Hoofdstuk 8: Metabolisme: basisconcepten en structuur
Overzicht metabolisme
Cel heeft energie nodig voor processen zoals mechanische arbeid, actief transport, synthese van
biomoleculen … energie productie:
Fototrofen: gebruiken energie van zonlicht om biomoleculen te synthetiseren
CO2 + H2O CH2O + O2
Chemotrofen: halen energie uit de afbraak van voedingsstoffen uit de omgeving
CH2O + O2 CO2 + H2O
Metabolisme = katabolisme (energie komt vrij) + anabolisme (energie nodig)
3 fasen katabolisme:
1. Afbraak biomoleculen in bouwstenen (vb. poysacchariden naar individuele
suikers)
2. Afbraak bouwstenen tot kleinere intermediaire moleculen
3. Afbraak tot CO2, H2O en NH3 + vorming van energie
vertrekken apart maar convergeren naar dezelfde afbraak producten
Thermodynamisch ongunstige reacties kunnen gedreven worden door thermodynamisch gunstige
reacties: metabole weg moet in totaal thermodynamisch gunstig zijn alle ΔG’s opgeteld moet
negatief zijn om pathway te laten doorgaan = additieregel
Energie transfer
Energie die vrijkomt via katabolisme moet efficiënt worden getransfereerd via ATP en
oxidatiereacties
ATP:
Komt nooit vrij voor in de cel maar als complex met Mg2+ of Mn2+
Energierijk molecule: trifosfaat bevat 2 fosfo-anhydride bindingen
Grote hoeveelheid energie komt vrij als ATP en wordt gehydrolyseerd
ATP + H2O ADP + Pi (ΔG0’ = -30,5 kJ/mol)
ATP + H2O AMP + PPi (ΔG0’ = -45,6 kJ/mol)
Werkelijke ΔG van ATP hydrolyse afhankelijk van pH, Mg2+/Mn2+ concentratie, verhouding
ATP/ADP
Gebruik andere nucleotiden: GTP, UTP, CTP
ATP hydrolyse drijft metabolisme door evenwicht te verschuiven van gekoppelde reacties
Vb.
= additieregel
, Structurele basis van hoge transfer potentiaal van ATP:
Fosfaat transfer potentiaal = neiging van molecule om fosfaatgroep af te geven
ATP + H2O ADP + Pi (ΔG0’ = -30,5 kJ/mol)
Glycerol 3P + H2O glycerol + Pi (ΔG0’ = -9,2kJ/mol)
Glycerol 3P heeft fosfo-anhydridebinding dus kan hydrolyseerd worden naar glycerol, maar
ΔG0 minder negatief dus geeft minder graag af aan water ATP heeft hogere fosfaattranser
potentiaal
Waarom komt er zo veel energie vrij?
1. Resonantie stabilisatie
ATP: 16 resonantie canonieken
ADP/Pi: 18 resonantie canonieken
4 negatieve ladingen worden verspreid
2. Elektrostatische repulsie
trifosfaat van ATP: 4 negatieve ladingen dicht bij elkaar, ADP: 3 negatieve ladingen
dicht bij elkaar -> negatieve ladingen gaan elkaar afstoten = elektrostatische repulsie
3. Solvatatie
Water bindt beter aan ADP en Pi dan aan ATP -> samen beter oplosbaar in water
4. Stijging in entropie
Entropie ATP lager dan entropie ADP + Pi
Fosfaat transfer potentiaal is belangrijke vorm van cellulaire energie transformatie:
- PEP: kan fosfaatgroep transfereren naar ADP
- Creatine fosfaat: batterij van energie voor spierweefsel
- 1,3BPG: intermediair in glycolyse
Hebben hogere fosfaat transfer potentiaal dan ATP (dus negatievere ΔG0)
Spierinspanning:
ATP is binnen paar seconde opgebruikt, creatine fosfaat ook ->
geen ATP meer genereren afbraak van voeding door aerobe
of anaerobe metabolisme
Oxidatie van koolstofbrandstof is belangrijke bron van
cellulaire energie:
Aërobe organismen: laatste elektronen acceptor in elektronen transport keten = O2 en
oxidatie product = CO2
Graad van oxidatie afhankelijk van oxidatiegetal: hoe meer gereduceerd C atoom, hoe meer
exergonisch de reactie, hoe meer energie er gevormd kan worden
Koolstofatomen van vetzuur meer gereduceerd dan die van suiker -> meer energie
Substraat oxidatie is energiebron (vetzuren, suikers), ATP is enkel energie transfer systeem
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur lottehulselmans. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €7,16. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
