Biochemie - metabolisme samenvatting

Biochemie: metabolisme

H1: Definitie van metabolisme
1.1. Inleiding
 Katabolisme
- Afbraak
- Energie-wervende processen
 Anabolisme
- Opbouw
- Energie-vragende processen
 Enzymen
1. Oxidoreductasen
1.1. Dehydrogenase
= enzym dat een substraat oxideert door een parallelle
reductiereactie, waarbij hydride(s) getransfereerd wordt
naar een elektronenacceptor
1.2. Oxygenase
= een enzym dat een substraat oxideert door transfer van
zuurstof
2. Transferasen
= katalyseren transfer van een functionele groep van een
molecuul naar een andere molecuul
3. Hydrolasen
= katalyseren de hydrolyse van een chemische binding
4. Lyasen
= enzymen die chemische binding breken op een andere manier
dan via hydrolyse en oxidatie. Vaak nieuwe dubbele binding
gevormd of ringstructuur
4.1. Aldolase
= enzyme dat een aldol vormt of klieft
5. Isomerasen
5.1. Racemasen
= katalyseren de stereochemische inversie van de
configuratie rond een asymmetrisch C-atoom in een
substraat dat slechts 1 asymmetriecenter heeft
5.2. Epimerasen
= katalyseren de stereochemische inversie van de
configuratie rond een asymmetrisch C-atoom in een
substraat dat meerdere centra van asymmetrie heeft
5.3. Mutasen
= katalyseren shift van een functionele groep van 1 positie
naar een andere positie binnen zelfde molecuul




1

, Biochemie: metabolisme

6. Ligasen
= Katalyseren het “aan elkaar lijmen” van 2 moleculen door
vorming van een nieuwe chemische binding
 Metabolisme draait om 3 centrale doelstellingen
1. Aanmaak van voldoende energie
2. Uitgeputte moleculen vervangen of nieuwe creëren
3. Opslaan van de verworven energie
 Biomoleculen betrokken bij metabolisme
1. Koolhydraten OF suikers
- Bieden energie en structuur
2. Lipiden OF vetten
- Energie en biologische membranen
3. Proteïnen OF eiwitten
- Bestaan uit aminozuur-polymeren en zijn functionele
biomoleculen
4. Nucleïnezuren EN nucleotiden
- Informatie dragende moleculen

 ATP = adenosinetrifosfaat uitgeven aan
1. Basaal metabolisme
- 60% totale uitgave ATP
- Voor onderhoud van levensfuncties
- Door 4 vitale organen
2. Spijsverteringsapparaat
3. Skeletspieren
 Verbrandingsproces van de cel
- Lage activeringsenergie
- Deel vrijkomende energie wordt opgeslagen via
energiedragers NADH en FADH2
- Hoe meer gereduceerd voor de verbranding, hoe meer
energie bij de verbranding tot CO2 uit te halen valt




2

, Biochemie: metabolisme



1.2. Metabole paden en metabole flux
 Fluxbepalende stap
- Irreversibel
- Meestal begin => files vermijden

 Flux wordt beïnvloedt door
1. Beschikbaarheid en mate van activiteit van enzymen
2. Concentratieverschillen tussen substraat en reactieproduct
3. Diffusie-afstanden en dus de toegankelijkheid van enzyme
tot substraat
 Controle op de metabole flux regulerende enzymen
1. Genexpressie van de flux controlerende enzymen
2. Modificatie van de enzymen op eiwitniveau (vorm, aanhechting,
onthechting van functionele groepen)
3. Toegankelijkheid van enzymen voor het substraat
 Katabole wegen: 4-faseplan voor netto energiewinst
1. Vertering van macromoleculen
- Tot hun oorspronkelijke bouwstenen via hydrolyse
- Enzym: hydrolasen
- Uitzondering: glycogenolyse plaats in cytosol
2. Omzetting van bouwstenen tot acetyl-co-enzyme A
- Glucose wordt via glycolyse afgebroken tot pyruvaat
- Gevolgd door 1-stapsreactie tot acetyl-CoA
- Deel Aminozuren worden via transaminasen omgezet in α-
ketozuren
 Verder omgezet tot acetyl-CoA
- Vetzuren omgezet tot acetyl-CoA
 Via β-oxidatie
3. Acetyl-CoA in krebscyclus worden geoxideerd tot CO2
- Levering van energierijke elektronen
4. ATP-productie via de oxidatieve forsforylering
 Anabole wegen: energie-vereisende processen
- Essentiele voedingstoffen = bouwstenen opgenomen via
voeding
- Amphibole reacties = betrokken bij anabole en katabole
paden
Bv: krebscyclus




3

, Biochemie: metabolisme




1.3. Cellulaire lokalisaties van metabole paden
 Mitochondriën
- Aerobe verbranding van koolhydraten, lipiden en aminozuren
(Krebs-cyclus, -oxidatie) en ATP-productie (oxidatieve
fosforylering)
 Glad endoplasmatisch reticulum
- Ketenverlengingen na start vetzuursynthese

 Cytosolische glycogeengranules
- Glycogeen metabolisme aan oppervlakte

 Cytosolische ribosomen
- Eiwitsynthese

 Celnucleus
- DNA- en RNA-synthese

 Cytosol
- Locatie voor glycolyse en het merendeel van de
glucogeogenese

1.4. Aangeboren metabole ziekten
 Genetisch defect aan een enzymcoderend gen
 Mutatie => functioneel tekort
- Wijzigt de flux of de regeling van de flux
 Stapelen substraten stroomopwaarts van het defect op
 Te kort aan metabolieten stroomafwaarts van het defect
 Uitzonderlijk geven ‘inborn errors’ een voordeel
- Bv: Genetische X-gebonden familiale glucose6-fosfaat
dehydrogenase insufficiëntie geeft bescherming tegen malaria




4