H6 Mitochondriaal metabolisme: Krebs en ETK
Mitochondriën = “brandstofcentrales van de cel”
De laatste stappen in de verbranding van nutriënten gaan in deze celorganellen door
MITOCHONDRIËN
OPBOUW
In bijna alle cellen mitochondriën = celorganellen die gespecialiseerd zijn in aëroob
katabolisme van diverse brandstoffen zoals pyruvaat, VZ, AZ
Bijna alle O2 die de cellen nodig hebben om te leven worden gebruikt door
mitochondriën
2 lipidemembranen
- Buitenste membraan
o Veel poriën
o Gemakkelijk doorlaatbaar
- Binnenste membraan
o Beperkte doorlaatbaarheid (polaire moleculen via specifieke
transporteiwitten) schermt zo mitochondriale matrix af van cytoplasma
o Sterk golvend, kammen = cristae oppervlaktevergroting
o Bevat eiwitcomplexen van de ademhalingsketen
o Doorlaatbaarheid omzeilen via shuttles
o Veel integrale membraaneiwitten oxidatieve fosforylering (component
van ETK en ATP-synthese)
TRANSPORT VAN NADH IN MITOCHONDRIËN
Transporteiwitten in binnenste membraan
PROBLEEM: veel metabole wegen gaan door in cytosol, uiteindelijke NADH moet in
mitochondriale matrix geraken om verwerkt worden tot ATP
NADH niet zomaar doorheen binnenste mitochondriaal membraan geen
specifieke NADH-transporteiwitten
PROBLEEM: ATP niet enkel nodig in mitochondriën, maar dikwijls in cytosol voor metabole
activiteit
PROBLEEM: binnenste membraan ondoorlaatbaar voor NADH en ATP
Transporteiwitten, Shuttle mechanismen !!
, Twee mogelijkheden:
1) NADH-transport de glycerol-3-fosfaatshuttle
- Elektronen van NADH gebruikt om DHAP om te zetten in glycerol- 3 fosfaat in
binnenste mitochondriaal membraan is een glycerol- 3 – fosfaat dehydrogenase
complex dat glycerol – 3 – fosfaat terug omzet in DHAP als cofactor FAD gebruikt
- Omgezet in FADH2
Elektronen van NADH en H+ onrechtstreeks overgedragen naar FADH2
Zo wordt in het cytoplasma opnieuw NAD+ beschikbaar om gebruikt te worden in o.a. de
glycolyse
In hersenen en spieren
2) NADH-transport: malaat-aspartaat shuttle
- Elektronen ook van NADH via een onrechtstreeks mechanisme binnengebracht in
matrix daar opnieuw overgedragen tot NADH + H+
- Twee transporteiwitten betrokken: glutamaat- aspartaat translocase en malaat-α-
ketoglutaraat translocase
Zo wordt in het cytoplasma opnieuw NAD+ beschikbaar om gebruikt te worden in o.a. de
glycolyse
Elektronen NADH en H+ onrechtstreeks overgedragen tot opnieuw NADH en H+
In lever en hartspier
Zie tabel p. 71
TRANSPORT VAN ATP IN DE MITOCHONDRIËN
Naast bovenstaande shuttles bevat het binnenste mitochondriaal membraan ook nog een
ATP/ADP-carrier kan ATP vervoeren vanuit de matrix naar het cytoplasma, in ruil voor
ADP dat in de omgekeerde richting vervoerd wordt
KREBSCYCLUS OF CITROENZUURCYCLUS
= gemeenschappelijk eindstadium in de verbranding van suikers, VZ en AZ
acetylCoA treedt cyclus binnen en wordt in 9 stappen geoxideerd tot 2 CO 2
o Hierbij ontstaat 1 molecule GTP, 1 FADH2 EN 3 NADH moleculen
Elektronenparen vervolgens afgestaan aan ademhalingsketen = ETK
= cyclische stofwisselingsroute in matrix van mitochondriën
Mitochondriën = “brandstofcentrales van de cel”
De laatste stappen in de verbranding van nutriënten gaan in deze celorganellen door
MITOCHONDRIËN
OPBOUW
In bijna alle cellen mitochondriën = celorganellen die gespecialiseerd zijn in aëroob
katabolisme van diverse brandstoffen zoals pyruvaat, VZ, AZ
Bijna alle O2 die de cellen nodig hebben om te leven worden gebruikt door
mitochondriën
2 lipidemembranen
- Buitenste membraan
o Veel poriën
o Gemakkelijk doorlaatbaar
- Binnenste membraan
o Beperkte doorlaatbaarheid (polaire moleculen via specifieke
transporteiwitten) schermt zo mitochondriale matrix af van cytoplasma
o Sterk golvend, kammen = cristae oppervlaktevergroting
o Bevat eiwitcomplexen van de ademhalingsketen
o Doorlaatbaarheid omzeilen via shuttles
o Veel integrale membraaneiwitten oxidatieve fosforylering (component
van ETK en ATP-synthese)
TRANSPORT VAN NADH IN MITOCHONDRIËN
Transporteiwitten in binnenste membraan
PROBLEEM: veel metabole wegen gaan door in cytosol, uiteindelijke NADH moet in
mitochondriale matrix geraken om verwerkt worden tot ATP
NADH niet zomaar doorheen binnenste mitochondriaal membraan geen
specifieke NADH-transporteiwitten
PROBLEEM: ATP niet enkel nodig in mitochondriën, maar dikwijls in cytosol voor metabole
activiteit
PROBLEEM: binnenste membraan ondoorlaatbaar voor NADH en ATP
Transporteiwitten, Shuttle mechanismen !!
, Twee mogelijkheden:
1) NADH-transport de glycerol-3-fosfaatshuttle
- Elektronen van NADH gebruikt om DHAP om te zetten in glycerol- 3 fosfaat in
binnenste mitochondriaal membraan is een glycerol- 3 – fosfaat dehydrogenase
complex dat glycerol – 3 – fosfaat terug omzet in DHAP als cofactor FAD gebruikt
- Omgezet in FADH2
Elektronen van NADH en H+ onrechtstreeks overgedragen naar FADH2
Zo wordt in het cytoplasma opnieuw NAD+ beschikbaar om gebruikt te worden in o.a. de
glycolyse
In hersenen en spieren
2) NADH-transport: malaat-aspartaat shuttle
- Elektronen ook van NADH via een onrechtstreeks mechanisme binnengebracht in
matrix daar opnieuw overgedragen tot NADH + H+
- Twee transporteiwitten betrokken: glutamaat- aspartaat translocase en malaat-α-
ketoglutaraat translocase
Zo wordt in het cytoplasma opnieuw NAD+ beschikbaar om gebruikt te worden in o.a. de
glycolyse
Elektronen NADH en H+ onrechtstreeks overgedragen tot opnieuw NADH en H+
In lever en hartspier
Zie tabel p. 71
TRANSPORT VAN ATP IN DE MITOCHONDRIËN
Naast bovenstaande shuttles bevat het binnenste mitochondriaal membraan ook nog een
ATP/ADP-carrier kan ATP vervoeren vanuit de matrix naar het cytoplasma, in ruil voor
ADP dat in de omgekeerde richting vervoerd wordt
KREBSCYCLUS OF CITROENZUURCYCLUS
= gemeenschappelijk eindstadium in de verbranding van suikers, VZ en AZ
acetylCoA treedt cyclus binnen en wordt in 9 stappen geoxideerd tot 2 CO 2
o Hierbij ontstaat 1 molecule GTP, 1 FADH2 EN 3 NADH moleculen
Elektronenparen vervolgens afgestaan aan ademhalingsketen = ETK
= cyclische stofwisselingsroute in matrix van mitochondriën
