Samenvatting Microbiologie DT2 (deel 2)

Microbiologie DT2 Samenvatting HC13
Metabolisme: de totale chemische reacties in de cel. Wordt onderverdeeld in;
Catabolisme: de reacties die energie opleveren (fueling reactions), reacties die betrokken
zijn bij energie opslag, reacties waarbij elektronen vrijkomen en er worden ook bouwstenen
voor biosynthese gemaakt.
Anabolisme: kost vaak energie (wat afkomstig is van catabole reacties), bij anabole reacties
worden complexe moleculen gemaakt.
-Microbiële cellen hebben eigen metabolisme. Energie is nodig voor; Chemisch werk
(synthese van complexe moleculen), Transport (opname van nutriënten en eliminatie van
afval, behoud van ionbalans) en mechanisch werk (cel beweegbaarheid en verplaatsing).

Evenwichtsreacties
Exergene reacties: energie komt vrij bij reactie, reactie verloopt spontaan
Endergene reacties: kost energie, reactie verloopt niet spontaan.

Rol van ATP in metabolisme
ATP is een belangrijk molecuul (is soort energievaluta).
ATP bevat 3 fosfaatgroepen, deze zijn verbonden door
energierijke verbindingen. Bij het verbreken van de
fosfaatverbinding/groep komt energie vrij; heeft hoge
fosfaat transfer potentiaal (ATP staat gemakkelijk fosfaat
af).
Substraat level fosforylatie
Andere moleculen die hogere fosfaat transfer potentiaal hebben dan ATP (zoals PEP) worden
gebruikt als bron voor fosfaat groep (om van ADP weer ATP te maken).
De exergene afbraak van high-energy ATP
wordt gekoppeld aan de endergene
reactie waardoor deze meer favourable
worden. Dus de exergene afbraak van ATP
tot ADP levert energie die nodig is voor
het verloopt van een endergene reactie


Rol van redox reacties
Veel metabole processen verlopen via redox reactie. Elektronendragers worden gebruikt om
elektronen over te dragen van een elektrondonor naar elektron acceptor (tussen de 2 half
reacties). Bij elektronenoverdracht resulteert in vrijkomen van energie, dit kan gebruikt
worde voor formatie van ATP. Hoe meer elektronen een molecuul heeft, hoe energierijker
het is (glucose kan tot 24 elektronen doneren, is dus goede E-bron). Redox reactie bestaat
uit 2 half-reacties:
1 reactie is de elektron donerende reactie (oxidizing reaction); K à K+ + e-
1 reactie is de elektron accepterende reactie (reducing): F2 + 2 e- à 2 F-
Wordt samen een conjugate redox pair genoemd: acceptor + ne- <-> donor.
Standaard Redox potentiaal (‘E0): is evenwichtsconstante voor redox reactie. Meer
negatieve ‘E0 is betere elektron donor, meer positieve is betere acceptor. Hoe groter het
verschil is tussen E0 van donor en acceptor, des te meer negatief de DGo´, des te meer
energie vrijkomt.


1

, Elektronen transport keten (ETC)
Is een set van opeenvolgende redox reacties. De elektronen carriers zijn georganiseerd in de
ETC waarbij de elektronen steeds worden overgedragen aan een nieuwe carrier, hierdoor
komt energie in stapjes vrij; hierdoor kan elke stap gereguleerd worden en per stap kan
energie opgeslagen worden. 1e elektron carrier heeft de meest negatieve E0, elke volgende
is net iets minder negatief. Bij overdracht van elektronen op volgende carrier komt energie
vrij (wat gebruikt kan worden om ATP te maken). Carriers sturen elektronen (d.m.v.
spontane overdrachten) door naar eindpunt van ETC.

Elektron carriers: Zijn gelokaliseerd in plasmamembraan van chemoorganotrofen in
bacteriën en archaea (in eukaryoten in membraan mitochondriën). Voorbeelden van carriers
zijn NAD, DADP en FAD.


Rol van enzymen in metabolisme
Enzymen kunnen aaneengeschakeld worden om zo een biochemische pathway te vormen
(product is vaak substraat voor volgende). Er zijn verschillende soorten pathways (lineair,
cyclisch en vertakkend) en pathways overlappen/voeden elkaar vaak; hierdoor worden
complexe netwerken gevormd.

Enzym: is een eiwit catalist. Zorgen ervoor dat reactie onder fysiologische condities kan
plaatsvinden op het moment dat het nodig is. Enzymen kunnen ook zorgen voor het
versnellen van het verloop van reactie (verhoogd de snelheid, niet de evenwichtsconstante).
Enzymen hebben een specificiteit voor de reactie, moleculen en producten.
Substraat: reagerende molecuul
Product: substantie die gevormd wordt

Structuur van enzymen
Meeste enzymen bestaan alleen uit eiwitten; apoenzym. Soms bestaat een enzym uit 2
componenten; het apoenzym en een cofactor.
Cofactor is een non-proteïne component.
- Prosthetische groep: Als deze cofactor stevig vastzit aan het apoenzym
- Coenzym: als de cofactor los verbonden is en kan loslaten van apoenzym na reactie
(werken als carriers of shuttles)
Holoenzym: apoenzym + cofactor

Werking enzymen
Bij een exergene reactie (spontane reactie) is er altijd een moment waarop beide substraten
met elkaar in contact komen, en de kinetische energie hoog genoeg is waardoor reactie
aangegaan kan worden. hier ontstaat een transition-state-complex: keerpunt van substraat
en product. Activatie energie is de energie die nodig is om transition state complex te
bereiken (dus de reagerende substraten in contact te brengen en juiste positie aan te
nemen). Enzymen versnellen de reactie door de Ea (activeringsenergie) te verlagen, door;
- Door het correct oriënteren van de substraten wordt transitie state sneller bereikt
- Het induced fit model zorgt ervoor dat enzym van conformatie veranderd (door
hexokinase) waardoor substraat perfect past
- Verlagen de concentratie door substraten samen te brengen op actieve zijde.


2