Samenvatting hoofdstuk 1 enzymologie: De enzymatische katalyse, 2e bachelor biomedische wetenschappen

Hoofdstuk 1: De enzymatische katalyse

Inleiding: rol van enzymen

Enzym = biologische katalysator, bijna allemaal proteïnen (+cofactor)

S = substraat; P = product; E = enzym



Reacties die nodig zijn in een organisme, gaan niet voorkomen op een efficiënte manier hetzij mbv
enzymatische katalyse, omdat de meeste biologische moleculen vrij stabiel zijn bij neutrale pH, milde
temperatuur en in waterige omgeving.

Gelijkenissen met chemische katalysatoren:

 Verhogen snelheid van reactie door activeringsenergie te verlagen
 Blijven onveranderd na reactie (worden niet verbruikt)

Verschillen met chemische katalysatoren:

 Voeren katalyse uit onder mildere condities
 Hoge specificiteit voor binden van substraat
 Kunnen door externe factoren gereguleerd worden

Herhaling: begrippen van de thermodynamica

Energie uit zonlicht of chemische bindingen uit katabole reacties worden
gekoppeld aan anabole processen die energie vereisen: katabolisme +
anabolisme = metabolisme



ATP is gedeelde chemische tussenproduct dat energie vrijgeeft en
energieverslindende cellulaire processen verbindt




Gibbs vrije energie: theorie over energieveranderingen tijdens een chemische reactie

 delta G negatief: spontane reactie, energie komt vrij = exergonische
reactie
 delta G positief: niet spontaan, energie nodig = endergonische reactie

 H = enthalpie: interne energie
 S = entropie: wanorde -> delta S positief als wanorde
 T = absolute temperatuur (Kelvin)

, Evenwichtsconstante Keq

aA + bB   cC + dD reactie gaat een evenwicht bereiken (concentraties veranderen niet meer) 




Hoe groter Keq, hoe meer reagentia A en B er worden omgezet naar producten C en D om een
chemisch evenwicht te bereiken (hoe meer het evenwicht naar rechts zal liggen)

Verband tussen delta G en Keq

Delta G is afhankelijk van initiële concentraties van reagentia (A en B) en producten (C en D):

Delta G° = verandering van Gibbs vrije energie onder standaard
chemische condities: 1M, 25°, 101,3 kPa, pH=7 (delta G°’ bij biochemie)

Biochemischevenwicht: =0 

Delta G°’ is een functie van de
verhouding van de concentraties producten en reagentia bij evenwicht

 Hoe groter Keq’, hoe negatiever delta G°’
 Exergonische reactie: grote Keq’ en sterk negatieve delta G°’

Herhaling: chemische reactiesnelheden

Reactiesnelheid afhankelijk van:

 Concentratie reactanten
 Temperatuur
 Druk
 Aanwezigheid katalysator
 Aanwezigheid straling vb. fotokatalyse

Reactiesnelheid bepalen:

Reactiesnelheid = de verandering van de concentratie van een stof
gedurende een bepaalde tijd  gemiddelde reactiesnelheid V:
(snelheid altijd positief dus -R en -S)

Rekening houdend met
stoichiometrie: unieke gemiddelde reactiesnelheid:

Reactiesnelheid op een welbepaald moment: onmiddellijke reactiesnelheid Vt

 Wordt bepaald door afgeleide = rico aan curve

Snelheid V altijd wiskundige functie van concentratie van een of meerdere reagentia met exponent
die nodig is om te voldoen aan de vergelijking: met k = snelheidsconstante, ρ = orde vd
reactie = eenvoudige snelheidswet

- ρ = 0: geen afhankelijkheid van reactiesnelheid op reactant concentratie
- ρ = 1: lineaire afhankelijkheid van reactiesnelheid op reactant concentratie
- ρ = 2: parabolische afhankelijkheid van reactiesnelheid op reactant concentratie
- ρ = 3: kubieke afhankelijkheid van reactiesnelheid op reactant concentratie