonor; heeft sleutelpositie in glycolyse)
 fructosedifosfaataldolase: binding tussen C3-4 verbreken in fructose-1,6-difosfaat -> met als
producten: glyceraldehyde-3-fosfaat=GAF en dihydroxyaceton-fosfaat=DAF (reversibel)
 triosefosfaatisomerase: DAF -> GAF (reversibel)


Vorming pyruvaat

-5 reacties om glyceraldehyde-3-fosfaat om te zetten in PYR (levert 2 ATP rechtstreeks door
pathway):

 glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase: oxideren+fosforyleren glyceraldehyde-3-fosfaat
met als product 1,3-difosfoglyceraat (oxidans NAD+; anorganische fosfaat is fosfaatdonor;
reversibel)
 fosfoglyceraatkinase: transfer fosfaatgroep van 1,3-difosfoglcyeraat op ADP -> product: ATP
en 3-fosfoglcyeraat (reversibel, levert E op substraatniveau)
 fosfoglyceromutase: reversibele isomerisatie 3-fosfoglcyeraat -> 2-fosfoglyceraat
 enolase: reversibele dehydratatie 2-fosfoglyceraat tot fosfo-enolPYR (E-rijke P-groep)
 PYRkinase: transfer P-groep van fosfo-enolPYR naar ADP -> product: ATP en PYR (resterende
enolvorm zet zich spontaan om tot ketovorm= PYR; irreversibel)




REGULATIE VAN DE GLYCOLYSE: