Analogie tussen energie en oxidatie

thomas wynsberghe

Wanneer je veel energie wil bekomen gebruik je beter vetten dan suikers.

Omdat vetten veel gereduceerde C- atomen bevatten (= een lage Oxidatie-trap) die daardoor dus veel kunnen oxideren...

Nu begrijp ik het verband niet volledig tussen oxideren en daardoor dus veel energie (ATP) aanmaken..

of beter: Vetten hebben een lage OT (de C's) en oxideren daardoor sterker, ze geven bijgevolg meer energie vrij. Wat is nu precies het verband tussen oxideren en vrijkomen van energie?

dank bij voorbaat

mvg

Wouter_Masselink

oxidatie zorgt voor verbreking van chemische bindingen. Hierdoor komt deze energie vrij. Deze energie kan worden gebruikt om ADP +Pi om te zetten naar ATP. Dit kan vervolgens weer worden gebruikt door een groot aantal lichaamsprocessen.

*gast_marlies_*

hoi, wat is pi precies? (als in ADP + pi + energie -> ATP)

HosteDenis

hoi, wat is pi precies? (als in ADP + pi + energie -> ATP)

AdenosineDiFosfaat noemen we ADP (de P van fosfaat).

Voeg daar een fosfaat aan toe, en bindt ADP met dat fosfaat met behulp van energie, en we bekomen ATP, ofwel AdenosineTriFosfaat/

$ADP + P + \; $\mathbf{energie}$ \; \rightarrow ATP$

Ik denk dat de 'Pi' aldus een typfout is.

Denis

Snuffy

thomas wynsberghe schreef:Nu begrijp ik het verband niet volledig tussen oxideren en daardoor dus veel energie (ATP) aanmaken..

of beter: Vetten hebben een lage OT (de C's) en oxideren daardoor sterker, ze geven bijgevolg meer energie vrij. Wat is nu precies het verband tussen oxideren en vrijkomen van energie?

Bij oxidatie-reductie reacties staan sommige atomen/atoomgroepen elektronen af en anderen nemen deze weer op. Sommige atomen hebben een hogere affiniteit voor elektronen dan andere, wanneer deze dus elektronen "ontvangen" van die met een lagere affiniteit dan komt er energie vrij omdat er een sterkere binding gevormd is. Bij het metabolisme is dit niet altijd zo letterlijk het geval omdat er een hoop andere factoren een rol spelen.

oxidatie zorgt voor verbreking van chemische bindingen. Hierdoor komt deze energie vrij.

Het verbreken van de meeste bindingen kost energie, als je een binding breekt en er een sterkere voor in de plaats gevormd wordt, dan komt er wel energie vrij.

HosteDenis schreef:AdenosineDiFosfaat noemen we ADP (de P van fosfaat).

Voeg daar een fosfaat aan toe, en bindt ADP met dat fosfaat met behulp van energie, en we bekomen ATP, ofwel AdenosineTriFosfaat/

$ADP + P + \; $\mathbf{energie}$ \; \rightarrow ATP$

Ik denk dat de 'Pi' aldus een typfout is.

Denis

Nee hoor, P_i staat voor orthofosfaat. Orthofosfaat is HPO₄^2-. Zo heb je ook nog PP_i ofwel pyrofosfaat dat ontstaat wanneer ATP omgezet wordt tot AMP.

Sam299

Ik stel me bij dit onderwerp ook een vraag:

Als we spreken over energie die vrijkomt (bevoorbeeld bij dat vormen van een chemische binding) is dat dan energie in de vorm van elektromagnetische straling (zoals warmte)? En is het dan die straling die dan gebruikt kan worden om de energie te leveren voor andere reacties in het metabolisme?

Ik ben dan vooral op zoek naar een antwoord bij het geval van ATP => Overal in het metabolisme komt energie vrij bij de hydrolyse van ATP, is dit dan elektromagnetische energie?

alvast bedankt,

Sam

Ensiferum

ATP hydrolyseert niet zomaar in water. Het zet meestal gewoon een fosfaatgroep over. Het reageert exotherm met het substraat (glucose, enzym...) en produceert zo wel wat warmte (loop maar eens een paar kilometer), maar de echte overdracht gebeurt door de overgang van een onstabielere (3xfosfaat) naar een stabielere binding (1xfosfaat gebonden op een substraat).

Wouter_Masselink

Sam299 schreef:Ik stel me bij dit onderwerp ook een vraag:

Als we spreken over energie die vrijkomt (bevoorbeeld bij dat vormen van een chemische binding) is dat dan energie in de vorm van elektromagnetische straling (zoals warmte)? En is het dan die straling die dan gebruikt kan worden om de energie te leveren voor andere reacties in het metabolisme?

Ik ben dan vooral op zoek naar een antwoord bij het geval van ATP => Overal in het metabolisme komt energie vrij bij de hydrolyse van ATP, is dit dan elektromagnetische energie?

alvast bedankt,

Sam

Energie komt niet vrij bij het vormen van een binding, juist bij het verbreken van een binding komt energie vrij. Deze energie word direct gebruikt door het lichaam om andere metabole processen aan te sturen. Hierbij komt ook een beetje warmte vrij zoals Ensiferum correct opmerkte. Ik weet niet hoe je electromagnetisme er aan de haren bij sleurt maar dat heeft hier iig helemaal niks mee te maken.

Sam299

De overgang van de onstabiele toestand van ATP (met al de negatieve zuurstoffen) naar een veel stabielere toestand van ADP en Pi enz dat snap ik allemaal, maar het gaat mij om hoe de energie overgezet wordt naar een bepaald biochemisch proces waar ATP dus energie levert, hoe levert het die energie

En Wouter, als ik mij niet vergis is het toch bij ATP zo dat het breken van de fosfaatbinding een beetje energie kost (zoals het breken van alle bindingen trouwens) maar dat er veel meer energie vrijkomt bij de vorming van de hydrolyse producten (ADP + fosfaat) + water. Die initiële activatie-energie wordt meestal geleverd door warmte, dat heb ik al gevonden, maar ik zoek de identiteit van de energie die vrijkomt bij de vorming van de hydrolyse producten.

Of beter: Ik zoek de manier waarop die energie als brandstof werkt voor een biochemisch proces

edit: Ondertussen heb ik iets in de richting van een antwoord gevonden op dit forum:

http://www.biology-online.org/biology-foru...47.html#p110247

Ensiferum

Om het simpel voor te stellen: bij fotosynthese wordt water geoxideerd tot protonen en zuurstofgas, en NADP+ gereduceerd tot NADPH. Dit is een redoxreactie, maar één die niet zomaar doorgaat (zoals bijvoorbeeld NaCl niet spontaan gaat redoxeren tot natriummetaal en chloorgas). Daarom is er energie uit zonlicht nodig, die de nodige 'stoot' geeft om deze redoxreactie mogelijk te maken. Invallend zonlicht maakt in wezen een molecule zo energetisch ongunstig dat ze zelfs elektronen van water gaat stelen om weer stabieler te worden. Dit ongunstig maken gebeurt doordat licht een elektron wegstoot van de molecule (chlorofyl en enkele antenne-pigmenten zoals beta-caroteen). Het weggestoten elektron wordt natuurlijk ook opgevangen en zo weer doorgegeven langs een vrij complexe pathway (steeds een molecule die een elektron afgeeft aan een volgende omdat ze met het elektron niet zo stabiel is) tot het uiteindelijk NADPH bereikt.

Fotosynthese is in deze zin een redoxreactie die strict gereguleerd wordt door een cascade van enzymen. De onstabiliteit van de startmolecule (door zonlicht geëxciteerde chlorofyl of variant) wordt maar stapje per stapje teniet gedaan. Chlorofyl verliest een elektron, steelt er één van een naburig eiwit om terug stabiel te worden. Dat eiwit steelt er één van een ander eiwit enzovoort, tot het enzym dat dit bij water doet.

Deze NADPH is in zekere zin lichamelijk ook niet stabiel. Daarom is het een energietransporterende molecule, omdat ze reacties die niet zomaar doorgaan omdat ze energetisch ongunstig zijn zal laten doorgaan om de eigen onstabiliteit te verliezen. (Dit is wel relatief: NADPH is zo onstabiel omdat het een sterk gereduceerde molecule is, en de omgeving is veelal oxiderend - zie zuurstofgas dat een sterk oxiderende stof is. Een biochemie op basis van geoxideerde stoffen als energiedragers zie ik echter niet zo meteen ontstaan.)

ATP wordt vooral geproduceerd omdat langs deze hele elektronenketen er voortdurend protonen aan een bepaalde kant van het membraan, waarin het transport plaatsvindt, worden gedeponeerd. Dit zorgt voor een gradiënt, want het membraan laat geen protonen door. Bepaalde eiwitten in het membraan laten wel protonen door, maar kunnen per zoveel doorgelaten protonen ATP synthetiseren uit ADP en fosfaat. De manier waarop ze dit doen is nog niet goed gekend, maar het is niet erg verwonderlijk op energetisch vlak: kijk naar een fles gas onder hoge druk en wat er gebeurt als je die openmaakt.

Zowel ATP en NADPH zijn dus niet zo stabiel in hun voorkomend milieu. Als ze botsen met molecules kunnen ze minder onstabiele producten vormen. Dit gebeurt natuurlijk niet zomaar: ATP en NADPH zijn wel onstabiel maar niet extreem reactief. Ze hebben zowat altijd een katalysator nodig, en dit zijn de enzymen. Deze vangen een substraat en een ATP/NADPH molecule, en kunnen door hun structuur de reactie vlot laten verlopen. Je zou kunnen stellen dat het enzym een fosfaat neemt van ATP en die op het substraat zet, bijvoorbeeld. Anders steelt het enzym het fosfaat, vormt zo een onstabiele structuur die vooral terug stabiel wordt door de gewenste modificatie van het substraat door te voeren. Een voorbeeld:

Glucose + ATP -> Glucose-6-fosfaat + ADP

Glucose-6-fosfaat is stabieler dan ATP. De activatie-energie ligt echter betrekkelijk hoog om deze reactie zomaar te laten verlopen. Daarom treedt ze vrijwel alleen op als een enzym het geheel heel wat soepeler laat gaan. Zonder enige katalysator zou een botsing tussen ATP en glucose de reactieproducten moeten opleveren. Dit gaat niet gauw gebeuren. Het enzym daarentegen grijpt beide vast, brengt ze dicht bij elkaar en activeert desnoods een bindingsplaats op glucose (dit gis ik maar: ik ken de exacte kinetiek van hexokinases niet).

Energie komt niet vrij bij het vormen van een binding, juist bij het verbreken van een binding komt energie vrij.

Is dit steeds zo? Gooi eens een sterk zuur en een sterke base samen.

Wouter_Masselink

Is dit steeds zo? Gooi eens een sterk zuur en een sterke base samen.

Ik sprak dan ook specifiek over metabole processen.

ciao

oxidatie = verbranding

bijvoorbeeld:

glucose + zuurstof -> water + koolstof dioxide

C6H12O6 + 6 O2 -> 6 H2O + 6 CO2 + 'energie'

Stel je gaat glucose verbranden volgens bovenstaande reactie.

De energie die dan vrij komt is in de vorm van warmte.

Warmte is nuttig voor je lichaam, maar om meer met energie te kunnen heb je ATP nodig.

Hoe krijg je dan ATP?

Door bovenstaande reactie niet in 1 keer te laten verlopen, maar door glucose stapsgewijs af te breken.

Hierbij komt telkens een beetje energie, die metname zit in de bindingen tussen koolstof en waterstof, vrij.

Deze energie leg je vast in moleculen.

Waarom is dat nou zo nuttig?

Omdat je dat uiteindelijk kunt omzetten in een hoeveelheid ATP.

ATP is een 'energie-opslag' die je kunt gebruiken om reacties in je lichaam te laten verlopen.

Maar daarvoor moet die energie wel eerst vrijkomen:

ATP + H2O -> ADP + Pi

Bovenstaande levert 28 kJ op.

Stel je wil een reactie laten verlopen die 12 kJ kost, bijvoorbeeld:

Glucose + fosfaat -> glucose-6-fosfaat + H2O.

Bovenstaande reactie verloopt nauwelijks.

Hiervoor is activeringsenergie nodig.

De volgende reactie verloopt wel:

Glucose + ATP -> glucose-6-fosfaat + ADP

Zoals jullie hebben kunnen meerekenen levert deze reactie 16 kJ op.

Omdat deze samengestelde reactie energie oplevert, verloopt deze reactie vanzelf!

Dat is een erg belangrijk principe waarom ATP zo belangrijk is.

In cellen in je lichaam kun je op 3 manieren ATP maken. Via:

1. glycolyse

2. oxidatieve fosforylering

3. citroenzuurcyclus

In bovenstaande mechanismen komen veel redoxreacties voor.

Dus oxidatiereacties en reductiereacties.

Het overdragen van energie gaat vaak in de vorm van elektronen.

Sommigen kunnen heel goed elektronen opnemen, anderen kunnen ze goed afstaan.

Zo'n redoxkoppel is blijvoorbeeld NAD+ en NADH.

Electronen zijn energie rijk.

NAD+ kan 2 electronen opnemen en neemt daarbij automatisch een proton op en wordt NADH.

Dit is een reductie reactie.

Het omgekeerde is een oxidatie reactie, waarin een deeltje juist elektronen afstaat.

Bijvoorbeeld NADH, staat 2 electronen af en wordt NAD+.

Wanneer water elektronen opneemt, ontstaat er water.

Dit is waarom er water ontstaat als je glucose verbrandt.

ciao

ciao schreef:Wanneer water elektronen opneemt, ontstaat er water.

Dit is waarom er water ontstaat als je glucose verbrandt.

Wanneer zuurstof elektronen opneemt, ontstaat er water. (protonen volgen de elektronen)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Analogie tussen energie en oxidatie

Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie

Re: Analogie tussen energie en oxidatie