Samenvatting Biochemie 2.2
Hoorcollege 1. Start metabolisme
Metabolisme (stofwisseling) → het geheel van chemische reacties die plaatsvinden in cellen van
organismen om moleculen op te bouwen of af te breken. Er wordt onderscheid gemaakt tussen
katabole reacties (afbraak: er komt energie vrij) en anabole reacties (opbouw: er is energie nodig).
Een katabole reactie vindt bijv. plaats wanneer er voeding gegeten wordt. Grote moleculen worden
namelijk afgebroken tot kleinere moleculen waarbij energie vrijkomt. Wanneer de eiwitten uit de
voeding worden gebruikt voor spieropbouw, dan is hier energie (ATP) voor nodig en spreekt men van
een anabole reactie.
Hierboven zijn de verschillende stadia van metabolisme weergegeven. Eigenlijk zou je moeten zeggen
dat het de stadia van katabole reacties weergeeft: het zijn namelijk allemaal afbraakreacties waarbij
energie vrijkomt → dus waarbij grotere moleculen worden afgebroken tot kleinere moleculen.
1. Het eerste stadium is de vertering en hydrolyse (splitsing onder opname van water). In dit
stadium worden eiwitten, koolhydraten en vetten afgebroken in de vertering. De grotere ketens
worden gesplitst in het maagdarmstelsel en die vervolgens door het membraan worden opgenomen
in de cellen.
• Eiwitten worden afgebroken tot aminozuren.
• Polysachariden worden afgebroken tot de monosachariden glucose, fructose en galactose.
• Vetten worden afgebroken tot glycerol en vetzuren.
2. Het tweede stadium vindt plaats in het celmembraan en de cellen. Als de koolhydraten worden
gesplitst naar glucose, dan kan glucose het celmembraan passeren en in de cellen worden
opgenomen. In het tweede stadium gebeurt er vrij weinig met aminozuren en vetzuren. In dit
stadium worden glucose, fructose en galactose in de glycolyse afgebroken tot pyruvaat.
• Glycolyse = proces waarbij glucose, met behulp van enzymen, in de cellen van een organisme
wordt afgebroken tot pyruvaat (= pyrodruivensuiker).
3. Het derde stadium zorgt voor energieproductie en vindt plaats in de mitochondriën
(energiefabrieken van de cel). In de mitochondriën ontstaat uiteindelijk energie (ATP) omdat hier de
citroenzuurcyclus plaatsvindt. De citroenzuurcyclus levert het grootste aandeel energie.
1
,Acetyl-CoA → een belangrijk deeltje dat ontstaat bij de afbraak van
eiwitten, koolhydraten en vetten. Dit deeltje is het startpunt van de
citroenzuurcyclus. Acetyl-CoA bestaat uit 2 C-atomen met daaraan een
dubbel gebonden O en co-enzym A. Co-enzym A bestaat uit een aantal
componenten waaronder vitamine B5. Dit is één van de redenen
waarom de B-vitamines belangrijk zijn in de energiestofwisseling.
Sporters hebben een verhoogde behoefte aan B-vitamines omdat zij meer energie verbruiken. Naast
vitamine B5 bestaat co-enzym A uit gefosforyleerd ATP en aminoethanethiol.
Om acetyl-CoA te koppelen is er oxaalazijnzuur (OAA) nodig, een deeltje dat uit 4 C-atomen bestaat. Elke
keer als er een acetyl-CoA deeltje vrijkomt uit de vertering van eiwitten, koolhydraten en vetten dan
koppelt dit deeltje aan oxaalazijnzuur. Hierdoor ontstaat citroenzuur (bestaande uit 6 C-atomen)
waardoor de citroenzuurcyclus kan worden gestart.
Wanneer je lichaam voldoende energie heeft, vindt er geen koppeling plaats tussen acetyl-CoA en
oxaalazijnzuur. Je lichaam gebruikt het acetyl-CoA dan om vetzuren op te bouwen.
Dus: de start van de citroenzuurcyclus wordt gestart door de koppeling van acetyl-CoA aan
oxaalazijnzuur. Bij de afbraak van eiwitten, koolhydraten en vetten ontstaat altijd acetyl-CoA.
Oxaalazijnzuur → wordt ook wel een katalysator genoemd, het zorgt ervoor dat er een chemische
reactie plaats kan vinden zonder zelf verbruikt te worden. Hetgeen dat verbruikt wordt in de
citroenzuurcyclus zijn de acetyl-CoA deeltjes. In de citroenzuurcyclus gaan 2 C-atomen hiervan verloren.
ATP → als we het hebben over energie in ons lichaam, dan hebben we het altijd over ATP. ATP staat
voor adenosinetrifosfaat. Wanneer er energie nodig is, splitst er een fosfaatgroep van ATP af d.m.v.
hydrolyse waardoor een losse fosfaatgroep en een difosfaat ontstaat (ADP). Hierdoor komt energie vrij.
Bij elke fosfaatgroep die van ATP afgaat, ontstaat 7.3 kcal/mol. Dit is bruikbare energie voor ons
lichaam. Deze energie wordt vrijgegeven door afsplitsing van een fosfaatgroep van ATP. Deze
afsplitsing van een fosfaatgroep kan in totaal tweemaal plaatsvinden waardoor uiteindelijk AMP
ontstaat. ATP kan dus twee fosfaatgroepen kwijtraken en twee keer 7.3 kcal/mol leveren.
Hoe haalt het lichaam nog meer energie uit de citroenzuurcyclus? Dit gebeurt aan de hand van 2
belangrijke co-enzymen: NAD+ en FAD. Het is belangrijk om te onthouden dat er 2 co-enzymen zijn die
in de citroenzuurcyclus voorkomen (en ook in andere metabole reacties) en dat deze een belangrijke rol
spelen in het produceren van energie.
2
, NAD+ kan 2 H-atomen opnemen waardoor het een NADH/H+ wordt en dat deeltje bevat energie. Het
deeltje bevat dus pas energie wanneer het 2 H-atomen vast heeft.
FAD is een vergelijkbaar co-enzym, alleen de base is anders. Ook FAD kan 2 H-atomen opnemen, wordt
dan FADH2 en kan energie vasthouden.
Het leveren van energie uit NADH/H+ en FADH2 gebeurt door oxidatieve fosforylering:
• De oxidator NAD+ onttrekt 2H aan een substraat (SH2).
• Deze 2 elektronen worden verderop gesplitst in 2H+ en 2 elektronen.
• Deze 2 elektronen worden in de keten, sprongsgewijs op een steeds sterkere oxidator overgedragen.
• Als laatste op de sterkste oxidator en dat is zuurstof. Het gevormde O2- ion koppelt met de 2 H+
ionen tot water.
• De elektronenoverdracht naar een steeds sterkere oxidator levert iedere keer energie op.
• Enkele keren is dat genoeg om ADP om te zetten in ATP.
• De energie die vrijkomt, maar niet genoeg is om ADP in ATP om te zetten, komt vrij als energie t.b.v.
de lichaamswarmte.
Oxidatieve fosforylering wil eigenlijk zeggen dat de H’tjes overspringen naar een steeds sterker
wordende oxidator. De oxidators trekken de H’tjes naar zich toe. Het overspringen van de elektronen op
de oxidatoren geeft energie en op bepaalde plekken komt er zoveel energie vrij dat dit genoeg is om een
ATP deeltje te vormen. Bij NADH/H+ gebeurt dit proces precies 3 keer (verspringen van elektronen naar
de sterkste oxidator zuurstof). Het FADH2 levert maar 1,5 ATP deeltjes omdat dit al iets sterker is dan
NAD+ en komt pas halverwege de keten een oxidator tegen die sterker is en geeft dan pas zijn H’tjes
weg.
Dus het belangrijkste verschil tussen de 2 co-enzymen (naast de verschillende base) is dat
NADH/H+ 5 ATP levert en FADH2 1,5 ATP.
Vanaf dit jaar 2,5 ATP aanhouden uit NADH/H+ (i.p.v. 3 ATP) en 1,5 ATP uit FADH2 (i.p.v. 2 ATP).
De citroenzuurcyclus → start met acetyl-CoA en oxaalazijnzuur.
De koppeling tussen acetyl-CoA en oxaalazijnzuur vormt
citroenzuur (6 C-atomen). Je ziet in de afbeelding hiernaast dat er
2 keer een C-atoom wordt afgesplitst in de vorm van CO2.
Uiteindelijk kom je weer terug bij oxaalazijnzuur (4 C-atomen).
Deze kan weer koppelen aan acetyl-CoA (2 C-atomen).
*Oxaloacetate = oxaalazijnzuur.
De afbeelding hiernaast is de eenvoudige weergave van de
citroenzuurcyclus: er zitten nog een aantal stappen tussen.
CO2 is één van de eindproducten van de citroenzuurcyclus.
3
Hoorcollege 1. Start metabolisme
Metabolisme (stofwisseling) → het geheel van chemische reacties die plaatsvinden in cellen van
organismen om moleculen op te bouwen of af te breken. Er wordt onderscheid gemaakt tussen
katabole reacties (afbraak: er komt energie vrij) en anabole reacties (opbouw: er is energie nodig).
Een katabole reactie vindt bijv. plaats wanneer er voeding gegeten wordt. Grote moleculen worden
namelijk afgebroken tot kleinere moleculen waarbij energie vrijkomt. Wanneer de eiwitten uit de
voeding worden gebruikt voor spieropbouw, dan is hier energie (ATP) voor nodig en spreekt men van
een anabole reactie.
Hierboven zijn de verschillende stadia van metabolisme weergegeven. Eigenlijk zou je moeten zeggen
dat het de stadia van katabole reacties weergeeft: het zijn namelijk allemaal afbraakreacties waarbij
energie vrijkomt → dus waarbij grotere moleculen worden afgebroken tot kleinere moleculen.
1. Het eerste stadium is de vertering en hydrolyse (splitsing onder opname van water). In dit
stadium worden eiwitten, koolhydraten en vetten afgebroken in de vertering. De grotere ketens
worden gesplitst in het maagdarmstelsel en die vervolgens door het membraan worden opgenomen
in de cellen.
• Eiwitten worden afgebroken tot aminozuren.
• Polysachariden worden afgebroken tot de monosachariden glucose, fructose en galactose.
• Vetten worden afgebroken tot glycerol en vetzuren.
2. Het tweede stadium vindt plaats in het celmembraan en de cellen. Als de koolhydraten worden
gesplitst naar glucose, dan kan glucose het celmembraan passeren en in de cellen worden
opgenomen. In het tweede stadium gebeurt er vrij weinig met aminozuren en vetzuren. In dit
stadium worden glucose, fructose en galactose in de glycolyse afgebroken tot pyruvaat.
• Glycolyse = proces waarbij glucose, met behulp van enzymen, in de cellen van een organisme
wordt afgebroken tot pyruvaat (= pyrodruivensuiker).
3. Het derde stadium zorgt voor energieproductie en vindt plaats in de mitochondriën
(energiefabrieken van de cel). In de mitochondriën ontstaat uiteindelijk energie (ATP) omdat hier de
citroenzuurcyclus plaatsvindt. De citroenzuurcyclus levert het grootste aandeel energie.
1
,Acetyl-CoA → een belangrijk deeltje dat ontstaat bij de afbraak van
eiwitten, koolhydraten en vetten. Dit deeltje is het startpunt van de
citroenzuurcyclus. Acetyl-CoA bestaat uit 2 C-atomen met daaraan een
dubbel gebonden O en co-enzym A. Co-enzym A bestaat uit een aantal
componenten waaronder vitamine B5. Dit is één van de redenen
waarom de B-vitamines belangrijk zijn in de energiestofwisseling.
Sporters hebben een verhoogde behoefte aan B-vitamines omdat zij meer energie verbruiken. Naast
vitamine B5 bestaat co-enzym A uit gefosforyleerd ATP en aminoethanethiol.
Om acetyl-CoA te koppelen is er oxaalazijnzuur (OAA) nodig, een deeltje dat uit 4 C-atomen bestaat. Elke
keer als er een acetyl-CoA deeltje vrijkomt uit de vertering van eiwitten, koolhydraten en vetten dan
koppelt dit deeltje aan oxaalazijnzuur. Hierdoor ontstaat citroenzuur (bestaande uit 6 C-atomen)
waardoor de citroenzuurcyclus kan worden gestart.
Wanneer je lichaam voldoende energie heeft, vindt er geen koppeling plaats tussen acetyl-CoA en
oxaalazijnzuur. Je lichaam gebruikt het acetyl-CoA dan om vetzuren op te bouwen.
Dus: de start van de citroenzuurcyclus wordt gestart door de koppeling van acetyl-CoA aan
oxaalazijnzuur. Bij de afbraak van eiwitten, koolhydraten en vetten ontstaat altijd acetyl-CoA.
Oxaalazijnzuur → wordt ook wel een katalysator genoemd, het zorgt ervoor dat er een chemische
reactie plaats kan vinden zonder zelf verbruikt te worden. Hetgeen dat verbruikt wordt in de
citroenzuurcyclus zijn de acetyl-CoA deeltjes. In de citroenzuurcyclus gaan 2 C-atomen hiervan verloren.
ATP → als we het hebben over energie in ons lichaam, dan hebben we het altijd over ATP. ATP staat
voor adenosinetrifosfaat. Wanneer er energie nodig is, splitst er een fosfaatgroep van ATP af d.m.v.
hydrolyse waardoor een losse fosfaatgroep en een difosfaat ontstaat (ADP). Hierdoor komt energie vrij.
Bij elke fosfaatgroep die van ATP afgaat, ontstaat 7.3 kcal/mol. Dit is bruikbare energie voor ons
lichaam. Deze energie wordt vrijgegeven door afsplitsing van een fosfaatgroep van ATP. Deze
afsplitsing van een fosfaatgroep kan in totaal tweemaal plaatsvinden waardoor uiteindelijk AMP
ontstaat. ATP kan dus twee fosfaatgroepen kwijtraken en twee keer 7.3 kcal/mol leveren.
Hoe haalt het lichaam nog meer energie uit de citroenzuurcyclus? Dit gebeurt aan de hand van 2
belangrijke co-enzymen: NAD+ en FAD. Het is belangrijk om te onthouden dat er 2 co-enzymen zijn die
in de citroenzuurcyclus voorkomen (en ook in andere metabole reacties) en dat deze een belangrijke rol
spelen in het produceren van energie.
2
, NAD+ kan 2 H-atomen opnemen waardoor het een NADH/H+ wordt en dat deeltje bevat energie. Het
deeltje bevat dus pas energie wanneer het 2 H-atomen vast heeft.
FAD is een vergelijkbaar co-enzym, alleen de base is anders. Ook FAD kan 2 H-atomen opnemen, wordt
dan FADH2 en kan energie vasthouden.
Het leveren van energie uit NADH/H+ en FADH2 gebeurt door oxidatieve fosforylering:
• De oxidator NAD+ onttrekt 2H aan een substraat (SH2).
• Deze 2 elektronen worden verderop gesplitst in 2H+ en 2 elektronen.
• Deze 2 elektronen worden in de keten, sprongsgewijs op een steeds sterkere oxidator overgedragen.
• Als laatste op de sterkste oxidator en dat is zuurstof. Het gevormde O2- ion koppelt met de 2 H+
ionen tot water.
• De elektronenoverdracht naar een steeds sterkere oxidator levert iedere keer energie op.
• Enkele keren is dat genoeg om ADP om te zetten in ATP.
• De energie die vrijkomt, maar niet genoeg is om ADP in ATP om te zetten, komt vrij als energie t.b.v.
de lichaamswarmte.
Oxidatieve fosforylering wil eigenlijk zeggen dat de H’tjes overspringen naar een steeds sterker
wordende oxidator. De oxidators trekken de H’tjes naar zich toe. Het overspringen van de elektronen op
de oxidatoren geeft energie en op bepaalde plekken komt er zoveel energie vrij dat dit genoeg is om een
ATP deeltje te vormen. Bij NADH/H+ gebeurt dit proces precies 3 keer (verspringen van elektronen naar
de sterkste oxidator zuurstof). Het FADH2 levert maar 1,5 ATP deeltjes omdat dit al iets sterker is dan
NAD+ en komt pas halverwege de keten een oxidator tegen die sterker is en geeft dan pas zijn H’tjes
weg.
Dus het belangrijkste verschil tussen de 2 co-enzymen (naast de verschillende base) is dat
NADH/H+ 5 ATP levert en FADH2 1,5 ATP.
Vanaf dit jaar 2,5 ATP aanhouden uit NADH/H+ (i.p.v. 3 ATP) en 1,5 ATP uit FADH2 (i.p.v. 2 ATP).
De citroenzuurcyclus → start met acetyl-CoA en oxaalazijnzuur.
De koppeling tussen acetyl-CoA en oxaalazijnzuur vormt
citroenzuur (6 C-atomen). Je ziet in de afbeelding hiernaast dat er
2 keer een C-atoom wordt afgesplitst in de vorm van CO2.
Uiteindelijk kom je weer terug bij oxaalazijnzuur (4 C-atomen).
Deze kan weer koppelen aan acetyl-CoA (2 C-atomen).
*Oxaloacetate = oxaalazijnzuur.
De afbeelding hiernaast is de eenvoudige weergave van de
citroenzuurcyclus: er zitten nog een aantal stappen tussen.
CO2 is één van de eindproducten van de citroenzuurcyclus.
3
