soorten katabolisme
katabolisme is de reeks metabole processen die grote moleculen afbreken.
leerdoelstellingen
vatten verschillende soorten katabolisme samen die in het metabolisme zijn opgenomen (katabolisme van koolhydraten, eiwitten en vetten)
belangrijkste afhaalpunten
belangrijkste punten
- het doel van de katabole reacties is om de energie en componenten te leveren die nodig zijn voor anabole reacties.,
- microben scheiden alleen spijsverteringsenzymen af in hun omgeving, terwijl Dieren deze enzymen alleen afscheiden uit gespecialiseerde cellen in hun darmen.
- vetten worden door hydrolyse afgebroken tot vrije vetzuren en glycerol.
- aminozuren worden gebruikt om eiwitten en andere biomoleculen samen te stellen, of geoxideerd tot ureum en kooldioxide als energiebron.
- koolhydraten worden gewoonlijk in cellen opgenomen nadat ze tot monosachariden zijn verteerd en vervolgens via glycolyse in de cel worden verwerkt.,
sleuteltermen
- polymeer: een lang of groter molecuul bestaande uit een keten of netwerk van vele zich herhalende eenheden, gevormd door het chemisch binden van vele identieke of soortgelijke kleine moleculen, monomeren genaamd. Een polymeer wordt gevormd door polymerisatie, de verbinding van vele monomeermoleculen.
- acetyl CoA: Acetyl coenzyme A of acetyl-CoA is een belangrijk molecuul in het metabolisme, dat in vele biochemische reacties wordt gebruikt. Zijn belangrijkste functie is om de koolstofatomen binnen de acetylgroep aan de citroenzuurcyclus (Krebs-cyclus) over te brengen om voor energieproductie te worden geoxideerd.,
- katabolisme: destructief metabolisme, omvat gewoonlijk het vrijkomen van energie en de afbraak van materialen.
overzicht van katabolisme
katabolisme is de reeks metabole processen die grote moleculen afbreken. Deze omvatten het afbreken en het oxideren van voedselmolecules. Het doel van katabole reacties is om de energie en componenten nodig door anabole reacties. De exacte aard van deze katabole reacties verschillen van organisme tot organisme; organismen kunnen worden geclassificeerd op basis van hun energiebronnen en koolstof, hun primaire voedingsgroepen., De organische molecules worden gebruikt als bron van energie door organotrophs, terwijl de lithotrophs anorganische substraten gebruiken en phototrophs zonlicht als chemische energie vangen.
al deze verschillende vormen van metabolisme zijn afhankelijk van redoxreacties waarbij elektronen worden overgedragen van gereduceerde donormoleculen zoals organische moleculen, water, ammoniak, waterstofsulfide of ferro-ionen naar acceptormoleculen zoals zuurstof, nitraat of sulfaat. Bij dieren houden deze reacties in dat complexe organische moleculen worden afgebroken tot eenvoudigere moleculen, zoals kooldioxide en water., In fotosynthetische organismen zoals planten en cyanobacteriën geven deze elektronen-overdrachtreacties geen energie vrij, maar worden ze gebruikt als een manier om energie op te slaan die door zonlicht wordt geabsorbeerd.
de meest voorkomende katabole reacties bij dieren kunnen worden onderverdeeld in drie hoofdfasen. In de eerste, worden grote organische molecules zoals proteã nen, polysacchariden, of lipiden verteerd in hun kleinere componenten buiten cellen. Vervolgens worden deze kleinere moleculen opgenomen door cellen en omgezet in nog kleinere moleculen, meestal acetyl coenzyme A (acetyl-CoA), die wat energie afgeeft., Tot slot wordt de acetylgroep op CoA geoxideerd aan water en kooldioxide in de citroenzuurcyclus en de keten van het elektronentransport, die de energie vrijgeven die door co-enzym nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) in NADH wordt opgeslagen.
macromoleculen zoals zetmeel, cellulose of eiwitten kunnen niet snel door cellen worden opgenomen en moeten in kleinere eenheden worden afgebroken voordat ze in het celmetabolisme kunnen worden gebruikt. Verscheidene gemeenschappelijke klassen van enzymen verteren deze polymeren., Deze spijsverteringsenzymen omvatten proteasen die eiwitten in aminozuren verteren, evenals glycosidehydrolasen die polysachariden in monosachariden verteren. Microben scheiden spijsverteringsenzymen af in hun omgeving, terwijl Dieren deze enzymen alleen afscheiden uit gespecialiseerde cellen in hun darmen. De aminozuren of suikers die door deze extracellulaire enzymen worden vrijgegeven worden dan in cellen gepompt door specifieke actieve transporteiwitten. Een vereenvoudigd schema van het katabolisme van koolhydraten, eiwitten en vetten wordt getoond in.,
katabolisme: a simplified outline of the catabolism of proteins, carbohydrates and fats
Koolhydraatkatabolisme
Koolhydraatkatabolisme is de afbraak van koolhydraten in kleinere eenheden. De koolhydraten worden gewoonlijk in cellen genomen zodra zij in monosaccharides zijn verteerd. Eenmaal binnen, is de belangrijkste weg van analyse glycolyse, waar de suikers zoals glucose en fructose in pyruvate worden omgezet en wat ATP wordt geproduceerd., Pyruvate is een tussenpersoon in verscheidene metabolische wegen, maar de meerderheid wordt omgezet in acetyl-CoA en in de citroenzuurcyclus gevoerd. Hoewel wat meer ATP in de citroenzuurcyclus wordt geproduceerd, is het belangrijkste product NADH, dat van NAD+ wordt gemaakt aangezien acetyl-CoA wordt geoxideerd. Bij deze oxidatie komt kooldioxide vrij als afvalproduct. In anaërobe omstandigheden, produceert glycolyse lactaat, door het enzym lactaatdehydrogenase re-oxiderend NADH aan NAD+ voor hergebruik in glycolyse.,
de Pentosefosfaatroute
een alternatieve route voor glucose-afbraak is de pentosefosfaatroute, die het co-enzym NADPH vermindert en pentosesuikers zoals ribose, de suikercomponent van nucleïnezuren, produceert. Vetten worden door hydrolyse afgebroken tot vrije vetzuren en glycerol. De glycerol stelt glycolyse in werking en de vetzuren worden afgebroken door bèta-oxidatie om acetyl-CoA vrij te geven, die dan in de citroenzuurcyclus wordt gevoerd. Vetzuren geven na oxidatie meer energie af dan koolhydraten omdat koolhydraten meer zuurstof bevatten in hun structuren.,
aminozuren worden gebruikt om eiwitten en andere biomoleculen samen te stellen, of geoxideerd tot ureum en kooldioxide als energiebron. De oxidatieweg begint met de verwijdering van de aminogroep door een transaminase. De aminogroep wordt in de ureumcyclus gevoerd, waardoor een gedeamineerd koolstofskelet in de vorm van een keto-zuur overblijft. Verscheidene van deze ketozuren zijn tussenproducten in de citroenzuurcyclus, bijvoorbeeld de deaminatie van glutamaatvormen α-ketoglutaraat. De glucogene aminozuren kunnen ook worden omgezet in glucose, door middel van gluconeogenese.