Creatine

Opgave 4 (vraag 17 t/m 23) uit eindexamen Scheikunde VWO 2024 tijdvak 1

Vraag A
[B] Stoffen en materialen in de chemie[B1] Deeltjesmodellen[Polaris] H10: Biochemie
2p

Creatine speelt een belangrijke rol in de energiehuishouding van de spieren en de hersenen. In de biosynthese van creatine wordt onder invloed van het enzym AGAT eerst de stof glycocyamine (zie figuur 1) gevormd uit de aminozuren glycine en arginine.

Bij de vorming van glycocyamine wordt het stikstofatoom van glycine aan een van de koolstofatomen in de restgroep van arginine gekoppeld. Hierbij ontstaat ook ornithine. Ornithine is een aminozuur dat niet is vermeld in het informatieboek.

Teken de structuurformule van ornithine.

Figuur 1 bij vraag 17 van opgave Creatine (Scheikunde VWO 2024)

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Vraag B
[B] Stoffen en materialen in de chemie[B3] Bindingen en eigenschappen[Polaris] H10: Biochemie
2p

De glycocyamine wordt vervolgens omgezet tot creatine (zie figuur 2) onder invloed van het enzym GAMT.

Op de uitwerkbijlage is weergegeven hoe een glycocyamine-deeltje in het actieve centrum van GAMT is gebonden. Bij de heersende pH hebben alle aanwezige carboxylgroepen een H+H^{+} afgestaan. Tussen dit glycocyamine-deeltje en GAMT bestaan elektrostatische interacties. Door deze interacties (bindingstypen) heeft het glycocyamine-deeltje een bepaalde ruimtelijke oriëntatie, waardoor de omzetting tot creatine mogelijk wordt. Neem aan dat vanderwaalsbindingen geen rol spelen in de oriëntatie van het glycocyamine-deeltje.

Geef op de uitwerkbijlage met stippellijntjes twee interacties/bindingstypen aan tussen het glycocyamine-deeltje en GAMT.

  • Nummer beide interacties.
  • Noteer in de tabel de naam van elke interactie.
Figuur 1 bij vraag 18 van opgave Creatine (Scheikunde VWO 2024)
⚠️ Uitwerkbijlage vereist
Uitwerkbijlage bij vraag 18 van opgave Creatine

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Vraag C
[C] Chemische processen en behoudswetten[C4] Reactiekinetiek[Polaris] H14: Reactiemechanismen
2p

Bij de omzetting van glycocyamine tot creatine wordt een methylgroep overgedragen van een deeltje SAM naar het deeltje glycocyamine. Op de uitwerkbijlage is het mechanisme van de omzetting van glycocyamine tot creatine onvolledig weergegeven. Het deeltje SAM is hierbij vereenvoudigd weergegeven.

Voer de volgende opdrachten uit:

  • Teken in het omkaderde gedeelte de niet-bindende elektronenparen, waarbij alle atomen voldoen aan de oktetregel.
  • Geef met pijlen weer hoe elektronenparen worden verplaatst tijdens deze omzetting.
⚠️ Uitwerkbijlage vereist
Uitwerkbijlage bij vraag 19 van opgave Creatine

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Vraag D
[C] Chemische processen en behoudswetten[C2] Chemisch rekenen[Polaris] H2: Rekenen en meten
5p

Creatine bevindt zich in spieren en de hersenen, om deze snel van energie te kunnen voorzien. Een gezonde man heeft in zijn lichaam gemiddeld een voorraad van 1,7 g creatine per kg lichaamsgewicht. Van deze voorraad wordt gemiddeld 1,9 massaprocent per dag uitgescheiden. Uit metingen is gebleken dat per dag 20 massaprocent van de uitgescheiden creatine rechtstreeks wordt opgenomen uit voeding. De rest wordt door het lichaam aangemaakt uit glycine en arginine (zie ook figuur 4).

Bereken de massa in gram glycine die een gezonde man van 70 kg dagelijks moet omzetten om de hoeveelheid creatine op peil te houden. Geef je antwoord in het juiste aantal significante cijfers.

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Vraag E
[G] Maatschappij, chemie en technologie[G1] Chemie van het leven[Polaris] H10: Biochemie
3p

De aanmaak van creatine kan verstoord zijn doordat het enzym AGAT of het enzym GAMT niet functioneert of zelfs niet aanwezig is in het lichaam. Deze zeldzame erfelijke stofwisselingsziektes zijn bekend als AGAT-deficiëntie en GAMT-deficiëntie.

Een bepaalde GAMT-deficiëntie wordt veroorzaakt doordat het enzym een afwijkende vorm heeft. In de peptideketen van deze GAMT* is op positie 44 een leucine-eenheid aanwezig waar in gezonde GAMT een arginine-eenheid aanwezig is. Op het afwijkend DNA wijkt hierbij maar één basenpaar af van gezond DNA. De code voor de eerste aminozuur-eenheid van GAMT begint bij het basenpaar met nummer 1.

Geef op de uitwerkbijlage de symbolen van het basenpaar waarin de genetische code voor gezonde GAMT verschilt van de code voor GAMT* en geef het nummer van het afwijkende basenpaar. Gebruik Binas-tabel 71G of ScienceData-tabel 16.9.

⚠️ Uitwerkbijlage vereist
Uitwerkbijlage bij vraag 21 van opgave Creatine

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Vraag F
[D] Ontwikkelen van chemische kennis[D1] Chemische vakmethodes[Polaris] H11: Industriële chemie
3p

Door de gehaltes van glycocyamine en creatine te onderzoeken, kan worden onderzocht of er sprake is van een van beide ziektes. Bij de bepaling van het gehalte creatine wordt soms gebruikgemaakt van chromatografie. In een onderzoek is van een mengsel van bekende stoffen een chromatogram gemaakt. De stationaire fase was hierbij apolair. Dit chromatogram is in figuur 3 weergegeven.

In figuur 3 zijn met pijlen twee pieken aangegeven. Een van beide pieken is afkomstig van creatine en de andere van asparaginezuur. Van deze stoffen is in een ander experiment de verdelingscoëfficiënt KvK_{v} bepaald in een tweelagen-systeem van water en de hydrofobe vloeistof octaan-1-ol. De KvK_{v} is een maat voor de polariteit van een stof. Deze verdelingscoëfficiënt kan worden berekend met formule 1:

Kv=[stof]octaan−1−ol[stof]water (formule 1)K_{v}=\frac{[stof]_{octaan-1-ol}}{[stof]_{water}}\ \text{(formule 1)}

De waarde van de KvK_{v} van creatine is 6,3⋅10−16,3\cdot10^{-1} en die van asparaginezuur is 1,3⋅10−41,3\cdot10^{-4}.

Leg uit welke van de twee aangegeven pieken uit figuur 3 hoort bij creatine. Gebruik in je uitleg formule 1.

Figuur 1 bij vraag 22 van opgave Creatine (Scheikunde VWO 2024)

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Vraag G
[G] Maatschappij, chemie en technologie[G1] Chemie van het leven[Polaris] H10: Biochemie
2p

In figuur 4 is de aanmaak van creatine vereenvoudigd samengevat.

Op de uitwerkbijlage staan twee zinnen over de gehaltes van glycocyamine en creatine bij AGAT-deficiëntie en bij GAMT-deficiëntie.

Omcirkel in de zinnen op de uitwerkbijlage steeds de juiste mogelijkheden. Neem hierbij aan dat er geen andere processen invloed hebben op deze gehaltes.

Figuur 1 bij vraag 23 van opgave Creatine (Scheikunde VWO 2024)
⚠️ Uitwerkbijlage vereist
Uitwerkbijlage bij vraag 23 van opgave Creatine

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Antwoordmodel