Concetti Chiave
- La glicolisi è regolata da sistemi di controllo che aumentano o diminuiscono la velocità della degradazione del glucosio a seconda del fabbisogno energetico cellulare.
- I principali enzimi regolatori della glicolisi sono l'esochinasi, la fosfofruttochinasi e la piruvato chinasi, che catalizzano reazioni irreversibili.
- Il controllo della glicolisi avviene tramite modulatori allosterici e modificazione covalente, con l'ATP che agisce come inibitore allosterico della fosfofruttochinasi nei muscoli.
- La via del pentoso fosfato è un processo alternativo di demolizione del glucosio, fondamentale per produrre NADPH e ribosio-5-fosfato.
- Il glucosio-6-fosfato è il substrato di partenza nella via del pentoso fosfato, essenziale per la sintesi di acidi nucleici e coenzimi.
Controllo della glicolisi
La degradazione del glucosio in piruvato richiede l’esistenza di sistemi di controllo, finalizzati ad aumentare la velocità del processo quando nella cellula vi è una richiesta di energia, come per esempio durante la contrazione muscolare, o al contrario ad abbassare la velocità della glicolisi quando i livelli di ATP sono sufficienti. I punti di controllo della glicolisi sono rappresentati in particolare da tre enzimi, che catalizzano specifiche reazioni irreversibili del processo:
• esochinasi;
• la fosfofruttochinasi;
• la piruvato chinasi.
Il controllo avviene in genere tramite l’intervento di modulatori allosterici e la modificazione covalente.
Modulazione allosterica nei muscoli
Per esempio, nei muscoli l’ATP agisce da inibitore allosterico nei confronti della fosfofruttochinasi, che catalizza la trasformazione del fruttosio-6-fosfato in fruttosio-1,6-difosfato: quando i livelli di ATP sono elevati, l’ATP si lega al sito allosterico dell’enzima inducendo un abbassamento dell’affinità dell’enzima per il suo substrato e rallentando la velocità della reazione.
Importanza della via del pentoso
La via del pentoso fosfato
La via del pentoso fosfato è un ulteriore processo di demolizione del glucosio; è importante perché porta alla formazione di molecole del coenzima NADPH, che partecipa a numerosi processi ossido-riduttivi, e dello zucchero ribosio-5-fosfato, un pentoso indispensabile per la sintesi degli acidi nucleici RNA e DNA, oltre che dell’ATP e di alcuni coenzimi. Il substrato di partenza è il glucosio-6-fosfato.
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