MOLECULEN: METABOLISME – ZELFSTUDIES & WERKCOLLEGES
ZS 1 – METABOLISME: BASALE PRINCIPES
1. Bij het eerste stadium komt er geen energie vrij. Bij het tweede stadium wordt er een kleine
hoeveelheid ATP geproduceerd, maar vooral in het derde stadium wordt er een grote hoeveelheid
ATP geproduceerd. (Figuur 15.1)
2. Dit is omdat NAD+ 1 proton (en twee elektronen) kan binden en FAD kan twee elektronen en twee
protonen opnemen. NAD+ heeft namelijk een positieve lading en kan daardoor ook een elektron
opnemen door zijn losse elektron, naast het elektron wat die kan opnemen door het opnemen van
een H+.
3. NAD+ wordt gebruikt bij oscillatie van een substraat, waarna NAD+ een H en twee elektronen kan
opnemen, dus 1 proton. FAD wordt gebruikt bij reacties waarbij 2 protonen opgenomen moeten
worden.
4. Als de concentratie NAD+ en FAD laag is, zullen de elektronen binden met de substraatmoleculen,
waardoor de oxidatie dus langzaam zal verlopen. (NAD+ en FAD hebben een hogere affiniteit voor
elektronen dan de koolhydraten/substraatmoleculen, maar lager dan O2) De voedingsstoffen zullen
dan dus langzamer afgebroken worden.
5. De hierbij betrokken elektrondrager is NADPH. Deze zorgt er dan ook voor dat er een reductie van
een metaboliet kan verlopen. NADPH brengt de elektronen naar dezelfde kant als NADH, dus de
elektronen worden dan ook getransporteerd richting NADPH.
6. ATP is niet het enige betaalmiddel voor energie vereisende reacties. Andere moleculen die veel
energie opleveren zijn GTP, CTP en UTP. Deze moleculen leveren net zoveel energie als ATP, maar via
een andere route (buitenlandse valuta). De cel heeft een soort wisselkantoor voor ATP, waarbij ATP
als uitgangspunt gezien wordt (figuur 15.7). Van belang is dat ATP een fosforyloverdrachtspotenitaal
heeft dat tussen de biologisch belangrijke gefosforyleerde moleculen in ligt. Deze tussenpositie stelt
ATP in staat efficiënt te functioneren als drager van fosforylgroepen. Zo kan ATP een fosfaatgroep
krijgen van 1,3-BPG, PEP en creatine fosfaat. Verder kan ATP een fosfaatgroep afstaan aan glucose-6
en glucose-3; deze moleculen hebben een lagere bindingsenergie.
Samenvatting op pagina 303/304
,ZS 2 (1) – BIOLOGISCHE MEMBRANEN: STRUCTUUR EN DYNAMIEK
1. De primaire functie is het instant houden van de essentiële verschillen tussen celinhoud en
omgeving. Een biologisch membraan heeft een aantal eigenschappen:
Aaneengesloten grensvlakken tussen compartimenten
De bestanddelen zijn eiwitten en lipiden. Ze bevatten ook gekoppelde suikers.
- Lipiden zijn amfipatisch
Ze hebben specifieke functies, door specifieke eiwitten. Zoals pompen, carriërs, poriën,
receptoren en de lipiden die een eiwitmatrijs (oplosmiddel) vormen.
Niet covalent
Asymmetrisch
Vloeibaar
Elektrisch gepolariseerd
2. De bestanddelen van membranen zijn lipiden en eiwitten. Verder bevatten ze ook gekoppelde
suikers (glycolipiden) en cholesterol.
3. Een biologisch membraan is een selectieve barrière door pompen, carriers, poriën/gates. Niet alle
moleculen kunnen door deze structuren door het membraan heen komen. De permeabiliteit van
kleine moleculen hangt af van hun oplosbaarheid in water en apolaire oplosmiddelen.
4. Vetzuren hebben meestal een backbone tussen de 14 tot 22 C-atomen. Verder kunnen ze
verzadigd of onverzadigd (bevat dubbele bindingen) zijn.
5. Naast vetzuren bestaat een fosfolipide uit glycerol, een fosfaatgroep en een alcoholkopgroep.
6. In een sfingomyeline is de aminogroep van de sfingosine-ruggengraat verbonden met een vetzuur
en een amidebinding. Bovendien is de primaire hydroxylgroep van sfingosine via een esterbinding
aan fosforylcholine gebonden. (Figuur 11.8 – blz. 214)
7. Een glycolipide bevat een suiker (glucose of galactose) als kopgroep en bevat geen fosfaatgroep.
Net als sfingomyeline zijn de glycolipiden in dierlijke cellen afgeleid van sfingosine. De aminogroep
van de sfingosine-ruggengraat wordt geacyleerd door een vetzuur, zoals in sfingomyeline.
Glycolipiden verschillen van sfingomyeline in de identiteit van de eenheid die is gekoppeld aan de
primaire hydroxylgroep van de sfingosine-ruggengraat. In glycolipiden zijn een of meer suikers (in
plaats van fosforylcholine) aan deze groep gehecht. (Figuur blz. 214)
8. Het molecuul heeft een hydrofiel en een hydrofoob deel.
9. Een lipide bilaag of cirkel (lipide micel)
10. Vanderwaalskrachten, waterstofbruggen, elektrostatische krachten, hydrofobe krachten
11. Lipiden zijn allemaal erg beweeglijk in membranen, terwijl sommige eiwitten immobiel zijn en
andere net zo beweeglijk als lipiden.
12. Het membraan wordt asymmetrisch genoemd als de twee lagen verschillende lipidemoleculen
bevatten.
13. 18 graden: plasmamembranen met fosfolipiden die vetzuurstaarten bevatten met meer dubbele
bindingen en kortere ketens, waardoor het membraan vloeibaarder wordt. 40 graden:
, plasmamembranen met fosfolipiden die vetzuurstaarten bevatten met minder dubbele bindingen en
langere ketens, waardoor het membraan minder vloeibaar wordt.
ZS 2 (2) – TRANSPORT
1. Transporteiwitten zijn een specifieke klasse van pompen of kanalen die zorgen voor de
verplaatsing van moleculen door het membraan. Kanalen vertonen substraatspecificiteit doordat ze
het transport van sommige ionen vergemakkelijken, maar andere niet, zelfs niet die welke nauw
verwant zijn. Pompen in het membraan zijn in staat om een energiebron te gebruiken om het
molecuul een concentratiegradiënt op te voeren in een proces dat actief transport wordt genoemd.
2.
Passief Actief
Normale diffusie (zonder porie) Tegen conc. Gradiënt in; kan slechts één
Facilitated diffusion: met kanaal of carriër richting uit
Werkt tot c1 = c2 Kost energie (ATP)
Netto van hoge -> lage concentratie
Geen energietoevoer nodig
Afhankelijk van de gradiënt kan beide
richtingen uit
3. De delta G voor passief transport zou negatief zijn, waardoor de reactie (verplaatsing) spontaan
zou verlopen, terwijl de delta G voor actief transport positief zou zijn. Om toch het transport plaats te
kunnen laten vinden, moet er gebruikt worden gemaakt van ATP.
4. De natriumkalium pomp handhaaft de Na+-gradiënt. Buiten is er veel Na+ en binnen veel K+. Dit
wordt behouden door tegen de elektrochemische EN concentratiegradiënt in te pompen. Door
omzetting van 1 ATP kan 3 Na+ naar buiten en komen 2 K+ naar binnen.
5. Door omzetting van 1 ATP kan 3 Na+ naar buiten en komen 2 K+ naar binnen. ATP zorgt voor
conformatieveranderingen.
6. Doordat de Na+/K+-pomp wordt geremd door bijv. digitalis, zal de [Na+] binnen stijgen en de Na+
gradiënt zou dus kleiner worden. Verder zou de Na+, Ca2+-antiport activiteit dalen en de [Ca2+]
binnen dus stijgen. Dit zorgt voor een toename van contraciliteit van de hartspier.
WC 2 – GLYCOLYSE EN GLUCONEOGENESE
ZS 1 – METABOLISME: BASALE PRINCIPES
1. Bij het eerste stadium komt er geen energie vrij. Bij het tweede stadium wordt er een kleine
hoeveelheid ATP geproduceerd, maar vooral in het derde stadium wordt er een grote hoeveelheid
ATP geproduceerd. (Figuur 15.1)
2. Dit is omdat NAD+ 1 proton (en twee elektronen) kan binden en FAD kan twee elektronen en twee
protonen opnemen. NAD+ heeft namelijk een positieve lading en kan daardoor ook een elektron
opnemen door zijn losse elektron, naast het elektron wat die kan opnemen door het opnemen van
een H+.
3. NAD+ wordt gebruikt bij oscillatie van een substraat, waarna NAD+ een H en twee elektronen kan
opnemen, dus 1 proton. FAD wordt gebruikt bij reacties waarbij 2 protonen opgenomen moeten
worden.
4. Als de concentratie NAD+ en FAD laag is, zullen de elektronen binden met de substraatmoleculen,
waardoor de oxidatie dus langzaam zal verlopen. (NAD+ en FAD hebben een hogere affiniteit voor
elektronen dan de koolhydraten/substraatmoleculen, maar lager dan O2) De voedingsstoffen zullen
dan dus langzamer afgebroken worden.
5. De hierbij betrokken elektrondrager is NADPH. Deze zorgt er dan ook voor dat er een reductie van
een metaboliet kan verlopen. NADPH brengt de elektronen naar dezelfde kant als NADH, dus de
elektronen worden dan ook getransporteerd richting NADPH.
6. ATP is niet het enige betaalmiddel voor energie vereisende reacties. Andere moleculen die veel
energie opleveren zijn GTP, CTP en UTP. Deze moleculen leveren net zoveel energie als ATP, maar via
een andere route (buitenlandse valuta). De cel heeft een soort wisselkantoor voor ATP, waarbij ATP
als uitgangspunt gezien wordt (figuur 15.7). Van belang is dat ATP een fosforyloverdrachtspotenitaal
heeft dat tussen de biologisch belangrijke gefosforyleerde moleculen in ligt. Deze tussenpositie stelt
ATP in staat efficiënt te functioneren als drager van fosforylgroepen. Zo kan ATP een fosfaatgroep
krijgen van 1,3-BPG, PEP en creatine fosfaat. Verder kan ATP een fosfaatgroep afstaan aan glucose-6
en glucose-3; deze moleculen hebben een lagere bindingsenergie.
Samenvatting op pagina 303/304
,ZS 2 (1) – BIOLOGISCHE MEMBRANEN: STRUCTUUR EN DYNAMIEK
1. De primaire functie is het instant houden van de essentiële verschillen tussen celinhoud en
omgeving. Een biologisch membraan heeft een aantal eigenschappen:
Aaneengesloten grensvlakken tussen compartimenten
De bestanddelen zijn eiwitten en lipiden. Ze bevatten ook gekoppelde suikers.
- Lipiden zijn amfipatisch
Ze hebben specifieke functies, door specifieke eiwitten. Zoals pompen, carriërs, poriën,
receptoren en de lipiden die een eiwitmatrijs (oplosmiddel) vormen.
Niet covalent
Asymmetrisch
Vloeibaar
Elektrisch gepolariseerd
2. De bestanddelen van membranen zijn lipiden en eiwitten. Verder bevatten ze ook gekoppelde
suikers (glycolipiden) en cholesterol.
3. Een biologisch membraan is een selectieve barrière door pompen, carriers, poriën/gates. Niet alle
moleculen kunnen door deze structuren door het membraan heen komen. De permeabiliteit van
kleine moleculen hangt af van hun oplosbaarheid in water en apolaire oplosmiddelen.
4. Vetzuren hebben meestal een backbone tussen de 14 tot 22 C-atomen. Verder kunnen ze
verzadigd of onverzadigd (bevat dubbele bindingen) zijn.
5. Naast vetzuren bestaat een fosfolipide uit glycerol, een fosfaatgroep en een alcoholkopgroep.
6. In een sfingomyeline is de aminogroep van de sfingosine-ruggengraat verbonden met een vetzuur
en een amidebinding. Bovendien is de primaire hydroxylgroep van sfingosine via een esterbinding
aan fosforylcholine gebonden. (Figuur 11.8 – blz. 214)
7. Een glycolipide bevat een suiker (glucose of galactose) als kopgroep en bevat geen fosfaatgroep.
Net als sfingomyeline zijn de glycolipiden in dierlijke cellen afgeleid van sfingosine. De aminogroep
van de sfingosine-ruggengraat wordt geacyleerd door een vetzuur, zoals in sfingomyeline.
Glycolipiden verschillen van sfingomyeline in de identiteit van de eenheid die is gekoppeld aan de
primaire hydroxylgroep van de sfingosine-ruggengraat. In glycolipiden zijn een of meer suikers (in
plaats van fosforylcholine) aan deze groep gehecht. (Figuur blz. 214)
8. Het molecuul heeft een hydrofiel en een hydrofoob deel.
9. Een lipide bilaag of cirkel (lipide micel)
10. Vanderwaalskrachten, waterstofbruggen, elektrostatische krachten, hydrofobe krachten
11. Lipiden zijn allemaal erg beweeglijk in membranen, terwijl sommige eiwitten immobiel zijn en
andere net zo beweeglijk als lipiden.
12. Het membraan wordt asymmetrisch genoemd als de twee lagen verschillende lipidemoleculen
bevatten.
13. 18 graden: plasmamembranen met fosfolipiden die vetzuurstaarten bevatten met meer dubbele
bindingen en kortere ketens, waardoor het membraan vloeibaarder wordt. 40 graden:
, plasmamembranen met fosfolipiden die vetzuurstaarten bevatten met minder dubbele bindingen en
langere ketens, waardoor het membraan minder vloeibaar wordt.
ZS 2 (2) – TRANSPORT
1. Transporteiwitten zijn een specifieke klasse van pompen of kanalen die zorgen voor de
verplaatsing van moleculen door het membraan. Kanalen vertonen substraatspecificiteit doordat ze
het transport van sommige ionen vergemakkelijken, maar andere niet, zelfs niet die welke nauw
verwant zijn. Pompen in het membraan zijn in staat om een energiebron te gebruiken om het
molecuul een concentratiegradiënt op te voeren in een proces dat actief transport wordt genoemd.
2.
Passief Actief
Normale diffusie (zonder porie) Tegen conc. Gradiënt in; kan slechts één
Facilitated diffusion: met kanaal of carriër richting uit
Werkt tot c1 = c2 Kost energie (ATP)
Netto van hoge -> lage concentratie
Geen energietoevoer nodig
Afhankelijk van de gradiënt kan beide
richtingen uit
3. De delta G voor passief transport zou negatief zijn, waardoor de reactie (verplaatsing) spontaan
zou verlopen, terwijl de delta G voor actief transport positief zou zijn. Om toch het transport plaats te
kunnen laten vinden, moet er gebruikt worden gemaakt van ATP.
4. De natriumkalium pomp handhaaft de Na+-gradiënt. Buiten is er veel Na+ en binnen veel K+. Dit
wordt behouden door tegen de elektrochemische EN concentratiegradiënt in te pompen. Door
omzetting van 1 ATP kan 3 Na+ naar buiten en komen 2 K+ naar binnen.
5. Door omzetting van 1 ATP kan 3 Na+ naar buiten en komen 2 K+ naar binnen. ATP zorgt voor
conformatieveranderingen.
6. Doordat de Na+/K+-pomp wordt geremd door bijv. digitalis, zal de [Na+] binnen stijgen en de Na+
gradiënt zou dus kleiner worden. Verder zou de Na+, Ca2+-antiport activiteit dalen en de [Ca2+]
binnen dus stijgen. Dit zorgt voor een toename van contraciliteit van de hartspier.
WC 2 – GLYCOLYSE EN GLUCONEOGENESE
