Summary
Samenvatting Metabolisme en metabole regeling
- Course
- Institution
Metabolisme en metabole regeling
[Show more]
1 review
By: jasonvilla4 • 1 year ago
Seller
Follow
saradriesen
Reviews received
Content preview
Metabolisme en metabole regeling – 1 e bach farmaceutische wetenschappen 2016-2017HFDTS 1: BIO-ENERGETICA
1. Energetische logica van het leven: Energieproductie en consumptie in het
metabolisme
1.1 Energie is nodig in de cel om
Informatie op te slaan en tot expressie te brengen
Biosynthetische reacties
Beweging van de cel of in de cel
Onevenwicht met buitenwereld onderhouden
1.2 Levende organismen zijn nooit in evenwicht met hun omgeving
Concentraties van moleculen en ionen
Dynamische steady state (bv. hemoglobine in bloed constant opgenomen en
gesynthetiseerd, maar ook constant afgebroken)
1.3 Organismen: open systemen die E en materie uit de omgeving
transformeren
Geïsoleerd systeem: Geen E of materie uitwisselen
Gesloten systeem: Enkel E uitwisselen met omgeving
Open systeem: E en materie met omgeving uitwisselen
Chemische brandstoffen opnemen + oxidatie tot E
OF energie uit zonlicht absorberen
Deze E omzetten naar arbeid of afgeven aan omgeving dmv warmte
Eindmoleculen vrijstellen die minder georganiseerd zijn (S stijgt)
Gestegen orde in systeem door complexe macromoleculen (S daalt)
Tijdens E-omzetting stijgt wanorde van het systeem en omgeving
+ daalt potentiële E van de complexe voedingsmoleculen
1.4 Fotosynthese en respiratie
Fotosynthetische organismen: lichtenergie gebruiken om elektronen van water
naar CO2 door te geven Vorming energierijke producten (zetmeel, sucrose) +
vrijstelling CO2 in atmosfeer
Niet-fotosynthetische organismen: Oxideren van de energierijke FS-producten
Elektronen doorgeven aan O2 door elektronenflow
1.5 Flow van elektronen voorziet in de energie van organismen
Wanneer molecule een elektron oppikt, pikt het vaak tegelijk een proton op
Netto effect: Waterstofatoom aan het molecule toegevoegd
= Hydrogeneringsreactie/reductie <-> Dehydrogenering/ oxidatie
‘Bergafwaartse’ flow elektronen (hogere naar lagere elektrochem potentiaal
(analoog aan elektronenflow in een door batterijen aangedreven circuit)
= Stapsgewijze oxidatie
Enzymkatalysatoren zorgen voor meename van moleculen langs reeks van
reacties die zelden bestaan uit directe toevoeging van O2
1
,Metabolisme en metabole regeling – 1 e bach farmaceutische wetenschappen 2016-2017
1.6 Energetische koppeling verbindt reacties met elkaar
Vrije energie G: Hoeveelheid energie, effectief beschikbaar voor arbeid
Energie vrijstellen (exergoon) drijft energievragende reactie (endergoon)
Chemische reacties reageren in gesloten systeem tot evenwicht
1.7 E tijdelijk opgeslagen in geactiveerde carrièrs (ATP, NADH)
Klein, diffunderen snel doorheen de cel
Stockeren E als gemakkelijk transfereerbare groep of hoge-E elektronen
- Bron van chemische groepen en bron van E
Vorming geactiveerde carrièrs wordt gekoppeld aan E gunstige reactie
- E die vrijkomt wanneer glucose wordt geoxideerd gecapteerd
- Directe verbranding van CO2 tot H2O gebeurt niet, wel in stappen waarbij
E wordt gecapteerd Pot E voor chemische arbeid
1.8 Enzymen bevorderen ketens van reacties
Activeringsbarrière door de TT (hogere vrije E dan reagens en product)
Biokatalysten die snelheid reactie verhogen zonder verbruikt te worden (verlagen
E-barrière)
Activeringsenergie zou in principe door warmte geleverd kunnen worden, maar dit
gaat niet in het lichaam (cellulaire comp denatureren)
Actieve site waarop substraat zal binden
Maken gebruik van bindingseffecten
- 2 reagentia binden op stereospecifieke manier aan oppervlak zodat wss om
te reageren vergroot wordt (nabijheids- en oriëntatie-effecten)
- Reagentie ondergaan veranderingen in moleculaire vorm (richting de TT),
waardoor activeringsE verlaagd wordt
Metabole katalysten zijn (met uitzonderingen) eiwitten (1 spec reactie kat)
Veelvoud enzymen + specificiteit en regelbaarheid E-barrière verlagen
Enzymen zorgen voor scheppen van orde in vele mogelijke richtingen waarin
moleculen potentieel kunnen reageren Pathways
- Katabole pathways: Degraderen voedingsstoffen tot E in bruikbare vorm
- Anabole pathways: Kleine bouwstenen tot groter/complexere moleculen
TESAMEN: Metabolisme, ATP voornaamste link tussen anabool en katabool
1.9 Metabolisme wordt geregeld om balans en zuinigheid te bevorderen
Bv: synthese isoleucine Concentratie stijgt Negatieve feedback
Cel regelt synthese van katalysten via beïnvloeding van genexpressie
2. Thermodynamische basisprincipes der bio-energetica
Bv: Spierinspaning: Glycogeen lactaat <-> Rustperiode: Lactaat glycogeen
Geen exacte omkering, door thermodynamica
2
,Metabolisme en metabole regeling – 1 e bach farmaceutische wetenschappen 2016-2017
2.1 Thermodynamische situering van het leven
Cellen creëren en handhaven orde in universum van toenemende wanorde
Aanhoudende stroom van reacties nodig (=Biosynthese) (E, atomen, enzymes)
2.2 Tweede wet van thermodynamica en biologische orde
= Wanorde van universum of elk geïsoleerd systeem daarbinnen kan enkel toenemen
= Systemen zullen spontaan veranderen naar meest waarschijnlijke (= meest
wanordelijke) schikkingen
= Systemen zullen spontaan evolueren naar die schikking met de grootste entropie
Levende cellen scheppen orde door te groeien en complexe organismen te vormen
Hierbij komt warmte vrij Entropie omgeving stijgt (moleculen bewegen meer)
Totale entropie stijgt!
Niet nuttig in biologische context (open systeem): Zowel E-veranderingen als
entropieveranderingen treden op en bepalen beide richting van een
thermodynamisch gunstig proces
2.3 Eerste wet van thermodynamica en biologische energieomzettingen
= Energie kan wel van de ene vorm naar de andere worden omgezet, maar niet worden
geschapen of vernietigd
E-‘productie’ in mitochondriën is dus eigenlijk E-omzettingen
2.4 Gibbs vrije energie
G=H-TS DeltaG = DeltaG(prod) – DeltaG(reagens)
S: warmte-inhoud van een stof, reflecteert de aard en het aantal van bindingen
= Wanorde
G: Energie beschikbaar voor verrichten van arbeid (mechanisch of chemisch)
- E zit in vibraties, rotaties en translaties + E opgeslagen in bindingen
- Spontane processen: DeltaG < 0 (daling in E beschikbaar voor arbeid)
Samenspel van enthalptie en entropie Balans van beiden in rekening brengen
Bv: Knalgasreactie: H2O gevormd (ordelijker), maar heel negatieve DeltaH
Reacties kunnen op 2 manieren wanorde veroorzaken
- Veranderingen in bindingsenergie Warmte vrijstellen
- Orde afnemen, bv. door lange keten af te breken of interactie afbreken die
bindingsrotatie hinderde
We kunnen enkel de verandering in G kennen, G is een toestandsfunctie
Spontaniteit of energetische gunstigheid heeft niets met snelheid te maken
Enzymen kunnen reactie versnellen, maar de DeltaG0 niet veranderen
Entropie van een open systeem kan dalen (bv. levende organismen)
3
, Metabolisme en metabole regeling – 1 e bach farmaceutische wetenschappen 2016-2017
2.5 DeltaG stat in rechtstreeks verband met K van een reactie
A B : A/B wordt groter of B/A wordt kleiner G meer negatief
DeltaG= 0 bij evenwicht K=1
Als enzym EA voor A B verlaagt, verlaagt ze de EA voor B A evenveel
Evenveel versneld
Enzymen doen dus niets aan de ligging van het evenwicht!
Concentratie-onafhankelijke component DeltaG0, afh van intrinsiek karakter van
reagerende moleculen
0 [ B]
∆ G=∆ G +0.616 ln
[A]
2.6 DeltaG’s zijn additief
Reactie1+ reactie 2 = reactie 3 DG1 + DG2 = DG3
K1*K2 = K3
Energetisch ongunstige reacties worden zo gekoppeld aan de energetisch gunstige
hydrolyse van ATP
2.7 Hoge E bindingen
Bv: Hydrolyse, waarbij cov binding wordt gesplitst door toevoeging van water
- DeltaG wordt bindingsenergie genoemd
- Binding met hoge bindingsenergie (Hoge energiebinding) is een binding
met een sterk negatieve DeltaG0 (E zeer gunstig)
Grens tussen energierijk en –arm liggen bij die DeltaG die men bij een koppeling
van reacties nodig heeft om de gekoppelde reactie te kunnen laten doorgaan
(meestal min. 7 kcal/mol nodig om door te kunnen gaan)
2.8 Cellen hebben bronnen van vrije E nodig
Isothermische systemen
Energie bekomen uit voedselmoleculen of zonnestraling Transformatie tot ATP
en andere energierijke verbindingen
3. Fosforylgroep transfers en ATP
3.1 Wat doet ATP
ATP: link tussen E-productie (katabool) en E-verbruik (anabool)
Gebruiken E om uit ADP en Pi ATP te maken
ATP geeft chemische E aan endergone processen
Covalente deelname van ATP aan de reactie ATP zal gehydrolyseerd worden tot
ADP en Pi of AMP en 2Pi
Geven van E door ATP stelt een groepstransfer voor, niet gewoon hydrolyse
4
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 saradriesen. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $8.15. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
62890 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now