HOOFDSTUK 7 : BASIC CONCEPTS AND DESIGN IN
METABOLISM
1. The cell’s underground network
1.1. Metabolism is Composed of Many, Coupled Interconnecting
Reactions
Levende organismen zijn in constante uitwisseling met hun omgeving
Nutrition = inname van voedsel als bron van ruwe materialen en vrije energie
Ondertussen hebben levende organismen een steady state
(metabolische) homeostase = het behoud van een dynamische steady state door
regulerende mechanismen die compenseren voor veranderingen in externe omstandigheden
metabolisme = de volledige set van enzym-gekatalyseerde transformaties van moleculen
in levende cellen (het totaal van alle degradatieve en biosynthetische cellulaire reacties)
Specifieke reactiepaden die bepaalde intermediates (metabolieten) bevatten, worden
metabolische pathways genoemd
1.2. The Cell Has Two Main Metabolic “Highways” Called
Catabolism and Anabolism
Cellulaire respiratie = elk metabolisch proces dat leidt tot de opname van O 2 en afgifte van
CO2.
- Fase 1 : organische brandstofmoleculen (glucose, aminozuur, vetzuren) worden
geoxideerd tot twee koolstoffragmenten in de vorm van acetyl-CoA
- Fase 2 : de acetylgroepen worden geoxideerd tot CO2 waardoor NADH en FADH2
ontstaan
- Fase 3 : de e- worden getransfereerd naar een e- transportketen die ze gebruikt om een
protongradiënt te maken die nodig is voor ATP-productie (O2 is de terminale e- acceptor
en dit leidt tot de vorming van H2O)
,1.3. Metabolism is Composed of Many, Coupled Interconnecting
Reactions
De oxidatiestatus van een koolstofatoom berekend men als volgt :
C = 4 – (e- die er bij horen via covalente bindingen of LP)
oxidatiestatus hangt af van EN van zijn covalente bindingspartner :
- C is gebonden aan atoom met lagere EN : elektronen horen bij de C
- C is gebonden aan atoom met hogere EN : elektronen horen bij andere atoom
- C is gebonden aan atoom met zelfde EN : elektronen worden gedeeld door de 2 atomen
oxidatiestatus van koolstofatoom zegt iets over de hoeveelheid energie die vrij kan komen
bij oxidatie
- negatief : rijk in elektronen dus energierijk
- positief : weinig elektronen dus energie arm
1.4. Metabolic Pathways Occur in Specific Cellular Locations in
Eukaryotes
, 2. Metabolism has a modular and efficient design
2.1 Metabolic Pathways are Complex … But Contain Recurring Motifs
2.2 Metabolic Pathways are Complex … But Employ a Limited Number of
Reaction Types
Redox reacties : (biologische oxidatiereductiereacties gekatalyseerd door oxidoreductasen),
waarbij er uitwisseling van elektronen tussen de reactanten is
de reactant die als elektronendonor fungeert wordt reductant genoemd en wordt geoxideerd
in het proces (Bred is de reductant en wordt geoxideerd tot B ox door het verlies van een
elektron)
de reactant die als elektron acceptor fungeert wordt de oxidant genoemd en wordt
gereduceerd in het proces (Aox is de oxidant en wordt gereduceerd tot A red door het
verkrijgen van een elektron)
oxidatie is vaak synoniem met dehydrogenering, en enzymen die dergelijke reacties
katalyseren worden dehydrogenases genoemd (type oxidoreductase)
elektronen worden getransfereerd van donor naar acceptor op 4 vss manieren :
- als elektronen
- als waterstof atomen (proton H+ en elektron e-)
- als hydride ion
- directe combinatie met zuurstof: zuurstof verbindt zich met een organische reductant
en wordt covalent opgenomen in het product
METABOLISM
1. The cell’s underground network
1.1. Metabolism is Composed of Many, Coupled Interconnecting
Reactions
Levende organismen zijn in constante uitwisseling met hun omgeving
Nutrition = inname van voedsel als bron van ruwe materialen en vrije energie
Ondertussen hebben levende organismen een steady state
(metabolische) homeostase = het behoud van een dynamische steady state door
regulerende mechanismen die compenseren voor veranderingen in externe omstandigheden
metabolisme = de volledige set van enzym-gekatalyseerde transformaties van moleculen
in levende cellen (het totaal van alle degradatieve en biosynthetische cellulaire reacties)
Specifieke reactiepaden die bepaalde intermediates (metabolieten) bevatten, worden
metabolische pathways genoemd
1.2. The Cell Has Two Main Metabolic “Highways” Called
Catabolism and Anabolism
Cellulaire respiratie = elk metabolisch proces dat leidt tot de opname van O 2 en afgifte van
CO2.
- Fase 1 : organische brandstofmoleculen (glucose, aminozuur, vetzuren) worden
geoxideerd tot twee koolstoffragmenten in de vorm van acetyl-CoA
- Fase 2 : de acetylgroepen worden geoxideerd tot CO2 waardoor NADH en FADH2
ontstaan
- Fase 3 : de e- worden getransfereerd naar een e- transportketen die ze gebruikt om een
protongradiënt te maken die nodig is voor ATP-productie (O2 is de terminale e- acceptor
en dit leidt tot de vorming van H2O)
,1.3. Metabolism is Composed of Many, Coupled Interconnecting
Reactions
De oxidatiestatus van een koolstofatoom berekend men als volgt :
C = 4 – (e- die er bij horen via covalente bindingen of LP)
oxidatiestatus hangt af van EN van zijn covalente bindingspartner :
- C is gebonden aan atoom met lagere EN : elektronen horen bij de C
- C is gebonden aan atoom met hogere EN : elektronen horen bij andere atoom
- C is gebonden aan atoom met zelfde EN : elektronen worden gedeeld door de 2 atomen
oxidatiestatus van koolstofatoom zegt iets over de hoeveelheid energie die vrij kan komen
bij oxidatie
- negatief : rijk in elektronen dus energierijk
- positief : weinig elektronen dus energie arm
1.4. Metabolic Pathways Occur in Specific Cellular Locations in
Eukaryotes
, 2. Metabolism has a modular and efficient design
2.1 Metabolic Pathways are Complex … But Contain Recurring Motifs
2.2 Metabolic Pathways are Complex … But Employ a Limited Number of
Reaction Types
Redox reacties : (biologische oxidatiereductiereacties gekatalyseerd door oxidoreductasen),
waarbij er uitwisseling van elektronen tussen de reactanten is
de reactant die als elektronendonor fungeert wordt reductant genoemd en wordt geoxideerd
in het proces (Bred is de reductant en wordt geoxideerd tot B ox door het verlies van een
elektron)
de reactant die als elektron acceptor fungeert wordt de oxidant genoemd en wordt
gereduceerd in het proces (Aox is de oxidant en wordt gereduceerd tot A red door het
verkrijgen van een elektron)
oxidatie is vaak synoniem met dehydrogenering, en enzymen die dergelijke reacties
katalyseren worden dehydrogenases genoemd (type oxidoreductase)
elektronen worden getransfereerd van donor naar acceptor op 4 vss manieren :
- als elektronen
- als waterstof atomen (proton H+ en elektron e-)
- als hydride ion
- directe combinatie met zuurstof: zuurstof verbindt zich met een organische reductant
en wordt covalent opgenomen in het product
