Madelief Flentge
Module 2
Deel 1
The second law of thermodynamics: in elk geïsoleerd systeem, een collectie van stof wat geïsoleerd
is van het universum, neemt de mate van disorder toe. Dit is een spontaan proces.
Entrophy: mate van disorder in een systeem, hoe groter hoe meer disorder.
Een cel werkt naar order toe -> het is geen geïsoleerd systeem. Hoe meer order in de cel, hoe minder
order buiten de cel omdat er warmte vrijkomt: energie is erg disordered.
The first law of thermodynamics: wet van behoud van energie.
Aerobe respiration: suikers + zuurstof -> water + koolstofdioxide.
Andersom is fotosynthese
Oxidatie: afstaan van elektronen aan ander atoom. Het verliezen van elektronen aan zuurstof.
Reductie: opnemen elektronen van een ander atoom.
Vorming polaire binding: atoom wat beetje min is -> gereduceerd, atoom wat beetje plus is ->
geoxideerd.
Moleculen hebben een activatie energie nodig voordat het een chemische reactie kan ondergaan.
Katalysator: een enzym wat de activatie energie kan verlagen door op een bepaalde manier
aan de ‘active site’ een substraat te binden. Hoe sterker de binding, hoe sterker de werking.
o Is niet in staat om richting van reactie aan te geven omdat voor zowel X -> Y als Y -> X
het verschil in activatie energie even hoog blijft.
Een chemische reactie gebeurd spontaan als er sprake is van een netto toename van disorder in het
universum -> geen katalysator nodig.
Diffusie: het bewegen van moleculen door een vloeistof. Tijdens deze beweging botst het molecuul
tegen veel andere moleculen waardoor de weg van punt A naar B langer wordt (“random walk”).
Gibs free energie (G): energie wat over is om werk te doen en dus niet verloren
gaat aan warmte. ΔG is een mate wat de hoeveelheid disorder weergeeft
gecreëerd door het universum wanneer een reactie plaatsvind.
Spontane reactie: ΔG < 0 (reactor meer G dan product).
o Exotherme reactie
Geforceerde reactie onder invloed van spontane reactie zoals vorming
enzym-substraat complex: ΔG > 0 (reactor minder G dan product).
o Endotherme reactie
Equilibrium: ΔG = 0 -> er is netto geen vrije energie die de reactie in een
bepaalde richting kan duwen. Voor reactie A + B -> C + D geldt:
[ C ] [D]
o K=
[ A ] [B]
Concentratie van stof X of Y bepaald de richting van de reactie, hoe hoger de
concentratie, hoe kleiner G.
Standard free energy change (ΔG°): verandering van vrije energie onder standaardomstandigheden -
> concentratie van alle stoffen betrokken in de reactie zijn 1 mol/L.
ΔG=ΔG °+ RTln K
R = Gasconstante
T = Tempratuur
, Madelief Flentge
Activated carriers (co-enzymen): vervoeren energie door het op te slaan in een makkelijk
overdraagbare groep of als elektronen die vast worden gehouden op een hoog energie niveau.
De hoeveelheid warmte geproduceerd door een oxidatiereactie wordt gereduceerd door de
hoeveelheid energie opgeslagen in energierijke covalente bindingen van het coenzym.
ATP functioneert als veelzijdig co-enzym.
Gunstige reactie: hydrolyse tot H+, fosfaatgroep en ADP
Ongunstige reactie: condensatie met ATP als product.
Hydrolyse van ATP is te koppelen aan andere ongunstige
reacties doordat hydrolyse zelf gunstig is en G<0 blijft.
1. Creëren hoger energieniveau van reactant B aan de
hand van ATP (tussentoestand):
B-OH + ATP -> B-O-PO3 + ADP
2. Daadwerkelijke reactie tussen reactant A en B waarbij A
op de plek van P terecht komt en P afsplitst
(condensatie?):
A-H + B-O-PO3 -> A-B + Pi (HPO42-)
3. Netto resultaat:
B-OH + ATP + A-H -> A-B + ADP + Pi
Condensatiereactie wat plaatsvind tussen P en A op blz 66 uit laten werken????
Glycolyse: productie van ATP. Er vinden verschillende reacties plaats waarbij er eerst 2ATP
moleculen aan de reactie worden toegevoegd om vervolgens het glucosemolecuul (6 C) om te
bouwen in twee moleculen pyruvate (2 C) -> hierbij komt 2 NADH en 4 ATP vrij (figuur 2-46 blz75).
Doordat de afbraak van glucose naar pyruvate in stappen plaatsvind kan er meer energie
worden opgeslagen in co-enzymen.
Stappen 6 en 7 -> van glyceraldehyde 3-fosfaat naar pyruvate:
1. Een short-lived energiebinding wordt gevormd tussen de -SH groep van een enzym en de
aldehyde groep van het molecuul.
2. Het molecuul wordt geoxideerd doordat het enzym een H-atoom verwijderd en deze aan
NAD+ laat binden. De -SH binding veranderd in een energierijke thio-ester binding.
3. Pi (anorganisch fosfaat, HPO42) vervangt de overgebleven binding tussen het molecuul en het
enzym en vormt daarmee ook een erg energierijke binding.
4. De energierijke fosfaat groep laat los zodat ATP kan vormen uit ADP.
Conclusie: de oxidatie van een aldehyde naar carbonzuur is exotherm en energie wordt opgeslagen
in ATP en NADH.
Glucose + 2P + NAD+ + 2ADP -> 2pyruvate + 2NADH + 2ATP
Fermentatie: anaerobe (zonder zuurstof) afbraak van pyruvate. In beide vormen wordt NADH
geoxideerd tot NAD+ zodat het weer mee kan doen aan glycolyse.
Vorming tot lactase: pyruvate kan dienen als elektronenaccepor waardoor NADH geoxideerd
kan worden en pyruvate lactase vormt door extra H-atoom te binden.
Vorming tot ethanol (door gist): vanuit pyruvate wordt acetalaldehyde gevormd waarbij de
aldehyde groep vervolgens het H-atoom van NADH bindt en een alcoholgroep vormt.
Glycogen: polysacharide waarin suiker wordt opgeslagen als glucose subunits.
Vet: slaat ook suiker op maar minder per hoeveelheid massa.
Module 2
Deel 1
The second law of thermodynamics: in elk geïsoleerd systeem, een collectie van stof wat geïsoleerd
is van het universum, neemt de mate van disorder toe. Dit is een spontaan proces.
Entrophy: mate van disorder in een systeem, hoe groter hoe meer disorder.
Een cel werkt naar order toe -> het is geen geïsoleerd systeem. Hoe meer order in de cel, hoe minder
order buiten de cel omdat er warmte vrijkomt: energie is erg disordered.
The first law of thermodynamics: wet van behoud van energie.
Aerobe respiration: suikers + zuurstof -> water + koolstofdioxide.
Andersom is fotosynthese
Oxidatie: afstaan van elektronen aan ander atoom. Het verliezen van elektronen aan zuurstof.
Reductie: opnemen elektronen van een ander atoom.
Vorming polaire binding: atoom wat beetje min is -> gereduceerd, atoom wat beetje plus is ->
geoxideerd.
Moleculen hebben een activatie energie nodig voordat het een chemische reactie kan ondergaan.
Katalysator: een enzym wat de activatie energie kan verlagen door op een bepaalde manier
aan de ‘active site’ een substraat te binden. Hoe sterker de binding, hoe sterker de werking.
o Is niet in staat om richting van reactie aan te geven omdat voor zowel X -> Y als Y -> X
het verschil in activatie energie even hoog blijft.
Een chemische reactie gebeurd spontaan als er sprake is van een netto toename van disorder in het
universum -> geen katalysator nodig.
Diffusie: het bewegen van moleculen door een vloeistof. Tijdens deze beweging botst het molecuul
tegen veel andere moleculen waardoor de weg van punt A naar B langer wordt (“random walk”).
Gibs free energie (G): energie wat over is om werk te doen en dus niet verloren
gaat aan warmte. ΔG is een mate wat de hoeveelheid disorder weergeeft
gecreëerd door het universum wanneer een reactie plaatsvind.
Spontane reactie: ΔG < 0 (reactor meer G dan product).
o Exotherme reactie
Geforceerde reactie onder invloed van spontane reactie zoals vorming
enzym-substraat complex: ΔG > 0 (reactor minder G dan product).
o Endotherme reactie
Equilibrium: ΔG = 0 -> er is netto geen vrije energie die de reactie in een
bepaalde richting kan duwen. Voor reactie A + B -> C + D geldt:
[ C ] [D]
o K=
[ A ] [B]
Concentratie van stof X of Y bepaald de richting van de reactie, hoe hoger de
concentratie, hoe kleiner G.
Standard free energy change (ΔG°): verandering van vrije energie onder standaardomstandigheden -
> concentratie van alle stoffen betrokken in de reactie zijn 1 mol/L.
ΔG=ΔG °+ RTln K
R = Gasconstante
T = Tempratuur
, Madelief Flentge
Activated carriers (co-enzymen): vervoeren energie door het op te slaan in een makkelijk
overdraagbare groep of als elektronen die vast worden gehouden op een hoog energie niveau.
De hoeveelheid warmte geproduceerd door een oxidatiereactie wordt gereduceerd door de
hoeveelheid energie opgeslagen in energierijke covalente bindingen van het coenzym.
ATP functioneert als veelzijdig co-enzym.
Gunstige reactie: hydrolyse tot H+, fosfaatgroep en ADP
Ongunstige reactie: condensatie met ATP als product.
Hydrolyse van ATP is te koppelen aan andere ongunstige
reacties doordat hydrolyse zelf gunstig is en G<0 blijft.
1. Creëren hoger energieniveau van reactant B aan de
hand van ATP (tussentoestand):
B-OH + ATP -> B-O-PO3 + ADP
2. Daadwerkelijke reactie tussen reactant A en B waarbij A
op de plek van P terecht komt en P afsplitst
(condensatie?):
A-H + B-O-PO3 -> A-B + Pi (HPO42-)
3. Netto resultaat:
B-OH + ATP + A-H -> A-B + ADP + Pi
Condensatiereactie wat plaatsvind tussen P en A op blz 66 uit laten werken????
Glycolyse: productie van ATP. Er vinden verschillende reacties plaats waarbij er eerst 2ATP
moleculen aan de reactie worden toegevoegd om vervolgens het glucosemolecuul (6 C) om te
bouwen in twee moleculen pyruvate (2 C) -> hierbij komt 2 NADH en 4 ATP vrij (figuur 2-46 blz75).
Doordat de afbraak van glucose naar pyruvate in stappen plaatsvind kan er meer energie
worden opgeslagen in co-enzymen.
Stappen 6 en 7 -> van glyceraldehyde 3-fosfaat naar pyruvate:
1. Een short-lived energiebinding wordt gevormd tussen de -SH groep van een enzym en de
aldehyde groep van het molecuul.
2. Het molecuul wordt geoxideerd doordat het enzym een H-atoom verwijderd en deze aan
NAD+ laat binden. De -SH binding veranderd in een energierijke thio-ester binding.
3. Pi (anorganisch fosfaat, HPO42) vervangt de overgebleven binding tussen het molecuul en het
enzym en vormt daarmee ook een erg energierijke binding.
4. De energierijke fosfaat groep laat los zodat ATP kan vormen uit ADP.
Conclusie: de oxidatie van een aldehyde naar carbonzuur is exotherm en energie wordt opgeslagen
in ATP en NADH.
Glucose + 2P + NAD+ + 2ADP -> 2pyruvate + 2NADH + 2ATP
Fermentatie: anaerobe (zonder zuurstof) afbraak van pyruvate. In beide vormen wordt NADH
geoxideerd tot NAD+ zodat het weer mee kan doen aan glycolyse.
Vorming tot lactase: pyruvate kan dienen als elektronenaccepor waardoor NADH geoxideerd
kan worden en pyruvate lactase vormt door extra H-atoom te binden.
Vorming tot ethanol (door gist): vanuit pyruvate wordt acetalaldehyde gevormd waarbij de
aldehyde groep vervolgens het H-atoom van NADH bindt en een alcoholgroep vormt.
Glycogen: polysacharide waarin suiker wordt opgeslagen als glucose subunits.
Vet: slaat ook suiker op maar minder per hoeveelheid massa.
