Moleculaire celbiologie - H.3 – 13/09/2017
Het leven is sterk georganiseerd en streeft naar orde.
Metabolisme (stofwisseling): omzetten van voedsel in de cellen van het lichaam. Catabole
route is het afbreken van voedsel en de anabole route is de opbouw van moleculen. We
proberen orde te creëren in ons lichaam, maar dit gaat eigenlijk tegen de natuurwetten in.
Tweede wet van de thermodynamica: Universele en spontane tendens tot de toename van
entropie (meer chaos, bv. Oplossen van suiker in koffie, schudden van kaarten)
Entropie: maat van wanorde van een systeem. Hitte energie heeft de hoogste entropie en
dus de grootste wanorde.
Cellen streven dus naar orde, maar toch zijn er reacties in een cel die voor wanorde zorgen
(2de wet thermodynamica):
De bindingen in een molecuul kunnen worden verandert. Hierbij komt hitte energie
(wat de hoogste entropie heeft) vrij, waardoor er toch chaos komt .
In cellen worden lange moleculen afgebroken, waardoor de moleculen niet meer mooi
zijn gerangschikt waardoor er weer chaos is.
Eerste wet van de thermodynamica: de wet van behoud van energie (energie-recycling).
Energie gaat nooit verloren, energie wordt namelijk omgezet. Chemische energie wordt
bijvoorbeeld hitte energie en licht energie wordt omgezet in chemische bindingsenergie.
Free energy G (kcal/mol): bruikbare energie die omgezet kan worden in ‘werk’ bij een
uniforme temperatuur en druk binnen één systeem. Free energy is belangrijk bij chemische
reacties, het bepaald hoe ze verlopen.
Chemische reacties verlopen in de richting die leidt tot verlies (G) van free energy want:
Energetisch gunstige reacties negatieve G (exotherm)
Energetisch ongunstige reacties positieve G (endotherm, EAct nodig)
Omdat veel biomoleculen stabiel zijn, zijn de reacties vaak ongunstig. Hierdoor moet er
eerst energie in, om een reactie te laten verlopen (positieve G, activeringsenergie). Dit
kan door bijvoorbeeld de temperatuur te verhogen of door een enzym toe te voegen.
Enzym: laat een reactie sneller en/of makkelijker verlopen maar doet zelf niet mee aan de
reactie.
Een enzym katalyseert maar één reactie en draagt daarbij bij aan het volgen van één
favoriete route.
Een enzym verandert niet door de reactie, alleen het substraat verandert. (een enzym kan
wel denatureren als de temperatuur bijvoorbeeld wordt verhoogd)
Een enzym heeft een actieve kant.
Een enzym verandert niet de ligging van het evenwicht maar alleen de snelheid waarmee
het zich instelt.
Enzym verlaagt activeringsenergie (Eact). Maar alle reacties hebben wel een beetje
activeringsenergie nodig om de reacties in het lichaam te kunnen reguleren, anders zouden
sommige reacties zomaar kunnen verlopen.
Michaelis-Menten kinetiek: Meet de verzadiging van het enzym. Vmax en KM als maat voor
de enzym fittness.
Het leven is sterk georganiseerd en streeft naar orde.
Metabolisme (stofwisseling): omzetten van voedsel in de cellen van het lichaam. Catabole
route is het afbreken van voedsel en de anabole route is de opbouw van moleculen. We
proberen orde te creëren in ons lichaam, maar dit gaat eigenlijk tegen de natuurwetten in.
Tweede wet van de thermodynamica: Universele en spontane tendens tot de toename van
entropie (meer chaos, bv. Oplossen van suiker in koffie, schudden van kaarten)
Entropie: maat van wanorde van een systeem. Hitte energie heeft de hoogste entropie en
dus de grootste wanorde.
Cellen streven dus naar orde, maar toch zijn er reacties in een cel die voor wanorde zorgen
(2de wet thermodynamica):
De bindingen in een molecuul kunnen worden verandert. Hierbij komt hitte energie
(wat de hoogste entropie heeft) vrij, waardoor er toch chaos komt .
In cellen worden lange moleculen afgebroken, waardoor de moleculen niet meer mooi
zijn gerangschikt waardoor er weer chaos is.
Eerste wet van de thermodynamica: de wet van behoud van energie (energie-recycling).
Energie gaat nooit verloren, energie wordt namelijk omgezet. Chemische energie wordt
bijvoorbeeld hitte energie en licht energie wordt omgezet in chemische bindingsenergie.
Free energy G (kcal/mol): bruikbare energie die omgezet kan worden in ‘werk’ bij een
uniforme temperatuur en druk binnen één systeem. Free energy is belangrijk bij chemische
reacties, het bepaald hoe ze verlopen.
Chemische reacties verlopen in de richting die leidt tot verlies (G) van free energy want:
Energetisch gunstige reacties negatieve G (exotherm)
Energetisch ongunstige reacties positieve G (endotherm, EAct nodig)
Omdat veel biomoleculen stabiel zijn, zijn de reacties vaak ongunstig. Hierdoor moet er
eerst energie in, om een reactie te laten verlopen (positieve G, activeringsenergie). Dit
kan door bijvoorbeeld de temperatuur te verhogen of door een enzym toe te voegen.
Enzym: laat een reactie sneller en/of makkelijker verlopen maar doet zelf niet mee aan de
reactie.
Een enzym katalyseert maar één reactie en draagt daarbij bij aan het volgen van één
favoriete route.
Een enzym verandert niet door de reactie, alleen het substraat verandert. (een enzym kan
wel denatureren als de temperatuur bijvoorbeeld wordt verhoogd)
Een enzym heeft een actieve kant.
Een enzym verandert niet de ligging van het evenwicht maar alleen de snelheid waarmee
het zich instelt.
Enzym verlaagt activeringsenergie (Eact). Maar alle reacties hebben wel een beetje
activeringsenergie nodig om de reacties in het lichaam te kunnen reguleren, anders zouden
sommige reacties zomaar kunnen verlopen.
Michaelis-Menten kinetiek: Meet de verzadiging van het enzym. Vmax en KM als maat voor
de enzym fittness.
