Schema, Riassunto Glicolisi

Glicolisi

1. Fosforilazione del glucosio

• Esochinasi fosforila il glucosio a glucosio-6-P.
• Consuma ATP, che è substrato insieme a Mg²⁺.
• L'esochinasi è il primo degli enzimi di regolazione.
• Intrappola il glucosio nella cellula ma non regola la glicemia. [vd. -16,7 kJ/mol glucocinasi epatica insulino dipendente]
• L’ossidazione completa del glucosio da bomba calorimetrica è pari a 2840 kJ/mol o 4 kcal/g. [per le proteine 4 kcal/g e per i lipidi 9 kcal/g]

2. Conversione del glucosio-6-P a fruttosio-6-P

• Fosfoesosio isomerasi catalizza in presenza di Mg²⁺.
• È soggetta alle leggi di azione di massa. La reazione precedente ha un eccesso di prodotto e quella successiva richiede molto reagente.
• Il glucosio è una molecola scarsamente tossica ma con forte potere osmotico, il che implica il rischio di shock osmotico. Produrre polisaccaridi riduce il potere osmotico.

+1,7 kJ/mol

3. Fosforilazione del fruttosio-6-P a fruttosio-1,6-bis-P

• Fosfofruttochinasi 1 PFK1 fosforila il fruttosio in C1.
• Principale enzima di regolazione. È modulato allostericamente dalla PFK2 che produce fruttosio-2,6-bis-P come intermedio.
• Consuma ATP-Mg²⁺.
• Il 50 % del glucosio ematico è consumato dal SN. I neuroni funzionano solo in condizioni aerobie. Il 25% viene consumato dagli eritrociti.

-14,1 kJ/mol

4. Scissione del fruttosio-1,6-bis-P

• La fruttosio-1,6-bis-P aldolasi scinde la molecola in due triosi: gliceraldeide 3P (aldosio) e diidrossiacetone fosfato (chetosio).
• Non sfrutta Mg²⁺.
• La glicolisi avviene nel citosol e permette la produzione di ATP al di fuori del mitocondrio. È anaerobia per definizione.
• Dalle molecole di piruvato si ricavano solo -146 kJ/mol, il 5,2% della resa totale del glucosio. Di questi 61 kJ/mol diventano ATP con una resa energetica del 42% e totale del 2,2%. 85 kJ/mol sono dispersi in calore per mantenere costante la temperatura corporea.

+23,8 kJ/mol

5. Interconversione dei triosi

• La trioso fosfato isomerasi converte reversibilmente il diidrossiacetone fosfato in gliceraldeide 3P.
• Gli atomi di C numerati in Glu non sono più riconoscibili.

+7,5 kJ/mol

6. Ossidazione della gliceraldeide 3P a 1,3-bisfosfoglicerato

• La gliceraldeide 3P deidrogenasi GAPDH ossida il gruppo aldeidico della gliceraldeide a formare un'anidride (un acil fosfato ad alta energia).
• Non viene consumato ATP ma Pi.
• Strappa potere riducente che deposita sul NAD+ che è substrato fondamentale della reazione. È un esempio di catalisi covalente e di inibizione irreversibile con iodoacetato.
• Il processo una volta iniziato non può essere interrotto.
• Tutti gli intermedi sono fosforilati, quindi carichi negativamente, e non possono attraversare la membrana.

+6,3 kJ/mol

7. Trasferimento del gruppo fosforico dall'1,3-bisfosfoglicerato all'ADP

• La fosfoglicerato chinasi trasferisce un gruppo fosforico formando ATP e 3-fosfoglicerato.
• Prima reazione di fosforilazione a livello del substrato. La produzione di ATP pareggia la perdita delle due molecole precedenti.
• Agisce in presenza di Mg²⁺.
• Trascina le reazioni precedenti.
• Il glucosio è sottoposto ad una via anabolica, gluconeogenesi, e a due cataboliche, glicolisi e via o shunt del pentosio fosfato.
• In condizioni aerobie i prodotti entrano nel mitocondrio dove diventano acetil-CoA, in condizioni anaerobie diventano lattato o etanolo.
• Altri destini del piruvato sono la carbossilazione ad ossalacetato e la transaminazione ad alanina.

-18 kJ/mol

8. Isomerizzazione del 3-fosfoglicerato in 2-fosfoglicerato

• Fosfoglicerato mutasi aggiunge un P in posizione 2 e lo toglie in 3.
• Forma transitoriamente una mol di 2,3-bisfosfoglicerato. [vd. emoglobina e sequestro eritrocitario, calo resa energetica]
• L’ATP è sempre in complesso con il Mg²⁺.
• L'enzima è un fosfoenzima donatore di secondo fosfato. Per formarlo si crea 2,3-BPG a partire dal 3-fosfoglicerato con consumo di ATP, il 2,3-BPG dona il P all'enzima che diviene.
• Vengono spese 2 mol di ATP per ogni molecola di.