|
Pagina 1 van 3 Gistmetabolisme
In dit artikel in de serie over gisten zullen verschillende aspecten van het metabolisme van gist ter sprake komen. We zullen zien dat er grote verschillen bestaan tussen de aktiviteiten van gist in een zuurstofrijke (aerobe) en een zuurstofloze (anaerobe) omgeving. Aangezien deze aktiviteiten (evenals de meeste andere biochemische processen) veel te maken hebben met de groei van gist, zal dit artikel een hoge mate van ‘overlap’ vertonen met het volgende artikel in deze serie (gistgroei en vergisting). In het nu volgende artikel zal voornamelijk worden gekeken naar de ‘chemie’ (productie en afbraak van stoffen), het volgende artikel behandelt de ‘biologie’ (groei en voortplanting).
Metabolisme beschrijft de enzymatische en (bio)chemische reacties die binnen een cel plaatsvinden, alsmede de organisatie en regulatie van deze reacties. Een biochemicus zal deze reacties als aparte eenheden bekijken en beschrijven. In werkelijkheid verlopen deze reacties niet onafhankelijk van elkaar maar vormen meerdere reacties een in hoge mate geïntegreerd metabool proces. De twee belangrijkste processen in het metabolisme van een cel zijn:
- Opname van energie uit het milieu (de omgeving)
- Synthese van macromoleculen (bouwstenen van de cel)
Intermezzo: Biochemische ‘pathways’
Biochemische ‘pathways’ of ‘routes’ zijn vrij abstracte (bio)chemische beschrijvingen van wat er in een cel gebeurt. Aangezien biologische systemen erg dynamisch zijn en zich meestal niet volledig in een star wiskundig of chemisch model laten vangen, moeten deze biochemische routes worden gezien als een ‘model’ voor wat er in werkelijkheid gebeurt. De belangrijkste biochemische routes kunnen worden gedefiniëerd als:
- Metabolisme: (stofwisseling) Het totaal van de chemische reacties die zich in een cel afspelen.
- Anabolisme: Metabole processen waarbij complexe moleculen worden gevormd uit eenvoudige bouwstenen.
- Catabolisme: Metabole processen waarbij complexe moleculen worden afgebroken tot hun bouwstenen.
Levende organismen hebben een continue input van energie nodig. Deze energie wordt doorgaans opgenomen uit het milieu. Chemotrofe organismen verkrijgen deze energie door verbranding (oxydatie) van voedingsstoffen. Fototrofe organismen zijn in staat lichtenergie op te slaan (planten, algen). Omdat gisten (evenals wij mensen) chemotroof zijn, zullen we ons in dit artikel beperken tot de chemotrofe organismen.
De universele drager van 'vrije energie' is adenosine trifosfaat (ATP). De energie van een ATP molecuul is voornamelijk 'opgeslagen' in de binding van de (drie) fosfaatgroepen. Wanneer één of meer van deze fosfaatgroepen van het ATP molecuul worden gesplitst (hydrolyse), komt een grote hoeveelheid 'vrije energie' vrij: ATP +H2O -> ADP + Pi + H+ () G0' = -30.5 kJ/mol). De vrijgekomen energie kan worden gebruikt in allerlei reacties die externe energie vereisen (biosynthese, beweging, transport). Op haar beurt wordt ATP gevormd uit ADP en Pi bij de oxydatie van voedingsstoffen (in chemotrofe organismen). Deze ATP-ADP cyclus is de universele manier van energie uitwisseling in biologische systemen (figuur 1).
Het belang van de ATP-ADP cyclus kan wellicht het best geïllustreerd worden met een voorbeeld: Een persoon in rust verbruikt ongeveer 40 kilogram (!) ATP in 24 uur. Bij zware lichamelijke inspanning kan het verbruik oplopen tot 0.5 kilogram per minuut! Figuur 1. De ATP-ADP cyclus is de universele manier van energie uitwisseling in biologische systemen.
|
Technische artikelen 
