Samenvatting H11 Oxidatieve Fosforylatie (Prof. Foubert)| Biochemie | KU Leuven Kulak | 2024/25

Hoofdstuk 11: oxidatieve fosforylatie
1. Belang
- Men zou 95 kg aan ATP moeten consumeren om in leven te blijven 
niet realistisch
- Daarom is er een efficiënt ATP/ADP recyclage systeem
- Het gemiddelde lichaam van 70 kg bevat slechts 70 gram
ATP/ADP. Elk ATP molecule zal dus ongeveer 1350 keer/dag
moeten worden gerecycled
 Gebeurd voornamelijk door de oxidatieve fosforylatie
2. Essentiële kenmerken
2.1. Terminologie
- Cellulaire ademhaling = citroenzuurcyclus + oxidatieve fosforylatie

- Gereduceerde co-enzymen NADH en FADH2 van:
o Aerobe oxidatie en citroenzuurcyclus
o Oxidatie van aminozuren en vetzuren
- Oxidatieve fosforylatie = het proces waarbij NADH en FADH2
worden geoxideerd om ATP te vormen, beide processen zijn
gekoppeld door protonfluxen
- Elektronentransportketen (deel vd oxidatieve fosforylatie) =
opeenvolging van enzymcomplexen ingebed in binnenste
membraan van mitochondriën, waar oxidatie gebeurt van NADH en
FADH2. Oxidatie-energie wordt gebruikt om protonen te
transporteren met vorming van een protonengradiënt
- ATP synthase gebruikt energie van de protonengradiënt om ATP te
produceren
2.2. Pathways
2.3. Energiebalans




 We halen die 38 ATP nooit want er moeten moleculen verplaatst
worden en dat kost ook energie die 38 is puur theoretisch
De Visscher Amber – KU Leuven Kulak – Farmaceutische Wetenschappen 1de Bachelor
Semester 1

, 2.4. Oxidatieve fosforylatie
= elektronentransportketen + ATP-synthese (door ATP-synthase)
- Metabole energie door oxidatie van voeding (suikers, lipiden,
aminozuren)  opgeslagen in gereduceerde co-enzymen (NADH) en
flavoproteïnen (FADH2)  gaan naar de elektronentransportketen
- De elektronentransportketen heroxideert deze en vrijgekomen
energie wordt opgeslagen onder vorm van ATP door ATP synthase
complex
 NADH + H++ O2 NAD+ + H2O met een ΔG°’ = - 219 kJ/mol
- Exergonische proces van elektronentransfer van NADH naar
zuurstof gekoppeld met het endergonische proces van ATP-synthese.
- Vrijkomende elektronen worden via via uiteindelijk aan O2
(aeroob!) overgedragen, met vorming van water (bijproduct)
- Prokaryote cellen bestaan uit 1 celcompartiment omgeven door
een plasmamembraan en een meer stevige celwand
o De processen van elektronentransport en oxidatieve
fosforylatie gebeuren aan en doorheen het plasmamembraan
- In eukaryote cellen gebeurt het elektronentransport en oxidatieve
fosforylatie in de mitochondriën
o Hier gebeurt ook de Krebscyclus en de vetzuuroxidatie
o Zoogdiercellen: 800 tot 2500 mitochondriën
o Ander cellen kunnen 1 tot een half miljoen mitochondriën
bevatten
o 0,5 mm in diameter en 0,5 tot meerdere micrometers lang
o Mitochondriën zijn de energiefabrieken van onze cellen
2.5. Mitochondriën als energiefabriek
- Binnen- en buitenmembranen
o Beide bestaande uit fosfolipidendubbellaag + integrale
membraaneiwitten
o Binnenste membraan
 Cristae: verhogen het oppervlak van het membraan
 Bevat geen cholesterol
 Eiwitcomplexen betrokken bij de
elektronentransportketen en ATP synthase
 Impermeabel(=geen transport voor…) voor bijna alle
ionen en polaire moleculen = we hebben specifieke
transporters nodig
 Diverse transporters voor o.a. ATP, pyruvaat, citraat
De Visscher Amber – KU Leuven Kulak – Farmaceutische Wetenschappen 1de Bachelor
Semester 1

,  Mens ~ 14 000 m² mitochondriaal binnenmembraan
o Intermembranaire ruimte:
 Hier bevinden zich verschillende enzymen die ATP
verbruiken




o Buitenste membraan:
 Permeabel (componenten kunnen er makkelijk
doorgaan): bevat tal van porines waardoor er vrije
diffusie van moleculen met een molecuulgewicht van
10.000 Da of minder mogelijk is
 Bestaat uit 30-40% lipiden en 60-70% eiwitten (relatief
hoge concentratie aan
 fosfatidylinositol)
 Speelt een belangrijke rol in het behoud van de vorm
van de mitochondriën




3. Elektronentransportketen
3.1. Algemeen
- Elektronentransportketen bestaat uit 4 grote eiwitcomplexen
(staan alle 4 in relatie met elkaar)
o NADH-Q oxidoreductase(COMPLEX I)
o Succinaat-Q reductase (COMPLEX II)
o Q-cytochroom c oxidoreductase (COMPLEX III)
o Cytochroom c oxidase (COMPLEX IV)
 waarvan 3 protonpompen = I, III en IV

De Visscher Amber – KU Leuven Kulak – Farmaceutische Wetenschappen 1de Bachelor
Semester 1