Metabolisme: basisconcepten en
structuur
Inleiding
Metabolisme buigt zich over energiebronnen van cellen en efficiënt transport van deze +
synthese van zijn biomoleculen
o Processen worden uitgevoerd door een geheel aan gecoördineerde en geïntegreerde
chemische reacties
Cel heeft energie nodig voor verschillende processen
o Bv: mechanische arbeid, actief transport van moleculen, synthese biomoleculen…
o Verschillende manieren mogelijk om energie te ‘oogsten)
Fototrofen (planten): energie van zonlicht gebruiken om biomoleculen te
vormen: CO 2+ H 2 Olicht
→
CH 2 O+ O2
Chemotrofen (dieren): energie uit afbraak van voedingsstoffen uit omgeving
CH 2 O+O 2 verbranding/oxidatie CO 2+ H 2 O
→
Overzicht metabolisme
Twee klassen onder te verdelen
o Anabolisme: opbouw/biosynthese → vergt energie
o Katabolisme: afbraak → energie komt vrij
Zijn verbonden aan anabole pathways
Chemische energie die vrijkomt door afbraak van voedingsstoffen
moet efficiënt gebruikt worden voor het anabolisme
Bv: glycolyse reactie → glucose wordt acetyl-CoA of lactaat
o Energie komt hierbij vrij in de vorm van ATP
3 fasen te onderscheiden in katabolisme
Afbraak van biomoleculen in hun bouwstenen
Afbraak van bouwstenen tot kleinere intermediaire moleculen
o Vaak gemeenschappelijke intermediaire voor verschillende
pathways → finale oxidatie geeft hetzelfde resultaat
Afbraak tot CO2, H2O en NH3 + vorming van energie
Thermodynamisch ongunstige reacties kunnen gedreven worden door thermodynamisch
gunstige reacties → metabole weg is in zijn totaal thermodynamisch gunstig
C D
o
0'
∆ G=∆ G + RT∗ln
( [[ ]][[ ]] )
A B
Indien ∆ G>0 endergonische reactie
Indien ∆ G<0 exergonische reactie
, Energie transfer
ATP is de universele munt van vrije energie in biologische systemen
o Energierijke molecule omdat trifosfaat eenheid twee fosfo-anhydride bindingen
bevat → grote energie hoeveelheid komt vrij bij hydrolyse van ATP
0' kJ
ATP+ H 2 O → ADP+ P i met ∆ G =−30,5
mol
0 '
kj
ATP+ H 2 O → AMP+ PP i met ∆ G =−45,6
mol
ATP
∆ G is afhankelijk van de pH, verhouding en [Mg2+] of [Mn2+]
ADP
o De fosfaat transfer potentiaal is de belangrijkste vorm van energie overdracht
→ breken van fosfaat-zuurstofbinding geeft energie
'
Indien onze ∆ G0 negatief is zal de reactie spontaan doorgaan
'
Soms gebruikt metabolisme een reactie met een negatieve ∆ G 0 in
'
additie met een reactie met een positieve ∆ G 0 om zo toch
spontaan te kunnen werken
ATP wordt ADP na eerste afsplitsing en AMP na tweede
ATP komt nooit vrij voor in de cel, maar altijd gebonden als complex met Mg 2+ of Mn2+
o Complex vereist om de negatieve ladingen van fosfaatgroepen te stabiliseren
ATP heeft een hoge fosfaat transfer potentiaal
o Resonantie stabilisatie: 16 resonantie canonieken voor ATP, 18 voor ADP/P i
Orthofosfaatgroepen kennen een extra resonantiecanoniek
o Electrostatische repulsie daalt bij overstap van ATP naar ADP+P i
Bij pH 7 zien we dat ATP 4 negatieve ladingen draagt op zijn trifosfaat
eenheid + ladingen liggen dicht bij elkaar
ADP bevat slecht 3 negatieve ladingen dicht bij elkaar
o Solvatatie: water bindt beter aan ADP+P i dan aan ATP
o Stijging in entropie: entropie ATP is lager dan ADP+P i
Energie komt vrij bij een stijging in wanorde
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller lauraheyndrickx. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.80. You're not tied to anything after your purchase.