Thema 3 Stofwisseling in de cel (boek 5B)
B1 Chemie in cellen
Alle chemische omzettingsprocessen in een organisme samen heten de stofwisseling /
metabolisme. Alle processen die in rust doorgaan horen bij het basale metabolisme, of
grondstofwisseling (ademhaling, peristaltische beweging in darmen)
Cellen bestaan uit organische en anorganische stoffen.
Anorganische stoffen zijn kleine, eenvoudige moleculen die weinig energie bevatten.
Organische stoffen zijn wat ingewikkeldere moleculen en bevatten veel energie, bijv. glucose.
Assimilatie: opbouw organische
moleculen uit kleinere moleculen
Dissimilatie: afbraak organische
moleculen tot kleinere moleculen
Alleen autotrofe organismen (planten, cyanobacteriën) kunnen zelf glucose vormen uit
koolstofdioxide en water = koolstofassimilatie. Glucose is ook weer de grondstof voor de
vorming van bijv. koolhydraten, vetten en DNA = voortgezette assimilatie. Dat vind ook plaats in
heterotrofe organismen.
ATP (adenosinetrifosfaat) is de drager van chemische energie in een cel. Moleculen van ATP
transporteren chemische energie in de cel.
ATP bestaat uit adenosine
(opgebouwd uit adenine en
ribose) en drie fosfaatgroepen.
Als de derde fosfaatgroep
afsplitst, ontstaat ADP
(adenosinedifosfaat) en komt er
bindingsenergie vrij, dat weer kan
worden gebruikt bij andere
processen.
De tweede fosfaatgroep kan ook
afsplitsen, dan ontstaat AMP.
Andere energiedragers zijn NAD+
en NADP+.
Figuur 1'Hydrolysis' staat voor 'hydrolyse', dit is als een chemische
verbinding wordt verbroken met behulp van water.
‘Phosphorylation’ staat voor ‘fosforylering’, er wordt een fosfaatgroep
toegevoegd.
.
, B2 Enzymen
= eiwitten die chemische omzettingsprocessen katalyseren (mogelijk maken of versnellen)
Het enzymmolecuul gaat binden aan de stof waarop hij wilt inwerken, deze stof noemen we het
substraat. Het substraatmolecuul past precies in het actieve centrum van het enzym, dit is de
plek waar de reactie kan plaatsvinden.
Een enzym noemen we daarom ook wel: substraatspecifiek, elk enzym kan slechts inwerken op
1 specifieke stof en elke reactie heeft een eigen enzym nodig.
Op het moment van de binding ontstaat heel even een enzym-substraatcomplex (E-S-complex).
De bindingen van het substraatmolecuul worden verbroken en het reactieproduct wordt
gevormd. Na de reactie laat het ontstane molecuul los van het actieve centrum, waarna er
gewoon weer een nieuw substraatmolecuul aan kan binden.
De naam van het enzym: naam substraat + -ase.
Voorbeeld: enzym ATP’ase bewerkt het substraat ATP tot de reactieproducten ADP en fosfaat.
Enzymen kunnen ook een ander molecuul nodig hebben om te kunnen werken, dat molecuul
heet dan een cofactor, maar als het een organisch molecuul is een co-enzym.
Het enzymmolecuul zelf noemen we dan apo-enzym.
ATP kan tegelijk substraat én co-enzym zijn, omdat ATP’asen transporteiwitten zijn die ionen
transporteren. Dat kan alleen m.b.v. de energie uit de omzetting van ATP in ADP en Pi.
Dat maakt ATP dus ook een co-enzym, want het enzym ATP’ase heeft het nodig om te werken.
De activeringsenergie is de energie die moet worden toegevoegd om de reactie op gang te
brengen. De minimale hoeveelheid energie die daarvoor nodig is, is de energiedrempel.
Bij een te lage temperatuur bewegen de moleculen traag, waardoor er bij de botsingen tussen de
moleculen niet genoeg energie vrijkomt om over de energiedrempel te komen en de reactie te
starten. Een enzym verlaagt deze energiedrempel, waardoor er minder activeringsenergie nodig
is. Enzymen hebben geen invloed op de hoeveelheid vrijkomende energie.
Met de enzymactiviteit kan worden gemeten hoeveel substraat per tijdseenheid wordt omgezet,
ofwel hoe goed een enzym een reactie versnelt. Dit is afhankelijk van verschillende dingen, maar
het belangrijkste zijn de temperatuur, zuurgraad en de stoffen waaraan de enzymen binden.
B1 Chemie in cellen
Alle chemische omzettingsprocessen in een organisme samen heten de stofwisseling /
metabolisme. Alle processen die in rust doorgaan horen bij het basale metabolisme, of
grondstofwisseling (ademhaling, peristaltische beweging in darmen)
Cellen bestaan uit organische en anorganische stoffen.
Anorganische stoffen zijn kleine, eenvoudige moleculen die weinig energie bevatten.
Organische stoffen zijn wat ingewikkeldere moleculen en bevatten veel energie, bijv. glucose.
Assimilatie: opbouw organische
moleculen uit kleinere moleculen
Dissimilatie: afbraak organische
moleculen tot kleinere moleculen
Alleen autotrofe organismen (planten, cyanobacteriën) kunnen zelf glucose vormen uit
koolstofdioxide en water = koolstofassimilatie. Glucose is ook weer de grondstof voor de
vorming van bijv. koolhydraten, vetten en DNA = voortgezette assimilatie. Dat vind ook plaats in
heterotrofe organismen.
ATP (adenosinetrifosfaat) is de drager van chemische energie in een cel. Moleculen van ATP
transporteren chemische energie in de cel.
ATP bestaat uit adenosine
(opgebouwd uit adenine en
ribose) en drie fosfaatgroepen.
Als de derde fosfaatgroep
afsplitst, ontstaat ADP
(adenosinedifosfaat) en komt er
bindingsenergie vrij, dat weer kan
worden gebruikt bij andere
processen.
De tweede fosfaatgroep kan ook
afsplitsen, dan ontstaat AMP.
Andere energiedragers zijn NAD+
en NADP+.
Figuur 1'Hydrolysis' staat voor 'hydrolyse', dit is als een chemische
verbinding wordt verbroken met behulp van water.
‘Phosphorylation’ staat voor ‘fosforylering’, er wordt een fosfaatgroep
toegevoegd.
.
, B2 Enzymen
= eiwitten die chemische omzettingsprocessen katalyseren (mogelijk maken of versnellen)
Het enzymmolecuul gaat binden aan de stof waarop hij wilt inwerken, deze stof noemen we het
substraat. Het substraatmolecuul past precies in het actieve centrum van het enzym, dit is de
plek waar de reactie kan plaatsvinden.
Een enzym noemen we daarom ook wel: substraatspecifiek, elk enzym kan slechts inwerken op
1 specifieke stof en elke reactie heeft een eigen enzym nodig.
Op het moment van de binding ontstaat heel even een enzym-substraatcomplex (E-S-complex).
De bindingen van het substraatmolecuul worden verbroken en het reactieproduct wordt
gevormd. Na de reactie laat het ontstane molecuul los van het actieve centrum, waarna er
gewoon weer een nieuw substraatmolecuul aan kan binden.
De naam van het enzym: naam substraat + -ase.
Voorbeeld: enzym ATP’ase bewerkt het substraat ATP tot de reactieproducten ADP en fosfaat.
Enzymen kunnen ook een ander molecuul nodig hebben om te kunnen werken, dat molecuul
heet dan een cofactor, maar als het een organisch molecuul is een co-enzym.
Het enzymmolecuul zelf noemen we dan apo-enzym.
ATP kan tegelijk substraat én co-enzym zijn, omdat ATP’asen transporteiwitten zijn die ionen
transporteren. Dat kan alleen m.b.v. de energie uit de omzetting van ATP in ADP en Pi.
Dat maakt ATP dus ook een co-enzym, want het enzym ATP’ase heeft het nodig om te werken.
De activeringsenergie is de energie die moet worden toegevoegd om de reactie op gang te
brengen. De minimale hoeveelheid energie die daarvoor nodig is, is de energiedrempel.
Bij een te lage temperatuur bewegen de moleculen traag, waardoor er bij de botsingen tussen de
moleculen niet genoeg energie vrijkomt om over de energiedrempel te komen en de reactie te
starten. Een enzym verlaagt deze energiedrempel, waardoor er minder activeringsenergie nodig
is. Enzymen hebben geen invloed op de hoeveelheid vrijkomende energie.
Met de enzymactiviteit kan worden gemeten hoeveel substraat per tijdseenheid wordt omgezet,
ofwel hoe goed een enzym een reactie versnelt. Dit is afhankelijk van verschillende dingen, maar
het belangrijkste zijn de temperatuur, zuurgraad en de stoffen waaraan de enzymen binden.
