H1: Biomoleculen
Inhoudsopgave METABOLISME - MODULE 1
H1: Biomoleculen................................................................................................................ 1
1. Overzicht........................................................................................................................ 2
1. Water: de Meest voorkomende biomolecule................................................................2
2. Suikers/koolhydraten...................................................................................................... 3
1. Algemene info.............................................................................................................. 3
2. Stereochemie van suikers............................................................................................3
3. Disachariden................................................................................................................ 4
4. Oligosachariden........................................................................................................... 4
5. Polysachariden............................................................................................................ 5
a) Cruciale structuurgevende moleculen......................................................................5
b) Moleculen voor energieopslag..................................................................................6
6. Vetten/lipiden................................................................................................................. 7
1. Algemene info.............................................................................................................. 7
2. Vetzuren...................................................................................................................... 7
3. Triglyceriden (triacyl-glycerol).....................................................................................8
4. Membraanlipiden: glycerolipiden, sfingolipiden en cholesterol....................................8
a) Ontstaan lipidendubbellaag....................................................................................10
b) Cholesterol............................................................................................................. 10
c) Vloeibaar mozaïekmodel van biologische membranen...........................................11
7. Eiwitten en AZ............................................................................................................... 12
1. Algemene info............................................................................................................ 12
2. Aminozuren: chemische info......................................................................................13
a) Onderverdeling van de aminozuren.......................................................................14
b) Zijketenmodificaties............................................................................................... 14
3. Diverse niveaus van eiwitstructuur............................................................................15
8. Basen, nucleosiden, nucleotiden en nucleïnezuren.......................................................15
1. Algemene info............................................................................................................ 15
9. Enzymen....................................................................................................................... 17
1. Mechanisme van katalyse door enzymen..................................................................17
a) Suikertransferasen: specifieke suikergroepen op eiwitten/lipiden plaatsen............18
b) Polymorfismen: het voorbeeld van sikkelcelanemie...............................................19
H1: BIOMOLECULEN
1
, H1: Biomoleculen
Al het leven op aarde is opgebouwd uit 4 grote klassen van biomoleculen. Ondanks de
enorme diversiteit gebruiken alle levensvormen dezelfde soort bouwstenen en bindingen
– enkel de details en de aantallen verschillen sterk.
1. OVERZICHT
4 belangrijke klassen van biomoleculen:
Klasse Bouwstenen Voorbeeld/opmerking
Verbonden via glycosidebindingen tot di-, oligo-
Suikers/koolhydraten Monosachariden
en polysachariden
Lipiden/vetten Vetzuren en glycerol Zeer divers, altijd hydrofoob karakter
20 soorten aminozuren, gecodeerd in het
Proteïnen/eiwitten Aminozuren, peptiden
genoom
Nucleotiden (bv. ATP) en
Nucleïnezuren (DNA en RNA) Dragers van genetische informatie
basen
Enkele gemeenschappelijke kenmerken van deze
biomoleculen:
- Alle levensvormen gebruiken dezelfde bouwstenen en dezelfde
types bindingen
- Variaties in details, heel veel verschillende soorten mogelijk
binnen elke klasse
- Alle biomoleculen zijn opgelost in waterig milieu: gedrag van
biomoleculen wordt sterk beïnvloed door aan- of afwezigheid
van water in hun omgeving
De vier hoofdklassen van
biomoleculen: koolhydraten,
lipiden, eiwitten en
nucleïnezuren.
1. WATER: DE MEEST VOORKOMENDE BIOMOLECULE
Water is kwantitatief de belangrijkste biomolecule in het menselijk lichaam:
- Persoon van 65kg bevat ong. 2500 mol water = 1027 moleculen
- Water maakt ongeveer 70% van lichaamsmassa uit en 99% van alle moleculen in
lichaam
- Waterconcentratie bloed: 50 mol/liter
Slechts ong. 1/100 miljoen watermoleculen is geïoniseerd:
- Ionisatie tot H+ en OH-: veroorzaakt belangrijke zuurbase eigenschappen van
water
2
, H1: Biomoleculen
- Water heeft daarnaast een hoge warmtecapaciteit: goed voor stabiele
lichaamstemperatuur (ondanks schommelingen in omgevingstemperatuur of
interne warmteproductie)
Interacties van biomoleculen met water:
De meeste biomoleculen interageren op een sterke of zwakke manier met water:
- Hydrofiele moleculen hebben sterke interacties met water en lossen erin op
- Hydrofobe moleculen hebben zwakke interacties met water en drijven bijeen,
weg van het water.
- Dit leidt tot het ontstaan van vetdruppels en biologische membranen.
- Ook kleinere structuren zoals ionen en metabolieten zijn opgelost in water van het
lichaam.
2. SUIKERS/KOOLHYDRATEN
1. ALGEMENE INFO
- Bouwstenen: monosachariden
- Bindingen: glycosidebindingen vormen disachariden en in verdere ketens: oligo-
en polysachariden
- Stereochemie is van groot belang bij suikers (zie 2.2)
- Niet gecodeerd in genoom: wel zijn de enzymen die suikers aanmaken gecodeerd,
maar suikers zelf niet rechtstreeks
- Polymeren zonder unieke grootte molecuulmassa is een variabel getal (in
tegenstelling tot bijvoorbeeld eiwitten met een vaste aminozuurvolgorde)
- Meest abundante biomoleculen op aarde (bv.: cellulose, chitine)
- Hun belang situeert zich in voeding, metabolisme en biomedische toepassingen
Klinische relevantie: pathologie sterk gelinkt aan suikers
- Cariës (tandbederf, aantasting van het tandglazuur)
- Cardiovasculaire ziekten
- Leververvetting
- Diabetes
2. STEREOCHEMIE VAN SUIKERS
Suikers kunnen exact dezelfde atomen bevatten, maar toch een andere ruimtelijke
conformatie hebben Dit wordt zichtbaar gemaakt via Fisherprojectie, die de chirale centra
van een suiker weergeeft:
- Chirale centra: koolstofketen met spiegelbeeldvormen. Glucose heeft bijvoor
- Glucose heeft bijvoorbeeld 4 chirale centra (C6), wat leidt tot 2 4 = 16 mogelijke isomeren
- Epimeren: suikers die van elkaar verschillen op precies één plaats, namelijk op één chiraal
koolstofatoom.
3
Inhoudsopgave METABOLISME - MODULE 1
H1: Biomoleculen................................................................................................................ 1
1. Overzicht........................................................................................................................ 2
1. Water: de Meest voorkomende biomolecule................................................................2
2. Suikers/koolhydraten...................................................................................................... 3
1. Algemene info.............................................................................................................. 3
2. Stereochemie van suikers............................................................................................3
3. Disachariden................................................................................................................ 4
4. Oligosachariden........................................................................................................... 4
5. Polysachariden............................................................................................................ 5
a) Cruciale structuurgevende moleculen......................................................................5
b) Moleculen voor energieopslag..................................................................................6
6. Vetten/lipiden................................................................................................................. 7
1. Algemene info.............................................................................................................. 7
2. Vetzuren...................................................................................................................... 7
3. Triglyceriden (triacyl-glycerol).....................................................................................8
4. Membraanlipiden: glycerolipiden, sfingolipiden en cholesterol....................................8
a) Ontstaan lipidendubbellaag....................................................................................10
b) Cholesterol............................................................................................................. 10
c) Vloeibaar mozaïekmodel van biologische membranen...........................................11
7. Eiwitten en AZ............................................................................................................... 12
1. Algemene info............................................................................................................ 12
2. Aminozuren: chemische info......................................................................................13
a) Onderverdeling van de aminozuren.......................................................................14
b) Zijketenmodificaties............................................................................................... 14
3. Diverse niveaus van eiwitstructuur............................................................................15
8. Basen, nucleosiden, nucleotiden en nucleïnezuren.......................................................15
1. Algemene info............................................................................................................ 15
9. Enzymen....................................................................................................................... 17
1. Mechanisme van katalyse door enzymen..................................................................17
a) Suikertransferasen: specifieke suikergroepen op eiwitten/lipiden plaatsen............18
b) Polymorfismen: het voorbeeld van sikkelcelanemie...............................................19
H1: BIOMOLECULEN
1
, H1: Biomoleculen
Al het leven op aarde is opgebouwd uit 4 grote klassen van biomoleculen. Ondanks de
enorme diversiteit gebruiken alle levensvormen dezelfde soort bouwstenen en bindingen
– enkel de details en de aantallen verschillen sterk.
1. OVERZICHT
4 belangrijke klassen van biomoleculen:
Klasse Bouwstenen Voorbeeld/opmerking
Verbonden via glycosidebindingen tot di-, oligo-
Suikers/koolhydraten Monosachariden
en polysachariden
Lipiden/vetten Vetzuren en glycerol Zeer divers, altijd hydrofoob karakter
20 soorten aminozuren, gecodeerd in het
Proteïnen/eiwitten Aminozuren, peptiden
genoom
Nucleotiden (bv. ATP) en
Nucleïnezuren (DNA en RNA) Dragers van genetische informatie
basen
Enkele gemeenschappelijke kenmerken van deze
biomoleculen:
- Alle levensvormen gebruiken dezelfde bouwstenen en dezelfde
types bindingen
- Variaties in details, heel veel verschillende soorten mogelijk
binnen elke klasse
- Alle biomoleculen zijn opgelost in waterig milieu: gedrag van
biomoleculen wordt sterk beïnvloed door aan- of afwezigheid
van water in hun omgeving
De vier hoofdklassen van
biomoleculen: koolhydraten,
lipiden, eiwitten en
nucleïnezuren.
1. WATER: DE MEEST VOORKOMENDE BIOMOLECULE
Water is kwantitatief de belangrijkste biomolecule in het menselijk lichaam:
- Persoon van 65kg bevat ong. 2500 mol water = 1027 moleculen
- Water maakt ongeveer 70% van lichaamsmassa uit en 99% van alle moleculen in
lichaam
- Waterconcentratie bloed: 50 mol/liter
Slechts ong. 1/100 miljoen watermoleculen is geïoniseerd:
- Ionisatie tot H+ en OH-: veroorzaakt belangrijke zuurbase eigenschappen van
water
2
, H1: Biomoleculen
- Water heeft daarnaast een hoge warmtecapaciteit: goed voor stabiele
lichaamstemperatuur (ondanks schommelingen in omgevingstemperatuur of
interne warmteproductie)
Interacties van biomoleculen met water:
De meeste biomoleculen interageren op een sterke of zwakke manier met water:
- Hydrofiele moleculen hebben sterke interacties met water en lossen erin op
- Hydrofobe moleculen hebben zwakke interacties met water en drijven bijeen,
weg van het water.
- Dit leidt tot het ontstaan van vetdruppels en biologische membranen.
- Ook kleinere structuren zoals ionen en metabolieten zijn opgelost in water van het
lichaam.
2. SUIKERS/KOOLHYDRATEN
1. ALGEMENE INFO
- Bouwstenen: monosachariden
- Bindingen: glycosidebindingen vormen disachariden en in verdere ketens: oligo-
en polysachariden
- Stereochemie is van groot belang bij suikers (zie 2.2)
- Niet gecodeerd in genoom: wel zijn de enzymen die suikers aanmaken gecodeerd,
maar suikers zelf niet rechtstreeks
- Polymeren zonder unieke grootte molecuulmassa is een variabel getal (in
tegenstelling tot bijvoorbeeld eiwitten met een vaste aminozuurvolgorde)
- Meest abundante biomoleculen op aarde (bv.: cellulose, chitine)
- Hun belang situeert zich in voeding, metabolisme en biomedische toepassingen
Klinische relevantie: pathologie sterk gelinkt aan suikers
- Cariës (tandbederf, aantasting van het tandglazuur)
- Cardiovasculaire ziekten
- Leververvetting
- Diabetes
2. STEREOCHEMIE VAN SUIKERS
Suikers kunnen exact dezelfde atomen bevatten, maar toch een andere ruimtelijke
conformatie hebben Dit wordt zichtbaar gemaakt via Fisherprojectie, die de chirale centra
van een suiker weergeeft:
- Chirale centra: koolstofketen met spiegelbeeldvormen. Glucose heeft bijvoor
- Glucose heeft bijvoorbeeld 4 chirale centra (C6), wat leidt tot 2 4 = 16 mogelijke isomeren
- Epimeren: suikers die van elkaar verschillen op precies één plaats, namelijk op één chiraal
koolstofatoom.
3
