Biologie
H6: Energy and life
Inhoudsopgave
1 Het metabolisme van een organisme transformeert materie & energie, onderworpen aan de wetten van de
thermodynamica ...................................................................................................................................................................... 2
1. Organisatie van de chemie van het leven in metabolische routes ............................................................................................. 2
2. Vormen van energie ................................................................................................................................................................... 2
3. De wetten van energie transformatie ........................................................................................................................................ 2
4. Biologische (wan)orde................................................................................................................................................................ 2
2 De vrije-energieverandering ve reactie vertelt ons of de reactie spontaan optreedt of niet ................................................... 2
1. Vrije-Energie Verandering, DG ................................................................................................................................................... 2
2. Vrije Energie, Stabiliteit, en Evenwicht....................................................................................................................................... 2
3. Exergonische en endergonische reacties in het metabolisme .................................................................................................... 3
4. Evenwicht en Metabolisme ........................................................................................................................................................ 3
3 ATP drijft cellulaire arbeid aan door exergonische reacties te koppelen aan endergonische reacties ..................................... 3
1. De structuur en hydrolyse van ATP ............................................................................................................................................ 3
....................................................................................................................................................................................................... 3
2. Hoe de hydrolyse van ATP zijn werk doet................................................................................................................................... 3
3. De regeneratie van ATP ............................................................................................................................................................. 4
4 Enzymen versnellen metabolische reacties door energiebarrières te verlagen ....................................................................... 4
1. De activeringsenergie barrière ................................................................................................................................................... 4
2. Hoe enzymen reacties versnellen ............................................................................................................................................... 4
3. Substraatspecificiteit van enzymen............................................................................................................................................ 4
4. Katalyse in de actieve site van het enzym .................................................................................................................................. 5
5. Effecten van plaatselijke omstandigheden op de enzymactiviteit ............................................................................................. 5
6. Effecten van temperatuur en pH ................................................................................................................................................ 5
7. Cofactoren.................................................................................................................................................................................. 5
8. Enzymenremmers....................................................................................................................................................................... 5
9. De evolutie van enzymen ........................................................................................................................................................... 5
5 Regulering van enzymactiviteit helpt metabolisme te controleren......................................................................................... 5
1. Allosterische regulering van enzymen........................................................................................................................................ 6
2. Allosterische activering en remming .......................................................................................................................................... 6
3. Feedback remming ..................................................................................................................................................................... 6
4. Lokalisatie van enzymen in de cel .............................................................................................................................................. 6
,1 Het metabolisme van een organisme transformeert materie & energie, onderworpen
aan de wetten van de thermodynamica
Metabolisme = geheel van chemische processen dat plaatsvindt in een cel (spontaan & niet spontaan)
Cel = mini fabriekje
1. Organisatie van de chemie van het leven in metabolische routes
• Metabolic pathway: specifieke molecule è product (elke stap=gekatalyseerd door bepaald enzym)
o Catabolic pathway: grote è kleine moleculen (E vrij, spontaan) (vb.: celademhaling)
o Anabolic pathway: kleine è grote moleculen (Vb.: synthese van aminozuur)
2. Vormen van energie
• Ekin: beweging (vb.: cel/moleculen)
• Ewarmte: Ekin geassocieerd met random beweging
(bij warmte è meer E)
• Epot: E materie bepaald door locatie(vb:structuur moleculen)
• Echem.: Epot ter beschikking voor chemische reaties
3. De wetten van energie transformatie
Thermodynamica = studie van E transformaties
• 1e wet: E in het universum = cte
• 2e wet: entropie ↑ door spontane E transformaties (niet-spontaan èE nodig è entropie ↓)
4. Biologische (wan)orde
Organismen creëren & vervangen orde
(Wanorde ↓ in organisme, maar ↑ altijd in het totaal)
2 De vrije-energieverandering ve reactie vertelt ons of de reactie spontaan optreedt of
niet
1. Vrije-Energie Verandering, DG
Kan – (spontaan) of + (E nodig) zijn (zegt niks over timing)
2. Vrije Energie, Stabiliteit, en Evenwicht
DG verder van 0 è instabieler
Cel nooit in chemisch evenwicht (dood, want geen arbeid)
Wel in dynamisch evenwicht
, 3. Exergonische en endergonische reacties in het metabolisme
Exergonsich: spontaan (E vrij)
Endergonsich: niet spontaan (E nodig)
4. Evenwicht en Metabolisme
Gesloten systeem komt ooit in evenwicht è geen arbeid meer
Cellen & metabolisme è nooit in evenwicht (constant transport)
3 ATP drijft cellulaire arbeid aan door exergonische reacties te koppelen aan
endergonische reacties
3 types cellulair werk:
• Chemisch (maken van complexe moleculen)
• Transport (tegen richting in)
• Mechanisch (beweging (vb.: spiercontractie))
Energiekoppeling: exergonsich gebruiken om endergonsich te doen (a.d.h.v. ATP)
1. De structuur en hydrolyse van ATP
ATP = E shuttle (ribose, adenine & 3 P-groepen)
Hydrolyse è breekt P-groepen è E vrij
(= exergonsich)
2. Hoe de hydrolyse van ATP zijn werk doet
• 3 types cellulair werk geactiveerd door ATP
• Endergonsich stimuleren
Foforylatie: P-groep op andere molecule zetten è
molecule = Gefosforyleerd tussenproduct
Hydrolyse bij transport & mechanisch werk è
eiwitvorm & bindingsvermogen veranderen
H6: Energy and life
Inhoudsopgave
1 Het metabolisme van een organisme transformeert materie & energie, onderworpen aan de wetten van de
thermodynamica ...................................................................................................................................................................... 2
1. Organisatie van de chemie van het leven in metabolische routes ............................................................................................. 2
2. Vormen van energie ................................................................................................................................................................... 2
3. De wetten van energie transformatie ........................................................................................................................................ 2
4. Biologische (wan)orde................................................................................................................................................................ 2
2 De vrije-energieverandering ve reactie vertelt ons of de reactie spontaan optreedt of niet ................................................... 2
1. Vrije-Energie Verandering, DG ................................................................................................................................................... 2
2. Vrije Energie, Stabiliteit, en Evenwicht....................................................................................................................................... 2
3. Exergonische en endergonische reacties in het metabolisme .................................................................................................... 3
4. Evenwicht en Metabolisme ........................................................................................................................................................ 3
3 ATP drijft cellulaire arbeid aan door exergonische reacties te koppelen aan endergonische reacties ..................................... 3
1. De structuur en hydrolyse van ATP ............................................................................................................................................ 3
....................................................................................................................................................................................................... 3
2. Hoe de hydrolyse van ATP zijn werk doet................................................................................................................................... 3
3. De regeneratie van ATP ............................................................................................................................................................. 4
4 Enzymen versnellen metabolische reacties door energiebarrières te verlagen ....................................................................... 4
1. De activeringsenergie barrière ................................................................................................................................................... 4
2. Hoe enzymen reacties versnellen ............................................................................................................................................... 4
3. Substraatspecificiteit van enzymen............................................................................................................................................ 4
4. Katalyse in de actieve site van het enzym .................................................................................................................................. 5
5. Effecten van plaatselijke omstandigheden op de enzymactiviteit ............................................................................................. 5
6. Effecten van temperatuur en pH ................................................................................................................................................ 5
7. Cofactoren.................................................................................................................................................................................. 5
8. Enzymenremmers....................................................................................................................................................................... 5
9. De evolutie van enzymen ........................................................................................................................................................... 5
5 Regulering van enzymactiviteit helpt metabolisme te controleren......................................................................................... 5
1. Allosterische regulering van enzymen........................................................................................................................................ 6
2. Allosterische activering en remming .......................................................................................................................................... 6
3. Feedback remming ..................................................................................................................................................................... 6
4. Lokalisatie van enzymen in de cel .............................................................................................................................................. 6
,1 Het metabolisme van een organisme transformeert materie & energie, onderworpen
aan de wetten van de thermodynamica
Metabolisme = geheel van chemische processen dat plaatsvindt in een cel (spontaan & niet spontaan)
Cel = mini fabriekje
1. Organisatie van de chemie van het leven in metabolische routes
• Metabolic pathway: specifieke molecule è product (elke stap=gekatalyseerd door bepaald enzym)
o Catabolic pathway: grote è kleine moleculen (E vrij, spontaan) (vb.: celademhaling)
o Anabolic pathway: kleine è grote moleculen (Vb.: synthese van aminozuur)
2. Vormen van energie
• Ekin: beweging (vb.: cel/moleculen)
• Ewarmte: Ekin geassocieerd met random beweging
(bij warmte è meer E)
• Epot: E materie bepaald door locatie(vb:structuur moleculen)
• Echem.: Epot ter beschikking voor chemische reaties
3. De wetten van energie transformatie
Thermodynamica = studie van E transformaties
• 1e wet: E in het universum = cte
• 2e wet: entropie ↑ door spontane E transformaties (niet-spontaan èE nodig è entropie ↓)
4. Biologische (wan)orde
Organismen creëren & vervangen orde
(Wanorde ↓ in organisme, maar ↑ altijd in het totaal)
2 De vrije-energieverandering ve reactie vertelt ons of de reactie spontaan optreedt of
niet
1. Vrije-Energie Verandering, DG
Kan – (spontaan) of + (E nodig) zijn (zegt niks over timing)
2. Vrije Energie, Stabiliteit, en Evenwicht
DG verder van 0 è instabieler
Cel nooit in chemisch evenwicht (dood, want geen arbeid)
Wel in dynamisch evenwicht
, 3. Exergonische en endergonische reacties in het metabolisme
Exergonsich: spontaan (E vrij)
Endergonsich: niet spontaan (E nodig)
4. Evenwicht en Metabolisme
Gesloten systeem komt ooit in evenwicht è geen arbeid meer
Cellen & metabolisme è nooit in evenwicht (constant transport)
3 ATP drijft cellulaire arbeid aan door exergonische reacties te koppelen aan
endergonische reacties
3 types cellulair werk:
• Chemisch (maken van complexe moleculen)
• Transport (tegen richting in)
• Mechanisch (beweging (vb.: spiercontractie))
Energiekoppeling: exergonsich gebruiken om endergonsich te doen (a.d.h.v. ATP)
1. De structuur en hydrolyse van ATP
ATP = E shuttle (ribose, adenine & 3 P-groepen)
Hydrolyse è breekt P-groepen è E vrij
(= exergonsich)
2. Hoe de hydrolyse van ATP zijn werk doet
• 3 types cellulair werk geactiveerd door ATP
• Endergonsich stimuleren
Foforylatie: P-groep op andere molecule zetten è
molecule = Gefosforyleerd tussenproduct
Hydrolyse bij transport & mechanisch werk è
eiwitvorm & bindingsvermogen veranderen
