Samenvatting Metabolisme | KU Leuven | 2025/26

Hoofdstuk 1: bio-energetica
Organismen zijn nooit in evenwicht met hun omgeving
 Levende organismen dienen onevenwicht te onderhouden
met omgeving
 Bv: ionen bij een vis
o De concentratie ionen in het lichaam van de vis ≠
in de rivier
o Celmembranen zijn permeabel voor ionen → ionen
willen spontaan gelijk worden verdeeld
o Als de vis sterft:
 Concentraties binnen en buiten de cellen
worden gelijk (evenwicht)
 Dus: het verschil blijft alleen bestaan doordat de cel
actief werkt
 Cellen gebruiken ionkanalen en ionpompen
o Deze transportprocessen verbruiken energie (ATP)
 Leven = voortdurend energie gebruiken om fysisch evenwicht tegen te
werken.

De moleculaire samenstelling van een organisme wijst op een
dynamische steady state
 Dynamische steady state: schijnbaar stabiel, maar continu vernieuwd
o Bv: Meet je vandaag en over een week de concentratie
hemoglobine:
 Waarde blijft ongeveer hetzelfde
 Maar:
o de oude moleculen zijn afgebroken
o nieuwe moleculen zijn gesynthetiseerd
 Dus: niet dezelfde moleculen blijven aanwezig  ze worden continu
vervangen
 Concentratie van hemoglobine is de afbraak van moleculen
 Om de concentratie gelijk te houden moet er continu arbeid geleverd
worden voor chemische synthese van hemoglobine
 Dynamische steady state onderhouden vergt energie

Organismen transformeren energie en materie uit hun omgeving
1. De energiebron: de zon
 Zonlicht bevat potentiële energie
 Planten zetten die om in organische moleculen (voedsel)
 Dat bepaalt uiteindelijk onze voedselvoorziening

2. Organismen doen chemische omzettingen van voedselmoleculen om te
zorgen dat energie die gewonnen wordt uit voedselmoleculen gebruikt kan
worden om werk in de cel aan te drijven
 chemische synthese: synthese van moleculen (eiwitten, DNA, lipiden)
 mechanisch werk: spiercontracties, beweging van cellen
 Osmotische en elektrische gradiënten in evenwicht houden
o concetratieverschillen noodzakelijk anders geen actiepotentialen,
elektrische geleiding
o Licht productie (vb: kwallen)
o Genetische informatie transfer
 Deze processen vergen allemaal energie


1

,3. Bij deze processen komt warmte vrij (vb: auto, motor wordt warm – deze
energie gaat verloren)
4. toename van entropie
 heel proces van metabolisme lijdt tot wanorde in cel
 grote geordende moleculen → kleine moleculen + gassen (gas is meer
wanorde dan vatse stoffen)
 Gestegen wanorde in omgeving als eindresultaat van metabolisme

5. afname van entropie
 Gestegen orde in het organisme
 je gaat uit kleine basismoleculen grotere, meer geordende moleculen
maken
o aminozuren → eiwitten
o nucleotiden → DNA/RNA
o kleine moleculen → macromoleculen

De energie van alle organismen wordt voorzien door fotosynthese of
respiratie
1. Bij fotosynthese:
 Zonlicht wordt opgevangen door planten
 Lichtenergie wordt omgezet in chemische energie
 Energiedragers worden gevormd (zoals ATP en NADPH)
 Uit water (H₂O) en koolstofdioxide (CO₂) worden suikers gemaakt
 Planten geven zuurstof (O₂) af




2. Respiratie (energie vrijmaken)
 Dieren (en ook planten zelf) eten organische moleculen zoals suikers
 Suikers worden geoxideerd
 Eindproducten: CO₂ en H₂O
 Energie komt vrij

Wij geven CO₂ af  planten gebruiken dit opnieuw
Planten geven O₂ af  wij hebben dit nodig
 Fotosynthese en respiratie vormen dus een kringloop

Energetische koppeling verbindt reacties met elkaar
 Niet alle reacties verlopen spontaan
o ΔG negatief → reactie is spontaan
o ΔG positief → reactie is niet spontaan (vereist
energie)
 Voorbeeld:
o Een doos schuift niet vanzelf omhoog (positieve
ΔG)
o Met een katrol en een zwaar gewicht kan je die
energie leveren en komt doos wel over de berg
 Een ongunstige reactie (ΔG > 0) wordt gekoppeld aan
een gunstige reactie (ΔG < 0)
 Positieve ∆G moet je overkomen

2

,  Reactie 2 zal reactie 1 aandrijven
 Energetische koppeling van reactie
 Komt vaak voor in metabolisme
Energie wordt tijdelijk opgeslagen in geactiveerde carriers (bv ATP,
NADH)
1. Katabolisme:
 Metabole paden waar waarbij we moleculen afbreken – energetisch gunstig
 Er komt energie ter beschikking
 Energie die vrijkomt bij omzetting van voedselmolecule wordt opgeslagen
in geactiveerde carriers (bv: ATP)
 Vb: vallen van rotsblok
o Rotsblok valt met potentiele
energie
o Potentiel energie  kinetische
energie
o Er komt ook warmte vrij door
wrijving
o Je kan potentiele energie van rotsblok goed gebruiken
 Je kan wiel installeren verbonden met katrol en touw en
beneden emmer water
 Potentiele energie wordt dus weer omgezet in kinetische
energie dat het wiel doet draaien  dit brengt water naar een
hoger niveau (water is hier tijdelijk gestockeerd)
 Als je dan een toestel hebt met hydraulisch mechanisme in
dan zou je het water in laten vallen en dan komt mechanisme
in gang en verricht dit nuttig werk

2. Anabolisme
 Paden waar we moleculen synthetiseren –
energetisch ongunstig
 Carriers worden gebruikt om deze reacties aan
te drijven
 Deze gaan energie dus tijdelijk opslaan uit
metabole intermediaire die later kunnen
aangesproken worden wanneer het nodig is
 Kan bij ATP niet bij warmte

Enzymen bevorderen ketens van reacties 1
 Een chemische reactie gebeurt alleen als een molecule
voldoende energie heeft om te reageren 
activeringsenergie (Ea)
 Moleculen botsen voortdurend, maar slechts een klein deel
heeft genoeg energie dus reactie verloopt traag
o Een enzym verlaagt de activeringsenergie
 Daardoor kunnen veel meer moleculen
reageren
 Reactie verloopt sneller
 De energie van begin- en
eindproducten verandert niet




3

, Enzymen bevorderen ketens van reacties 2
1. Zee en dijk
 Op de zee dobberen allemaal balletjes
 Nu moet jij bedenken waardoor er meer ballen over dijk geraken
o Oplossing: dijk verlagen, dan meer ballen voldoende energie om
over dijk te gaan

2. In labo beschouwen: balletje met woest kokend water
omringt door 4 wanden
 Wat is kans dat balletje over de wand vliegt in een
van de richtingen
 Als je wil dat balletje langs kant één gaat neem je
schot nummer 1 weg waardoor het balletje altijd
langs schot een weg gaat

3. Op metabool gebied
 Je hebt molecule die een bepaalde reactiviteit
heeft
 Stamboom zijn mogelijke reacties
 Uitgaande van 1 moleculen kunnen heel wat
moleculen gemaakt worden in een cel
 Stel dat je selectief 1 molecule wilt bekomen
o Als lage activeringsenergieniveaus dan
chaos want alle reacties zouden even
makkelijk doorgaan
o Door enzym te laten werken dat obstakel
verlaagd
o Op de gele plaatjes zitten enzymen die bepaalde richtingen
vermakelijken
 Zo ontstaan metabole paden

Metabolisme wordt geregeld om balans en zuinigheid te bevorderen
 Enzymen kunnen geregeld worden (aan- en uitgezet worden)
 Nuttig omdat:
o Zonder een regelmechanisme zouden paden niet mogelijk zijn
o Zuinigheid
 Stel dat threonine omgezet moet worden naar isoleucine kan
een cel niet plots een hoop isoleucine aanmaken
 Hiervoor zijn feedbackmechanismen
 Eindproduct kan hierbij binden aan een bindingsplaats op
enzymoppervlak
 Door deze binding verandert conformatie van enzym
waardoor deze wordt uitgeschakeld
 Perfecte regeling voor zuinigheid

 Waarom bindt isoleucine niet direct aan het enzym
o Bij lage concentratie aan isoleucine is binding aan het enzym nog
heel zwak
o Vanaf bepaalt niveau aan isoleucine gaat het goed binden

Waarom thermodynamica bestuderen?
Thermodynamica is een ongelooflijke toetssteen om te checken of een theorie al
dan niet klopt


4