Uitleg Hexokinase en Glucokinase
Het is de bedoeling dat de glucoseomzetting sneller verloopt zodra er meer substraat (glucose)
aanwezig is. Het enzym speelt hierbij in op de veranderingen in substraatconcentratie.
De Vmax is de maximale snelheid die het enzym kan bereiken bij een oneindige hoeveelheid
substraat. De Km geeft de waarde (concentratie glucose) weer die nodig is om de helft van deze
snelheid te kunnen bereiken. Dus bij een hoge Km is er veel substraat nodig om de helft van de
snelheid te bereiken. Bij een lage Km wordt deze snelheid juist snel behaald.
Als het verschil in concentratie lager is dan de Km heeft het veel invloed op de reactiesnelheid. Als je
bijv. van 1/10 van de Km concentratie overgaat naar 2/10 van de Km concentratie, verdubbelt de
snelheid ook. Maar boven de Km brengt een verdubbeling van de concentratie geen verdubbeling
van de snelheid teweeg.
Km kan ook worden gezien als de hoeveelheid vrije substraat ten opzichte van de hoeveelheid
gebonden substraat. Hoe hoger Km, hoe hoger de benodigde concentratie glucose voor 1/2Vmax. Als
de Km hoog is, is er meer ongebonden substraat aanwezig dan gebonden substraat. Dus als Km laag
is, is er meer gebonden dan ongebonden substraat aanwezig.
Hexokinase en glucokinase zijn iso-enzymen, dat wil zeggen dat ze een andere conformatie hebben
maar dezelfde reactie versnellen. Namelijk: glucose + ATP g6p + ADP
Hexokinase zit in de rode bloedcellen, spieren, vetcellen en ander weefsel. De Km (0,05mM) van
hexokinase is laag, er is dus maar weinig glucose nodig om de ½ Vmax te bereiken. Dus hexokinase
werkt al bij een lage hoeveelheid glucose op zijn ½ Vmax. Dit komt omdat rode bloedcellen volledig
afhankelijk zijn van het glucosemetabolisme voor ATP. Er is dus altijd meer glucose aan hexokinase
gebonden dan er vrij glucose voorkomt. De hoeveelheid hexokinase wordt bepaald door de
hoeveelheid G6P. Als de glycolyse of glycogeen synthese toeneemt, wordt G6P minder en wordt er
meer hexokinase gemaakt en vice versa. Dit zorgt ervoor dat een product niet sneller wordt gemaakt
dan dat het kan worden gebruikt door het volgende enzym. In dit geval zorgt het ervoor dat alleen de
weefsels die het daadwerkelijk nodig hebben G6P kunnen opnemen. Een lage Km wil zeggen dat het
enzym een hoge affiniteit heeft. De hoge affiniteit betekent dat glucose een sterke binding aangaat
met het enzym zelfs als er maar weinig glucose aanwezig is.
Glucokinase zit in de lever en pancreas en heeft een hoge Km (5 mM; gelijk aan die van de
bloedglucose waarde in het bloed). Dit zorgt ervoor dat als er meer glucose in het bloed voorkomt
dat er ook meer fosforylering gaat plaatsvinden. De lever en de pancreas hebben meerdere bronnen
waar ze ATP uit kunnen genereren. Glucokinase wordt niet geinhibeerd door G6P, dit zorgt ervoor
dat zelfs bij veel energie het anabolische metabolisme: synthese van glycogeen en vetzuren alsnog
kan plaatsvinden en er genoeg glucose overblijft voor de hersenen. Door de hoge Km heeft
glucokinase een lage affiniteit. Lage affiniteit wil zeggen dat het glucose niet zo sterk gebonden is aan
het enzym. Door de lage affiniteit voor glucose is dit enzym het meest actief in de gevoede staat, dus
als de glucose concentratie hoog is. Het wordt dan ook gestimuleerd door insuline en geremd door
glucagon, zo blijft de bloedglucose waarde constant.
Doordat de omzettingssnelheid afhankelijk is van Km: V = (Vmax *[S])/(Km + [S]), is de snelheid
waarmee glucokinase glucose kan omzetten bij eenzelfde [S] hoger dan de omzettingssnelheid van
hexokinase. De Vmax van glucokinase is dus een stuk hoger en wordt minder snel bereikt dan de
Vmax van hexokinase. Maar relatief gezien is de Vmax van hexokinase dus juist hoger.
Medische Biochemie VU Amsterdam 1
Het is de bedoeling dat de glucoseomzetting sneller verloopt zodra er meer substraat (glucose)
aanwezig is. Het enzym speelt hierbij in op de veranderingen in substraatconcentratie.
De Vmax is de maximale snelheid die het enzym kan bereiken bij een oneindige hoeveelheid
substraat. De Km geeft de waarde (concentratie glucose) weer die nodig is om de helft van deze
snelheid te kunnen bereiken. Dus bij een hoge Km is er veel substraat nodig om de helft van de
snelheid te bereiken. Bij een lage Km wordt deze snelheid juist snel behaald.
Als het verschil in concentratie lager is dan de Km heeft het veel invloed op de reactiesnelheid. Als je
bijv. van 1/10 van de Km concentratie overgaat naar 2/10 van de Km concentratie, verdubbelt de
snelheid ook. Maar boven de Km brengt een verdubbeling van de concentratie geen verdubbeling
van de snelheid teweeg.
Km kan ook worden gezien als de hoeveelheid vrije substraat ten opzichte van de hoeveelheid
gebonden substraat. Hoe hoger Km, hoe hoger de benodigde concentratie glucose voor 1/2Vmax. Als
de Km hoog is, is er meer ongebonden substraat aanwezig dan gebonden substraat. Dus als Km laag
is, is er meer gebonden dan ongebonden substraat aanwezig.
Hexokinase en glucokinase zijn iso-enzymen, dat wil zeggen dat ze een andere conformatie hebben
maar dezelfde reactie versnellen. Namelijk: glucose + ATP g6p + ADP
Hexokinase zit in de rode bloedcellen, spieren, vetcellen en ander weefsel. De Km (0,05mM) van
hexokinase is laag, er is dus maar weinig glucose nodig om de ½ Vmax te bereiken. Dus hexokinase
werkt al bij een lage hoeveelheid glucose op zijn ½ Vmax. Dit komt omdat rode bloedcellen volledig
afhankelijk zijn van het glucosemetabolisme voor ATP. Er is dus altijd meer glucose aan hexokinase
gebonden dan er vrij glucose voorkomt. De hoeveelheid hexokinase wordt bepaald door de
hoeveelheid G6P. Als de glycolyse of glycogeen synthese toeneemt, wordt G6P minder en wordt er
meer hexokinase gemaakt en vice versa. Dit zorgt ervoor dat een product niet sneller wordt gemaakt
dan dat het kan worden gebruikt door het volgende enzym. In dit geval zorgt het ervoor dat alleen de
weefsels die het daadwerkelijk nodig hebben G6P kunnen opnemen. Een lage Km wil zeggen dat het
enzym een hoge affiniteit heeft. De hoge affiniteit betekent dat glucose een sterke binding aangaat
met het enzym zelfs als er maar weinig glucose aanwezig is.
Glucokinase zit in de lever en pancreas en heeft een hoge Km (5 mM; gelijk aan die van de
bloedglucose waarde in het bloed). Dit zorgt ervoor dat als er meer glucose in het bloed voorkomt
dat er ook meer fosforylering gaat plaatsvinden. De lever en de pancreas hebben meerdere bronnen
waar ze ATP uit kunnen genereren. Glucokinase wordt niet geinhibeerd door G6P, dit zorgt ervoor
dat zelfs bij veel energie het anabolische metabolisme: synthese van glycogeen en vetzuren alsnog
kan plaatsvinden en er genoeg glucose overblijft voor de hersenen. Door de hoge Km heeft
glucokinase een lage affiniteit. Lage affiniteit wil zeggen dat het glucose niet zo sterk gebonden is aan
het enzym. Door de lage affiniteit voor glucose is dit enzym het meest actief in de gevoede staat, dus
als de glucose concentratie hoog is. Het wordt dan ook gestimuleerd door insuline en geremd door
glucagon, zo blijft de bloedglucose waarde constant.
Doordat de omzettingssnelheid afhankelijk is van Km: V = (Vmax *[S])/(Km + [S]), is de snelheid
waarmee glucokinase glucose kan omzetten bij eenzelfde [S] hoger dan de omzettingssnelheid van
hexokinase. De Vmax van glucokinase is dus een stuk hoger en wordt minder snel bereikt dan de
Vmax van hexokinase. Maar relatief gezien is de Vmax van hexokinase dus juist hoger.
Medische Biochemie VU Amsterdam 1
