Inleiding
Metabolisme: geheel van chemische reacties die optreden in een levende cel
● Katabolisme (degradatie fase): katabolisme gaat gepaard met het vrijmaken van energie (ATP)
● Anabolisme (synthesefase): uit precursormoleculen worden grote elementen gevormd, gaat gepaard met
reductie reacties en deze vereisen energie afkomstig van hydrolyse ATP
Bouwelementen: 11 elementen die 99.95% van het totaal maken (O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg). 6
elementen (O, C, H, N, P, S) kunnen stabiele covalente bindingen (vormen biomoleculen + H2O) vormen, de
andere 5 elementen zijn als ionen essentieel in organismen
Spoorelementen: elementen die 0.05% van het totaal maken. De meeste zijn betrokken bij de activiteit van
specifieke enzymen. Aangezien enzymen een katalytische functie hebben is het duidelijk waarom deze maar
in micro hoeveelheden nodig zijn. Bij te grote hoeveelheden worden er vergiftiging symptomen waargenomen
1. Toevallige sporenelementen
2. Oligo-elementen (sporenelementen die noodzakelijk zijn om te functioneren): deze zijn samen met de
bouwelementen biomoleculen. Criteria om te weten of een sporenelement een oligo-element is of een
toevallig element
● Bij gebrek aan een spoorelement dat een oligo-element is, treedt gebreksziektes op; na toedienen van
het oligo-element zal de ziekte weer verdwijnen
● In sommige gevallen werd achterhaald in welke verbinding (structuurformule) het spoorelement
voorkomt in het organisme. Als die verbinding noodzakelijk blijkt te zijn voor het organisme, dan is het
spoorelement een oligo-element
Voorbeelden van oligo-elementen (spoorelementen die noodzakelijk zijn voor normaal functioneren van
organen
● Jood: zeewier bevat veel jood. Regen brengt jood naar de akkers waar de planten dit opnemen ->
krijgen we dit element binnen. Gebrek: endemische krop en cretinisme (opgelost door toevoegen van
jood aan zout of drinkwater). Bestanddeel van schildklierhormoon, belang bij regulatie metabolisme
● Ijzer: essentieel bestanddeel van hemoglobine (zuurstof overdragend proteïne in bloed), myoglobine
(zuurstofbindend eiwit in de spieren), ferritine en hemosiderine (opstapeling ijzer)
● Koper: bestanddeel van hemocyanine (zuurstof overdragend proteïne). Het vormt rode bloedcellen,
bind- en botweefsel, haarpigmenten, co-factor van oxidatieve enzymen
● Zink: werking van het enzym koolzuuranhydrase, aanwezig in transcriptiefactoren (binding DNA of RNA).
Tekort kan leiden tot uiteenlopende symptomen (groeivertraging, haaruitval, vermindering
vruchtbaarheid, achteruitgang zicht)
● Mangaan: co-factor van verscheidene oxidatieve enzymen
● Molybdeen: aanwezig in veel flavoproteïnen
● Cobalt: bestanddeel van vitamine B12 en van zijn co-enzymen
,Biomoleculen: koppeling van kleine moleculen ter vorming van grotere moleculen gebeurt in
condensatiereactie (afsplitsen van 1 molec H2O) en de hydrolysereactie (reactie met H2O) 4 groepen: eiwitten
(uit AZ), vetten (uit vetzuren), suikers (uit monosachariden) en nucleïnezuren (uit nucleotide)
Vetten
Vetzuren: komen in kleine hoeveelheden voor als vrije moleculen, maar in grote hoeveelheden als
bouwstenen van meer complexere lipiden. Sommige zijn verzadigd (≠ dubbele bindingen) en andere zijn ≠
verzadigd (dubbele bindingen). De pKa waarde van de -COOH is tussen de 4.5 -5. Ze hebben bepaalde
eigenschappen:
● Het zijn alifatische monocarbonzuren
● Ze hebben een niet vertakte koolstofketen
● Ze hebben een even aantal koolstofatomen
● Het kleinste vetzuur is boterzuur en de meeste bezitten 12-20 koolstofatomen
Verzadigde vetzuren: CnH2n+1COOH. Voorbeelden hiervan zijn palmitinezuur (C16) dat in alle vetten
voorkomt en stearinezuur (C18) dit maakt 10-30% deel uit van de dierlijke reserve vetten. Het smeltpunt neemt
toe met de ketenlengte. Deze vetten hebben een uitgestrekte conformatie -> compact gestapeld worden met
grote stabiliteit door aantrekkingskrachten tussen de moleculen onderling
Onverzadigde vetzuren: mono-onverzadigde (1 dubbele binding) en poly-onverzadigd (+ dubbele bindingen).
Voorbeelden hiervan zijn oliezuur (C18: 1^Δ9), linolzuur (C18: 3^Δ9,12) en linoleenzuur (C18:3^Δ9,12,15).
Linolzuur en linoleenzuur zijn essentiële vetzuren (vitamine F), we hebben ze nodig om bepaalde
biochemische processen uit te voeren. Linolzuur is een ⍵3 vetzuur, deze hebben een beschermend effect
tegen cardiovasculaire aandoeningen. De meest natuurlijke komen voor in een cis-vorm, hierdoor heb je een
knik -> niet zo dicht stapelen -> lager smeltpunt. Smeltpunt hangt van ketenlengte en #dubbele bindingen af
Triglyceriden: het zijn verzeepbare vetten, heel hydrofoob (speciaal vervoer mechanisme), kan beschreven
worden als esters van vetzuren met een alcohol (glycerol) op. Onverzadigde vetten worden beschouwd als
gezonde vetten -> helpen cholesterolgehalte van het bloed gezond te houden. In het hydrogenase proces
ondergaan de cis-dubbele bindingen echter een omzetting naar trans-dubbele bindingen -> nadelig effect voor
hart en bloedvaten
Hydrolyse (= splitsen van acylglyceriden in hun samengesteld alcohol + zuur): gebeurt door lipase:
triglyceriden worden in de darm afgebroken door lipasen (in pancreas geproduceerd, in dunne darm naar
actieve vorm omgezet) en er ontstaan vetzuren en monoacylglycerolen. Hydrolyse gebeurt in aanwezigheid
van galzouten -> zorgen dat afbraakproducten oplosbaar zijn en kunnen worden opgenomen in weefsels.
Hydrolyse van triglyceriden wordt uitgevoerd onder sterke verwarming en met zuur als katalysator, als deze
doorgaat in alkalisch midden -> oplosbare, geïoniseerd zouten worden vrijzetten en niet de onoplosbare, niet
geïoniseerd = verzeping. Alkalizouten van hogere vetzuren (wateroplosbaar) worden zepen genoemd (lange
, KWS, carboxylgroep geïoniseerd met Na of K-zout). Reinigende werking: vormen een micel met vuil of olie
druppel -> emulsie gevormd. De Ca en Mg zouten van vetzuren = onoplosbaar -> zepen minder bruikbaar in
hard water -> detergenten gebruikt
Fosfolipiden en sfingolipiden: fosfolipiden (P-groep + glycerol + 2 vetzuurstaarten & P-groep + sfinogsine +1
vetzuurstaart + amide) sfingolipiden (P-groep + sfingosine + 1 vetzuurstaart + amide & suiker + sfingosine + 1
vetzuurstaart + amide). Natuurlijke fosfatidinezuren (esters van glycerol met 2 vetzuren en een P) behoren tot
de α-reeks, meestal is de R1-COOH verzadigd en de R2-COOH onverzadigd. Fosfatidyl-aminen vormen de
membranen, er zijn verschillende groepen
● Lecithine: R3-OH, het aminoalcohol veresterd is aan choline
● Kefalinen: zelfde structuur als lecithine behalve dat choline vervangen is door ethanolamine of serine
Verwante moleculen binnen de klasse van glycerofosfolipiden:
● Fosfatidyl inositol: rol in signaaltransductie over membraan. OH is veresterd met inositol
● Cardiopine: aanwezig in binnenste membraan van mitochondriën. Is een dubbele fosfoglyceride
● Plasmalogenen: 23% van de glycerofosfolipiden in het menselijke CZS, ook in membranen van perifere
zenuwen en spierweefsel. Een etherverbinding is aanwezig op C1
Sfingolipiden: belangrijke membraan component van planten en dieren. Belangrijkste groepen: cerebrosiden,
sfingomyelinen en gangliosiden
● Sfingosine (ruggengraat van sfingolipiden): heeft een trans-dubbele binding tussen C4 en C5
● Ceramide: is een sfingosine waaraan een vetzuur gebonden is via de amino-functie. Zijn metabole
voorlopers van alle sfingolipiden
● Sfingomyelinen: aanwezig in weefsel van hogere dieren en in myelineschede.
● Glycosfingolipiden: bevat geen P maar wel een suikers
1. Cerebrosiden: bevatten 1 suikermolecuul dat verbonden is aan de C1 van een ceramide.
Galacocerebrosiden, aanwezig in zenuwweefsel en omvatten 15% van de lipiden van myelineschedes
2. Sulfolipiden: alcoholfunctie is een hexose veresterd met zwavelzuur
3. Ganglioside: oligosacharideketen waarin N-acetyl-neuraminezuur, hexosen en aminohexoses
voorkomen. Aanwezig aan het celoppervlakte (oligosacharide keten steekt uit naar het EC
celoppervlak) -> verschillende oppervlakte merkers -> celherkenning
Eigenschappen van fosfolipiden en sfingolipiden:
● Hydrolyse (omdat ze bouwstenen zoals triglyceriden bevatten zijn ze verzeepbaar)
1. Chemische: zachte alkalische hydrolyse -> 2 vetzuren vrij als zouten -> glycerol-3-fosforylcholine blijft
over -> sterke base splitst choline af -> glycerolfosfaat -> zure hydrolyse -> glycerol en fosfaat
2. Enzymatisch: fosfolipasen katalyseren de hydrolyse van fosfolipiden. Fosfolipase A1 verwijdert
specifiek vetzuur van C1, fosfolipase A2 verwijdert specifiek vetzuur van C3 (belangrijkste lipase in
pancreassap, helpt verteren van membraanlipiden uit voedsel. Ook aanwezig in slangen, bijen en
Metabolisme: geheel van chemische reacties die optreden in een levende cel
● Katabolisme (degradatie fase): katabolisme gaat gepaard met het vrijmaken van energie (ATP)
● Anabolisme (synthesefase): uit precursormoleculen worden grote elementen gevormd, gaat gepaard met
reductie reacties en deze vereisen energie afkomstig van hydrolyse ATP
Bouwelementen: 11 elementen die 99.95% van het totaal maken (O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg). 6
elementen (O, C, H, N, P, S) kunnen stabiele covalente bindingen (vormen biomoleculen + H2O) vormen, de
andere 5 elementen zijn als ionen essentieel in organismen
Spoorelementen: elementen die 0.05% van het totaal maken. De meeste zijn betrokken bij de activiteit van
specifieke enzymen. Aangezien enzymen een katalytische functie hebben is het duidelijk waarom deze maar
in micro hoeveelheden nodig zijn. Bij te grote hoeveelheden worden er vergiftiging symptomen waargenomen
1. Toevallige sporenelementen
2. Oligo-elementen (sporenelementen die noodzakelijk zijn om te functioneren): deze zijn samen met de
bouwelementen biomoleculen. Criteria om te weten of een sporenelement een oligo-element is of een
toevallig element
● Bij gebrek aan een spoorelement dat een oligo-element is, treedt gebreksziektes op; na toedienen van
het oligo-element zal de ziekte weer verdwijnen
● In sommige gevallen werd achterhaald in welke verbinding (structuurformule) het spoorelement
voorkomt in het organisme. Als die verbinding noodzakelijk blijkt te zijn voor het organisme, dan is het
spoorelement een oligo-element
Voorbeelden van oligo-elementen (spoorelementen die noodzakelijk zijn voor normaal functioneren van
organen
● Jood: zeewier bevat veel jood. Regen brengt jood naar de akkers waar de planten dit opnemen ->
krijgen we dit element binnen. Gebrek: endemische krop en cretinisme (opgelost door toevoegen van
jood aan zout of drinkwater). Bestanddeel van schildklierhormoon, belang bij regulatie metabolisme
● Ijzer: essentieel bestanddeel van hemoglobine (zuurstof overdragend proteïne in bloed), myoglobine
(zuurstofbindend eiwit in de spieren), ferritine en hemosiderine (opstapeling ijzer)
● Koper: bestanddeel van hemocyanine (zuurstof overdragend proteïne). Het vormt rode bloedcellen,
bind- en botweefsel, haarpigmenten, co-factor van oxidatieve enzymen
● Zink: werking van het enzym koolzuuranhydrase, aanwezig in transcriptiefactoren (binding DNA of RNA).
Tekort kan leiden tot uiteenlopende symptomen (groeivertraging, haaruitval, vermindering
vruchtbaarheid, achteruitgang zicht)
● Mangaan: co-factor van verscheidene oxidatieve enzymen
● Molybdeen: aanwezig in veel flavoproteïnen
● Cobalt: bestanddeel van vitamine B12 en van zijn co-enzymen
,Biomoleculen: koppeling van kleine moleculen ter vorming van grotere moleculen gebeurt in
condensatiereactie (afsplitsen van 1 molec H2O) en de hydrolysereactie (reactie met H2O) 4 groepen: eiwitten
(uit AZ), vetten (uit vetzuren), suikers (uit monosachariden) en nucleïnezuren (uit nucleotide)
Vetten
Vetzuren: komen in kleine hoeveelheden voor als vrije moleculen, maar in grote hoeveelheden als
bouwstenen van meer complexere lipiden. Sommige zijn verzadigd (≠ dubbele bindingen) en andere zijn ≠
verzadigd (dubbele bindingen). De pKa waarde van de -COOH is tussen de 4.5 -5. Ze hebben bepaalde
eigenschappen:
● Het zijn alifatische monocarbonzuren
● Ze hebben een niet vertakte koolstofketen
● Ze hebben een even aantal koolstofatomen
● Het kleinste vetzuur is boterzuur en de meeste bezitten 12-20 koolstofatomen
Verzadigde vetzuren: CnH2n+1COOH. Voorbeelden hiervan zijn palmitinezuur (C16) dat in alle vetten
voorkomt en stearinezuur (C18) dit maakt 10-30% deel uit van de dierlijke reserve vetten. Het smeltpunt neemt
toe met de ketenlengte. Deze vetten hebben een uitgestrekte conformatie -> compact gestapeld worden met
grote stabiliteit door aantrekkingskrachten tussen de moleculen onderling
Onverzadigde vetzuren: mono-onverzadigde (1 dubbele binding) en poly-onverzadigd (+ dubbele bindingen).
Voorbeelden hiervan zijn oliezuur (C18: 1^Δ9), linolzuur (C18: 3^Δ9,12) en linoleenzuur (C18:3^Δ9,12,15).
Linolzuur en linoleenzuur zijn essentiële vetzuren (vitamine F), we hebben ze nodig om bepaalde
biochemische processen uit te voeren. Linolzuur is een ⍵3 vetzuur, deze hebben een beschermend effect
tegen cardiovasculaire aandoeningen. De meest natuurlijke komen voor in een cis-vorm, hierdoor heb je een
knik -> niet zo dicht stapelen -> lager smeltpunt. Smeltpunt hangt van ketenlengte en #dubbele bindingen af
Triglyceriden: het zijn verzeepbare vetten, heel hydrofoob (speciaal vervoer mechanisme), kan beschreven
worden als esters van vetzuren met een alcohol (glycerol) op. Onverzadigde vetten worden beschouwd als
gezonde vetten -> helpen cholesterolgehalte van het bloed gezond te houden. In het hydrogenase proces
ondergaan de cis-dubbele bindingen echter een omzetting naar trans-dubbele bindingen -> nadelig effect voor
hart en bloedvaten
Hydrolyse (= splitsen van acylglyceriden in hun samengesteld alcohol + zuur): gebeurt door lipase:
triglyceriden worden in de darm afgebroken door lipasen (in pancreas geproduceerd, in dunne darm naar
actieve vorm omgezet) en er ontstaan vetzuren en monoacylglycerolen. Hydrolyse gebeurt in aanwezigheid
van galzouten -> zorgen dat afbraakproducten oplosbaar zijn en kunnen worden opgenomen in weefsels.
Hydrolyse van triglyceriden wordt uitgevoerd onder sterke verwarming en met zuur als katalysator, als deze
doorgaat in alkalisch midden -> oplosbare, geïoniseerd zouten worden vrijzetten en niet de onoplosbare, niet
geïoniseerd = verzeping. Alkalizouten van hogere vetzuren (wateroplosbaar) worden zepen genoemd (lange
, KWS, carboxylgroep geïoniseerd met Na of K-zout). Reinigende werking: vormen een micel met vuil of olie
druppel -> emulsie gevormd. De Ca en Mg zouten van vetzuren = onoplosbaar -> zepen minder bruikbaar in
hard water -> detergenten gebruikt
Fosfolipiden en sfingolipiden: fosfolipiden (P-groep + glycerol + 2 vetzuurstaarten & P-groep + sfinogsine +1
vetzuurstaart + amide) sfingolipiden (P-groep + sfingosine + 1 vetzuurstaart + amide & suiker + sfingosine + 1
vetzuurstaart + amide). Natuurlijke fosfatidinezuren (esters van glycerol met 2 vetzuren en een P) behoren tot
de α-reeks, meestal is de R1-COOH verzadigd en de R2-COOH onverzadigd. Fosfatidyl-aminen vormen de
membranen, er zijn verschillende groepen
● Lecithine: R3-OH, het aminoalcohol veresterd is aan choline
● Kefalinen: zelfde structuur als lecithine behalve dat choline vervangen is door ethanolamine of serine
Verwante moleculen binnen de klasse van glycerofosfolipiden:
● Fosfatidyl inositol: rol in signaaltransductie over membraan. OH is veresterd met inositol
● Cardiopine: aanwezig in binnenste membraan van mitochondriën. Is een dubbele fosfoglyceride
● Plasmalogenen: 23% van de glycerofosfolipiden in het menselijke CZS, ook in membranen van perifere
zenuwen en spierweefsel. Een etherverbinding is aanwezig op C1
Sfingolipiden: belangrijke membraan component van planten en dieren. Belangrijkste groepen: cerebrosiden,
sfingomyelinen en gangliosiden
● Sfingosine (ruggengraat van sfingolipiden): heeft een trans-dubbele binding tussen C4 en C5
● Ceramide: is een sfingosine waaraan een vetzuur gebonden is via de amino-functie. Zijn metabole
voorlopers van alle sfingolipiden
● Sfingomyelinen: aanwezig in weefsel van hogere dieren en in myelineschede.
● Glycosfingolipiden: bevat geen P maar wel een suikers
1. Cerebrosiden: bevatten 1 suikermolecuul dat verbonden is aan de C1 van een ceramide.
Galacocerebrosiden, aanwezig in zenuwweefsel en omvatten 15% van de lipiden van myelineschedes
2. Sulfolipiden: alcoholfunctie is een hexose veresterd met zwavelzuur
3. Ganglioside: oligosacharideketen waarin N-acetyl-neuraminezuur, hexosen en aminohexoses
voorkomen. Aanwezig aan het celoppervlakte (oligosacharide keten steekt uit naar het EC
celoppervlak) -> verschillende oppervlakte merkers -> celherkenning
Eigenschappen van fosfolipiden en sfingolipiden:
● Hydrolyse (omdat ze bouwstenen zoals triglyceriden bevatten zijn ze verzeepbaar)
1. Chemische: zachte alkalische hydrolyse -> 2 vetzuren vrij als zouten -> glycerol-3-fosforylcholine blijft
over -> sterke base splitst choline af -> glycerolfosfaat -> zure hydrolyse -> glycerol en fosfaat
2. Enzymatisch: fosfolipasen katalyseren de hydrolyse van fosfolipiden. Fosfolipase A1 verwijdert
specifiek vetzuur van C1, fosfolipase A2 verwijdert specifiek vetzuur van C3 (belangrijkste lipase in
pancreassap, helpt verteren van membraanlipiden uit voedsel. Ook aanwezig in slangen, bijen en
