Summary
Korte samenvatting metabolisme - 2e bachelor tandheelkunde
- Course
- Institution
Dit is een korte samenvatting waarin het belangrijkste instaat per hoofdstuk, aansluitend bij de grote samenvatting.
[Show more]
Seller
Follow
mettepeeters
Reviews received
Content preview
METABOLISME: KORTE SAMENVATTINGHOOFDSTUK 1: BIOMOLECULEN
Belangrijkste klassen biomoleculen: suikers (koolhydraten), lipiden (vetten), proteïnen, nucleïnezuren ® alle
levensvormen op aarde gebruiken die.
Suikers = monosachariden verbonden door glycosidebindingen ® di/poly/oligosachariden
• Stereochemie suikers: Fisherprojectie (suikers plat in vlak) & Haworth projectie (ringstructuur)
• Disachariden: sucrose, lactose, maltose
• Oligosachariden: belangrijk voor membranen & cel-cel interacties, veel mogelijkheden in soorten
bouwstenen & glycosidebindingen ® glycolipiden (aan vetten) & glycoproteïnen (aan eiwitten)
• Polysachariden: cellulose, chitine, hyaluronzuur, heparine
- Cruciale structuurgevende moleculen: cellulose & chitine
- Cellulose: belangrijkste structuurpolymeer planten (celwanden, houtvezels) MENS geen enzym dus afbraak door MO dikke darm
- Chitine: belangrijkste structuurpolymeer in ongewervelde dieren (cytoskelet insecten & pantser schaaldieren)
- Glycosaminoglycanen: hyaluronzuur & heparine ® sterk polair, negatief geladen binden veel water
- Hyaluronzuur: belangrijkste structuurpolymeer in glasachtig lichaam (oog), navelstreng, gewrichtsvloeistof
- Heparine: belangrijkste structuurpolymeer bloedvatwand ® natuurlijke antistolling
- Zeer handige moleculen voor energieopslag (opgebouwd in tijden van overvloed & afgebroken in tijden van tekorten) ®
bacteriën gebruiken dextranen, planten gebruiken zetmeel, dieren gebruiken glycogeen
Lipiden = vetzuren verbonden door ester + etherverbindingen, altijd hydrofoob effect
• Vetzuren: even # C-atomen, onvertakte staarten VERZADIGD enkele binding – ONVERZADIGD dubbele
• Triglyceriden: 3 vetzuren veresterd met 3 OH-groepen van glycerol
- Verzadigde vetzuren = dierlijke vetten met hoge smelttemperatuur ® meer Van der Waals krachten
- Onverzadigde vetzuren = plantaardige oliën of visolie, lage smelttemperatuur
- HOE meer dubbele bindingen HOE lager smeltpunt HOE hoger vloeibaarheid
• Membraanlipiden: glycerofosfolipiden & sfingolipiden
- Glycerofosfolipiden: verestering COOH-groepen van 2VZ aan 2 OH-groepen van glycerol, als 3e OH van glycerol veresterd is met
fosfaatgroep = fosfatidylgroep (choline, ethanolamine, serine, inositol)
- Sfingolipiden: VZ op amino-alcohol sfingosine & VZ of suikergroep op sfingosine
- Amfipathische structuren met polaire kop en apolaire staart ® bijeengedreven door dubbellagen
- FUNCTIE vorming biologische membranen, grenzen van cellen en subcellulaire organellen
- Glycolipiden: sfingolipiden met suikergroep (cerbrosiden, gangliosiden)
- Cholesterol: 4 ringstructuren (A,B,C,D) ® op A zit OH – op B zit dubbele binding - op D vertakte koolwaterstofgroep ® tussen A-
B en C-D ringen twee methylgroepen & in membranen niet-veresterd, in vetdruppels wel veresterd
• Vloeibaar mozaïekmodel biologische membranen: membraanlipiden, moleculen van dubbellaag hebben
zwakke aantrekkingskrachten tov. elkaar ® vloeibaar, integrale membraaneiwitten met amfipatische
opbouw met daaraan vaak perifere eiwitten, extracellulair suikergroepen op eiwitten & lipiden, lipid rafts =
stijvere structuren door aanrijken van verzadigde vetzuurketens en vrij cholesterol
Aminozuren: 20 soorten, bouwstenen van eiwitten, sommige zijn essentieel (opnemen via voeding)
• Opbouw: aminogroep + carboxylgroep ® geïoniseerd door zwitterionen, op centraal C-atoom 4 groepen
(amino, carboxyl, H-atoom, zijketen R) ® chiraal centrum
• Bijzondere gevallen: glycine (R = H dus geen chiraal centrum), proline (zijketen covalent verbonden met N)
• Onderverdeling: zijketens zijn verschillend, enkel L-aminozuren in menselijke eiwitten ingebouwd
• Zijketenmodificatie: reversibele covalente verandering chemische opbouw zijketen – fosforylering,
acetylering, methylering – specifieke enzymen ® verandering van eiwitfunctie (voor metabole regeling)
1
,Eiwitten
• Gecodeerd in genen in genoom ® 1 gen overeen met 1 uniek eiwit DUS unieke functie
• Opgebouwd uit aminozuren, regelmatige peptidebindingen, onderverdeling in apolaire/polaire zijketens
bepalen hoe ketting zich oprolt in waterwereld ® oligo (2-10AZ), poly (20-100), echte peptiden (100+)
• Primaire eiwitstructuur: aminozuursequentie + posities van S-bruggen tussen cysteïnezijketens
• Secundaire eiwitstructuur: positie van apolaire en polaire zijketens, a-helix & b-sheet ® 3D vormgeving
• Tertriaire eiwitstructuur: totale 3D van polypeptide (niet-covalente interacties zoals H-bruggen, dipool…)
• Quaternaire eiwitstructuur: niet-covalente eiwitten tussen kettingen van afzonderlijke eiwitten
Orthologe verwantschap primaire eiwitstructuur = vergelijken zelfde type eiwit in verschillende diersoorten
HOE groter sequentiehomologie HOE groter functioneel belang ® natuur heeft via natuurlijke selectie bepaalde
sequentie gestroomlijnd aan functionele behoefte. Systematische orthologie studie cytochroom: N = K . t
® K = verschillende AZ in orthologe sequentie DUS afstand tussen 2 soorten en gemeenschappelijk voorouder
Paraloge verwantschap primaire eiwitstructuur = vergelijking sequenties van eiwitten binnen één organisme
Paralogen = eiwitfamilieleden, reeksen eiwitten met onderlinge homologie ® men bepaald of het gaat om
transcriptvarianten (alternatief gebruik van 1 gen) OF polymorfismen (alternatieve gecodeerde inhoud 1 gen)
- Evolutionaire verklaring paraloge verwantschappen volgend Ohno: kopie is vrij om te evolueren ® nieuwe
functies, vandaar dieren 4 HOX-genenclusters op verschillende chromosomen ® HOX-genencluster bevat
paraloge genen bij ongewervelde dieren ontstaan door genduplicaties in 1 oer-HOX-gen & 2x gedupliceerd
- Bijna alles mensen +2 paralogen OMDAT 2 genoomduplicaties in oervertebraat, verlies van genen in tijd,
origineel goed bewaard en nog verantwoordelijk voor originele functie
Basen, nucleosiden, nucleotiden, nucleïnezuren
• Basen: bouwstenen nucleotiden & nucleïnuezuren ® 2 purinen (AG) en 3 pyrimidines (CTU)
• Nucleoside: zitten vast aan 1’ C-atoom van (desoxy)ribose
• Nucleotiden: nucleoside met 1-3 fosfaten op 5’C
• Nucleïnezuren: niet vertakte strengen van aan elkaar gebonden nucleotiden, suiker-fosfaat ruggengraat met 5’®3’
fosfodiësterverbindingen, basenvolgorde bepaalt unieke eigeschappen
• Dubbelstrengige DNA-structuur
- Basencomplementariteit: 2H-bruggen bij AT of AU & 3H-bruggen bij CG
- Basenpaarstapeling: hydrofobe platte schijven in centrum van helix
- Ruggengraat: elektrische ladingen en polaire groepen ® buitenzijde contact met water en eiwitten
- Periodiciteit: 10 BP per winding, strengen complementair en draaien antiparallel
Enzymen = katalysatoren van metabolisme
• Covalente bindingen heel stabiel & veel energie nodig om ze te breken
• Metabolisme vraagt om veranderen van bepaalde covalente bindingen in metabolieten ® snelle met.
• Veel chemische reacties verlopen te traag DUS versneld door katalysatoren waar stofwisseling gebeurt
• Mechanisme katalyse door enzymen
- Alle enzymen eiwitten met unieke 3D-structuur behalve ribozymes RNA
- Actieve site: specifieke binding substraten & helpen progressie van reactie
- Enzymen verlagen activeringsenergie ® stabiliseren transitietoestand ® reactie sneller
- Enzymen veranderen reactie-evenwicht NIET, enkel versnellen
- Katalysator niet verbruikt tijdens reactie: blijft beschikbaar om nieuwe reacties te katalyseren
- Enzym complementair aan transitietoestand = hoogst mogelijke energetische toestand
• Polymorfisme = verschillen tussen mensen onderling gebaseerd op kleine/grote verschillen in genoom
- ABO-gen: suikertransferase met 3 allelen ® plaatst specifieke suikergroepen op eiwitten en lipiden ® O-allel codeert eiwit
zonder enzymatische activiteit (RBC met O-AG) A-allel codeert eiwit werkt als N-acetylgalactosamine transferase (RBC met A-AG)
B-allel codeert eiwit werkt als galactosetransferase (RBC met B-AG) !!! Verandering geladen in apolair residu ® sikkelcelziekte
3 kenmerken biologische evolutie: fenomeen (verandering eigenschappen levensvorm ifv tijd), mechanisme
(nieuwe eigenschappen overerfbaar & gebaseerd ver. in genoominformatie), resultaat (ver. ® overlevingskans)
2
,HOOFDSTUK 2: WAT IS METABOLISME
Katabolisme = afbraak en verbranding biomoleculen
Anabolisme = opbouw van biomoleculen uit bouwstenen
Metabolisme = collectief van chemische reacties in levend organisme, met als doel organisme gezond houden
3 globale doelstellingen van metabolisme
• Genereren van voldoende chemische energie: ATP (energie in vorm van 2-energierijke fosfaatgroepen) ®
gemaakt door katabolisme & geleverd voor anabolisme
• Genereren van NADPH: reducerend vermogen in vorm van energierijk elektronenpaar nodig om complexe
moleculen te bouwen uit kleine onderdelen ® gemaakt door katabolisme & geleverd voor anabolisme
• Bouwstenen: nodig om complexe moleculen op te bouwen uit kleine onderdelen (kost ATP & NADH) ®
nodig voor anabolisme
Metabole wegen & metabole flux
• Metabole weg = logische volgorde van chemische reacties met beschrijving van metabolieten die chemisch
veranderen, enzymen die chemisch katalyseren en reactiemechanismen
• Metabole flux = aantal metabolieten dat op één punt van weg per tijdseenheid passeert, meestal geregeld
door instroom (meest kritische parameter hiervoor is beschikbaarheid/activiteit bepaald enzymen)
Katabolisme & anabolisme ® opdeling soms niet mogelijk
• Katabolisme: als doel ATP voorzien ® afbraak complexere biomoleculen, meer E uit vetten dan suikers
PROCESSEN vetvertering, eiwitvertering, b-oxidatie, glycogenolyse, glycolyse, oxidatieve decarboxylering,
Krebscyclus, oxidatieve fosforylering
• Anabolisme: biosynthese nieuwe moleculen vanuit kleinere bouwstenen ® mens bepaalde bouwstenen in
voeding nodig omdat die zelf niet kunnen maken (essentiële VZ&AZ) + energiebron om te compenseren
voor energie-uitgaven ® voor anabolisme ATP en reducerende elektronen nodig
PROCESSEN transcriptie&replicatie, eiwitsynthese, glycogeensynthese, glucogenogenese,
pentosefosfaatweg, cholesterolsynthese, vetzuursynthese, Krebscyclus
3 fundamentele verschillen tussen verbranding metabole/fossiele brandstof
Kachel: 1 stapsreactie, hoge activeringsenergie, alle energie Skeletspier: opdelen in oxidatieproces in veel
® warmte, hogere temperatuur nodig, hout gaat niet deelprocessen, katalyse (verlaging activerings-energie),
spontaan verbranden, activerings-energie is lucifer dus opvangen van potentiële energie in nuttige dragers
ontstaat veel water ® veel botsingen dus hout verbranden zoals NADH, FADH2, lagere temperatuur nodig
3
, Adenineribonucleotiden als dragers van nuttige groepen
• Al rol in primordiale soep: ribonucleotiden komen in alle levensvormen op aarde voor & bestaan van
ribozymen (RNA als katalysator) ® primitieve ‘RNA-wereld’ = voor eerste cel op aarde was er al een
primitief leven van ribonucleotiden (chemische dragers Epot), ribozymen en RNA-dragers van informatie
• Later evolueerde vanuit primitieve RNA-wereld een systeem met eiwitten ® door evolutie van
lipidendubbellagen ontstonden kleine compartimenten van zichzelf organiserend leven: 1e cellen
ATP = nuttige drager van chemische energie – ontstaat op 2 manieren
1. Fosforylering op substraatniveau (10%): transfer chemische energierijke fosfaat van metaboliet X-P naar
ADP, overal in cel (cytoplasma), spiervezel P van creatinefosfaat naar ADP bij arbeid ® ATP
2. Oxidatieve fosforylering (90%): koppeling ADP met Pi, binnenste mitochondriale membraan, verbranding
van brandstof levert energerijke elektronen ® redoxreacties in complexen, protonengradiënt, ATP-synthase
Transfer energierijke fosfaatgroep: bewegen van ladingen & mate van entropie moleculaire elektronenwolk
- NADH hogere energie, geen resonantie, verlies wanorde ® 2 vaste dubbele bindingen
- NAD+ lagere energie, resonantie, dubbele bindingen uitgesmeerd over nicotinamidering
- FAD+ meer resonantiemogelijkheden
- NADP+ wordt opgeladen met energierijk elektronenpaar door twee redoxreacties van pentosefosfaatweg en
door malic enzym ® opgeladen NADPH staat energierijke elektonenpaar af tijdens anabole proces van
reductieve biosynthese ® heeft fosfaatester op ribose die ook adenine draagt
- Co-enzym 1 wordt opgeladen met energierijke acylgroep ® opgeladen acylgroep: in metabolisme verbruikt
ZOALS in Krebscyclus (katabolisme) of als bouwsteen voor VZ- en cholesterolsythese (anabolisme)
Uridine-ribonucleotiden als drager van geactiveerde suikers
• Suiker-fosfaatester wordt metabool geactiveerd met UTP ® UDP-suiker DAN specifiek suiker-transferase
draagt geactiveerde suiker op groep
• Adenine-ribonucleotiden niet enige nuttige dragers, ook uracildragers (UDP-glucose: glucosefosfaat vast aan
UMP ® UMP-galactose door UDP koppeling aan galactose-1-fosfaat) ® glycogeensynthese & glycolipiden
Regeling lichaamsmetabolisme
• Torpor = verminderde activiteit, gepaard met lage lichaamstemperatuur & ruststofwisseling (korte periode)
• Winterslaap = langdurige daling lichaamstemperatuur & veel tragere ruststofwisseling
• Hormonen die lichaamsmetabolisme regelen: hyperthyroïde & hypothyroïde
- Hyperthyroïde (te veel schildklierhormoon): gestegen zuurstofverbruik, ruststofwisseling & lichaamsT
- Hypothyroïde (te weinig schildklierhormoon): gedaald zuurstofverbruik, ruststofwisseling & lichaamsT
• Hormonen regelen lichaamsmetabolisme bij fluxbepalende enzymen van metabole wegen ® die zijn vaak
verantwoordelijk voor instroom van metabolieten, katalyseert vaak onomkeerbare reacties ® regeling kan
gaan om aantal enzymen te veranderen OF activiteit enzymen te veranderen OF combinatie
• Mechanismen van metabole regeling
- Snelle effecten via membraanreceptoren ® signaaltransductie ® allosterische controle of (de)fosforylering bestaande enzymen
(insuline&glucagon)
- Trage effecten via nucleaire receptoren celkern ® veranderde transcriptie genen die coderen voor enzymen of door regeling van
translatie mRNA ® veranderde genexpressie (cortisol, oestrogeen, progesteron)
- Peptidehormonen kunnen membraanreceptor binden en intracellulair signaal stimuleren ® verandering metabole flux (ver.
chemische structuur enzymen & activiteit verandert metabole flux)
- Steroïdhormonen bereiken kern door binding aan nucleaire receptoren en manipuleert translatie & mRNA-productie ® moet
eerst genoom modificeren, om dan enzym te modificeren dan metabole flux en dan pas functie = traag
- Fluxbepalende stap belangrijkste vorm regeling metabolisme = snelheidsbepalende stap ® instroom bepaald door fluxbepalend
enzym, ontstaat systeem van instroombeperking waarvan grootte afgestemd wordt op precieze behoefte van moment
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 EFT, 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 this summary from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller mettepeeters. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy this summary for R126,50. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
73918 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy summaries for 14 years now