Volledige samenvatting van partim 'metabolisme' binnen het vak 'biochemie' (revaki ugent), gegeven door prof. dr. Karolien De Bosscher. Zelf gemaakt, gebruikt, én geslaagd! Bekijk zeker ook de voordeelbundel voor alle samenvattingen van biochemie. Succes!
BIOCHEMIE: HET METABOLISME
DEFINITIE VAN METABOLISME
INLEIDING
Begrippen
Metabolisme = stofwisseling = samenspel van chemische reacties in levend organisme
Katabolisme: afbraak, energiewervend
Metabole paden
Anabolisme: opbouw, energievragend
Centrale doelstellingen
Aanmaak van voldoende energie voor levensfuncties
Bouwstenen verwerven om moleculen te vervangen / om te groeien
Opslaan van verworven energie
Betrokken biomoleculen
Koolhydraten = suikers: energie en structuur
Lipiden = vetten: energie en membranen
Proteïnen = eiwitten: aminozuurpolymeren en functionele biomoleculen
Nucleïnezuren en nucleotiden: dragen informatie
Energieverbruik (ATP = adenosinetrifosfaat)
Basaal metabolisme voor levensfuncties
60% van totale energie-uitgave
Hart, hersenen, lever en nieren
Mechanische arbeid, ionenpompen en chemische synthese
Energie voor spijsverteringsapparaat
Energie voor skeletspieren
Er komt meer energie vrij bij de verbranding van vetzuren t.o.v. suikers
Hoe meer gereduceerd voor de verbranding, hoe meer energie er uit te halen valt bij
de verbranding tot CO2: vetzuren kunnen meer gereduceerd worden (er kunnen
meer zuurstoffen aan geplakt worden)
Voordelen van metabolisme gecontroleerd door cel
Opdeling in kleine stappen => lagere activeringsenergie
Energiedragers: NADH en FADH2
Herhaling: enzymhoofdgroepen
OXIDOREDUCTASEN: katalyseren biologische redoxreacties
Dehydrogenasen
Substraatoxidatie/-reductie
Elektronenacceptoren/-donoren bv. NAD + en NADP+
Oxidasen: O2 als elektronenacceptor
TRANSFERASEN: brengen functionele groep van molecule (donor) naar ander (acceptor)
Kinasen: transfer van –PO32-
Hexokinasen: brengen groep van ATP naar hexose (meestal glucose)
HYDROLASEN: katalyseren hydrolytische splitsing in substraat
H2O als cosubstraat!
Katalyseren hydrolyse van volgende bindingen: C-O, C-S, C-N, O-P
Subgroepen
1
, HYDROLASEN WERKING
Esterasen Werken op verschillende esterbindingen
Carboxylesterhydrolasen Splitsen CO–OR
Fosfatasen:
fosfomonoësterasen
fosfodiësterasen…
Glycosidasen Suikeroligo/-polymeer als substraat
Glycosidasen:
N-glycosidasen
O-glycosidasen…
Peptidasen/proteasen Splitsen peptidenbindingen in peptide en eiwit
Serineprotease: chymotrypsine
Sulfhydrylproteasen…
LYASEN: splitsen binding tss. C-C, C-N, C-O… via eliminatiereactie => dubbele binding of ring
Decarboxylasen: verwijderen CO2
Dehydratasen: verwijderen H2O
Aldolasen: verwijderen aldehyde
Koolzuuranhydrase: omgekeerde gekatalyseerde additiereactie (synthase)
ISOMERASEN: katalyseren omleggingen in één substraat => isomeer als product
Racemasen: D-vorm → L-vorm
Epimerasen: R-vorm → S-vorm (en vice versa)
Cis-transisomerasen: cisisomeer → transisomeer
Mutase: bv. glucose 1-fosfaat → glucose 6-fosfaat
LIGASEN of SYNTHETASEN: katalyseren bindingen tussen reagensmoleculen
Vereist input van chemische energie
Bv. glutamine-synthetase: vorming glutamine uit glutamaat en NH 3
METABOLE PADEN EN METABOLE FLUX
Definities
Metabole weg: enzymatische reacties om stof A te converteren naar stof B kennen logisch
verband en vastliggende structuur
Metabole flux = hoeveelheid moleculen van een bepaalde metaboliet die per tijdseenheid
per celhoeveelheid langs een bepaald punt van het metabole pad passeert, beïnvloed door
Beschikbaarheid en mate van enzymen
Concentratieverschillen substraat/reactieproduct
Diffusieafstanden en toegankelijkheid van enzym tot substraat
Fluxbepalende stap = irreversibele stap, meestal in begin van metabole traject
=> vermijden van moleculaire ‘file’
Metabole fluxen: selectief geregeld door onafhankelijke regeling van sleutelenzymes
Fluxcontrole: afgestemd op behoeften van cel of van organisme in totaliteit
Genexpressie van fluxcontrolerende enzymen
Modificatie van enzymen op eiwitniveau
Toegankelijkheid van enzymen voor substraat
2
,Katabole wegen: een 4-fasenplan voor netto
energievrijstelling
1. Vertering van macromoleculen tot hun
oorspronkelijke bouwstenen via hydrolyse
Gebeurt extracellulair, behalve
glycogenolyse (glycogeen →
glucose): in cytosol
Nodig: hydrolasen
2. Omzetting van boutstenen tot acetyl-CoA
Glucose → pyruvaat (glycolyse)
→ Ac-CoA
Nodig: transaminasen
3. Oxidatie van Ac-CoA tot CO2 in Krebscyclus
Levering van energierijke elektronen door NADH en FADH 2
4. Oxidatieve fosforylering
Exclusief katabool
ATP-productie
Anabole wegen: energie-eisende processen
Processen die hierin aan bod komen
Gluconeogenese
Glycogeensynthese
Vetzuursynthese
Cholesterolsynthese
Aminozuursynthese
Nucleotidensynthese
Nodig
Bouwstenen
Van lichaamseigen moleculen
Via essentiële voedingsstoffen
Energie: ATP
Reducerend vermogen: toegeleverd via NADPH
(ontstaat tijdens oxidatieve fase van pentosefosfaatweg)
Amphibole reacties: betrokken bij zowel katabole als anabole paden (bv. Krebscyclus)
CELLULAIRE LOKALISATIES VAN METABOLE PADEN
Fluxbepalende enzymen = onderhevig aan regulatiemechanismen
Regeling van hoeveelheid enzymmoleculen per cel
Regeling van enzymatische activiteit
Regeling van toegankelijkheid
Via tijdenlijk ‘verstoppen’
Via compartimentalisatie: lipidemembranen als ‘grenswachters’ (Z.O.Z.)
3
, AANGEBOREN METABOLE ZIEKTEN
Metabole ziekten = zeldzame
aandoeningen door genetisch
defect aan enzymcoderend gen
Functioneel tekort door
mutatie (‘inborn error’)
=> wijziging in (regeling
van) flux
=> substraten stapelen
zich op + tekort aan
metabolieten
=> slechte
functionering of sterven van weefsels/organen
Metabole ziekten kunnen ook selectief voordeel bieden
Bv. dragers van allel voor familiale glucose-6-fosfaat dehydrogenasedeficiëntie zijn
beschermd tegen malaria
Voorbeelden van metabole ziektes
Galactosemie: galactosesuikerafbraak niet mogelijk
Metabool syndroom
4
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper emch. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €8,49. Je zit daarna nergens aan vast.
