Metabolisme
Hoofdstuk 1: Glycolyse en gluconeogenese
Glycolyse= katabole reactie=> glucose afbreken tot 2 moleculen pyruvaat en 2 ATP
Gluconeogenese=anabole reactie=>glucose opbouwen startend van precursor: pyruvaat/lactaat
1. Bespreek de opname in de cel via de transporters
• De GluT carriers
Glucose beweegt met diffusie gradiënt mee=gefaciliteerde diffusie (Bij GluT 1,2,3 en 4).
Wanneer het glucoselevel buiten de cel lager is dan binnen de cel, dan zal er glucose van
in de cel naar buiten stromen. De richting van het transport is dus afhankelijk van de
diffusiegradiënt. Bij GluT 5 is er sprake van actief transport, het transport van glucose is
daar tegen de gradiënt in.
De N en C-terminus zitten intracellulair in de GluT carrier. De carrier heeft een even
aantal loops en de eerste loop bezit een suiker. Alle carriers van de GluT familie hebben
een gelijkaardige structuur en vergemakkelijken de diffusie.
• GluT 1
Zorgt voor een basale glucose uptake. De Km is tussen de 3 en de 4 mM. Bij een Km van
1mM kan je altijd glucose opnemen. De Km is dus een maat voor de affiniteit van een
stof.
Transportsnelheid=max
• GluT 2
Deze carrier komt voor in de lever en de pancreascellen. De Km is hier veel hoger
waardoor de concentratie glucose in het bloed veel hoger zal zijn voor dat het kan
worden opgenomen. De affiniteit voor glucose is hier dus laag. Dit komt omdat de lever
de glucose homeostase bewaakt. De hersenen moeten steeds genoeg glucose uit het
bloed kunnen halen.
Wnn de lever ziet dat de concentratie van glucose gedaald is, wordt het afgestaan
waardoor andere weefsels het kunnen gebruiken als brandstofmoleculen. Wnn de
concentratie glucose dan terug gestegen is, gaat de lever het opnemen en opslagen als
glycogeen of vetten.
Bij de pancreas is de affiniteit ook laag. De pancreas gaat insuline secreteren wnn de
concentratie glucose in het bloed gestegen.
Transportsnelheid=max
• GluT 3
Gellijkaardig dan GluT 1
• GluT 4
De carrier komt voor in spier en vetcellen. Het is een speciale carrier want het vergt geen
E, de concentratiegradiënt speelt nog steeds een rol maar het kan de gradiënt ook
regelen. De Km is ongeveer 5mM.
1
, De regulatie is afhankelijk van het aantal transporters op het membraan. Hoe meer
transporters, hoe meer glucose je kan opnemen. Het aantal transporters is evenredig met
de hoeveelheid opgenomen glucose.
De carrier wordt geregeld door insuline . Doordat GluT 4 in vesikels zit kan er endo- of
exocytose optreden.
Wnn de concentratie glucose in het bloed stijgt wordt er insuline geproduceerd. De
actieve fosforylatie zorgt ervoor dat er meer transporters nodig zijn doordat de vesikels
opgengaan. Bij een lage concentratie glucose is er geen insuline aanwezig en is er dus ook
geen activatie van de pathway waardoor de vesikels worden afgesnoerd.
Als het glucose level daalt worden de carriers door endocutose opgenomen en bewaard
in vesikels tot het glucose level stijgt en is er insuline wordt gemaakt. Wnn er insuline
geproduceerd is zal de GluT 4 carrier vrijkomen door exocytose. Nu kan glucose binden.
Transportsnelheid=submax
• GluT 5
Deze carrier komt voor in de darm en spieren en neemt vooral fructose op ipv glucose.
Glucose en Na+ worden samen in dezelfde richting in de cel getransporteerd=>symport
carrier (gefaciliteerde diffusie). Maar indirect ook actief transport want Na/K pomp is
actief om het binnengekomen Na+ naar buiten te pompen, hiervoor is ATP nodig. Per
glucosemolecule dat binnenkomt moeten we dus Na+/K+ ATPase drijven waardoor het
indirect actief transport is.
Na+ gaat eerst op de GluT 5 carrier binden doordat het een zeer hoge affiniteit heeft voor
Na+. Doordat Na+ bindt gaat de GluT transporter een conformatieverandering ondergaan
waardoor glucose gaat kunnen binden. Als zowel Na+ als glucose gebonden zijn, is er
terug conformatieverandering waardoor affiniteit voor beide daalt. Hierdoor gaan ze
dissociëren van de carrier en in de cel terechtkomen. Er zit nu veel Na+ in de cel waar de
Na+/K+ pomp geactiveerd wordt.
Na+/K+ pomp bestaat uit 2 conformaties:
1. Bij E1 conformatie gaat er 3 Na en 1ATP binden. ATP zal gehydrolyseerd worden waardoor
er een conformatieverandering is naar E2.
2. Bij de E2 conformatie zijn er 3 Na en 1 ADP gebonden en komt er 1 orthofosfaat vrij.
Vanaf we in E2 zitten, verlaagt de affiniteit voor Na waardoor het wordt gedissocieerd en
vrijkomt buiten de cel. Nu kunnen er 2 K binden. Wnn er terug een hydrolyse plaats vindt
zal het complex terug naar E1 met 2 H aan veranderen. Hierdoor kan Na terug binden.
2. Bespreek de glycolyse
2
, De glycolyse bestaat uit 3 verschillende stadia (netto opbrengst: 2 ATP)
1. Conversie van glucose in fructose1,6bifosfaat: energie consumptie 2 ATP
Eerst wordt glucose gefosforyleerd door hexokinase. Daarna wordt glucose6fosfaat
geiosmeriseerd en dan terug gefosforyleerd.
1. Hexokinase
o glucose in de cel houden (glucose6fosfaat kan niet binden met transporters) en
start de glycolyse
o kan eigenlijk alle hexosen (suiker met 6 koolstoffen) fosoryleren, maar niet goed
bij xylose want bij conformatieverandering mee water in het enzym dus zal ATP
hydrolyseren zonder fosfaat te fosfateren op glucose=>niet efficiënt
o vb induced fit (conformatieverandering)
o fosforyl groep transfereert van ATP naar zijn substraat, Mg2+ nodig
2. isomerase
3
Hoofdstuk 1: Glycolyse en gluconeogenese
Glycolyse= katabole reactie=> glucose afbreken tot 2 moleculen pyruvaat en 2 ATP
Gluconeogenese=anabole reactie=>glucose opbouwen startend van precursor: pyruvaat/lactaat
1. Bespreek de opname in de cel via de transporters
• De GluT carriers
Glucose beweegt met diffusie gradiënt mee=gefaciliteerde diffusie (Bij GluT 1,2,3 en 4).
Wanneer het glucoselevel buiten de cel lager is dan binnen de cel, dan zal er glucose van
in de cel naar buiten stromen. De richting van het transport is dus afhankelijk van de
diffusiegradiënt. Bij GluT 5 is er sprake van actief transport, het transport van glucose is
daar tegen de gradiënt in.
De N en C-terminus zitten intracellulair in de GluT carrier. De carrier heeft een even
aantal loops en de eerste loop bezit een suiker. Alle carriers van de GluT familie hebben
een gelijkaardige structuur en vergemakkelijken de diffusie.
• GluT 1
Zorgt voor een basale glucose uptake. De Km is tussen de 3 en de 4 mM. Bij een Km van
1mM kan je altijd glucose opnemen. De Km is dus een maat voor de affiniteit van een
stof.
Transportsnelheid=max
• GluT 2
Deze carrier komt voor in de lever en de pancreascellen. De Km is hier veel hoger
waardoor de concentratie glucose in het bloed veel hoger zal zijn voor dat het kan
worden opgenomen. De affiniteit voor glucose is hier dus laag. Dit komt omdat de lever
de glucose homeostase bewaakt. De hersenen moeten steeds genoeg glucose uit het
bloed kunnen halen.
Wnn de lever ziet dat de concentratie van glucose gedaald is, wordt het afgestaan
waardoor andere weefsels het kunnen gebruiken als brandstofmoleculen. Wnn de
concentratie glucose dan terug gestegen is, gaat de lever het opnemen en opslagen als
glycogeen of vetten.
Bij de pancreas is de affiniteit ook laag. De pancreas gaat insuline secreteren wnn de
concentratie glucose in het bloed gestegen.
Transportsnelheid=max
• GluT 3
Gellijkaardig dan GluT 1
• GluT 4
De carrier komt voor in spier en vetcellen. Het is een speciale carrier want het vergt geen
E, de concentratiegradiënt speelt nog steeds een rol maar het kan de gradiënt ook
regelen. De Km is ongeveer 5mM.
1
, De regulatie is afhankelijk van het aantal transporters op het membraan. Hoe meer
transporters, hoe meer glucose je kan opnemen. Het aantal transporters is evenredig met
de hoeveelheid opgenomen glucose.
De carrier wordt geregeld door insuline . Doordat GluT 4 in vesikels zit kan er endo- of
exocytose optreden.
Wnn de concentratie glucose in het bloed stijgt wordt er insuline geproduceerd. De
actieve fosforylatie zorgt ervoor dat er meer transporters nodig zijn doordat de vesikels
opgengaan. Bij een lage concentratie glucose is er geen insuline aanwezig en is er dus ook
geen activatie van de pathway waardoor de vesikels worden afgesnoerd.
Als het glucose level daalt worden de carriers door endocutose opgenomen en bewaard
in vesikels tot het glucose level stijgt en is er insuline wordt gemaakt. Wnn er insuline
geproduceerd is zal de GluT 4 carrier vrijkomen door exocytose. Nu kan glucose binden.
Transportsnelheid=submax
• GluT 5
Deze carrier komt voor in de darm en spieren en neemt vooral fructose op ipv glucose.
Glucose en Na+ worden samen in dezelfde richting in de cel getransporteerd=>symport
carrier (gefaciliteerde diffusie). Maar indirect ook actief transport want Na/K pomp is
actief om het binnengekomen Na+ naar buiten te pompen, hiervoor is ATP nodig. Per
glucosemolecule dat binnenkomt moeten we dus Na+/K+ ATPase drijven waardoor het
indirect actief transport is.
Na+ gaat eerst op de GluT 5 carrier binden doordat het een zeer hoge affiniteit heeft voor
Na+. Doordat Na+ bindt gaat de GluT transporter een conformatieverandering ondergaan
waardoor glucose gaat kunnen binden. Als zowel Na+ als glucose gebonden zijn, is er
terug conformatieverandering waardoor affiniteit voor beide daalt. Hierdoor gaan ze
dissociëren van de carrier en in de cel terechtkomen. Er zit nu veel Na+ in de cel waar de
Na+/K+ pomp geactiveerd wordt.
Na+/K+ pomp bestaat uit 2 conformaties:
1. Bij E1 conformatie gaat er 3 Na en 1ATP binden. ATP zal gehydrolyseerd worden waardoor
er een conformatieverandering is naar E2.
2. Bij de E2 conformatie zijn er 3 Na en 1 ADP gebonden en komt er 1 orthofosfaat vrij.
Vanaf we in E2 zitten, verlaagt de affiniteit voor Na waardoor het wordt gedissocieerd en
vrijkomt buiten de cel. Nu kunnen er 2 K binden. Wnn er terug een hydrolyse plaats vindt
zal het complex terug naar E1 met 2 H aan veranderen. Hierdoor kan Na terug binden.
2. Bespreek de glycolyse
2
, De glycolyse bestaat uit 3 verschillende stadia (netto opbrengst: 2 ATP)
1. Conversie van glucose in fructose1,6bifosfaat: energie consumptie 2 ATP
Eerst wordt glucose gefosforyleerd door hexokinase. Daarna wordt glucose6fosfaat
geiosmeriseerd en dan terug gefosforyleerd.
1. Hexokinase
o glucose in de cel houden (glucose6fosfaat kan niet binden met transporters) en
start de glycolyse
o kan eigenlijk alle hexosen (suiker met 6 koolstoffen) fosoryleren, maar niet goed
bij xylose want bij conformatieverandering mee water in het enzym dus zal ATP
hydrolyseren zonder fosfaat te fosfateren op glucose=>niet efficiënt
o vb induced fit (conformatieverandering)
o fosforyl groep transfereert van ATP naar zijn substraat, Mg2+ nodig
2. isomerase
3
