biochemie: hoofdstuk 5 + 6 metabolisme
1) inleiding
metabolisme houdt in: glycolyse, Krebscyclus, oxidatieve
fosforylatie, ATP-synthase in mitochondriën
structuren krijg je op formularium!
uit voeding haal je (dit is katabolisme):
▪ proteïnen → aminozuren
▪ polysachariden → simpele suikers
▪ vetten → vetzuren en glycerol
via afbraakmechanismen (vaak oxidatief), daarbij vorming van
acetyl CoA dat wordt ingevoegd in Krebscyclus
bij oxidaties vorming van NADH en FADH, zij geven elektronen aan
de transportketen in mitochondriën, daardoor ATP gemaakt worden
2) glycolyse
2.0 inleiding
= splitsing van suiker = 6 koolstofmoleculen glucose → 2x 3C → 2x pyruvaat
1. energie-investeringsfase: vergt 2 ATP (om later ATP-winst te maken)
2. splitsing van 6C naar 2x 3C
3. terugbetalingsfase: progressieve oxidatie van kleine 3C moleculen
koppelen aan productie NADH en ATP
moleculen:
1. glucose gefosforyleerd tot vorming van glucose-6-fosfaat
2. glucose-6-fosfaat omgezet in fructose-6-fosfaat (6-ring naar 5-ring)
3. vorming fructose-1,6-bifosfaat door ATP-hydrolyse
4. splitsing in 2 moleculen: glyceraldehyde 3-fosfaat en dihydroxyaceton fosfaat
glyceraldehyde 3-fosfaat kan je mee verderwerken, dihydroxyaceton fosfaat is onnuttig
5. dihydroxyaceton fosfaat kan worden omgezet worden naar glyceraldehyde 3-fosfaat
6. 2 moleculen glyceraldehyde 3-fosfaat omgezet naar 2 moleculen 1,3-bifosfoglyceraat
7. -10. energie vrij wanneer 2 x 1,3-fosfoglyceraat omgezet in 2 x pyruvaat → 4ATP + 2NADH
,biochemie: hoofdstuk 5 + 6 metabolisme
2.1 voorbereidende fase: hexokinase reactie
glucose wordt op 6-positie gefosforyleerd door enzym hexokinase
waarom doet de cel dat?
▪ transport over membraan verloopt beter bij een gradiënt (vermindert telkens bij opname
dus efficiëntie vermindert telkens)
→ elke vrije glucose die cel binnenkomt direct fosforyleren om gradiënt te onderhouden
▪ glucose aan binnenkant van membraan zouden terug naar buiten kunnen gaan
→ gefosforyleerd glucose kan niet binden aan de glucose-transporter want is anion
▪ later in het proces zal die fosfaat heel nuttig zijn + glucose wordt reactiever
voorkomen van een iso-enzym in verschillende weefsels:
hebben elk een licht andere structuur → verschillen in affiniteit, werking katalytisch centrum
belangrijk omdat per orgaan het verschilt wat er van een enzym verwacht wordt
vb: glucokinase (in lever) en hexokinase (in hersenen)
▪ hexokinase heeft lage Vmax en lage Km (hoge affiniteit)
▪ glucokinase heeft hoge Vmax en hoge Km (lage affiniteit)
nuchtere glucose-concentratie: we zijn afhankelijk van goed functioneren
van onze hersenen, hersenen kunnen enkel glucose gebruiken om te
voorzien in de energiebehoeften dus bij lage glucose-concentratie lopen
die gevaar, lever zou potentieel met grootste deel van glucose
➔ bij lage glucoseconcentraties hebben hersenen heel goede opname
van glucose maar lever niet goed dus hersenen winnen ven lever!
2.2 voorbereidende fase: fosfohexose isomerase reactie
glucose-6-fosfaat wordt omgezet naar een 5-ring fructose-6-fosfaat = reversibel (lage ΔG)
suikers kunnen voorkomen als een
evenwicht tussen gesloten en open
ringvorm → afhankelijk van hoe de open
vorm zich weer sluit, vormt een andere
ring
, biochemie: hoofdstuk 5 + 6 metabolisme
2.3 voorbereidende fase: fosfofructokinase reactie
op nieuwe vrijstaande hydroxylgroep wordt fosfaat ingebouwd (van ATP) door fosfofructokinase
➔ molecule fructose 1,6-bifosfaat
superbelangrijk want is regelende stap:
▪ ATP en citraat remmen enzym
▪ AMP en fructose 2,6-bifosfaat
stimuleren enzym
logica van regeling:
▪ hoge concentraties ATP betekent dat de cel goede energievoorziening heeft,
glycolyse is belangrijk voor ATP-productie dus bij veel ATP niet nodig
▪ citraat is belangrijk intermediair van Krebcyclus dus als er veel citraat is dan zijn er in de
Krebcyclus veel omzettingen dus ATP-productie niet nodig (want veel NADH en FADH)
▪ AMP is een teken van energiearmoede: ATP is omgezet naar ADP en zelfs nog tot AMP
fosfofructokinase heeft ATP nodig om te werken maar het remt ook?
enzym heeft 2 bindingsplaatsen voor ATP:
▪ in katalytisch centrum met hoge affiniteit voor werking
▪ lage affiniteit ergens anders om te remmen (bij hoge concentratie ATP)
2.4 voorbereidende fase: aldolase reactie
fructose-1,6-bifosfaat in 2 gesplitst:
▪ dihydroxyacetonfosfaat
▪ glyceraldehyde-3-fosfaat
= reversibel maar kan doorgaan
omdat de producten direct worden
weggenomen voor volgende stappen
2.5 voorbereidende fase: triose fosfaat isomerase reactie
dihydrocyacetonfosfaat wordt omgezet naar
glyceraldehyde-3-fosfaat door triose fosfaat
isomerase (want anders niet nuttig)
= reversibel
mechanisme niet kennen
1) inleiding
metabolisme houdt in: glycolyse, Krebscyclus, oxidatieve
fosforylatie, ATP-synthase in mitochondriën
structuren krijg je op formularium!
uit voeding haal je (dit is katabolisme):
▪ proteïnen → aminozuren
▪ polysachariden → simpele suikers
▪ vetten → vetzuren en glycerol
via afbraakmechanismen (vaak oxidatief), daarbij vorming van
acetyl CoA dat wordt ingevoegd in Krebscyclus
bij oxidaties vorming van NADH en FADH, zij geven elektronen aan
de transportketen in mitochondriën, daardoor ATP gemaakt worden
2) glycolyse
2.0 inleiding
= splitsing van suiker = 6 koolstofmoleculen glucose → 2x 3C → 2x pyruvaat
1. energie-investeringsfase: vergt 2 ATP (om later ATP-winst te maken)
2. splitsing van 6C naar 2x 3C
3. terugbetalingsfase: progressieve oxidatie van kleine 3C moleculen
koppelen aan productie NADH en ATP
moleculen:
1. glucose gefosforyleerd tot vorming van glucose-6-fosfaat
2. glucose-6-fosfaat omgezet in fructose-6-fosfaat (6-ring naar 5-ring)
3. vorming fructose-1,6-bifosfaat door ATP-hydrolyse
4. splitsing in 2 moleculen: glyceraldehyde 3-fosfaat en dihydroxyaceton fosfaat
glyceraldehyde 3-fosfaat kan je mee verderwerken, dihydroxyaceton fosfaat is onnuttig
5. dihydroxyaceton fosfaat kan worden omgezet worden naar glyceraldehyde 3-fosfaat
6. 2 moleculen glyceraldehyde 3-fosfaat omgezet naar 2 moleculen 1,3-bifosfoglyceraat
7. -10. energie vrij wanneer 2 x 1,3-fosfoglyceraat omgezet in 2 x pyruvaat → 4ATP + 2NADH
,biochemie: hoofdstuk 5 + 6 metabolisme
2.1 voorbereidende fase: hexokinase reactie
glucose wordt op 6-positie gefosforyleerd door enzym hexokinase
waarom doet de cel dat?
▪ transport over membraan verloopt beter bij een gradiënt (vermindert telkens bij opname
dus efficiëntie vermindert telkens)
→ elke vrije glucose die cel binnenkomt direct fosforyleren om gradiënt te onderhouden
▪ glucose aan binnenkant van membraan zouden terug naar buiten kunnen gaan
→ gefosforyleerd glucose kan niet binden aan de glucose-transporter want is anion
▪ later in het proces zal die fosfaat heel nuttig zijn + glucose wordt reactiever
voorkomen van een iso-enzym in verschillende weefsels:
hebben elk een licht andere structuur → verschillen in affiniteit, werking katalytisch centrum
belangrijk omdat per orgaan het verschilt wat er van een enzym verwacht wordt
vb: glucokinase (in lever) en hexokinase (in hersenen)
▪ hexokinase heeft lage Vmax en lage Km (hoge affiniteit)
▪ glucokinase heeft hoge Vmax en hoge Km (lage affiniteit)
nuchtere glucose-concentratie: we zijn afhankelijk van goed functioneren
van onze hersenen, hersenen kunnen enkel glucose gebruiken om te
voorzien in de energiebehoeften dus bij lage glucose-concentratie lopen
die gevaar, lever zou potentieel met grootste deel van glucose
➔ bij lage glucoseconcentraties hebben hersenen heel goede opname
van glucose maar lever niet goed dus hersenen winnen ven lever!
2.2 voorbereidende fase: fosfohexose isomerase reactie
glucose-6-fosfaat wordt omgezet naar een 5-ring fructose-6-fosfaat = reversibel (lage ΔG)
suikers kunnen voorkomen als een
evenwicht tussen gesloten en open
ringvorm → afhankelijk van hoe de open
vorm zich weer sluit, vormt een andere
ring
, biochemie: hoofdstuk 5 + 6 metabolisme
2.3 voorbereidende fase: fosfofructokinase reactie
op nieuwe vrijstaande hydroxylgroep wordt fosfaat ingebouwd (van ATP) door fosfofructokinase
➔ molecule fructose 1,6-bifosfaat
superbelangrijk want is regelende stap:
▪ ATP en citraat remmen enzym
▪ AMP en fructose 2,6-bifosfaat
stimuleren enzym
logica van regeling:
▪ hoge concentraties ATP betekent dat de cel goede energievoorziening heeft,
glycolyse is belangrijk voor ATP-productie dus bij veel ATP niet nodig
▪ citraat is belangrijk intermediair van Krebcyclus dus als er veel citraat is dan zijn er in de
Krebcyclus veel omzettingen dus ATP-productie niet nodig (want veel NADH en FADH)
▪ AMP is een teken van energiearmoede: ATP is omgezet naar ADP en zelfs nog tot AMP
fosfofructokinase heeft ATP nodig om te werken maar het remt ook?
enzym heeft 2 bindingsplaatsen voor ATP:
▪ in katalytisch centrum met hoge affiniteit voor werking
▪ lage affiniteit ergens anders om te remmen (bij hoge concentratie ATP)
2.4 voorbereidende fase: aldolase reactie
fructose-1,6-bifosfaat in 2 gesplitst:
▪ dihydroxyacetonfosfaat
▪ glyceraldehyde-3-fosfaat
= reversibel maar kan doorgaan
omdat de producten direct worden
weggenomen voor volgende stappen
2.5 voorbereidende fase: triose fosfaat isomerase reactie
dihydrocyacetonfosfaat wordt omgezet naar
glyceraldehyde-3-fosfaat door triose fosfaat
isomerase (want anders niet nuttig)
= reversibel
mechanisme niet kennen
