HC11 - Koolhydraatmetabolisme

Question 1

Wat is glucostase?

Answer 1

De glucose homeostase in het bloed

Question 2

Wat is de gevoede situatie van een organisme (qua glucose)?

Answer 2

Glycogeen wordt opgeslagen in de lever en spieren, en TAG in het vetweefsel. De hersenen verbruiken glucose en breken het helemaal af tot CO₂ en water, en de rode bloedcellen breken het slechts af tot lactaat.

Question 3

Wat is de gevaste situatie van een organisme (qua glucose)?

Answer 3

Question 4

Overzicht gluconeogenese

Answer 4

Question 5

Hoeveel ATP kost het om glucose te maken uit lactaat? En hoeveel levert de glycolyse dan op? Is er winst of verlies en hoe wordt dit gecompenseerd?

Answer 5

Het kost 6 ATP, levert 2 ATP op, dus er is verlies. Dit wordt betaald door de vetzuuroxidatie

Question 6

Wat is het verschil tussen de glycogeen opslag en de vet opslag?

Answer 6

De glycogeen opslag is beperkt, en de vet opslag is (bijna) onbeperkt

Question 7

Waaruit bestaat glycogeen?

Answer 7

Uit allemaal glucose moleculen die aan elkaar vastzitten met α 1,4- en α 1,6-glucosidische bindingen. Het is dus een vertakt polymeer van glucose-residuen

Question 8

Hoe wordt glycogeen afgebroken?

Answer 8

D.m.v. het enzym glycogeenfosforylase

Question 9

Hoe wordt de vertakking van een glycogeen molecuul afgebroken?

Answer 9

Question 10

Hoe wordt glycogeen opgebouwd?

Answer 10

Question 11

Hoe wordt glucose 1-fosfaat geactiveerd?

Answer 11

Question 12

Hoe wordt UDP-glucose gebruikt om glycogeen te verlengen?

Answer 12

Question 13

Hoe wordt een α-1,6-binding gemaakt bij glycogeen?

Answer 13

Question 14

Wat is het voordeel van vertakkingen bij glycogeen?

Answer 14

Je kan het heel snel afbreken, doordat er veel meer uiteindes zijn

Question 15

Waarom is de glycogeen voorraad in spieren alleen voor de eigen energiebehoefte (dus alleen in de spier zelf)?

Answer 15

Je kunt daar geen glucose uit vrijmaken omdat het geen glucose 6 fosfatase heeft.

Question 16

Wat wordt er gemaakt in het pentose-fosfaat-pad?

Answer 16

In het PPP wordt ribose-5-fosfaat gemaakt, wat wordt gebruikt in DNA en RNA, en ondertussen wordt ook NADPH gemaakt

Question 17

Waar is de NADPH voor nodig die in het pentose fosfaat pad gemaakt worden?

Answer 17

Het bevat de reducing power, de elektronen, om macromoleculen te maken.

Question 18

Hoe kan het dat de elektronen van NADPH niet in de ademhalingsketen worden gebruikt en de elektronen van NADH niet voor biosynthese worden gebruikt, maar andersom wel?

Answer 18

NAD wordt niet herkend op complex 1, ookal mist het slechts 1 fosfaat groep

Question 19

Wat zijn de twee fasen van het PPP?

Answer 19

Question 20

Wat is de reactie van de eerste fase van het PPP?

Answer 20

Question 21

Wat is de reactie van de tweede fase van het PPP

Answer 21

Question 22

Hoe wordt het PPP gereguleerd?

Answer 22

Question 23

Welk model volgt een cel die zowel NADPH als ribose-5-P nodig heeft?

Answer 23

Model 2, dit zou een sneldelende cel kunnen zijn

Question 24

Welk model volgt een cel die veel NADP nodig heeft?

Answer 24

Model 4, een cel die veel vetzuursynthese doet maar niet deelt, bijv een levercel

Question 25

Welk model volgt een cel die veel ribose-5-P nodig heeft?

Answer 25

Model 1

Question 26

Waar is NADPH een bron van?

Answer 26

Van reducing power in alle organismen

Question 27

Wat ontstaat er uit het PPP uit 1 molecuul glucose?

Answer 27

2 moleculen NADPH + H⁺ en 1 molecuul ribose 5-fosfaat

Question 28

Wat is de link tussen het PPP en de glycolyse?

Answer 28

Ribose 5-fosfaat dat niet gebruikt wordt voor de vorming van nucleotiden, wordt via een ingewikkeld reactieschema omgezet in intermediairen van de glycolyse in de niet-oxidatieve fase van het PPP. Uit 3 moleculen ribose 5-fosfaat worden 2 moleculen fructose 6-fosfaat en 1 molecuul glyceraldehyde 3-fosfaat gevormd.

Question 29

Leg model 1 uit

Answer 29

Bij model 1 is de behoefte voor ribose 5-fosfaat groter dan de behoefte voor NADPH. Dit komt bijvoorbeeld voor in cellen die heel snel moeten delen (aangezien R5P nodig is voor de synthese van nucleotide precursors van DNA)

Question 30

Leg model 2 uit

Answer 30

Bij model 2 is de behoefte voor NADPH even groot als voor ribose 5-fosfaat.

Question 31

Leg model 4 uit

Answer 31

Bij model 4 is er een behoefte voor NADPH en ATP. Ribulose 5-fosfaat kan dan omgezet worden in pyruvaat om ATP te vormen.

Question 32

Waarvoor wordt de afbraak van glucose gereguleerd?

Answer 32

De glycolyse heeft een tweeledige functie, te weten: productie van ATP èn het aanleveren van bouwstenen voor de synthese van andere stoffen. De snelheid van glucose-afbraak via de glycolyse is gereguleerd, d.w.z. is aangepast aan de behoefte van de cel aan ATP of aan bouwstenen voor de vorming van bijv. bepaalde aminozuren. De regulering van de snelheid van de afbraak van glucose vindt voornamelijk plaats door fosfofructokinase, maar daarnaast spelen ook hexokinase en pyruvaatkinase een rol.

Question 33

Hoe komt het dat glycolyse en gluconeogenese niet gelijktijdig plaatsvinden?

Answer 33

De activiteiten van de cruciale enzymen van beide pathways worden gereguleerd op een zodanige manier dat beide processen niet tegelijkertijd op kunnen treden. De snelheid van de glycolyse wordt ook bepaald door de hoeveelheid glucose die aanwezig is, terwijl anderzijds de snelheid van de gluconeogenese afhankelijk is van de hoeveelheid glucogene precursors.

Question 34

Hoe wordt de glycolyse in de spier gereguleerd?

Answer 34

Door feedback inhibition. Fosfofructokinase (PFK), dat F-6-P omzet in F-1,6-BP, is het belangrijkste regelpunt van de glycolyse. Het PFK-isoenzym dat in de spier aanwezig is, wordt geremd als [ATP] in de spier hoog is. Als [ATP] laag is, wordt [AMP] in de cel hoog en dat heft de remming door ATP op, waardoor de activiteit van PFK toeneemt. Op deze manier wordt de snelheid van de glycolyse aangepast aan het energieverbruik van de spiercel.

Question 35

Hoe wordt het eerste enzym van de glycolyse, hexokinase, geremd?

Answer 35

Door zijn product, glucose 6-fosfaat

Question 36

Wat gebeurt er als de snelheid van de glycolyse geremd wordt door inhibitie van PFK?

Answer 36

Dan hoopt F-6-P en G-6-P op, waardoor de instroom van glucose in de glycolyse dus geremd wordt.

Question 37

Hoe werkt de regulering van de glycolyse in spiercellen?

Answer 37

Question 38

Waar reageert de snelheid van de glycolyse op in de lever?

Answer 38

Op veranderingen in dehoeveelheid glucose in het bloed (voedselopname). Dit wordt ook hormonaal gereguleerd (Insuline/ Glucagon).

Question 39

Hoe wordt de glycolyse in de lever gereguleerd.

Answer 39

Net zoals in de spier wordt in de lever de PFK geremd. PFK in de lever wordt geremd door citraat, het eerste intermediair van de citroenzuurcyclus. Een hoog niveau aan citraat in het cytosol geeft aan dat er een overvloed aan biosynthetische precursors is en dat het dus niet nodig is om meer glucose voor dit doel af te breken.

Question 40

Hoe is de interconversie van fosfoenolpyruvaat en pyruvaat gereguleerd?

Answer 40

Het enzym pyruvaat kinase in de lever wordt geremd door hoge niveau’s aan ATP en alanine, een signaal dat er genoeg energie is en dat er voldoende bouwstoffen voor biosyntheses zijn. Pyruvaatkinase reguleert mede de snelheid van de glycolyse (op aangeven van fosfofructokinase), omdat dit enzym gestimuleerd wordt door fructose 1,6-bisfosfaat. Dit leidt dus tot “feed-forward stimulation”.

Question 41

Hoe worden pyruvaat carboxylase en fosfoenolpyruvaat carboxykinase gereguleerd?

Answer 41

Aan de andere kant wordt pyruvaat carboxylase, dat de eerste stap van gluconeogenese uit pyruvaat katalyseert, geactiveerd door acetyl-CoA en geremd door ADP. Verder wordt fosfoenolpyruvaat carboxykinase geremd door ADP.

Question 42

Overzicht regulering glycolyse en gluconeogenese

Answer 42