Enzymen, tweerichtingsverkeer? => alcohol geen dikmaker?

[JWvdVeer]

Goedendag allen,

Dit weekend had ik een discussie rondom enzymologie. Volgens mij is het zo dat enzymen een evenwicht sneller instellen, doordat ze zorgt voor het bij elkaar brengen van substraten. Nu was mijn gedachte: als een enzym enkel een evenwicht sneller instelt, kan elk enzym dus in principe ook de reactie in beide kanten uitvoeren.

Mijn stelling was dus dat een enzym de reactie naar beide zijden katalyseert, op voorwaarde dat de mogelijke concentraties van stoffen in het lichaam het maar mogelijk maken dat beide kanten van het evenwicht te bereiken zijn.

Ik kreeg als argument terug dat bij de gluconeogenese je twee verschillende enzymen nodig hebt om bepaalde stappen van de glycolyse ongedaan te kunnen maken. Bijvoorbeeld hexakinase en glucose-6-fosfatase, die voor de omgekeerde reactie zorgen (namelijk de reactie van glucose naar glucose-6-fosfaat en weer terug). Mijns inziens moet dit verklaard worden met de richting van het evenwicht en niet door te stellen dat een enzym de reactie maar één kant op versnelt:

Het evenwicht wat hexakinase katalyseert is: glucose + ATP glucose-6-fosfaat + ADP. Dit evenwicht is vrijwel altijd naar rechts gericht, omdat dit energetisch voordeliger is.

Het evenwicht wat glucose-6-fosfatase katalyseert is: glucose-6-fosfaat glucose + fosfaat. Dit evenwicht is ook vrijwel altijd naar rechts gericht, omdat dit energetisch voordeliger is.

M.a.w.: het lijkt alsof de genoemde enzymen de reactie maar één kant op katalyseren, omdat onder de omstandigheden die in het lichaam meestal heersen, één kant van het evenwicht vrijwel altijd heel sterk overheerst. Wat is jullie mening hierover?

Een andere stelling die hiermee samenhing is de stelling dat alcohol in principe niet dik maakt.

Alcohol, oftewel ethanol wordt namelijk omgezet in ethanal. Dit wordt vervolgens omgezet en ethaanzuur ofwel azijnzuur (zie bijv. wikipedia). Azijnzuur bindt vervolgens aan Co-enzym A, en vormt zo acetyl-CoA.

Het evenwicht van de reactie van pyruvaat (druivenzuur) naar acetyl-CoA is zo sterk in onbalans naar acetyl-CoA, dat het praktisch vrijwel onmogelijk is dat acetyl-CoA nog bijdraagt aan de gluconeogenese. Dit gaat om de reactie: pyruvaat + CoA + NAD^- CO₂ + acetyl-CoA + NADH, welke gecatalyseerd wordt door pyruvaat dehydrogenase.

Hieruit volgt dat ethanol in elk geval niet door middel van gluconeogenese mensen vet kan maken. Of acetyl-CoA gebruikt kan worden en wordt voor de vetzuursynthese, is mij niet geheel duidelijk. Maar wellicht dat jullie het licht daarover ook eens op kunnen doen laten gaan!

[mvbandit650]

Of acetyl-CoA gebruikt kan worden en wordt voor de vetzuursynthese, is mij niet geheel duidelijk. Maar wellicht dat jullie het licht daarover ook eens op kunnen doen laten gaan!

Acetyl-CoA wordt ook gebruikt in de mevanolate pathway WIKI

Een van de eindproducten van deze pathway is cholesterol, daarnaast kan via deze pathway ook upregulatie van de LDL-receptor (Low Density Lipoprotein) waardoor er meer LDL wordt opgenomen.

Ik kan echter niet zo snel ontdekken of dit ook wordt opgeslagen in het lichaam, ik zal nog even verder zoeken daarover.

[anusthesist]

Dit topic is verplaatst naar biologie.

[JWvdVeer]

Ik kan echter niet zo snel ontdekken of dit ook wordt opgeslagen in het lichaam, ik zal nog even verder zoeken daarover.

Mmmh... Vind ik het gewoon letterlijk terug in het onderwerp `lipogenese`....

Ofwel, acetyl-CoA kan gewoon worden omgezet in vet.

[Mrtn]

Ofwel, acetyl-CoA kan gewoon worden omgezet in vet.

Helemaal juist.

[Mako]

Volgens mij is het zo dat enzymen een evenwicht sneller instellen

De werking van een enzym verlegt de ligging van het evenwicht niet maar zorgt dat het evenwicht sneller wordt bereikt. Het is dus een kwestie van reactiesnelheid waarover je het overigens volledig juist had.

kan elk enzym dus in principe ook de reactie in beide kanten uitvoeren.

Enzymen zijn katalysatoren in biologische systemen (zie hierboven), het is echter wel vaak zo dat ze een specificiteit bezitten voor een bepaalde reactie en een bepaald type substraat. Bijgevolg zal een enzym vaak maar één bepaald type chemische reactie of een beperkt aantal nauw verwante reacties katalyseren. Afhankelijk van hoe breed de specificiteit van het enzym is. Vaak zal de ligging van het evenwicht de werking al snel naar een kant drukken.

Ik kreeg als argument terug dat bij de gluconeogenese je twee verschillende enzymen nodig hebt om bepaalde stappen van de glycolyse ongedaan te kunnen maken

Klopt, voor de glycolyse heb je nood aan verschillende enzymen. Vat bovenstaand tekstje over specificiteit van enzymen nu niet verkeerd op; een chemische reactie gaat inderdaad vaak in 2 richtingen en dit is bij enzymen niet anders!

Om even op je voorbeeld in te pikken is de hexokinase reactie een gedeeltelijk omkeerbare reactie waarbij het evenwicht sterk naar glucose 6-P ligt. Ook hier had je het dus bij het juiste eind.

Andere stappen in de glycolyse zijn dan wel irreversibel, de reactie met fosfofructokinase bijvoorbeeld waarbij fructose 6-P wordt omgezet naar fructose 1,6-bifosfaat is onmogelijk in omgekeerde richting.

M.a.w.: het lijkt alsof de genoemde enzymen de reactie maar één kant op katalyseren, omdat onder de omstandigheden die in het lichaam meestal heersen, één kant van het evenwicht vrijwel altijd heel sterk overheerst.

Correct, al speelt de functie van het enzym ook een rol om te bepalen als een enzym een reversibele reactie kan opzetten of niet.

[mvbandit650]

Mmmh... Vind ik het gewoon letterlijk terug in het onderwerp

Ok tijd voor een bril ben ik bang, gewoon niet opgemerkt. Stom.

[JWvdVeer]

Andere stappen in de glycolyse zijn dan wel irreversibel, de reactie met fosfofructokinase bijvoorbeeld waarbij fructose 6-P wordt omgezet naar fructose 1,6-bifosfaat is onmogelijk in omgekeerde richting.

Uh, leg uit: waarom is deze stap omgekeerd niet mogelijk? Het is toch een evenwichtsreactie? En een enzym stelt toch een evenwicht sneller in? Of bedoel je in dit geval wederom dat door de condities waaronder de reactie in het lichaam plaatsvindt het evenwicht altijd naar dezelfde kant omslaat?

[Kravitz]

Volgens mij is het zo dat enzymen een evenwicht sneller instellen, doordat ze zorgt voor het bij elkaar brengen van substraten.

Een enzym verlaagt de activeringsenergie doordat het substraten in de correcte positie bij elkaar kan brengen. De substraten worden in feite op bindingsafstand van elkaar gebracht.

Verder moet je een enzym zien als een mobiele structuur die vlot kan bewegen. Zo heeft het enzym fructokinase een hoge affiniteit voor fructose-6-fosfaat en ATP. Het is net dankzij die grote affiniteit dat beide moleculen met het enzym associëren en op bindingsafstand van elkaar worden gebracht. Vervolgens wordt er een fosfaatgroep uitgewisseld wat een conformationele verandering in het enzyme veroorzaakt. Deze ruimtelijke verandering zorgt ervoor dat het fructokinase een lage affiniteit krijgt voor fructose-1,6-bifosfaat en ADP wat de dissociatie van beide producten bevordert.

Eens de producten los zijn van het enzym treedt een volgende conformationele verandering op waardoor het enzym terug in zijn begin configuratie komt.

Aangezien de affiniteit van het enzym voor 1,6-FBP laag is zal de omgekeerde reactie niet tot nauwelijks doorgaan.

Anderzijds mag je ook niet vergeten dat 1,6-FBP verder reageert in de volgende stappen van de glycolyse. Dit zorgt eveneens, dankzij het principe van Le Châtelier,voor een (zo goed als) aflopende reactie.