Resume
Samenvatting Metabolisme en metabole regeling
- Établissement
- Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven)
Metabolisme en metabole regeling
[Montrer plus]
1 vérifier
Par: jasonvilla4 • 1 année de cela
Aperçu du contenu
Metabolisme en metabole regeling – 1 e bach farmaceutische wetenschappen 2016-2017HFDTS 1: BIO-ENERGETICA
1. Energetische logica van het leven: Energieproductie en consumptie in het
metabolisme
1.1 Energie is nodig in de cel om
Informatie op te slaan en tot expressie te brengen
Biosynthetische reacties
Beweging van de cel of in de cel
Onevenwicht met buitenwereld onderhouden
1.2 Levende organismen zijn nooit in evenwicht met hun omgeving
Concentraties van moleculen en ionen
Dynamische steady state (bv. hemoglobine in bloed constant opgenomen en
gesynthetiseerd, maar ook constant afgebroken)
1.3 Organismen: open systemen die E en materie uit de omgeving
transformeren
Geïsoleerd systeem: Geen E of materie uitwisselen
Gesloten systeem: Enkel E uitwisselen met omgeving
Open systeem: E en materie met omgeving uitwisselen
Chemische brandstoffen opnemen + oxidatie tot E
OF energie uit zonlicht absorberen
Deze E omzetten naar arbeid of afgeven aan omgeving dmv warmte
Eindmoleculen vrijstellen die minder georganiseerd zijn (S stijgt)
Gestegen orde in systeem door complexe macromoleculen (S daalt)
Tijdens E-omzetting stijgt wanorde van het systeem en omgeving
+ daalt potentiële E van de complexe voedingsmoleculen
1.4 Fotosynthese en respiratie
Fotosynthetische organismen: lichtenergie gebruiken om elektronen van water
naar CO2 door te geven Vorming energierijke producten (zetmeel, sucrose) +
vrijstelling CO2 in atmosfeer
Niet-fotosynthetische organismen: Oxideren van de energierijke FS-producten
Elektronen doorgeven aan O2 door elektronenflow
1.5 Flow van elektronen voorziet in de energie van organismen
Wanneer molecule een elektron oppikt, pikt het vaak tegelijk een proton op
Netto effect: Waterstofatoom aan het molecule toegevoegd
= Hydrogeneringsreactie/reductie <-> Dehydrogenering/ oxidatie
‘Bergafwaartse’ flow elektronen (hogere naar lagere elektrochem potentiaal
(analoog aan elektronenflow in een door batterijen aangedreven circuit)
= Stapsgewijze oxidatie
Enzymkatalysatoren zorgen voor meename van moleculen langs reeks van
reacties die zelden bestaan uit directe toevoeging van O2
1
,Metabolisme en metabole regeling – 1 e bach farmaceutische wetenschappen 2016-2017
1.6 Energetische koppeling verbindt reacties met elkaar
Vrije energie G: Hoeveelheid energie, effectief beschikbaar voor arbeid
Energie vrijstellen (exergoon) drijft energievragende reactie (endergoon)
Chemische reacties reageren in gesloten systeem tot evenwicht
1.7 E tijdelijk opgeslagen in geactiveerde carrièrs (ATP, NADH)
Klein, diffunderen snel doorheen de cel
Stockeren E als gemakkelijk transfereerbare groep of hoge-E elektronen
- Bron van chemische groepen en bron van E
Vorming geactiveerde carrièrs wordt gekoppeld aan E gunstige reactie
- E die vrijkomt wanneer glucose wordt geoxideerd gecapteerd
- Directe verbranding van CO2 tot H2O gebeurt niet, wel in stappen waarbij
E wordt gecapteerd Pot E voor chemische arbeid
1.8 Enzymen bevorderen ketens van reacties
Activeringsbarrière door de TT (hogere vrije E dan reagens en product)
Biokatalysten die snelheid reactie verhogen zonder verbruikt te worden (verlagen
E-barrière)
Activeringsenergie zou in principe door warmte geleverd kunnen worden, maar dit
gaat niet in het lichaam (cellulaire comp denatureren)
Actieve site waarop substraat zal binden
Maken gebruik van bindingseffecten
- 2 reagentia binden op stereospecifieke manier aan oppervlak zodat wss om
te reageren vergroot wordt (nabijheids- en oriëntatie-effecten)
- Reagentie ondergaan veranderingen in moleculaire vorm (richting de TT),
waardoor activeringsE verlaagd wordt
Metabole katalysten zijn (met uitzonderingen) eiwitten (1 spec reactie kat)
Veelvoud enzymen + specificiteit en regelbaarheid E-barrière verlagen
Enzymen zorgen voor scheppen van orde in vele mogelijke richtingen waarin
moleculen potentieel kunnen reageren Pathways
- Katabole pathways: Degraderen voedingsstoffen tot E in bruikbare vorm
- Anabole pathways: Kleine bouwstenen tot groter/complexere moleculen
TESAMEN: Metabolisme, ATP voornaamste link tussen anabool en katabool
1.9 Metabolisme wordt geregeld om balans en zuinigheid te bevorderen
Bv: synthese isoleucine Concentratie stijgt Negatieve feedback
Cel regelt synthese van katalysten via beïnvloeding van genexpressie
2. Thermodynamische basisprincipes der bio-energetica
Bv: Spierinspaning: Glycogeen lactaat <-> Rustperiode: Lactaat glycogeen
Geen exacte omkering, door thermodynamica
2
,Metabolisme en metabole regeling – 1 e bach farmaceutische wetenschappen 2016-2017
2.1 Thermodynamische situering van het leven
Cellen creëren en handhaven orde in universum van toenemende wanorde
Aanhoudende stroom van reacties nodig (=Biosynthese) (E, atomen, enzymes)
2.2 Tweede wet van thermodynamica en biologische orde
= Wanorde van universum of elk geïsoleerd systeem daarbinnen kan enkel toenemen
= Systemen zullen spontaan veranderen naar meest waarschijnlijke (= meest
wanordelijke) schikkingen
= Systemen zullen spontaan evolueren naar die schikking met de grootste entropie
Levende cellen scheppen orde door te groeien en complexe organismen te vormen
Hierbij komt warmte vrij Entropie omgeving stijgt (moleculen bewegen meer)
Totale entropie stijgt!
Niet nuttig in biologische context (open systeem): Zowel E-veranderingen als
entropieveranderingen treden op en bepalen beide richting van een
thermodynamisch gunstig proces
2.3 Eerste wet van thermodynamica en biologische energieomzettingen
= Energie kan wel van de ene vorm naar de andere worden omgezet, maar niet worden
geschapen of vernietigd
E-‘productie’ in mitochondriën is dus eigenlijk E-omzettingen
2.4 Gibbs vrije energie
G=H-TS DeltaG = DeltaG(prod) – DeltaG(reagens)
S: warmte-inhoud van een stof, reflecteert de aard en het aantal van bindingen
= Wanorde
G: Energie beschikbaar voor verrichten van arbeid (mechanisch of chemisch)
- E zit in vibraties, rotaties en translaties + E opgeslagen in bindingen
- Spontane processen: DeltaG < 0 (daling in E beschikbaar voor arbeid)
Samenspel van enthalptie en entropie Balans van beiden in rekening brengen
Bv: Knalgasreactie: H2O gevormd (ordelijker), maar heel negatieve DeltaH
Reacties kunnen op 2 manieren wanorde veroorzaken
- Veranderingen in bindingsenergie Warmte vrijstellen
- Orde afnemen, bv. door lange keten af te breken of interactie afbreken die
bindingsrotatie hinderde
We kunnen enkel de verandering in G kennen, G is een toestandsfunctie
Spontaniteit of energetische gunstigheid heeft niets met snelheid te maken
Enzymen kunnen reactie versnellen, maar de DeltaG0 niet veranderen
Entropie van een open systeem kan dalen (bv. levende organismen)
3
, Metabolisme en metabole regeling – 1 e bach farmaceutische wetenschappen 2016-2017
2.5 DeltaG stat in rechtstreeks verband met K van een reactie
A B : A/B wordt groter of B/A wordt kleiner G meer negatief
DeltaG= 0 bij evenwicht K=1
Als enzym EA voor A B verlaagt, verlaagt ze de EA voor B A evenveel
Evenveel versneld
Enzymen doen dus niets aan de ligging van het evenwicht!
Concentratie-onafhankelijke component DeltaG0, afh van intrinsiek karakter van
reagerende moleculen
0 [ B]
∆ G=∆ G +0.616 ln
[A]
2.6 DeltaG’s zijn additief
Reactie1+ reactie 2 = reactie 3 DG1 + DG2 = DG3
K1*K2 = K3
Energetisch ongunstige reacties worden zo gekoppeld aan de energetisch gunstige
hydrolyse van ATP
2.7 Hoge E bindingen
Bv: Hydrolyse, waarbij cov binding wordt gesplitst door toevoeging van water
- DeltaG wordt bindingsenergie genoemd
- Binding met hoge bindingsenergie (Hoge energiebinding) is een binding
met een sterk negatieve DeltaG0 (E zeer gunstig)
Grens tussen energierijk en –arm liggen bij die DeltaG die men bij een koppeling
van reacties nodig heeft om de gekoppelde reactie te kunnen laten doorgaan
(meestal min. 7 kcal/mol nodig om door te kunnen gaan)
2.8 Cellen hebben bronnen van vrije E nodig
Isothermische systemen
Energie bekomen uit voedselmoleculen of zonnestraling Transformatie tot ATP
en andere energierijke verbindingen
3. Fosforylgroep transfers en ATP
3.1 Wat doet ATP
ATP: link tussen E-productie (katabool) en E-verbruik (anabool)
Gebruiken E om uit ADP en Pi ATP te maken
ATP geeft chemische E aan endergone processen
Covalente deelname van ATP aan de reactie ATP zal gehydrolyseerd worden tot
ADP en Pi of AMP en 2Pi
Geven van E door ATP stelt een groepstransfer voor, niet gewoon hydrolyse
4
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 saradriesen. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €7,49. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
80796 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans