Metabolisme
H1: Definitie van metabolisme
1.1 Inleiding
• Metabolisme: samenspel van chemische reacties in organisme, om org gezond te houden
• Enzymen: herhaling
o Oxidoreductasen (dehydrogenasen, oxygenasen)
o Transferasen (hexokinase)
o Hydrolasen (peptidasen/proteasen, lipasen, nucleotidasen (= DNasen)
o Lyasen (decarboxylasen, aldolasen)
o Isomerasen (racemerasen, epimerasen, cis-trans isomerasen en mutasen)
o Ligasen (polymerasen en synthethasen)
• Oiv
o Koolhydraten: E en structuur
o Lipiden: E en membraan
o Proteinen: functioneel
o Nucleinezuren en nucleotiden: info
• ATP
o Basaal metabolisme: hart, hersenen, lever en nieren (pompfctie, ionenpomp,
moleculaire reacties (chemische synthese lever))
o Spijsvertering
o Skeletspieren
• Verschil verbranding glucose
o Kachel: 1staps
o Spiercel: exergonisch, kleine stappen, lagere Ea en energiedragers!
• Hoe meer koolstof gereduceerd voor verbranding, hoe meer E bij de verbranding tot CO2
eruit te halen valt; door stapsgewijze oxidaties
• Koolhydraten: eenvoudige (mono en disachariden); complex (polysacch)
, 1.2 Metabole paden en metabole flux
• Metabole weg: wijze waarop beginproduct via reeks enzymatische reacties wordt omgezet
• Metabole flux: hoeveelheid moleculen van bep metaboliet per s per celhoeveelheid langs
bepaald punt metabole pad passeert (mol/kg of cellen/h)
o Beinvloedt door
- Beschikbaarheid en mate van activiteit enzymen
- Concentratieverschil S en P
- Diffusie-afstand en toegankelijkheid van E tot S
o Typisch: meestal in begin traject (1 is onomkeerbaar)
o Fluxgenererende enzymen: schakelpunten = sleutelenzym
o Hier: 1e stap = fluxbepalende stap
◼ En per celhoeveelheid
• Hoe controle op metabole flux
o Genexpressie van fluxcontrolerende enzym
- Pyruvaatkinase, expressie gestim als glucose stijgt
o Modificatie van enzymen op eiwitniveau, vorm (allosterie) of door aanhechting of
onthechting van FG (fosforylatie)
o Toegankelijkheid E voor S
- Glucokinase verdwijnt uit cytosol met vasten
, • Enzymen
o Oxidoreductasen
- Dehydrogenasen: oxideert S door reductie. Transfereert hydride naar NAD+ of
NADP+
- Oxygenase: enzym dat substraat oxideert door transfer van zuurstof
o Transferasen (hexokinase)
- Transfer van FG
o Hydrolasen
- Hydrolyse (A-B + H20 -> A-OH + BH)
o Lyasen
- Breken chemische binding , vaak dubbele ring gevormd
o Isomerasen
- Racemerasen: inversie rond chirale C (omlegging L naar D AZ), 1 asymmetriecenter
- Epimerasen: omlegging R S, meerdere asymmetriecentra
- Mutasen: shift FG binnen = molecuul
o Ligasen
- Aan elkaar lijmen van 2 moleculen
Katabole wegen: 4 fasen plan voor netto energievrijstelling
• Fase 1
o Vertering macromoleculen via hydrolyse
o Hydrolasen (amylase)
o In spijsverteringssysteem
o Uitz: glycogenolyse => in cytosol
• Fase 2
o Omzetting van bouwstenen tot acetylCoA
o Glycolyse: glucose -> pyruvaat -> acetylcoA
o Transaminasen: AZ -> alfaketozuren
o VZ -> acetylCoA via B-oxidatie
• Fase 3
o Krebs: acetylcoa -> co2
o Levering energierijke e- (NADH en FADH2, reducerend vermogen)
• Fase 4
o Reducerend vermogen voor ATP productie
o Exclusief katabool
, Anabole wegen: energievereisende processen
• Gluconeogenese
• Glycogeensynthese
• Vzsynthese
• Cholesterolsynthese
• Nodig?
o Bouwstenen, ATP, reducerend vermogen (NADPH via pentosefosfaatweg)
o Essentiele voedingsstoffen (AZ en VZ)
o Amphibole reacties: zowel anabool als katabool
1.3 Cellulaire localisaties van metabole paden
• Regulatiemechanismen
• Compartimentalisatie: lipidenmembranen tredenop als grenswachters
• Mitochon: aerobe dissimilatie van
o Koolhydr
o Lipiden
o AZ (krebs en B-oxidatie)
• GER: ketenverlenging na VZsynthese
• Cytosolische ribosomen: eiwitsynthese
• Cytosol: glycolyse en gluconeogenese (stuk)
, Tk!
1.4 Aangeboren metabole ziekten
• Metabole ziekten: genetisch defect aan enzymcoderend gen
Mutatie => tekort => wijziging flux of wijziging regeling flux=>
Stroomopwaarts van defect S opgestapeld
Stroomafwaarts: tekort aan metabolieten
• Inborn errors: selectief voordeel
o 1 mutant allel Xgeb glucose-6fosfaatdehydrogenasedeficientie: geen malaria
Wat te kennen?
- Def: anabool, katabool, flux
- Hoe controle op flux
- Enzymklassen
- Waarom meer E vrij bij verbranding VZ tov suikers
- Ziekten -> leerstof
- Localisatie metabole processen
Vb examenvraag
- Het gehele proces van gluconeogenese grijpt plaats in 3 subcell locaties:
cytosol, Er mtchon
- Galactosemie: premature cataract en mentale achterstand
H1: Definitie van metabolisme
1.1 Inleiding
• Metabolisme: samenspel van chemische reacties in organisme, om org gezond te houden
• Enzymen: herhaling
o Oxidoreductasen (dehydrogenasen, oxygenasen)
o Transferasen (hexokinase)
o Hydrolasen (peptidasen/proteasen, lipasen, nucleotidasen (= DNasen)
o Lyasen (decarboxylasen, aldolasen)
o Isomerasen (racemerasen, epimerasen, cis-trans isomerasen en mutasen)
o Ligasen (polymerasen en synthethasen)
• Oiv
o Koolhydraten: E en structuur
o Lipiden: E en membraan
o Proteinen: functioneel
o Nucleinezuren en nucleotiden: info
• ATP
o Basaal metabolisme: hart, hersenen, lever en nieren (pompfctie, ionenpomp,
moleculaire reacties (chemische synthese lever))
o Spijsvertering
o Skeletspieren
• Verschil verbranding glucose
o Kachel: 1staps
o Spiercel: exergonisch, kleine stappen, lagere Ea en energiedragers!
• Hoe meer koolstof gereduceerd voor verbranding, hoe meer E bij de verbranding tot CO2
eruit te halen valt; door stapsgewijze oxidaties
• Koolhydraten: eenvoudige (mono en disachariden); complex (polysacch)
, 1.2 Metabole paden en metabole flux
• Metabole weg: wijze waarop beginproduct via reeks enzymatische reacties wordt omgezet
• Metabole flux: hoeveelheid moleculen van bep metaboliet per s per celhoeveelheid langs
bepaald punt metabole pad passeert (mol/kg of cellen/h)
o Beinvloedt door
- Beschikbaarheid en mate van activiteit enzymen
- Concentratieverschil S en P
- Diffusie-afstand en toegankelijkheid van E tot S
o Typisch: meestal in begin traject (1 is onomkeerbaar)
o Fluxgenererende enzymen: schakelpunten = sleutelenzym
o Hier: 1e stap = fluxbepalende stap
◼ En per celhoeveelheid
• Hoe controle op metabole flux
o Genexpressie van fluxcontrolerende enzym
- Pyruvaatkinase, expressie gestim als glucose stijgt
o Modificatie van enzymen op eiwitniveau, vorm (allosterie) of door aanhechting of
onthechting van FG (fosforylatie)
o Toegankelijkheid E voor S
- Glucokinase verdwijnt uit cytosol met vasten
, • Enzymen
o Oxidoreductasen
- Dehydrogenasen: oxideert S door reductie. Transfereert hydride naar NAD+ of
NADP+
- Oxygenase: enzym dat substraat oxideert door transfer van zuurstof
o Transferasen (hexokinase)
- Transfer van FG
o Hydrolasen
- Hydrolyse (A-B + H20 -> A-OH + BH)
o Lyasen
- Breken chemische binding , vaak dubbele ring gevormd
o Isomerasen
- Racemerasen: inversie rond chirale C (omlegging L naar D AZ), 1 asymmetriecenter
- Epimerasen: omlegging R S, meerdere asymmetriecentra
- Mutasen: shift FG binnen = molecuul
o Ligasen
- Aan elkaar lijmen van 2 moleculen
Katabole wegen: 4 fasen plan voor netto energievrijstelling
• Fase 1
o Vertering macromoleculen via hydrolyse
o Hydrolasen (amylase)
o In spijsverteringssysteem
o Uitz: glycogenolyse => in cytosol
• Fase 2
o Omzetting van bouwstenen tot acetylCoA
o Glycolyse: glucose -> pyruvaat -> acetylcoA
o Transaminasen: AZ -> alfaketozuren
o VZ -> acetylCoA via B-oxidatie
• Fase 3
o Krebs: acetylcoa -> co2
o Levering energierijke e- (NADH en FADH2, reducerend vermogen)
• Fase 4
o Reducerend vermogen voor ATP productie
o Exclusief katabool
, Anabole wegen: energievereisende processen
• Gluconeogenese
• Glycogeensynthese
• Vzsynthese
• Cholesterolsynthese
• Nodig?
o Bouwstenen, ATP, reducerend vermogen (NADPH via pentosefosfaatweg)
o Essentiele voedingsstoffen (AZ en VZ)
o Amphibole reacties: zowel anabool als katabool
1.3 Cellulaire localisaties van metabole paden
• Regulatiemechanismen
• Compartimentalisatie: lipidenmembranen tredenop als grenswachters
• Mitochon: aerobe dissimilatie van
o Koolhydr
o Lipiden
o AZ (krebs en B-oxidatie)
• GER: ketenverlenging na VZsynthese
• Cytosolische ribosomen: eiwitsynthese
• Cytosol: glycolyse en gluconeogenese (stuk)
, Tk!
1.4 Aangeboren metabole ziekten
• Metabole ziekten: genetisch defect aan enzymcoderend gen
Mutatie => tekort => wijziging flux of wijziging regeling flux=>
Stroomopwaarts van defect S opgestapeld
Stroomafwaarts: tekort aan metabolieten
• Inborn errors: selectief voordeel
o 1 mutant allel Xgeb glucose-6fosfaatdehydrogenasedeficientie: geen malaria
Wat te kennen?
- Def: anabool, katabool, flux
- Hoe controle op flux
- Enzymklassen
- Waarom meer E vrij bij verbranding VZ tov suikers
- Ziekten -> leerstof
- Localisatie metabole processen
Vb examenvraag
- Het gehele proces van gluconeogenese grijpt plaats in 3 subcell locaties:
cytosol, Er mtchon
- Galactosemie: premature cataract en mentale achterstand
