Celmetabolisme en Enzymen

Celmetabolisme en Enzymen

• Metabolisme omvat alle biochemische processen in een organisme.
• Metabole processen verlopen in reactieketens (pathways).
• Katabole pathways breken complexe moleculen af om energie vrij te maken (bv. celrespiratie).
• Anabole pathways bouwen complexe moleculen op uit eenvoudige bouwstenen, gebruikmakend van energie (bv. eiwitsynthese).

ATP-cyclus

• Cellen gebruiken energie voor mechanische, transport en chemische arbeid.
• ATP (adenosinetrifosfaat) levert vaak die energie.
• ATP bestaat uit adenine, ribose en drie fosfaatgroepen.
• ATP levert energie door het verbreken van een fosfaatgroep, vormend ADP en anorganisch fosfaat.
• Deze energie wordt gebruikt voor niet-spontane reacties.
• De ATP-cyclus is erg snel; een spiercel verbruikt haar ATP voorraad in minuten.

Enzymen

• Enzymen zijn eiwitten die de reactiesnelheid verhogen zonder zelf verbruikt te worden.

• De naam van een enzym is meestal afgeleid van zijn substraat/product (bijv. sucrase).

• Enzymen zijn vaak erg substraatspecifiek, bindend aan één specifiek substraat.

• Enzymen hebben een specifieke actieve plaats, een gebied dat bindt aan het substraat.

• Het ES-complex (enzym-substraat complex) wordt gevormd wanneer het enzym bindt aan een substraat.

• Het sleutel-slottheorie: het substraat past perfect in de actieve plaats.

• Het geïnduceerde pasvormmodel: het enzym verandert vorm om het substraat te accommoderen.

• Enzymactiviteit wordt beïnvloed door factoren als temperatuur en pH.

• Veel enzymen hebben cofactoren die helpen bij de reactie; ze kunnen anorganisch (zink, ijzer) of organisch (vitaminen) zijn.

• Apo-enzymen zijn eiwitgedeelten van enzymen en vormen met cofactoren of co-enzymen het complete holo-enzym.

• Enzyminhibitoren remmen enzymwerking.

• Competitieve inhibitoren lijken op het substraat en binden aan de actieve plaats.

• Niet-competitieve inhibitoren binden op een andere plaats en veranderen de vorm van het enzym.

• Enzymactiviteit hangt af van temperatuur, pH, en inhibitoren/activatoren

• Elk enzym heeft een optimaal temperatuurs- en pH-bereik.

• De cel regelt haar pathways door de activiteit of beschikbaarheid van de specifieke enzymen te bepalen. Dit kan worden geregeld op genniveau.

• Allosterische regulatie, waarbij een molecuul aan een ander deel van het enzym bindt om de vorm te veranderen, is vaak de manier waarop pathwayactiviteit geregeld wordt.

Samenvatting van de Oefenvragen

• ATP wordt gevormd via de afbraak van metabole pathways.
• Energie in ATP zit in de fosfaatbindingen
• Een co-factor is een molecuul dat helpt bij een enzymreactie
• Apo-enzym + co-factor/co-enzym = holo-enzym
• In het sleutel-slot model past het substraat perfect in de actieve plaats, een onderdeel van het enzym.
• Het verschil tussen sleutel-slot en induced fit model: in induced fit model verandert het enzym zijn vorm om optimaal aan het substraat te passen.
• Actieve plaats van een enzym is waar een substraat bindt aan het enzym om het tot een product om te zetten. (juist)
• Elk enzym herkent eender welk substraat (fout)
• Competitieve inhibitors binden op dezelfde plaats als het substraat, terwijl niet-competitieve inhibitors binden op een andere plaats. Allosterische regulatie is essentieel voor het juist reguleren van metabole pathways.