METABOLISME & VOEDING: WEEK 1
MODULE 1: BIOMOLECULEN
BELANGRIJKE KLASSEN BIOMOLECULEN
Biomoleculen:
• Suikers = koolhydraten
• Lipiden = vetten
o Vetzuren
o Glycerol
• Proteïnen = eiwitten
o Aminozuren
o Peptiden
• Nucleïnezuren: RNA en DNA
o Nucleotiden (ATP)
o Basen
Alle levensvormen op aarde gebruiken deze biomoleculen: ze gebruiken dezelfde
bouwstenen en zelfde bindingen maar er zijn heel veel variaties binnen de groepen
waardoor er heel veel soorten mogelijk zijn.
De 4 klassen biomoleculen zitten opgelost in water:
• Water is het meest voorkomende biomolecule in ons lichaam
o Het is 70% van de lichaamsmassa
o Het is ongeveer 99% van alle moleculen in een menselijk lichaam
o Waterconcentratie in het bloed is ongeveer 50 mol/l
• Water bevat belangrijke zuurbase eigenschappen:
o Watermoleculen kunnen ioniseren tot een proton H+ en een OH- ion
• Water heeft een hoge warmtecapaciteit à belangrijk voor stabiele
lichaamstemperatuur
• Water interageert met biomoleculen
o Sterke interacties met hydrofiele moleculen à lossen op in water
o Zwakke interacties met hydrofobe moleculen à niet oplosbaar
§ Vetdruppels, biologische membranen
,SUIKERS (KOOLHYDRATEN)
• Bouwstenen: monosachariden
• Bindingen: glycosidebindingen tussen monosachariden ter vorming van
disachariden, oligosachariden, polysachariden,…
• De stereochemie van de moleculen is belangrijk!
• Suikers zitten niet gecodeerd in het genoom, maar wel de enzymen die de suikers
aanmaken/polymeriseren
• Polymeren hebben geen unieke grootte: hun molecuulmassa is variabel
o Bv. Er zullen niet altijd exact evenveel glucoses in glycogeen aanwezig zijn
• Suikers zijn de meest abundante biomoleculen op aarde
o Vooral: cellulose dat de plantencelwand stevigheid geeft en chitine in
het skelet van krabben/kreeften.
Belang van suikers:
• In onze voeding heel belangrijk: voorname bron van energie (zetmeel)
• Belangrijk in algemeen metabolisme
• Belangrijk in het voorzien van energie voor het organisme
• MAAR kunnen ook aanleiding geven tot ziektes: gaatjes in tanden,
cardiovasculaire ziektes, leververvetting, diabetes,…
STEREOCHEMIE VAN SUIKERS
FISCHERPROJECTIE VAN CHIRALE CENTRA
Varianten van moleculen door spiegelingen rond chirale koolstoffen
• L- en D- isomeren omdat spiegeling/rotatie rond de koolstoffen mogelijk is!
• Exact dezelfde atomen (C6H12O6) afhankelijk van in welke conformatie ze
worden aangeboden, krijgen ze een andere naam omdat ze anders
gemetaboliseerd worden/herkend worden door enzymes.
o Qua molecuulgewicht wegen ze allemaal, dus als je ze wil onderscheiden
in een mengsel dan zijn er andere technieken nodig
HAWORTH PROJECTIE
Varianten van moleculen door binding tussen C1 en C5 zodat een zesring ontstaat.
• Afla-anomeer: OH wijst naar beneden
• Bèta-anomeer: OH wijst naar boven
De binding tussen monosachariden (glycosidebinding) komt in de natuur meestal voor
als een alfa-1-4-binding waardoor ze kunnen polymeriseren.
,DISACHARIDEN
Sucrose:
• Disachariden van glucose en fructose (afla1-2 binding)
• Tafelsuiker
• Verband tussen sucroseverbruik in voeding en caries (gaatjes) en
obesitas/diabetes type II.
Lactose:
• Disacharide van galactose en glucose (beta1-4 binding)
• Belangrijkste suiker in moedermelk en koemelk: “uitvinding” van zoogdieren
Maltose:
• Disacharide van glucose en glucose (alfa1-4 binding)
• Afbraakproduct in de spijsvertering van zetmelen die we bij de voeding innemen
• Tussenproduct in de bierproductie bij het mouten
OLIGOSACHARIDEN
= aaneenhechting van verschillende koolhydraten bovenop eiwitten/vetten
Belang voor de structuur van membranen bv. Glycolipiden, glycoproteïnen
• O-gebonden glycoproteïnen: suikerstruik gebonden aan een aminozuur met een
OH-groep zoals serine, threonine
• N-gebonden glycoproteïnen: suikerstruik gebonden aan een aminozuur met een
N zoals aspargine
Zeer veel mogelijkheden binnen de oligosachariden van welke suikers in welke positie
zitten, in welke conformatie, met welke binding, …
à Ze zijn belangrijk bij cel-cel interacties, receptor-ligand interacties, bij interacties
tussen eiwitten in de bloedbaan en hun liganden, …
POLYSACHARIDEN
= cruciale structuurgevende moleculen en belangrijk voor energieopslag
Belangrijkste polysachariden in de natuur:
• Cellulose (planten) = stijve kabel van glucosemoleculen die via bèta-1-4-
glycosidebinding en via een H-brug verbonden zijn waardoor het een stevige
structuur vormt die gebruikt kan worden in celwanden of houtvezels.
, • Chitine (ongewervelde dieren) = bestaat uit een N-acetylglucosamineketen van
100 tot 1000den moleculen. Het is het belangrijkste structuurgevend polymeer in
ongewervelde dieren en is de substantie van het exoskelet/pantser van insecten
en schaaldieren.
• Glucosaminoglycanen:
o Bouwstenen zijn afgeleiden van reguliere suikers (met aminogroepen, S-
groepen, carboxylgroepen,…)
o Sterk polair, negatief geladen à trekken water aan, binden water en geven
dus aanleiding tot meer waterige mengsels
o Bestaan uit herhalende disacharide eenheden die zeer lange strengen
kunnen vormen
o Sommige zijn covalent verbonden aan eiwit = proteoglycanen
§ Hebben belangrijke functies in extracellulaire matrix, in
bindweefsels, in kraakbeen, in gewrichten om stevigheid te geven
o Hyaluronzuur = geen proteoglycaan
§ Belangrijk in visceuze structuren in ons lichaam zoals in het
glasachtig lichaam, de navelstreng, als gewrichtsvloeistof,…
o Heparine
§ Zit op endotheelcellen in de bloedvaten en voorkomt dat het bloed
zomaar zou gaan stollen zolang het in contact is met de
bloedvatwand maar bij defect in bloedvatwand, dan gaat het bloed
wel stollen om het defect in de bloedvatwand te dichten.
§ Wordt gebruikt in geneeskunde om bloed van de patiënt minder
stolbaar te gaan maken.
• Glycogeen
o = polymeer van D-glucoses gebonden via alfa-1-4-bindingen met zijketen
gebonden via alfa-1-6-bindingen.
o In het centrum van glycogeen zit een klein eiwit = glycogenine
o Belangrijke functionele stockage manier voor koolhydraten in ons
lichaam, vooral in lever en spieren
§ Spieren gebruiken glycogeen voor ATP-productie
§ Lever gaat overtollige glucose stockeren bij en zal glycogeen
mobiliseren en vrijzetten in bloedbaan om bloedsuikerspiegel
stabiel te houden bij het vasten
• Zetmeel
o = polymeer van D-glucose
o Belangrijkste energiereserve in planten bv. In knollen,bollen,zaden,…
o Onvertakte zetmelen = amylose
o Vertakte zetmelen = amylopectine
MODULE 1: BIOMOLECULEN
BELANGRIJKE KLASSEN BIOMOLECULEN
Biomoleculen:
• Suikers = koolhydraten
• Lipiden = vetten
o Vetzuren
o Glycerol
• Proteïnen = eiwitten
o Aminozuren
o Peptiden
• Nucleïnezuren: RNA en DNA
o Nucleotiden (ATP)
o Basen
Alle levensvormen op aarde gebruiken deze biomoleculen: ze gebruiken dezelfde
bouwstenen en zelfde bindingen maar er zijn heel veel variaties binnen de groepen
waardoor er heel veel soorten mogelijk zijn.
De 4 klassen biomoleculen zitten opgelost in water:
• Water is het meest voorkomende biomolecule in ons lichaam
o Het is 70% van de lichaamsmassa
o Het is ongeveer 99% van alle moleculen in een menselijk lichaam
o Waterconcentratie in het bloed is ongeveer 50 mol/l
• Water bevat belangrijke zuurbase eigenschappen:
o Watermoleculen kunnen ioniseren tot een proton H+ en een OH- ion
• Water heeft een hoge warmtecapaciteit à belangrijk voor stabiele
lichaamstemperatuur
• Water interageert met biomoleculen
o Sterke interacties met hydrofiele moleculen à lossen op in water
o Zwakke interacties met hydrofobe moleculen à niet oplosbaar
§ Vetdruppels, biologische membranen
,SUIKERS (KOOLHYDRATEN)
• Bouwstenen: monosachariden
• Bindingen: glycosidebindingen tussen monosachariden ter vorming van
disachariden, oligosachariden, polysachariden,…
• De stereochemie van de moleculen is belangrijk!
• Suikers zitten niet gecodeerd in het genoom, maar wel de enzymen die de suikers
aanmaken/polymeriseren
• Polymeren hebben geen unieke grootte: hun molecuulmassa is variabel
o Bv. Er zullen niet altijd exact evenveel glucoses in glycogeen aanwezig zijn
• Suikers zijn de meest abundante biomoleculen op aarde
o Vooral: cellulose dat de plantencelwand stevigheid geeft en chitine in
het skelet van krabben/kreeften.
Belang van suikers:
• In onze voeding heel belangrijk: voorname bron van energie (zetmeel)
• Belangrijk in algemeen metabolisme
• Belangrijk in het voorzien van energie voor het organisme
• MAAR kunnen ook aanleiding geven tot ziektes: gaatjes in tanden,
cardiovasculaire ziektes, leververvetting, diabetes,…
STEREOCHEMIE VAN SUIKERS
FISCHERPROJECTIE VAN CHIRALE CENTRA
Varianten van moleculen door spiegelingen rond chirale koolstoffen
• L- en D- isomeren omdat spiegeling/rotatie rond de koolstoffen mogelijk is!
• Exact dezelfde atomen (C6H12O6) afhankelijk van in welke conformatie ze
worden aangeboden, krijgen ze een andere naam omdat ze anders
gemetaboliseerd worden/herkend worden door enzymes.
o Qua molecuulgewicht wegen ze allemaal, dus als je ze wil onderscheiden
in een mengsel dan zijn er andere technieken nodig
HAWORTH PROJECTIE
Varianten van moleculen door binding tussen C1 en C5 zodat een zesring ontstaat.
• Afla-anomeer: OH wijst naar beneden
• Bèta-anomeer: OH wijst naar boven
De binding tussen monosachariden (glycosidebinding) komt in de natuur meestal voor
als een alfa-1-4-binding waardoor ze kunnen polymeriseren.
,DISACHARIDEN
Sucrose:
• Disachariden van glucose en fructose (afla1-2 binding)
• Tafelsuiker
• Verband tussen sucroseverbruik in voeding en caries (gaatjes) en
obesitas/diabetes type II.
Lactose:
• Disacharide van galactose en glucose (beta1-4 binding)
• Belangrijkste suiker in moedermelk en koemelk: “uitvinding” van zoogdieren
Maltose:
• Disacharide van glucose en glucose (alfa1-4 binding)
• Afbraakproduct in de spijsvertering van zetmelen die we bij de voeding innemen
• Tussenproduct in de bierproductie bij het mouten
OLIGOSACHARIDEN
= aaneenhechting van verschillende koolhydraten bovenop eiwitten/vetten
Belang voor de structuur van membranen bv. Glycolipiden, glycoproteïnen
• O-gebonden glycoproteïnen: suikerstruik gebonden aan een aminozuur met een
OH-groep zoals serine, threonine
• N-gebonden glycoproteïnen: suikerstruik gebonden aan een aminozuur met een
N zoals aspargine
Zeer veel mogelijkheden binnen de oligosachariden van welke suikers in welke positie
zitten, in welke conformatie, met welke binding, …
à Ze zijn belangrijk bij cel-cel interacties, receptor-ligand interacties, bij interacties
tussen eiwitten in de bloedbaan en hun liganden, …
POLYSACHARIDEN
= cruciale structuurgevende moleculen en belangrijk voor energieopslag
Belangrijkste polysachariden in de natuur:
• Cellulose (planten) = stijve kabel van glucosemoleculen die via bèta-1-4-
glycosidebinding en via een H-brug verbonden zijn waardoor het een stevige
structuur vormt die gebruikt kan worden in celwanden of houtvezels.
, • Chitine (ongewervelde dieren) = bestaat uit een N-acetylglucosamineketen van
100 tot 1000den moleculen. Het is het belangrijkste structuurgevend polymeer in
ongewervelde dieren en is de substantie van het exoskelet/pantser van insecten
en schaaldieren.
• Glucosaminoglycanen:
o Bouwstenen zijn afgeleiden van reguliere suikers (met aminogroepen, S-
groepen, carboxylgroepen,…)
o Sterk polair, negatief geladen à trekken water aan, binden water en geven
dus aanleiding tot meer waterige mengsels
o Bestaan uit herhalende disacharide eenheden die zeer lange strengen
kunnen vormen
o Sommige zijn covalent verbonden aan eiwit = proteoglycanen
§ Hebben belangrijke functies in extracellulaire matrix, in
bindweefsels, in kraakbeen, in gewrichten om stevigheid te geven
o Hyaluronzuur = geen proteoglycaan
§ Belangrijk in visceuze structuren in ons lichaam zoals in het
glasachtig lichaam, de navelstreng, als gewrichtsvloeistof,…
o Heparine
§ Zit op endotheelcellen in de bloedvaten en voorkomt dat het bloed
zomaar zou gaan stollen zolang het in contact is met de
bloedvatwand maar bij defect in bloedvatwand, dan gaat het bloed
wel stollen om het defect in de bloedvatwand te dichten.
§ Wordt gebruikt in geneeskunde om bloed van de patiënt minder
stolbaar te gaan maken.
• Glycogeen
o = polymeer van D-glucoses gebonden via alfa-1-4-bindingen met zijketen
gebonden via alfa-1-6-bindingen.
o In het centrum van glycogeen zit een klein eiwit = glycogenine
o Belangrijke functionele stockage manier voor koolhydraten in ons
lichaam, vooral in lever en spieren
§ Spieren gebruiken glycogeen voor ATP-productie
§ Lever gaat overtollige glucose stockeren bij en zal glycogeen
mobiliseren en vrijzetten in bloedbaan om bloedsuikerspiegel
stabiel te houden bij het vasten
• Zetmeel
o = polymeer van D-glucose
o Belangrijkste energiereserve in planten bv. In knollen,bollen,zaden,…
o Onvertakte zetmelen = amylose
o Vertakte zetmelen = amylopectine
