Samenvatting metabolisme H3

Les 4

HOOFDSTUK 3: oxidatieve fosforylatie

 In dit hoofdstuk bespreken we hoe de hoog energetische elektronen kunnen omgezet
worden naar ATP

1. overzicht

 Inleiding
 Oxidatieve fosforylatie is afhankelijk van elektronentransport
 De elektronentransportketen
 De protongradiënt drijft de synthese van ATP
 Transport doorheen mitochondriale membranen
 De regulatie van de cellulaire respiratie

2. inleiding

2.1 nood aan ATP regeneratie

 Noodzaak aan de oxidatieve fosforylatie omdat er een nood is aan regeneratie van ATP
 Een man van 70 kg heeft dagelijks een energiebehoefte van 2000 kcal als je dit
omrekent naar kg ATP komt dat overeen met 83 kg ATP  deze man heeft dus meer
ATP nodig dan zijn lichaamsgewicht
 Een menselijk lichaam bevat slechts 250 gram ATP dus dwz dat je je ATP moet
regeneren
 Elke ATP molecule in het menselijk lichaam wordt zo’n 300 keer geregenereerd
 De ATP regeneratie moet efficiënt en snel kunnen gebeuren en dat gebeurd voor
90% door de oxidatie fosforylatie in de mitochondriën

 De oxidatieve fosforylatie begint bij het transport van elektronen die gelegen zijn op NADH
en FADH2 die afkomstig zijn krebcyclus naar zuurstof (= goede elektronen acceptor) 
hierbij komt energie bij vrij

 2 elektronen gelegen op NADH worden getransporteerd naar halve molecule zuurstof (dus
wanneer je 1 molecule zuurstof daar elektronen op wilt steken dan ga je 2 NADH nodig
hebben)
 zuurstof wordt dan omgezet naar H2O
 NADH wordt geregenereerd naar NAD+ zodat die opnieuw in de citroenzuurcyclus
gebruikt kan worden en terug omgezet kan worden naar NADH
 bij deze reactie komt er heel veel energie bij vrij  delta G’° = -220.1 KJ/mol  deze
energie moet omgezet worden naar een vorm van energie die we kunnen gebruiken
om ATP aan te maken  zie volgende reactie




 ADP + orthophosphaat + proton wordt omgezet naar ATP en water
 In deze reactie moet je energie in steken  het heeft een delta G’° van +30.5 KJ/mol

1

,  De energie van de vorige reactie wordt hiervoor dus gebruikt




 Er is dus noodzaak aan een energie transfer  dit gebeurt via de elektronentransportketen

 De elektronentransportketen
 Elektronen die op zuurstof geplaats worden en waarbij energie bij vrijkomt (zie
eerste reactie)  deze energie van de elektronentransportketen wordt gebruikt om
protonen te transporteren van de matrix van de mitochondriën naar de
intramembranaire ruimte en dit kost energie want er is een bepaalde gradiënt
aanwezig over het membraan en zo wordt er ook een gradiënt gecreëerd

 Het eindresultaat is dat je over je binnenste membraan van de mitochondriën een
protongradiënt gaat creëren:

 Er is enerzijds een chemische gradiënt namelijk in de intramembranaire
ruimte zitten zeer veel protonen dus een lagere pH dan in de matrix

 Er is ook een ladingsverschil want elk proton heeft een positieve lading dus je
hebt ook een potentiaal verschil over het binnenste membraan  je hebt
een positieve geladen kant thv intramembranaire ruimte en een negatief
geladen kant thv matrix

 er is hierdoor een bepaalde energie in opgeslagen over het binnenste
membraan en dit noemt men dan de proton-motive force
 Deze proton motive force kan gebruikt worden wanneer een H+
met de gradiënt mee in de matrix getransporteerd wordt komt er
energie bij vrij  deze energie wordt gebruikt om ATP synthase aan
te sturen waardoor ADP wordt omgezet naar ATP




Intramembranaire
ruimte




2

,  Het eerste deel van dit hoofdstuk gaat over de transfer van de elektronen van NADH en
FADH2 naar zuurstof om water te vormen en daarbij wordt er een protonengradiënt bij
gevormd  deze protonengradiënt wordt gebruikt door het ATP synthase om ATP aan te
maken

 Het hele proces wordt de oxidatieve fosforylatie genoemd soms wordt er nog apart
gesproken over de elektronen transport keten en de oxidatieve fosforylatie maar een
overkoepelende term is gewoon de oxidatieve fosforylatie




2.2 de oxidatieve fosforylatie gebeurt in het mitochondriën

 De oxidatieve fosofylatie gebeurt in de mitochondriën net zoals de krebcyclus

 De enzymen van de elektronentransportketen zijn gelegen in het binnenste membraan van
de mitochondriën het is daar ook dat de protonengradiënt gecreëerd word

 Het binnenste membraan van de mitochondriën is zo geordend met heel veel plooiingen (=
cristae)
 de reden van de cristae is dat je zo een groot oppervlak creëert
 meer oppervlakte is meer ruimte voor enzymen van de elektronentransport keten
 dus een efficiëntere oxidatie fosforylering




3