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
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 lottehulselmans. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €7,16. Je zit daarna nergens aan vast.
