3.1 chemie in cellen
Stofwisseling (metabolisme) = het geheel van chemische omzettingsprocessen in een organisme
- Levende cellen nemen stoffen op uit hun omgeving en zetten die stoffen om in andere
stoffen -> nodig voor opbouw cel en energievoorziening
- Stofwisselingsprocessen die in rust doorgaan, worden gerekend tot het basale metabolisme
(grondstofwisseling). -> intensiteit (meten hoeveel zuurstof) hangt af van geslacht, leeftijd en
lichaamsgewicht
Cellen bestaan uit:
- Organische stoffen ->
o één of meer ketens van koolstofatomen.
o bevat altijd de elementen Koolstof (C), waterstof (H) en meestal zuurstof (O).
o bij het verbreken van C-H bindingen komt de energie beschikbaar voor de cel
o chemische energie = de energie die in atoombindingen van energierijke stoffen is
opgeslagen
- Anorganische stoffen -> Kleine, eenvoudig gebouwde molecuul die weinig energie bevatten
Assimilatie = de opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen (energie nodig)
Dissimilatie = de afbraak van grote organische moleculen tot kleinere moleculen (komt energie vrij)
Koolstofassimilatie = autotrofe organisme (planten en cyanobacteriën) zijn instaat glucose (C 6H12O6)
te vormen uit koolstofdioxide (CO2) en water (H2O) fotosynthese
Voortgezette assimilatie = glucose is de grondstof voor de vorming van
andere organische molecule (koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA)
ontstaan grotere organische moleculen met energierijke bindingen
Voortgezette assimilatie en dissimilatie vinden in het autotrofe en
heterotrofe organismen plaats
Bij verbranding van glucose komt energie vrij, er ligt energie opgeslagen in ATP (adenosinetrifosfaat)
die vervolgens chemische energie transporteren naar plaatsen in de cel waar energie nodig is
- Als de derde fosfaatgroep van ATP wordt gesplitst ontstaat ADP (adenosinedifosfaat), hierbij
komt bindingsenergie beschikbaar
Andere energiedragers zijn: NAD+ en NADP+
Fosforylering = door binding van een fosfaatgroep aan ADP ontstaat
energierijk ATP
, 3.2 enzymen
Enzymen = eiwitten die chemische omzettingsprocessen katalyseren (mogelijk maken of versnellen)
zonder zelf te worden gebruikt
Actieve centrum = deel van het molecuul waar de reactie plaatsvind
Substraat = de stof waarop een enzym inwerkt
Enzym is substraatspecifiek = elk enzym kan slechts inwerken één stof (of één groep van stoffen) en
elke reactie vereist een eigen enzym
Reactieproduct = producten de ontstaan bij een reactie
In het substraatmolecuul worden bindingen tussen atomen verbroken en komen bindingen tussen
andere atomen tot stand, het substraat wordt omgezet in het product
De naam van een enzym is vaak samengesteld uit de naam van het substraat en het
achtervoegsel -ase
cofactor = als een enzym voor zijn werking een ander molecuul nodig heeft
apo-enzym = het eigenlijke enzymmolecuul
co-enzym = als de cofactor een organische stof is (vitamines en ATP)
energiedrempel = de minimale hoeveelheid energie die nodig is om
een reactie op gang te brengen
activeringsenergie = de energie die moet worden toegevoegd om de
reactie op gang te brengen
reactie-energie = de energie die bij de reactie vrijkomt
Door inwerking van een enzym op een substraat wordt de
energiedrempel verlaagd en is er dus minder
activeringsenergie nodig (geen invloed op hoeveelheid
vrijkomende reactie-energie)
Enzymactiviteit = de mate waarin een enzym een reactie versnelt, kan worden bepaald door te
meten hoeveel substraat wort omgezet tijdseenheid. dit is afhankelijk:
- temperatuur ->
o onder minimum temperatuur is er geen enzymactiviteit, de moleculen bewegen te
langzaam om bindingen aan te gaan
o als de temperatuur stijgt, neemt de enzymactiviteit toe, moleculen gaan meer
bewegen
o boven maximum is er geen enzymactiviteit, de moleculen bewegen te hard en
veranderen daarom onomkeerbaar van vorm (denatureren)
- zuurgraad (pH) ->
o zuur <7, basisch >7
o optimum = de ruimtelijke structuur van een enzymmolecuul blijft intact
o verhoging/verlaging van de pH -> vorm van actieve centrum veranderd -> enzym
verliest werking (onomkeerbaar, bij optimale pH passende structuur weer terug)
- regulering van de stofwisseling
o bij verhoging van de enzymactiviteit wordt de stof een activator genoemd
o stoffen die de enzymactiviteit verlagen, worden remstoffen genoemd -> er wordt
geen E-S-complex meer gevormd
o reactieketen = een reeks van opeenvolgende stofwisselingsreacties die leidt tot een
eindproduct -> eindproduct functioneert als remstof op een enzym in een
reactieketen
Stofwisseling (metabolisme) = het geheel van chemische omzettingsprocessen in een organisme
- Levende cellen nemen stoffen op uit hun omgeving en zetten die stoffen om in andere
stoffen -> nodig voor opbouw cel en energievoorziening
- Stofwisselingsprocessen die in rust doorgaan, worden gerekend tot het basale metabolisme
(grondstofwisseling). -> intensiteit (meten hoeveel zuurstof) hangt af van geslacht, leeftijd en
lichaamsgewicht
Cellen bestaan uit:
- Organische stoffen ->
o één of meer ketens van koolstofatomen.
o bevat altijd de elementen Koolstof (C), waterstof (H) en meestal zuurstof (O).
o bij het verbreken van C-H bindingen komt de energie beschikbaar voor de cel
o chemische energie = de energie die in atoombindingen van energierijke stoffen is
opgeslagen
- Anorganische stoffen -> Kleine, eenvoudig gebouwde molecuul die weinig energie bevatten
Assimilatie = de opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen (energie nodig)
Dissimilatie = de afbraak van grote organische moleculen tot kleinere moleculen (komt energie vrij)
Koolstofassimilatie = autotrofe organisme (planten en cyanobacteriën) zijn instaat glucose (C 6H12O6)
te vormen uit koolstofdioxide (CO2) en water (H2O) fotosynthese
Voortgezette assimilatie = glucose is de grondstof voor de vorming van
andere organische molecule (koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA)
ontstaan grotere organische moleculen met energierijke bindingen
Voortgezette assimilatie en dissimilatie vinden in het autotrofe en
heterotrofe organismen plaats
Bij verbranding van glucose komt energie vrij, er ligt energie opgeslagen in ATP (adenosinetrifosfaat)
die vervolgens chemische energie transporteren naar plaatsen in de cel waar energie nodig is
- Als de derde fosfaatgroep van ATP wordt gesplitst ontstaat ADP (adenosinedifosfaat), hierbij
komt bindingsenergie beschikbaar
Andere energiedragers zijn: NAD+ en NADP+
Fosforylering = door binding van een fosfaatgroep aan ADP ontstaat
energierijk ATP
, 3.2 enzymen
Enzymen = eiwitten die chemische omzettingsprocessen katalyseren (mogelijk maken of versnellen)
zonder zelf te worden gebruikt
Actieve centrum = deel van het molecuul waar de reactie plaatsvind
Substraat = de stof waarop een enzym inwerkt
Enzym is substraatspecifiek = elk enzym kan slechts inwerken één stof (of één groep van stoffen) en
elke reactie vereist een eigen enzym
Reactieproduct = producten de ontstaan bij een reactie
In het substraatmolecuul worden bindingen tussen atomen verbroken en komen bindingen tussen
andere atomen tot stand, het substraat wordt omgezet in het product
De naam van een enzym is vaak samengesteld uit de naam van het substraat en het
achtervoegsel -ase
cofactor = als een enzym voor zijn werking een ander molecuul nodig heeft
apo-enzym = het eigenlijke enzymmolecuul
co-enzym = als de cofactor een organische stof is (vitamines en ATP)
energiedrempel = de minimale hoeveelheid energie die nodig is om
een reactie op gang te brengen
activeringsenergie = de energie die moet worden toegevoegd om de
reactie op gang te brengen
reactie-energie = de energie die bij de reactie vrijkomt
Door inwerking van een enzym op een substraat wordt de
energiedrempel verlaagd en is er dus minder
activeringsenergie nodig (geen invloed op hoeveelheid
vrijkomende reactie-energie)
Enzymactiviteit = de mate waarin een enzym een reactie versnelt, kan worden bepaald door te
meten hoeveel substraat wort omgezet tijdseenheid. dit is afhankelijk:
- temperatuur ->
o onder minimum temperatuur is er geen enzymactiviteit, de moleculen bewegen te
langzaam om bindingen aan te gaan
o als de temperatuur stijgt, neemt de enzymactiviteit toe, moleculen gaan meer
bewegen
o boven maximum is er geen enzymactiviteit, de moleculen bewegen te hard en
veranderen daarom onomkeerbaar van vorm (denatureren)
- zuurgraad (pH) ->
o zuur <7, basisch >7
o optimum = de ruimtelijke structuur van een enzymmolecuul blijft intact
o verhoging/verlaging van de pH -> vorm van actieve centrum veranderd -> enzym
verliest werking (onomkeerbaar, bij optimale pH passende structuur weer terug)
- regulering van de stofwisseling
o bij verhoging van de enzymactiviteit wordt de stof een activator genoemd
o stoffen die de enzymactiviteit verlagen, worden remstoffen genoemd -> er wordt
geen E-S-complex meer gevormd
o reactieketen = een reeks van opeenvolgende stofwisselingsreacties die leidt tot een
eindproduct -> eindproduct functioneert als remstof op een enzym in een
reactieketen
