§3.1 Chemie in cellen
Stofwisseling (metabolisme) = het geheel van chemische processen in een cel. Hierbij
worden stoffen omgezet, dit is belangrijk voor de opbouw en energievoorziening van een cel.
Organische moleculen zijn ketens van C atomen, vaak met C, O en H. Dit wordt door een
organisme gemaakt. Bijv. grote moleculen als eiwitten, glucose en zetmeel. Anorganische
moleculen zijn kleine, eenvoudige moleculen die weinig energie bevatten. Dit wordt niet door
een organisme gemaakt: water, stikstof en zuurstof.
Chemische energie = energie die in atoombindingen van energierijke stoffen is opgeslagen.
Autotrofe = organismen kunnen eigen voedingsstoffen maken.
Heterotrofe = organismen kunnen geen eigen voedingsstoffen maken en halen het uit milieu.
Twee soorten stofwisselingen
1. Assimilatie = opbouw van organische moleculen (COH) uit kleinere moleculen,
kunnen alleen autotrofe. Hiervoor is energie (ATP) nodig. Bijv. foto- en eiwitsynthese.
2. Dissimilatie = afbraak van organische moleculen tot kleinere moleculen, zowel auto
en hetero. Er komt energie vrij (warmte,
soms ATP). Met name afbraak van
glucose → ATP. Deze energie kan
gebruikt worden voor celprocessen als
assimilatie en stoffentransport.
Koolstofassimilatie = autotrofe organismen zijn
in staat glucose te vormen uit koolstofdioxide
en water. Vervolgens is glucose de grondstof
voor de vorming van andere koolhydraten,
vetten, eiwitten en DNA (= voortgezette
assimilatie, zowel auto en hetero).
Energiedragers
● ATP = transporteert chemische energie naar plekken waar dat nodig is. Gemaakt in:
- Chloroplasten, bij de fotosynthese.
- Mitochondriën, aerobe dissimilatie (met zuurstof).
- Cytoplasma, anaerobe dissimilatie (zonder zuurstof).
- Door binding van fosfaatgroep aan ADP (= fosforylering).
● ADP = ontstaat wanneer de derde fosfaatgroep van ATP wordt afgesplitst. Hierbij komt
energie vrij, dit wordt gebruikt voor bijv. eiwitsynthese. De reactie:
ADP + Pi + 31 KJ ⇄ ATP (= fosforylering).
● NAD⁺ en NADP⁺ zijn ook energiedragers.
1
, §3.2 Enzymen
Enzymen = eiwitten die chemische omzettingsprocessen katalyseren (versnellen) zonder zelf
verbruikt te worden. Het deel van het molecuul waar de reactie plaatsvindt is het actieve
centrum. De stof waarin enzymen inwerken noem je substraat. Omdat die twee precies in
elkaar passen zijn ze substraatspecifiek: elk enzym kan inwerken op één stof en elke reactie
vereist een eigen enzym.
Wanneer het substraat en enzym binden ontstaat enzym-substraatcomplex (E-S-complex). Dit
is dus een korte periode waarin ze aan elkaar vast zitten. Voorbeeld enzymreactie:
➔ Maltose (in voeding) te groot om op te nemen in bloed, het maltose (substraat) wordt
gesplitst in glucose en je noemt het bijbehorende enzym maltase.
Naamgeving van enzymen is samengesteld uit de naam van het substraat met -ase erachter.
Cofactor = molecuul dat een enzym nodig heeft voor zijn werking.
Apo-enzym = het ‘eigenlijke’ enzymmolecuul, ook wel het eiwitachtige deel.
Co-enzym = als de cofactor een organische stof is (bijv. ATP en vitaminen).
ATP’asen zijn transporteiwitten in membranen van cellen, die actief ionen transporteren. Dit
vindt alleen plaats mbv energie uit omzetting van ATP in ADP en fosfaat. ATP is dus zowel
substraat als co-enzym. Als H⁺-ionen via ATP’ase naar buiten stromen, komt er energie vrij dat
gebruikt wordt voor de synthese van ATP uit ADP + Pi. Dan heet ATP’ase ATP-synthase.
Energiedrempel = min hoeveelheid energie die
nodig is om een reactie op gang te brengen. Deze is
bij stofwisselingsprocessen vrij hoog. Deze wordt
dan verlaagd door enzymen.
Activeringsenergie = energie die moet worden
toegevoerd om reactie op gang te brengen. Is veel
nodig bij stofwisselingsprocessen. Door enzymen is
daar minder van nodig omdat de energiedrempel
dan verlaagd is.
Reactie-energie = de energie die bij de reactie vrijkomt.
Enzymactiviteit = mate waarin een enzym een reactie versnelt.
Dit is te bepalen door te meten hoeveel substraat per
tijdseenheid wordt omgezet. Beïnvloed door: temperatuur,
zuurgraad, concentratie van deelnemende stoffen en
bindingen van enzymen met stoffen.
Invloed van temp (zie afb). Bij min temp geen activiteit omdat
moleculen traag bewegen voor vorming van E-S-complexen.
Eerst: warmer → sneller bewegen → makkelijker binden →
enzymactiviteit neemt toe. Dit gebeurt tot het optimum,
daarna: enzymen verliezen ruimtelijke structuur (denaturatie) → substraat bindt niet meer →
enzym niet intact. Het maximum is wanneer geen enzymactiviteit meer te meten is.
2
Stofwisseling (metabolisme) = het geheel van chemische processen in een cel. Hierbij
worden stoffen omgezet, dit is belangrijk voor de opbouw en energievoorziening van een cel.
Organische moleculen zijn ketens van C atomen, vaak met C, O en H. Dit wordt door een
organisme gemaakt. Bijv. grote moleculen als eiwitten, glucose en zetmeel. Anorganische
moleculen zijn kleine, eenvoudige moleculen die weinig energie bevatten. Dit wordt niet door
een organisme gemaakt: water, stikstof en zuurstof.
Chemische energie = energie die in atoombindingen van energierijke stoffen is opgeslagen.
Autotrofe = organismen kunnen eigen voedingsstoffen maken.
Heterotrofe = organismen kunnen geen eigen voedingsstoffen maken en halen het uit milieu.
Twee soorten stofwisselingen
1. Assimilatie = opbouw van organische moleculen (COH) uit kleinere moleculen,
kunnen alleen autotrofe. Hiervoor is energie (ATP) nodig. Bijv. foto- en eiwitsynthese.
2. Dissimilatie = afbraak van organische moleculen tot kleinere moleculen, zowel auto
en hetero. Er komt energie vrij (warmte,
soms ATP). Met name afbraak van
glucose → ATP. Deze energie kan
gebruikt worden voor celprocessen als
assimilatie en stoffentransport.
Koolstofassimilatie = autotrofe organismen zijn
in staat glucose te vormen uit koolstofdioxide
en water. Vervolgens is glucose de grondstof
voor de vorming van andere koolhydraten,
vetten, eiwitten en DNA (= voortgezette
assimilatie, zowel auto en hetero).
Energiedragers
● ATP = transporteert chemische energie naar plekken waar dat nodig is. Gemaakt in:
- Chloroplasten, bij de fotosynthese.
- Mitochondriën, aerobe dissimilatie (met zuurstof).
- Cytoplasma, anaerobe dissimilatie (zonder zuurstof).
- Door binding van fosfaatgroep aan ADP (= fosforylering).
● ADP = ontstaat wanneer de derde fosfaatgroep van ATP wordt afgesplitst. Hierbij komt
energie vrij, dit wordt gebruikt voor bijv. eiwitsynthese. De reactie:
ADP + Pi + 31 KJ ⇄ ATP (= fosforylering).
● NAD⁺ en NADP⁺ zijn ook energiedragers.
1
, §3.2 Enzymen
Enzymen = eiwitten die chemische omzettingsprocessen katalyseren (versnellen) zonder zelf
verbruikt te worden. Het deel van het molecuul waar de reactie plaatsvindt is het actieve
centrum. De stof waarin enzymen inwerken noem je substraat. Omdat die twee precies in
elkaar passen zijn ze substraatspecifiek: elk enzym kan inwerken op één stof en elke reactie
vereist een eigen enzym.
Wanneer het substraat en enzym binden ontstaat enzym-substraatcomplex (E-S-complex). Dit
is dus een korte periode waarin ze aan elkaar vast zitten. Voorbeeld enzymreactie:
➔ Maltose (in voeding) te groot om op te nemen in bloed, het maltose (substraat) wordt
gesplitst in glucose en je noemt het bijbehorende enzym maltase.
Naamgeving van enzymen is samengesteld uit de naam van het substraat met -ase erachter.
Cofactor = molecuul dat een enzym nodig heeft voor zijn werking.
Apo-enzym = het ‘eigenlijke’ enzymmolecuul, ook wel het eiwitachtige deel.
Co-enzym = als de cofactor een organische stof is (bijv. ATP en vitaminen).
ATP’asen zijn transporteiwitten in membranen van cellen, die actief ionen transporteren. Dit
vindt alleen plaats mbv energie uit omzetting van ATP in ADP en fosfaat. ATP is dus zowel
substraat als co-enzym. Als H⁺-ionen via ATP’ase naar buiten stromen, komt er energie vrij dat
gebruikt wordt voor de synthese van ATP uit ADP + Pi. Dan heet ATP’ase ATP-synthase.
Energiedrempel = min hoeveelheid energie die
nodig is om een reactie op gang te brengen. Deze is
bij stofwisselingsprocessen vrij hoog. Deze wordt
dan verlaagd door enzymen.
Activeringsenergie = energie die moet worden
toegevoerd om reactie op gang te brengen. Is veel
nodig bij stofwisselingsprocessen. Door enzymen is
daar minder van nodig omdat de energiedrempel
dan verlaagd is.
Reactie-energie = de energie die bij de reactie vrijkomt.
Enzymactiviteit = mate waarin een enzym een reactie versnelt.
Dit is te bepalen door te meten hoeveel substraat per
tijdseenheid wordt omgezet. Beïnvloed door: temperatuur,
zuurgraad, concentratie van deelnemende stoffen en
bindingen van enzymen met stoffen.
Invloed van temp (zie afb). Bij min temp geen activiteit omdat
moleculen traag bewegen voor vorming van E-S-complexen.
Eerst: warmer → sneller bewegen → makkelijker binden →
enzymactiviteit neemt toe. Dit gebeurt tot het optimum,
daarna: enzymen verliezen ruimtelijke structuur (denaturatie) → substraat bindt niet meer →
enzym niet intact. Het maximum is wanneer geen enzymactiviteit meer te meten is.
2
