Deze oefentoets bestaat uit vijf vragen over het onderwerp biochemie.
De uitwerking vind je na het openen van alle hints. Let op, als er geen ‘Controleer antwoord’ knop staat, moet je zelf je antwoord controleren met behulp van de hints en uitwerking.
Vraag 1
In sportdrank zitten verschillende koolhydraten, waaronder, sacharose, fructose, maltodextrine en druivensuiker. Sacharose, fructose en druivensuiker zijn suikers die goed oplossen in water. De structuurformules van deze suikers staan in Binas tabel 67A.
Het koolhydraat maltodextrine wordt gemaakt door zetmeel, uit bijvoorbeeld tarwe, gedeeltelijk te hydrolyseren. Enzymen in de darmen zorgen voor verdere hydrolyse van maltodextrine. Een stukje van de structuurformule van het uiteinde van een molecuul maltodextrine is hieronder weergegeven:
Vraag 2
Eén van de hoofdbestanddelen van chocolade is cacaoboter.
Cacaoboter is een mengsel van voornamelijk vetten. Welke vetzuurresten voornamelijk in deze vetten voorkomen, is achterhaald met behulp van een methode waarbij de tri-esters eerst werden gehydrolyseerd en de daarbij verkregen vetzuren werden omgezet tot de overeenkomstige methylesters.
Uit onderzoek is gebleken dat in de meeste vetten van cacaoboter glycerol op positie 2 is veresterd met oliezuur. Verder is glycerol vooral met palmitinezuur en/of stearinezuur veresterd.
Deze vetten worden als volgt schematisch aangeduid: P – O – P, P – O – S en S – O – S. Hierin staat P voor palmitinezuur, O voor oliezuur en S voor stearinezuur; de middelste letter geeft het vetzuur op positie 2 weer. Aangezien de beschikbare hoeveelheid cacaoboter niet toereikend is om aan de vraag naar chocolade te voldoen, wordt voor bepaalde chocoladeproducten gebruik gemaakt van andere grondstoffen. De vetzuursamenstelling van die andere grondstoffen is anders dan die van cacaoboter. Men kan vetten uit die andere grondstoffen op twee manieren omzetten tot vetten die wel in cacaoboter voorkomen.
De eerste manier wordt aangeduid als ‘partiële hydrogenering’. Hierbij laat men een vet reageren met waterstof. Een voorbeeld is het vet P – O – L (L staat voor linolzuur) uit palmolie. Door additie van waterstof kan dit vet worden omgezet tot P – O – S.
De tweede manier is een zogenoemde om-estering: het vervangen van de ene vetzuurrest door een andere. Bij dit proces maakt men gebruik van het enzym lipase. Dit enzym katalyseert de hydrolyse van vetzuren die zijn veresterd op de posities 1 en 3 van een vet. Lipase katalyseert ook de omgekeerde reactie: de verestering van vetzuren aan de posities 1 en 3 van glycerol.
Door bijvoorbeeld het vet P – O – O te mengen met stearinezuur en lipase kan onder andere het vet P – O – S worden verkregen.
In dit reactiemengsel ontstaan ook andere vetten.
Vraag 3
Tijdens verbrandingsprocessen in het lichaam worden zuurstofmoleculen, door het opnemen van elektronen (e− ), omgezet tot O2‒ ionen. Deze O2‒ ionen reageren vervolgens met H+ ionen tot watermoleculen:
O2 + 4 e‒ ⟶ 2 O2‒
2 O2‒ + 4 H+ ⟶ 2 H2O
Beide omzettingen worden gekatalyseerd door enzymen. Tijdens verbrandingsprocessen in het lichaam kunnen zuurstofmoleculen ook op een andere manier elektronen opnemen. Er worden dan O22- ionen gevormd, die vervolgens doorreageren tot H2O2 moleculen.
In lichaamscellen moet de concentratie van waterstofperoxide zo laag mogelijk blijven omdat het met allerlei moleculen in de cel kan reageren. Daarom is in alle cellen een enzym, katalase, aanwezig dat de omzetting katalyseert van waterstofperoxide tot water en zuurstof: 2 H2O2 ⟶ 2 H2O + O2 . De omzetting van waterstofperoxide tot water en zuurstof onder invloed van katalase verloopt in twee stappen. In de eerste reactiestap bindt een molecuul katalase een zuurstofatoom dat wordt onttrokken aan een waterstofperoxidemolecuul.
Sommige mensen hebben geen of te weinig katalase. Men spreekt van akatalasemie. Bij een 72-jarige akatalasemie-patiënt uit Japan heeft men vastgesteld dat bij hem deze afwijking een genetische oorsprong heeft. In zijn DNA blijkt in het gen dat codeert voor de vorming van katalase het basenpaar te ontbreken dat in het gen voor normaal katalase op plaats 358 staat. Het gevolg is dat vanaf het 120ste aminozuur de aminozuurketen van het eiwit dat zich dan vormt, verschilt van de aminozuurketen van normaal katalase. In de aminozuurketen van normaal katalase is het 119de aminozuur glutaminezuur (Glu) en het 120ste aminozuur serine (Ser).
DNA is opgebouwd uit twee ketens (strengen). De ene streng (matrijsstreng) wordt bij de eiwitsynthese afgelezen, waarbij het messenger-RNA (mRNA) wordt gevormd. Hieronder is van de matrijsstreng van het gen dat codeert voor de vorming van normaal katalase een deel van de basenvolgorde vanaf plaats 355 weergegeven:
De code voor het 119de aminozuur van de keten van katalase begint bij de 355ste base van het gen dat codeert voor de vorming van katalase
Vraag 4
Olijfolie is een mengsel van hoofdzakelijk glyceryltri-esters. Deze glyceryltri-esters zijn esters van glycerol (propaan-1,2,3-triol) en vetzuren. In de moleculen van olijfolie zijn verzadigde en onverzadigde vetzuren veresterd. De structuurformule van een glyceryltriester die in olijfolie voorkomt, kan als volgt worden weergegeven:
Hierin zijn twee verschillende vetzuren veresterd.
Door middel van een eenvoudig proefje kun je nagaan dat olijfolie onverzadigde verbindingen bevat.
Naarmate olie langer wordt bewaard, gaan de kwaliteit en de smaak van de olie achteruit. Dit komt doordat esterbindingen in de glyceryltri-esters worden omgezet, waarbij onder andere vrije vetzuren worden gevormd. Olijfolie waarin geen vrije vetzuren voorkomen, bevat 1,04 mol glyceryltri-esters per liter. Een olijfolie van goede kwaliteit bevat ten hoogste 0,50 massaprocent vrije vetzuren.
Vraag 5
In onderstaande figuur is een gedeelte van de coderende streng van het menselijk DNA weergegeven, beginnend bij de base met nummer 1072. De code voor een bepaald type receptoreiwit begint bij de base met nummer 1. In het weergegeven gedeelte bevindt zich het stopcodon voor het receptoreiwit.
Beroep
Orgaanschade omkeren
Beroep
DNA naar wens aanpassen
Beroep
Science fiction wordt werkelijkheid
Beroep
Een nieuwe generatie antibiotica
Beroep
Wat we van zuidpool-vissen kunnen leren
Beroep
Een chemische gereedschapskist voor de toekomst
