Module 2 deel 1 : Wat is metabolisme ?
Metabolisme = een verzameling van chemische reacties in een levend organisme, met als doel het
organisme gezond te houden (normale ontwikkeling, levensverwachting, voortplanting)
• Samenwerking tss organen en weefsels
• Belangrijk voor hormonen
• Evolueert i.f.v. de tijd binnen een soort (= evolutionaire aanpassing)
• Aangeboren/verworven mutaties i/h genoom leiden tot stofwisselingsziekte (bij individu)
Metabolisme van kankercellen = gereduceerd collectief van chemische reacties met als doel het beter
doen groeien van kankercellen i.p.v. het gezond houden van het organisme
Metabole weg = logische volgorde van chemische reacties, waarbij enzymen de reacties katalyseren
en metabolieten worden omgezet.
Metabole flux = het aantal metabolieten dat op 1 punt per tijdseenheid passeert. (Bv. A -> B)
• Meestal geregeld thv de instroom -> 1e stap is fluxcontrolerende stap (onomkeerbaar)
• Afhankelijk van enzymactiviteit
Metabole regeling = fluxen waarbij de ene metaboliet wordt omgezet in een ander metaboliet en alle
fluxen rekening houden met elkaar om chaos te vermijden
2.1 Drie globale doelstellingen
Noodzakelijke doelen van het metabolisme:
1) aanmaak voldoende ATP
2) aanmaak reducerend vermogen
3) verzamelen van voldoende bouwstenen om nieuwe moleculen te vormen (groei)
¨ ATP
= chemische energie (2 energierijke fosfaatgroepen)
-> aanmaak via katabolisme
-> nodig voor anabolisme (endergonisch proces)
¨ NADPH
= reducerend vermogen (energierijk elektronenpaar)
-> nodig om complexe moleculen te vormen (anabolisme)
-> aanmaak via katabolisme
¨ Bouwstenen
-> nodig om complexe moleculen (RNA, eiwit…) te vormen (anabolisme)
-> ATP en NADPH nodig (endergonisch proces)
9
, 2.2 Katabolisme en anabolisme
¨ Katabolisme (exergoon)
= afbraak van complexe biomoleculen + productie ATP
o Vetvertering, beta-oxidatie
o Eiwitvertering, oxidatieve decaborxylering, krebscyclus
o Glycogenolyse, glycolyse, oxidatieve fosforylering
¨ Anabolisme (endergoon)
= vorming van complexe biomoleculen
-> vereist: ATP, reducerend vermogen, bouwstenen
o Transcriptie, replicatie, eiwitsynthese
o Glycogeensynthese, gluconeogenese
o Krebscyclus, pentosefosfaatweg, cholesterolsynthese, vetzuursynthese
2.2.1 Vergelijking tussen oxidatie glucose en vetzuren
¨ Palmitaat/vetzuren levert 106 ATP
=> meer O2 nodig per C-atoom
=> meer oxidaties
=> grotere ATP opbrengst
¨ Glucose levert 30 ATP
=> glucose is deels geoxideerd
=> minder O2 nodig
=> minder oxidaties
1-staps oxidatie glucose Meerstaps oxidatie glucose
- Hoge activeringsenergie - Verlagen activeringsenergie door katalyse
- Warmte komt vrij - NADH en FADH2 vangen potentiële energie op
Bv. kachel Bv. skeletspier
G (kcal/mol) G (kcal/mol)
G (kcal/mol) G (kcal/mol)
grote
activerings grote
energie activerings
glucose + O2 energie+ O2
glucose katalyse door
glucose + O2 enzymen
glucose + O2 katalyse door
enzymen
NADH, FADH2 :
alle energie NADH, FADH2 :
alle energie dragers van
komt vrij als dragers van
komt vrij als potentiële energie potentiële energie
warmte warmte
CO2 + H2O CO2 + H2O CO2 + H2O CO2 + H2O
éénstaps oxydatie in éénstaps oxydatie in trapsgewijze oxydatie in
trapsgewijze oxydatie in
de kachel de kachel levende cel levende cel
reactieverloop reactieverloop reactieverloop reactieverloop
10
Metabolisme = een verzameling van chemische reacties in een levend organisme, met als doel het
organisme gezond te houden (normale ontwikkeling, levensverwachting, voortplanting)
• Samenwerking tss organen en weefsels
• Belangrijk voor hormonen
• Evolueert i.f.v. de tijd binnen een soort (= evolutionaire aanpassing)
• Aangeboren/verworven mutaties i/h genoom leiden tot stofwisselingsziekte (bij individu)
Metabolisme van kankercellen = gereduceerd collectief van chemische reacties met als doel het beter
doen groeien van kankercellen i.p.v. het gezond houden van het organisme
Metabole weg = logische volgorde van chemische reacties, waarbij enzymen de reacties katalyseren
en metabolieten worden omgezet.
Metabole flux = het aantal metabolieten dat op 1 punt per tijdseenheid passeert. (Bv. A -> B)
• Meestal geregeld thv de instroom -> 1e stap is fluxcontrolerende stap (onomkeerbaar)
• Afhankelijk van enzymactiviteit
Metabole regeling = fluxen waarbij de ene metaboliet wordt omgezet in een ander metaboliet en alle
fluxen rekening houden met elkaar om chaos te vermijden
2.1 Drie globale doelstellingen
Noodzakelijke doelen van het metabolisme:
1) aanmaak voldoende ATP
2) aanmaak reducerend vermogen
3) verzamelen van voldoende bouwstenen om nieuwe moleculen te vormen (groei)
¨ ATP
= chemische energie (2 energierijke fosfaatgroepen)
-> aanmaak via katabolisme
-> nodig voor anabolisme (endergonisch proces)
¨ NADPH
= reducerend vermogen (energierijk elektronenpaar)
-> nodig om complexe moleculen te vormen (anabolisme)
-> aanmaak via katabolisme
¨ Bouwstenen
-> nodig om complexe moleculen (RNA, eiwit…) te vormen (anabolisme)
-> ATP en NADPH nodig (endergonisch proces)
9
, 2.2 Katabolisme en anabolisme
¨ Katabolisme (exergoon)
= afbraak van complexe biomoleculen + productie ATP
o Vetvertering, beta-oxidatie
o Eiwitvertering, oxidatieve decaborxylering, krebscyclus
o Glycogenolyse, glycolyse, oxidatieve fosforylering
¨ Anabolisme (endergoon)
= vorming van complexe biomoleculen
-> vereist: ATP, reducerend vermogen, bouwstenen
o Transcriptie, replicatie, eiwitsynthese
o Glycogeensynthese, gluconeogenese
o Krebscyclus, pentosefosfaatweg, cholesterolsynthese, vetzuursynthese
2.2.1 Vergelijking tussen oxidatie glucose en vetzuren
¨ Palmitaat/vetzuren levert 106 ATP
=> meer O2 nodig per C-atoom
=> meer oxidaties
=> grotere ATP opbrengst
¨ Glucose levert 30 ATP
=> glucose is deels geoxideerd
=> minder O2 nodig
=> minder oxidaties
1-staps oxidatie glucose Meerstaps oxidatie glucose
- Hoge activeringsenergie - Verlagen activeringsenergie door katalyse
- Warmte komt vrij - NADH en FADH2 vangen potentiële energie op
Bv. kachel Bv. skeletspier
G (kcal/mol) G (kcal/mol)
G (kcal/mol) G (kcal/mol)
grote
activerings grote
energie activerings
glucose + O2 energie+ O2
glucose katalyse door
glucose + O2 enzymen
glucose + O2 katalyse door
enzymen
NADH, FADH2 :
alle energie NADH, FADH2 :
alle energie dragers van
komt vrij als dragers van
komt vrij als potentiële energie potentiële energie
warmte warmte
CO2 + H2O CO2 + H2O CO2 + H2O CO2 + H2O
éénstaps oxydatie in éénstaps oxydatie in trapsgewijze oxydatie in
trapsgewijze oxydatie in
de kachel de kachel levende cel levende cel
reactieverloop reactieverloop reactieverloop reactieverloop
10
