1
De kleurcode:
Titel
Titel
Titel
Titel
Titel
1 Glycolyse
Inleiding
De glycolyse is de sequentie van reacties die 1 molecule glucose gaan
metaboliseren naar 2 moleculen pyruvaat samen met de productie van 2 molecule
ATP = katabole pathway want er zal iets afgebroken worden waarbij energie
vrijkomt. Deze reacties vinden allemaal plaats in het cytoplasma.
De glycolyse en gluconeogenese zijn niet gewoon het reversibele
van elkaar, ze gebruiken niet altijd dezelfde enzymes.
Glucose is een brandstof molecule en zal vrijkomen door het omzetten van
polysacchariden zoals zetmeel en glycogeen in monosacchariden namelijk glucose.
- Glucose komt liefst voor als ringstructuur en heeft dan geen vrije reactieve
aldehyde groep – zeer stabiele structuur.
- Glucose kan gevormd worden onder pre-biotische voorwaarden zonder nood
aan levende cel
- Glycolyse heeft geen O2 nodig, ATP kan gemaakt worden in anaërobe
omstandigheden
- Glucose is de enige brandstofmolecule in de hersenen onder ‘non starvation
condities’ en altijd de enige in de rode bloedcellen
Glucose in verschillende cellen
Celtype Eigenschappen Pathway
RBC Geen kern/mito dus ook Glucose komt in de cel en zal meteen
geen citroenzuurcyclus. Ze naar glucose-6-fosfaat worden
hangen volledig af van de omgezet. Deze kan twee kanten op
glycolyse voor energie. gaan:
1) Omgezet worden in lactaat en
buiten de cel gepompt worden
2) Omgezet worden naar pentose
fosfaat (C5 suikers)
, 2
Hersenen Hier zijn er wel kernen Glucose komt in de cel en wordt
aanwezig dus CZC is meteen omgezet in glucose-6-
mogelijk. fosfaat. Dit kan omgezet worden in:
1) Pyruvaat wat geoxideerd kan
worden tot CO2 waarbij veel
ATP wordt aangemaakt in de
CZC
2) Pentose fosfaat (C5 suikers)
Hart + De cellen kunnen aeroob of Glucose komt in de cel en wordt
spier anaëroob werken. meteen omgezet in glucose-6-
Spiercellen bij zware fosfaat. Dit kan omgezet worden in:
inspanning anaëroob 1) Glycogeen wat dient als
werken met lactaat vorming opslagplaats van glucose
vanuit pyruvaat. Lactaat zal 2) Pentose fosfaat (C5 suikers)
worden vrijgesteld. 3) Pyruvaat wat op zijn beurt door
de CZC kan gaan met vorming
Hartspiercellen kunnen van ATP en CO2 of het kan
lactaat opnemen, omzetten omgezet worden in lactaat
in pyruvaat en deze door
CZC sturen met productie
van energie.
Vetweefsel Hier is de enige functie Glucose komt in de cel en zal meteen
energie opslaan worden omgezet in glucose-6-fosfaat
wat omgezet kan worden in:
1) Glycogeen wat dient als
opslagplaats voor glucose
2) Pentose fosfaat (C5 suikers)
3) Pyruvaat, maar deze zal niet
door de CZC gaan maar
omgezet worden in acetyl-coA
wat een precursor is voor vet
Lever Speciaal is dat er hier van Glucose komt in de cel en zal meteen
pyruvaat terug naar worden omgezet in glucose-6-fosfaat
glucose-6-fosfaat kan gaan. wat omgezet kan worden in:
De lever is het enige orgaan 1) Glycogeen als opslagplaats
die zelf suiker kan maken van energie
wat belangrijk is bij lage 2) Pyruvaat, dit kan omgezet
bloedsuiker niveaus. worden in A) lactaat B) acetyl
coA wat door de CZC kan gaan
of kan dienen als precursor
voor vet (dit kan verder
omgezet worden in VLDL of kan
gestockeerd worden)
3) Pentose fosfaat (C5 suikers)
, 3
Opname van glucose in de cel via transporters
Glucose opname gebeurt altijd carrier gemoduleerd
1) Passief met de diffusie gradiënt mee = gefaciliteerde diffusie: GLUT
transporters
Deze GLUT transporters zijn transmembraan eiwitten die werken aan de hand van
een poort mechanisme: glucose bindt in open poort conformatie verandering door
binding waardoor poort sluit en opent langs de binnenkant om glucose vrij te stellen.
GLUT transporters
De verschillende GLUT transporters hebben een verschillende Km en verschillende
expressie patronen.
De normale concentratie van glucose in het bloed ligt tussen de 4 en 8mM:
GLUT 1 Constante opname van glucose want
de Km is kleiner dan de normale
concentratie glucose in het bloed.
GLUT 2 – De Km ligt hoger dan de normale Deze transporters zijn
lever en concentratie dus er zal enkel glucose niet geregeld en hebben
pancreas opgenomen worden na het eten als drijvende kracht de
wanneer er een piek is in glucose. diffusie.
GLUT 3 Constante opname van glucose want V= max of min
de Km is kleiner dan de normale
concentratie glucose in het bloed.
GLUT 4 – Hier ligt de Km in de regio van de Hier is regulatie voor
spier en vet normale glucose concentraties. Men nodig, dit wordt gedaan
weet dat wanneer Km = [S] dat een door insuline. De
kleine verandering in concentratie drijvende kracht is
glucose een groot effect zal hebben op opnieuw de diffusie.
de opname. V = submax
GLUT 5 –
dunne darm
Voorbeeld: de GLUT 4 transporter wordt gereguleerd door exo/endocytose: GLUT 4
zit in vesikels in de cel, wanneer er stimulatie van insuline komt zullen de vesikels
aan endocytose doen waardoor GLUT 4 op het membraan komt en glucose
getransporteerd kan worden.
2) Actief tegen de diffusie gradiënt in = actief transport: Na +/glucose symporter
In de darm en in het nier epitheel zal er actief transport plaatsvinden zodat er geen
glucose verloren gaat in de stoelgang of urine. Je wil dus bij zeer lage EC [glucose]
nog steeds glucose kunnen opnemen. Dit zal kunnen door gebruik te maken van
Na2+ want deze zal wel met zijn diffusie gradiënt bewegen. Dit is enkel mogelijk als de
Na/K pomp functioneel is, deze heeft ATP nodig.
, 4
Voorbeeld: SGLT, de sodium glucose transporter zal enkel kunnen werken indien
eerst natrium bindt waardoor er een glucose bindingsplaats ontstaat en de molecules
kunnen vrijgesteld worden aan het IC milieu.
Glycolyse reacties
Heeft een netto opbrengst van 2 ATP’s, tijdens fase 1 zullen er 2 geconsumeerd
worden en bij fase 3 worden er 4 geproduceerd. Ook zal er netto een verlies zijn van
2 NAD+ met een opbrengst van 2NADH in het cytosol.
Er zijn twee doelen van deze reactie:
1) Energie/ATP productie
2) Productie van bouwstenen (zoals pyruvaat) voor de synthese van biomolecule
zoals aminozuren
In functie van deze 2 cellulaire doelen zal de snelheid van de glycolyse
gereguleerd worden.
Fase 1 de voorbereidingsfase
Glucose zal een fosforylatie, isomerisatie en terug een fosforylatie ondergaan:
Glucose glucose-6-fosfaat fructose-6-fosfaat fructose-1,6-bisfosfaat
Voor de eerste stap: glucose naar glucose-6-fosfaat wordt hexokinase en ATP
gebruikt – deze stap is belangrijk want vanaf de vorming van G6F zit glucose vast in
de cel. Het evenwicht van deze reactie ligt in de richting van glucose-6-fosfaat en is
irreversibel.
De binding van glucose aan hexokinase induceert een conformatie veranderingen
van het enzym (= induced fit model) waardoor er een pocket gevormd wordt zodat
H2O de ATP niet kan hydrolyseren en het ATP gebruikt kan worden voor de transfer
van fosfaat groep.
Hexokinase kan eigenlijk met alle hexosen (6-ringen) werken maar niet altijd even
efficiënt.
Voorbeeld: xylose vergroot de kans op gewone ATP hydrolyse omdat water de plaats
mee inneemt van de ontbrekende CH2OH groep.
Voor de tweede stap: glucose-6-fosfaat zal door fosfoglucose isomerase worden
omgezet naar fructose-6-fosfaat. Deze reactie is reversibel en werkt via een cis-
enediol intermediair volgens een zuur base mechanisme.
Glutamaat zal werken als een base en een proton afnemen van de glucose, hierna
zal glutamaat dienst dien als een zuur en zorgen voor het afgeven van een proton.
Hierdoor krijg je de fructose-6-fosfaat.
De kleurcode:
Titel
Titel
Titel
Titel
Titel
1 Glycolyse
Inleiding
De glycolyse is de sequentie van reacties die 1 molecule glucose gaan
metaboliseren naar 2 moleculen pyruvaat samen met de productie van 2 molecule
ATP = katabole pathway want er zal iets afgebroken worden waarbij energie
vrijkomt. Deze reacties vinden allemaal plaats in het cytoplasma.
De glycolyse en gluconeogenese zijn niet gewoon het reversibele
van elkaar, ze gebruiken niet altijd dezelfde enzymes.
Glucose is een brandstof molecule en zal vrijkomen door het omzetten van
polysacchariden zoals zetmeel en glycogeen in monosacchariden namelijk glucose.
- Glucose komt liefst voor als ringstructuur en heeft dan geen vrije reactieve
aldehyde groep – zeer stabiele structuur.
- Glucose kan gevormd worden onder pre-biotische voorwaarden zonder nood
aan levende cel
- Glycolyse heeft geen O2 nodig, ATP kan gemaakt worden in anaërobe
omstandigheden
- Glucose is de enige brandstofmolecule in de hersenen onder ‘non starvation
condities’ en altijd de enige in de rode bloedcellen
Glucose in verschillende cellen
Celtype Eigenschappen Pathway
RBC Geen kern/mito dus ook Glucose komt in de cel en zal meteen
geen citroenzuurcyclus. Ze naar glucose-6-fosfaat worden
hangen volledig af van de omgezet. Deze kan twee kanten op
glycolyse voor energie. gaan:
1) Omgezet worden in lactaat en
buiten de cel gepompt worden
2) Omgezet worden naar pentose
fosfaat (C5 suikers)
, 2
Hersenen Hier zijn er wel kernen Glucose komt in de cel en wordt
aanwezig dus CZC is meteen omgezet in glucose-6-
mogelijk. fosfaat. Dit kan omgezet worden in:
1) Pyruvaat wat geoxideerd kan
worden tot CO2 waarbij veel
ATP wordt aangemaakt in de
CZC
2) Pentose fosfaat (C5 suikers)
Hart + De cellen kunnen aeroob of Glucose komt in de cel en wordt
spier anaëroob werken. meteen omgezet in glucose-6-
Spiercellen bij zware fosfaat. Dit kan omgezet worden in:
inspanning anaëroob 1) Glycogeen wat dient als
werken met lactaat vorming opslagplaats van glucose
vanuit pyruvaat. Lactaat zal 2) Pentose fosfaat (C5 suikers)
worden vrijgesteld. 3) Pyruvaat wat op zijn beurt door
de CZC kan gaan met vorming
Hartspiercellen kunnen van ATP en CO2 of het kan
lactaat opnemen, omzetten omgezet worden in lactaat
in pyruvaat en deze door
CZC sturen met productie
van energie.
Vetweefsel Hier is de enige functie Glucose komt in de cel en zal meteen
energie opslaan worden omgezet in glucose-6-fosfaat
wat omgezet kan worden in:
1) Glycogeen wat dient als
opslagplaats voor glucose
2) Pentose fosfaat (C5 suikers)
3) Pyruvaat, maar deze zal niet
door de CZC gaan maar
omgezet worden in acetyl-coA
wat een precursor is voor vet
Lever Speciaal is dat er hier van Glucose komt in de cel en zal meteen
pyruvaat terug naar worden omgezet in glucose-6-fosfaat
glucose-6-fosfaat kan gaan. wat omgezet kan worden in:
De lever is het enige orgaan 1) Glycogeen als opslagplaats
die zelf suiker kan maken van energie
wat belangrijk is bij lage 2) Pyruvaat, dit kan omgezet
bloedsuiker niveaus. worden in A) lactaat B) acetyl
coA wat door de CZC kan gaan
of kan dienen als precursor
voor vet (dit kan verder
omgezet worden in VLDL of kan
gestockeerd worden)
3) Pentose fosfaat (C5 suikers)
, 3
Opname van glucose in de cel via transporters
Glucose opname gebeurt altijd carrier gemoduleerd
1) Passief met de diffusie gradiënt mee = gefaciliteerde diffusie: GLUT
transporters
Deze GLUT transporters zijn transmembraan eiwitten die werken aan de hand van
een poort mechanisme: glucose bindt in open poort conformatie verandering door
binding waardoor poort sluit en opent langs de binnenkant om glucose vrij te stellen.
GLUT transporters
De verschillende GLUT transporters hebben een verschillende Km en verschillende
expressie patronen.
De normale concentratie van glucose in het bloed ligt tussen de 4 en 8mM:
GLUT 1 Constante opname van glucose want
de Km is kleiner dan de normale
concentratie glucose in het bloed.
GLUT 2 – De Km ligt hoger dan de normale Deze transporters zijn
lever en concentratie dus er zal enkel glucose niet geregeld en hebben
pancreas opgenomen worden na het eten als drijvende kracht de
wanneer er een piek is in glucose. diffusie.
GLUT 3 Constante opname van glucose want V= max of min
de Km is kleiner dan de normale
concentratie glucose in het bloed.
GLUT 4 – Hier ligt de Km in de regio van de Hier is regulatie voor
spier en vet normale glucose concentraties. Men nodig, dit wordt gedaan
weet dat wanneer Km = [S] dat een door insuline. De
kleine verandering in concentratie drijvende kracht is
glucose een groot effect zal hebben op opnieuw de diffusie.
de opname. V = submax
GLUT 5 –
dunne darm
Voorbeeld: de GLUT 4 transporter wordt gereguleerd door exo/endocytose: GLUT 4
zit in vesikels in de cel, wanneer er stimulatie van insuline komt zullen de vesikels
aan endocytose doen waardoor GLUT 4 op het membraan komt en glucose
getransporteerd kan worden.
2) Actief tegen de diffusie gradiënt in = actief transport: Na +/glucose symporter
In de darm en in het nier epitheel zal er actief transport plaatsvinden zodat er geen
glucose verloren gaat in de stoelgang of urine. Je wil dus bij zeer lage EC [glucose]
nog steeds glucose kunnen opnemen. Dit zal kunnen door gebruik te maken van
Na2+ want deze zal wel met zijn diffusie gradiënt bewegen. Dit is enkel mogelijk als de
Na/K pomp functioneel is, deze heeft ATP nodig.
, 4
Voorbeeld: SGLT, de sodium glucose transporter zal enkel kunnen werken indien
eerst natrium bindt waardoor er een glucose bindingsplaats ontstaat en de molecules
kunnen vrijgesteld worden aan het IC milieu.
Glycolyse reacties
Heeft een netto opbrengst van 2 ATP’s, tijdens fase 1 zullen er 2 geconsumeerd
worden en bij fase 3 worden er 4 geproduceerd. Ook zal er netto een verlies zijn van
2 NAD+ met een opbrengst van 2NADH in het cytosol.
Er zijn twee doelen van deze reactie:
1) Energie/ATP productie
2) Productie van bouwstenen (zoals pyruvaat) voor de synthese van biomolecule
zoals aminozuren
In functie van deze 2 cellulaire doelen zal de snelheid van de glycolyse
gereguleerd worden.
Fase 1 de voorbereidingsfase
Glucose zal een fosforylatie, isomerisatie en terug een fosforylatie ondergaan:
Glucose glucose-6-fosfaat fructose-6-fosfaat fructose-1,6-bisfosfaat
Voor de eerste stap: glucose naar glucose-6-fosfaat wordt hexokinase en ATP
gebruikt – deze stap is belangrijk want vanaf de vorming van G6F zit glucose vast in
de cel. Het evenwicht van deze reactie ligt in de richting van glucose-6-fosfaat en is
irreversibel.
De binding van glucose aan hexokinase induceert een conformatie veranderingen
van het enzym (= induced fit model) waardoor er een pocket gevormd wordt zodat
H2O de ATP niet kan hydrolyseren en het ATP gebruikt kan worden voor de transfer
van fosfaat groep.
Hexokinase kan eigenlijk met alle hexosen (6-ringen) werken maar niet altijd even
efficiënt.
Voorbeeld: xylose vergroot de kans op gewone ATP hydrolyse omdat water de plaats
mee inneemt van de ontbrekende CH2OH groep.
Voor de tweede stap: glucose-6-fosfaat zal door fosfoglucose isomerase worden
omgezet naar fructose-6-fosfaat. Deze reactie is reversibel en werkt via een cis-
enediol intermediair volgens een zuur base mechanisme.
Glutamaat zal werken als een base en een proton afnemen van de glucose, hierna
zal glutamaat dienst dien als een zuur en zorgen voor het afgeven van een proton.
Hierdoor krijg je de fructose-6-fosfaat.
