Summary
Samenvatting deel II medische en klinische biochemie
- Course
- Institution
Samenvatting van tweede en grootste deel van medische en klinische biochemie
[Show more]
Seller
Follow
Farmaa
Reviews received
Content preview
Energiemetabolisme1.1. Biosynthese van ATP: aandrijving van het metabolisme
1.1.1. Biosynthese van ATP
via 2 wegen:
- zonder O2 (RBC, anaerobe spierwerking, hoornvlies…): substraat-level fosforylering → nuttig maar niet
efficiënt
- met O2: oxidatieve fosforylering
1.1.1.1. Fosforylering op substraatniveau (substraat-level fosforylering)
Vorming van hoog-energetische fosfaatbinding zonder gebruik van moleculaire zuurstof
Op 3 belangrijke plaatsen
- 2x in ANAEROBE glycolyse
- 1x in Krebs cyclus (GTP)
1. Fosfoglyceraatkinase reactie: glycolytische pathway
voldoende substraat nodig
1,3-bifosfaatglyceraat + ADP → 3-fosfoglyceraat + ATP
2. Pyruvaat kinase reactie: glycolytische pathway
fosfoenolpyruvaat + ADP → pyruvaat + ATP
G°’ van hydrolyse = - 14 kcal (exotherme reactie)
3. SuccinylCoA synthetase reactie: Krebs cyclus
succinylCoA + GDP → succinaat + GTP
waarbij nucleoside difosfaat kinase (biectioneel enzym) zorgt voor de reactie: GTP →ATP
Creatine-creatinefosfaat:
- belangrijkste bron voor ATP regeneratie
- reservoir voor hoog-energetische fosfaat
- in spieren en hersenen
- transfer van energierijke binding naar andere molecule
- zorgt voor ATP aanmaak bij tekort adhv creatine fosfaat reserve
- snelle vorming ATP bij hoog verbruik → energiebuffer
Creatinefosfaat:
- onstabiel
- spontane cyclisatie naar creatine via niet-enzymatisch proces
- constante excretie in urine → biomerker (CPK/CK)
CPK/CK:
- kwanitficatie verbindingen via urine
- diverse iso-enzymen
- dimeer opgebouwd uit 2 type polypeptideketens (muscle
chain en brain chain)
o 3 mogelijkheden: MM-MB-BB
o afhankelijk van verschillende distributie in
verschillende weefsels
o bepaalt enzymactiviteit
- aanwezig in spier en hersencellen
Troponines:
- eiwitten gelokaliseerd in myofibrillen
- bestaand uit 3 subunits:
o Troponine-C: binding aan Ca2+ (belangrijk voor spiercontractie) → niet hartspecifiek
o Troponine-T: binding aan tropomyosine
o Troponine-I: inhibitie binding actine-myosine → wel hartspecifiek (indicatie hartaanval)
1
,1.1.1.2. Oxidatieve fosforylering
Vorming van hoog-energetische fosfaatbinding met gebruik van moleculaire
zuurstof
Energie voor vorming energierijke fosfaatbinding voor ATP synthese door
1. oxidatie van brandstoffen + reductie van hydrogen carriers
2. heroxidatie in ademhalingsketen
Ademhalingsketen = elektronentransportketen + ATP synthase
elektronentransportketen ATP synthase
- op binnenste membraan mitochondriën
Hydrogen carriers = reducing equivalents = elektronen accepterende coenzymen NAD+ en FAD:
- accepteert elektron(en) met equivalente hoeveelheid waterstoffen van geoxideerde brandstof
- geven elektron(en) door aan O2 met bijhorende H
Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+/NADH):
- van vitamine niacine
- bij gekatalyseerde reacties door dehydrogenases
- NAD+ → NADH + H+ reduceren
- accepteert elektron als hydride anion → bij accepteren 2 elektronen ovv 2 H: → vrijstelling H+
- H+ diffundeert weg in intracellulaire medium
- NADP+ = NAD+ met extra fosfaatgroep op ribose deel
o zelfde eigenschappen
o geeft elektron af aan in biosynthetische of detoxificatie pathwyas ipv elektronen transportketen
Flavine adenine dinucleotide (FAD2+/FADH2):
- van vitamin riboflavin (vitB2)
- cofactor covalent gebonden aan dehydrogenase als prosthetische groep
- vb. succinaatDH: gebonden op binnenste membraan mitos
- FAD2+ → FADH2 reduceren
- accepteert electron 2x als H-atoom, wat zorgt voor reductie
1.2. Biosynthese van ATP: mitochondriale ademhalingsketen
1.2.1. Elektronentransport en oxidatieve fosforylering
Ademhalingsketen = serie redox reacties + ATP
synthase
Elektronen transport:
- oxidatie van NADH en FADH2
- transport elektron door keten met afgifte aan
O2 → reductie tot H2O
- in binnenste mitochondriale membraan voor
grote oppervlak → maximale ATP synthase
Bestaand uit complexen:
I of NADH-ubiquinone reductase
II of succinaat-ubiquinone reductase
III of ubiquinol-cytochroom C reductase
IV of Cytochroom C oxidase
Complexen verbonden door Ubiquinone (Q) en cytochroomC (C)
- mobiele moleculen die makkelijk door membraan diffunderen: é overbrengen + oplosbaar tussen complexen
Flavine mononucleotide (FMN):
- in complex I
Ubiquinone:
- transport elektron + H van complex I en II naar complex III als QH2
- ubiquinone → ubiquinol
Cytochroom C:
- transport elektron van complex III naar complex IV
2
,1.2.2. Proton extrusie en ATP synthase
CHEMIOSMOTISCHE HYPOTHESE VAN MITCHELL
Protonpompen in complex I, III en IV:
- aangedreven door elektronentransport
- van matrix kant naar intramembranaire kant
- ladingsscheiding tussen IM ruimte (H+) en matrix (-) → impermeabel membraan
o zeer hoog ladingsverschil
o pH verschil van 1,4 eenheden
Proton extrusie:
- transport van 2 elektronen (van NADH) → complexen I en III mogen elk 4 H+ in de intermembranaire ruimte
popmpen
- Elk 2 H+ uit matrix
o 2 in complex I van gereduceerde cofactor (via FMNH2 )
o 2 in complex III uit de matrix (via complex I en QH2) → geven complex IV ook kans om 2H+ te
pompen
- complex IV: elektronen reduceren O2
→ levert 10 H+ op
- FADH2:
o geen gebruik van complex I → 4H+ minder
o reducing equivalent rechtstreeks aan complex II
→ levert 6 H+ op
Reden stapsgewijze energieproductie:
- controleerbaar
- kwantificatie adhv reductiepotentiaal: indien in 1 keer productie → vrijgave niet-nuttig energie bv. warmte
Vrijgekomen energie bewaard in een bruikbare vorm ovv opgebouwd potentiaalverschil
- levert energie voor ATP synthese als de protonen terugkeren naar de matrix via F0/F1 partikels (de ATP-
synthase)
o H+ keren terug via F0 protonenkanaal waarbij F1 ATP synthase (ATPase) deel wordt geactiveerd:
ADP3- + HPO42- → ATP4-
ATPase (= complex IV):
- aangedreven door protongradiënt
- vorming ATP
- speciale structuur dat zorgt voor draaibeweging
o ATP synthase: draaibeweging zorgt voor ATP synthese
o ATPase: draaibeweging zorgt voor hydrolyse van ATP
3
, 1.2.2.1. ATP/ADP translocase
= ATP (of GTP) uitwisselen voor ADP (of GDP) over impermeabel binnenste
mitochondriaal membraan
- Ademhalingsketen: matrixkant van binnenste mitochondriaal membraan
- Gevormd ATP komt in matrix terecht
- Gekoppeld aan fosfaat carrier (symport van anorganisch fosfaat en H+)
Aangedreven door protongradiënt en potentiaalverschil over binnenste
mitochondriaal membraan
- Door verschillende lading op ATP4- en ADP3-: netto ladingsoverdracht = 1
negatieve lading van matrix naar intermembranaire ruimte
- Elektrogeen transport, aangedreven door elektrische compontente (=ladingen) van proton gradiënt
- Export ATP + import ADP bevoordeeld
Fosfaat carrier:
- netto transport van H3PO4 over binnenste mitochondriaal membraan in neutraal proces
- pH(IM) = 6 door grote concentratie H+ → H2PO4- predominant
- FOUT OP PLATEN: nooit H2PO42- !!
- Symport of antiport om neutraliteit te behouden
→ uitwisseling laat toe dat chemische componente (ΔH+) van protonengradiënt
opname van fosfaat in mitochondriale matrix aandrijft
→ netto effect van 2 transport processen: protonengradiënt drijft de import aan van ADP en fosfaat in het
mitochondrion, en de export van ATP uit het mitochondrion
→ KOSTPRIJS: 1H+ per gesynthetiseerde ATP (in rekening brengen bij oxidatieve fosforylering)
1.2.3. Energieopbrengst van redox reacties van ademhalingsketen
Energie beschikbaar van oxido-reductie reacties
- uitgedrukt als ΔE0' i.p.v. G0'
- Relatie: Wet van Nernst: G0' = - nF E0’
- Vrijgekomen energie (ΔE0' = 1,14V = 53 kcal) afgegeven in verschillende stappen
Reductiepotentiaal: maat voor energie vrijgegeven in volt wanneer een component elektronen aanneemt
- in metabole pathways: elektronen transfer van componenten met lage naar hoge reductiepotentiaal
- O2: beste elektronenacceptor (E0’ = 0,816)
- Hoe meer negatief E0’ is voor een
verbinding, des te meer energie beschikbaar
als deze zijn elektronen afgeeft aan O2
E0’ bij pH = 7
- O2 = 0,816
- NADH = -0,320 = 53 kcal = 2,5 ATP
- FADH2 = - 0,200 = 47 kcal = 1,5 ATP
1.2.4. Stoichometrie van ATP synthese
3H+ nodig om 1 ATP molecule aan te maken + 1 H+ verbruikt voor overdracht naar cytosol (ATP/ADP translocase)
→ 3H+/ATP aanmaak + 1H+/transport ATP = 4H+/ATP
P/O ratio:
= aantal ATP molecule gesynthetiseerd per verbruikt zuurstof atoom (1/2 O2 = 2 elektronen = 1 NADH = 1FADH2)
- NADH = 2,5 ATP → 4 H+/ ATP = 10/4 = 2,5
FADH2 = 1,5 ATP → 4 H+/ ATP = 6/4 = 1,5
- ¼ van energie gaat verloren aan ATP vorming
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 Farmaa. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $11.93. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
79373 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now