HOOFDSTUK 13: HOW CELLS OBTAIN ENERGY FROM
FOOD
Cellen hebben een constante toevoer van energie nodig die ze uit de chemische-binding energie van
voedselmoleculen halen. De belangrijkste zijn suikers. Planten kunnen dit zelf maken door middel van
fotosynthese en dieren krijgen het door planten en andere organismen te eten. De energie in de suiker
moleculen wordt afgebroken en geoxideerd tot CO 2 en water. Dit proces heet celademhaling. De
vrijgekomen energie wordt opgeslagen in hoogenergetsche chemische bindingen (covalente bindingen
die veel energie afgeven als ze gehydrolyseerd worden) in geactiveerde dragere zoals ATP en NADH.
The Breakdown and Utilization of Sugars and Fats
Als een brandstof molecuul wordt geoxideerd naar CO 2 en H2O in één stap komt er te veel energie vrij
voor de drager molecuul om op te vangen. Daarom gebeurt deze reacte in een aantal gecontroleerde
reactes onder begeleiding van enzymen
Dierlijke cellen hebben twee manieren op ATP te maken. De ene manier is de energetsch gunstge
reacte van de afraak van voedsel die direct is gekoppeld aan de ongunstge reacte ADP + P i → ATP. Het
grootste deel van ATP synthese heef een tussenstap nodig. Hier wordt de energie van andere
geactveerde dragers gebruikt om de ATP producte te stmuleren. Dit proces heet oxidatieve
foeforylering en neemt plaats op het binnenste mitochondriale membraan (zie hoofdstuk 14).
Dit hoofdstuk gaat over het eerste deel van de reactee waar voedsel moleculen geoxideerd worden in
zowel het cytosol als de mitochondriale matrix.
Food molecules are broken down in three stages
De voedselmoleculen moeten eerst worden afgebroken
tot kleinere moleculen. Het gehele afraak proces heet
katabolieme en gebeurt in drie stappen.
1. Enzymen zeten grote polymeren om tot simpelere
monomeren (eiwiten naar aminozurene polysacchariden
naar suikere vet naar vetzuren en glycerol). Deze stap heet
vertering en gebeurt buiten de cel of in organellen
genaamd lyeoeomen. Na deze stap gaan de kleine
moleculen de cytosol van de cel in.
2. Glycoliee splitst elk glucose cel in twee kleinere
pyruvaat moleculen. Suikers anders dan gluceose moeten
eerst worden omgezet naar en tussenvorm voordat ze
gesplitst kunnen worden. Glycolise produceerst twee
vormen van acteve dragers; ATP en NADH. Het pyruvaat
wordt naar de matrix van het mitochondrion gehaalte
waar een groot enzym complex het omzet naar CO 2 en
acetyl CoA (een andere acteve drager). CoA wordt hier
ook gemaakt uit de oxidateve afraak van vetzuren.
3. Deze stap vindt volledig in de mitochondria plaats. De
acetyl group in CoA wordt omgezet tot een oxaloacetaat
molecuul om citraat te vormene die de citroenzuurcyclus
in gaat. Hier woordt de acetyl group geoxdieerd tot CO 2 met de producte van veel NADH. De
, hoogenergetsche elektronen in NADH worden via enzymen op het binnenste mitochondriale membraan
(de elektron-traneport keten) doorgegeven en de energie wordt gebruikt voor oxidateve fosforylering
om ATP te maken. Dit gebruikt zuurstof en is de laatste stap om energie te maken in de vorm van ATP.
Glycolysis extracts energie from the splitting of sugar
Glycolyee (de oxidateve afraak van glucose) is het belangrijkste proces in fase 2. Tijdens glycolyse
wordt er ATP gevormd zonder zuurstof. Dit gebeurt in het cytosol van de meeste cellen. Glycolyse
splitste een glucose in twee pyruvaat moleculene waarbij energie vrij komt. Wel zijn er eerst twee ATP
moleculen nodig om de reacte te laten verlopene maar daarna komen er 4 ATP moleculen vrij en 2 NADH
moleculene dus de neto energie is gunstg.
Glycolysis produces both ATP and NADH
De glycolyse bestaat uit 10 verschillende reactes gekatalyseerd
door verschillende enzymen. De meeste energie die vrij komt bij het
afreken van glucose wordt daarna gebruikt voor de synthese van
ATP uit ADP en Pi. Deze vorm van ATP synthese (stap 7 en 10) staat
bekend als eubetraat-level foeforylering omdat het gebeurt door
een fosfaatgroep direct van een substraat naar ADP te verplaatsen.
De resterende energie van de glycolyse wordt opgeslagen in de
elektronen van het NADH molecuul (stap 6).
Fermentations can produce ATP in the absence of
oxygen
Meestal is er is glycolyse een tussenstap voor de afraak van
voedsel moleculen en niet de belangrijkste stap voor het vormen
van ATPe maar onder anaerobe omstandigheden is glycolyse de de
manier om ATP te maken. Dan blijven het pyruvaat en NADH van de
glycolyse in het cytosol. Pyruvaat wordt omgezet in andere producten en de cel uit gehaald. NADH geef
de elektronen af en wordt weer NAD +. De afraak van suiker zonder zuurstof heet fermentatie. Het
wordt ook gebruikt in de gist en door bacteriën en archaea
om ATP te maken. Dan heet het anaerobe ademhaling.
Glycolytic enzymes couple oxidation to
energy storage in activated carriers
De reactes van stappen 6 & 7 gebruiken gekoppelde
reactes om ATP en NADH te vormen. Hier wordt het
glyceraldehyde 3-fosfaat molecuul omgezet tot 3-
fosfoglyceraat. Deze reacte gebeurt in twee stappen die
samen genoeg energie vrij laten om NAD+ om te zeten in
NADHe en om een fosfaatgroep aan ADP te koppelen om
ATP te vormen. Ook komt er genoeg hite bij vrij om de
volledige reacte energetsch gunstg te maken (∆G° < 0).
De energie in een fosfaatbinding kan worden vastgesteld
door ∆G° te metene wanneer de bond wordt verbroken
met hydrolyse.
FOOD
Cellen hebben een constante toevoer van energie nodig die ze uit de chemische-binding energie van
voedselmoleculen halen. De belangrijkste zijn suikers. Planten kunnen dit zelf maken door middel van
fotosynthese en dieren krijgen het door planten en andere organismen te eten. De energie in de suiker
moleculen wordt afgebroken en geoxideerd tot CO 2 en water. Dit proces heet celademhaling. De
vrijgekomen energie wordt opgeslagen in hoogenergetsche chemische bindingen (covalente bindingen
die veel energie afgeven als ze gehydrolyseerd worden) in geactiveerde dragere zoals ATP en NADH.
The Breakdown and Utilization of Sugars and Fats
Als een brandstof molecuul wordt geoxideerd naar CO 2 en H2O in één stap komt er te veel energie vrij
voor de drager molecuul om op te vangen. Daarom gebeurt deze reacte in een aantal gecontroleerde
reactes onder begeleiding van enzymen
Dierlijke cellen hebben twee manieren op ATP te maken. De ene manier is de energetsch gunstge
reacte van de afraak van voedsel die direct is gekoppeld aan de ongunstge reacte ADP + P i → ATP. Het
grootste deel van ATP synthese heef een tussenstap nodig. Hier wordt de energie van andere
geactveerde dragers gebruikt om de ATP producte te stmuleren. Dit proces heet oxidatieve
foeforylering en neemt plaats op het binnenste mitochondriale membraan (zie hoofdstuk 14).
Dit hoofdstuk gaat over het eerste deel van de reactee waar voedsel moleculen geoxideerd worden in
zowel het cytosol als de mitochondriale matrix.
Food molecules are broken down in three stages
De voedselmoleculen moeten eerst worden afgebroken
tot kleinere moleculen. Het gehele afraak proces heet
katabolieme en gebeurt in drie stappen.
1. Enzymen zeten grote polymeren om tot simpelere
monomeren (eiwiten naar aminozurene polysacchariden
naar suikere vet naar vetzuren en glycerol). Deze stap heet
vertering en gebeurt buiten de cel of in organellen
genaamd lyeoeomen. Na deze stap gaan de kleine
moleculen de cytosol van de cel in.
2. Glycoliee splitst elk glucose cel in twee kleinere
pyruvaat moleculen. Suikers anders dan gluceose moeten
eerst worden omgezet naar en tussenvorm voordat ze
gesplitst kunnen worden. Glycolise produceerst twee
vormen van acteve dragers; ATP en NADH. Het pyruvaat
wordt naar de matrix van het mitochondrion gehaalte
waar een groot enzym complex het omzet naar CO 2 en
acetyl CoA (een andere acteve drager). CoA wordt hier
ook gemaakt uit de oxidateve afraak van vetzuren.
3. Deze stap vindt volledig in de mitochondria plaats. De
acetyl group in CoA wordt omgezet tot een oxaloacetaat
molecuul om citraat te vormene die de citroenzuurcyclus
in gaat. Hier woordt de acetyl group geoxdieerd tot CO 2 met de producte van veel NADH. De
, hoogenergetsche elektronen in NADH worden via enzymen op het binnenste mitochondriale membraan
(de elektron-traneport keten) doorgegeven en de energie wordt gebruikt voor oxidateve fosforylering
om ATP te maken. Dit gebruikt zuurstof en is de laatste stap om energie te maken in de vorm van ATP.
Glycolysis extracts energie from the splitting of sugar
Glycolyee (de oxidateve afraak van glucose) is het belangrijkste proces in fase 2. Tijdens glycolyse
wordt er ATP gevormd zonder zuurstof. Dit gebeurt in het cytosol van de meeste cellen. Glycolyse
splitste een glucose in twee pyruvaat moleculene waarbij energie vrij komt. Wel zijn er eerst twee ATP
moleculen nodig om de reacte te laten verlopene maar daarna komen er 4 ATP moleculen vrij en 2 NADH
moleculene dus de neto energie is gunstg.
Glycolysis produces both ATP and NADH
De glycolyse bestaat uit 10 verschillende reactes gekatalyseerd
door verschillende enzymen. De meeste energie die vrij komt bij het
afreken van glucose wordt daarna gebruikt voor de synthese van
ATP uit ADP en Pi. Deze vorm van ATP synthese (stap 7 en 10) staat
bekend als eubetraat-level foeforylering omdat het gebeurt door
een fosfaatgroep direct van een substraat naar ADP te verplaatsen.
De resterende energie van de glycolyse wordt opgeslagen in de
elektronen van het NADH molecuul (stap 6).
Fermentations can produce ATP in the absence of
oxygen
Meestal is er is glycolyse een tussenstap voor de afraak van
voedsel moleculen en niet de belangrijkste stap voor het vormen
van ATPe maar onder anaerobe omstandigheden is glycolyse de de
manier om ATP te maken. Dan blijven het pyruvaat en NADH van de
glycolyse in het cytosol. Pyruvaat wordt omgezet in andere producten en de cel uit gehaald. NADH geef
de elektronen af en wordt weer NAD +. De afraak van suiker zonder zuurstof heet fermentatie. Het
wordt ook gebruikt in de gist en door bacteriën en archaea
om ATP te maken. Dan heet het anaerobe ademhaling.
Glycolytic enzymes couple oxidation to
energy storage in activated carriers
De reactes van stappen 6 & 7 gebruiken gekoppelde
reactes om ATP en NADH te vormen. Hier wordt het
glyceraldehyde 3-fosfaat molecuul omgezet tot 3-
fosfoglyceraat. Deze reacte gebeurt in twee stappen die
samen genoeg energie vrij laten om NAD+ om te zeten in
NADHe en om een fosfaatgroep aan ADP te koppelen om
ATP te vormen. Ook komt er genoeg hite bij vrij om de
volledige reacte energetsch gunstg te maken (∆G° < 0).
De energie in een fosfaatbinding kan worden vastgesteld
door ∆G° te metene wanneer de bond wordt verbroken
met hydrolyse.
