Energetische omzettingen Flashcards
metabole processen
anabolisme
= assimilatie
= grote stoffen aanmaken
= energie eisend (bindingsenrgie & entropie)
= endergonisch
katabolisme
= dissimilatie
= grote stoffen afbreken
= energie leverend
= exergonisch
-> processes voor stoffen in een bruikbare manier te bekomen
vormen van energie bemachtiging
- fotosynthese
lichtenergie + bladgroenkorrels = glucose - chemosynthese = katabool
-> chemische moleculen met opgeslagen energie afbreken om energie vrij te maken
1) anaerobe dissimilatie = onvolledige afbraak bij onvoldoende O2
2) aerobe dissimilatie= volledige afbraak bij voldoende O2
systemen anaerobe dissimilatie
- alachtisch systeem
= creatinefosfaatsysteem - lactisch systeem
= koolhydraat-lactaat
enkel mitoch bij vorming creatine fosfaat
alachtisch systeem
creatine molecule
-> fosforyleren door creatinekinasen
= fosfocreatine = creatinefosfaat = CP = PCr
= snel & mobiliseerbare reserve
-> hoge concentratie skeletspieren & hersenen
= in mito
anaeroob:
CP - Pi + ADP <=> creatine + ATP
= in intermembramaire ruimte
-> eerste 2-7 seconden inspanning
of overtollig ATP tijdens lage inspanning
= buffer voor ATP-concentratie
creatinekinase = versnellen fosforylatie creatine
- CK-MB: skeletspieren
- MB: hersenen
–> hogere aanwezigheid in bloed = weefsel schade = diagnose hartinfarct
glycolyse
= begin lactisch-anaeroob syteem & aerobe dissimilatie
glucose C6H12O6
- activeren glucose = begin glycolyse
glucose C6 + 2ATP + 2NAD+ -> 2PGAL -> 1 pyruvaat C3 + 4ATP + 2NADH
-> activeringsenergie - geen zuurstof in reatie: in elke soort cel mogelijk
- in het cytoplasma
ATP/ADP systeem
adenosine mono/di/tri fostaat = AMP/ADP/ATP
ADP + Pi + E <=> ATP + H20
naar recht = assimilatie = fosforylatie = energie nodig
naar links = dissimilatie = hydrolytisch verbreken = energie vrij
-> 30,5 kJ/mol
gebruik ATP
- universeel betaalmiddel
- ATP-hydrolyse gekoppeld met endergonische reacties om deze te laten doorgaan
- samentrekking spieren
- geleiden zenuwimpulsen
- vervoeren stoffen
NAD+/NADH systeen
NAD = nicotinamide-adenine-dinucleotide
= co-enzym
= elektronacceptor
= dinucleotide: 2 nucleotiden verbonden via fosfaatgroep
-> nucleotide x adeninebase & nucleotide x nicotinamine
geoxideerde/gereduceerde vorm
NAD+ + 2e-/NADH
-> weinig voorraad = snelle omwisseling
aerobe dissimilatie: NADH -> O2
anaerobe dissimilatie: NADH -> lactaat
FAD/FADH2-systeem
FAD = flavine-adenine-dinucleotide
= redox-cofactor
= prothetische groep op flavoproteïne
= niet-proteïne covalent op eiwit
flavoproteïne = eiwit dat flavine deel bevat
- flavine-mononucleotide FMN
- flavine-adenine-dinucleotide = FAD
lactisch-anaerobe systeem
1) glycolyse
glucose C6 + 2ATP + 2NAD+ -> 2PGAL -> 2 pyruvaat C3 + 4ATP + 2NADH
2) lactaatvorming
2 pyruvaat + 2 NADH + 2H+ -> 2 lactaat + 2 NAD+ + ATP
-> omgekeerde reactie door lactaatdehydrogenase
heengaande reactie > omgekeerde reactie = verzuring
nettovorming ATP
theoretisch: 3 = 6% rendement
praktijk: lager want H+ komt vrij = Ph-daling = minder goede werking enzymen
-> bij sporters efficienter
-> na lang hoge inspanning minder efficient
lactaat = melkzuur
-> wordt na lange hoge inspanningen weggewerkt
= diepere & ademhaling
= zuurstfschuld
fasen anaerobe dissimilatie
bij voldoende O2
1) glycolyse
anaerobe gedeelte = cellulaire respiratie
2) decarboxylering
3) citroenzuurcyclus
4) ETS
decarboxylering
= stap 2 aerobe dissimilatie
= aerobe oxidatie pyruvaat
2 pyruvaat + 2CoA + 2NAD+ <=> 2acetyl-CoA + 2CO2 + 2NADH
acetyl-CoA = gectiveerde vorm acetaat C2 + co-enzym A
C6 glucose
= 2 C3 pyruvaat
= 2 C2 acetyl-CoA + 2 CO2
citroenzuurcyclus
= stap 3 aerobe dissimilatie
-> in matrix mitochondrion = enzymen
acetyl-CoA C2 + oxaalazijnzuur C4
= citroenzuur
-> citroenzuur/Krebs-cylcus
-> serie reacties
tussenvorm = A-ketoglutaraat
eindproduct = oxaalazijnzuur
= opnieuw citroenzuur-cyclus
citroenzuur -> oxaalazijnzuur + ATP + 2CO2 + H2O+ 3 NADH + FADH2 (8e-)
per glucose molecule
2citroenzuur -> 2oxaalazijnzuur + 2ATP + 4CO2 + 2H2O+ 6 NADH + 2FADH2
ETS
= stap 4 aerobe dissimilatie
complex 1-4
= protonen van matrix naar intermembranaire ruimte
= elektrochemische gradient
complex 5
= potentiële energie omzetten in chemische energie
= oxidatieve fosforylatie
O2- + 2 NADH + 2 H+ -> 2 H2O + 2 NAD+
-> vrijkomen e-
= 3 ATP per NADH
O2- + 2 FADH2 + 2 H+ -> 2H2O + 2 FAD
-> vrijkomen e-
= 2 ATP per FADH
oorsprong ATP aerobe dissimilatie
1 glucose
gylcolyse: 2 ATP
krebs-cyclus: 2 ATP
- 2 x NADH glycolyse = 6 ATP
- 2 x NADH acetylvorming = 6 ATP
- 6 x NADH krebs-cyclus = 18 ATP
- 2 x FADH2 krebs-cyclus = 4 ATP
ETS: 34 ATP
-> Totaal 38 ATP
praktijk gem. 37
-> rendement = 38%
energie voorziening van vetten
koolhydraten C6
-> vetten C 16-18 + dubbele bindingen
= 2x energie
- langer voor begin
- trager
- enkel aeroob
vetten
-> hydrolyse
= glycerol + PGAL
- glycerol -> PGAL
-> PGAL = deel v/d glycolyse - vetzuren -> 2C-fragmenten
= B-oxitatie
1) acyl-CoA
2) acetyl-CoA
3) in krebs-cyclus
energievoorziening van eiwitten
- hydroluse aminozuren
= aminogroep afgekoppel
-> ammoniak afvoeren
-> afh v AZ: pyruvaat of acetyl-CoA vorming - glyconeogenese
enkel mogelijk voor eiwitten
BCAA’s = branched chain amino acids - valine
- leucine
- isoleucine
1) aminogroep afstaan
2) aminogroep op A-ketoglutanaat = tussenproduct krebs-cyclus
-> transaminatie
3) glutamaat
3) opnieuw met eerder welk AZ
4) glutamine
5) omzetting in lever
6) glucose
mitochondrion & energie vooziening
cytosol: glycolyse & creatinefosfaatsysteem
intermembranaire ruimte: vorming creatinefosfaat & protonen gradient
binnenste membraan (cristae) = ETP-complexen
matrix: (enzymen) krebs-cyclus
complex 1 ETS
= 1e toegangspoort
- coënzyme Q10 = ubichinon 10
–> NADH + H+ + Q10 -> NAD+ + QH2(=ubichinol)
= overdracht 2e- & 2H+
NAD= nicotinamide-adenine-dinucleotide - QH2 naar complex 3 langs binnenste membraam
complex 2 ETS
= enige membraangebonden eiwit van Krebs-cyclus
= 2e toegangspoort
- katalysator:
succinaat + FAD -> oxidatie -> furamaat + FADH2
= overdracht 2e- & 2H+
FAD= flavine-adeninedinucleotide - overdracht
e- FADH2 -> Q10 = vorming ubichinon
= diffusie naar complex 3
= protonengradiënt vormen
complex 3 ETS
= Q-cyclus ubichinol
= 2x2H+ matrix -> cisternae
= 2x cytochroom c1 -> reductie -> cytochroom c
-> bewegen naar complex 4
= protonengradiënt vormen
complex 4 ETS
- Q met 2e- verdelen over 2 cytochroom c
- cytochroom c: 4e- aan koper- & heemgroepen geven
- koper- & heem-groepen: e- opvagen & doorgeven aan O2
= O2 omgezet in O2- = zuurstof radicalen = ROS = reactive oxygen spicies
H20 + 4e- <=> reductie 4H+ + 2O-
= 4H+ van matrix -> cisternae
–> afstelling complex 4 & 5 belangerijk voor verhouding ROS
= protonengradiënt vormen
reacties complexen ETS
- complex I
- NADH + Q10 + H+ -> NAD+ + QH2 - complex II
- succinaat + FAD -> furamaat + FADH2
- FADH2 + Q10 -> FAD + QH2 - complex III
- QH2 + 2 cytochroom C1 -> Q10 + 2 cytochroom C (reductie met 1)
= 4xH+ naar intermembranaire ruimte - complex IV
- 4 x cytochroom C -> 4e- -> heem&kopergroepen
- H20 + heem&kopergroepen -> heem&kopergroepen + 4H+ + 2O2- - complex V
- O2- + 2NADH + 2H+ -> 2NAD+ + H2O + 6ATP
- O2- + 2FADH2 -> FAD + H2O + 4ATP
reacties anaeroob
1) alactisch
anabool: creatine + ATP + creatinekinase (CK)MB <=> creatinefosfaat + ADP
katabool: creatinefosfaat + ADP <=> creatine + ATP
2) lachtisch
glycolyse: glucose + 2 ATP + 2 NAD+ <=> 2 pyruvaat + 4 ATP + 2NADH
lactaatvorming: 2 pyruvaat + 2NADH + 2H+ <=> 2 lactaat + ATP + 2NAD+
-> teruggaande reactie = lactaatdehydrogenase
reacties aeroob
1) glycolyse
glucose + 2 ATP + 2 NAD+ <=> 2 pyruvaat + 4 ATP + 2NADH
2) decarboxylering
2 pyruvaat + CoA + 2NAD+ <=> 2 AcetylCoA + 2CO2 + 2NADH
3) carboncyclus
2 acetyl-CoA + 2 oxaal azijnzuur <=> 2 citroenzuur
2 citroenzuur <=> 2 oxaalazijnzuur + 4CO2 + 2H2O + 6NADH + 2FADH2
