Appunti Biochimica - 5/5

indirizzato verso la glicolisi con lo scopo di rifornire le cellule epatiche di energia. Seguono quindi i livelli di ATP che inibiscono la glicolisi (in primis la fosfofruttochinasi1). Bloccandosi la PFK1 seguono i livelli di Fruttosio6P, la seconda reazione della glicolisi si inverte ed aumenta quindi la concentrazione di glucosio 6P (NB: La glucocinasi non è inibita dall'ATP, ne dal prodotto della stessa reazione, ie glucosio6P). L'accumulo di glucosio6P nelle cellule epatiche è il segnale di partenza della sintesi del glicogeno:

• Reazione 1: La prima reazione della glicogenosintesi prevede la conversione del glucosio 6P in glucosio1P. Questa reazione è operata dall'enzima fosfoglucomutasi.
• Reazione 2: Il glucosio1P diventa poi il substrato dell'enzima UDP-glucosio pirofosforilasi (una transferasi) che usa UTP per spostare il gruppo UMP ad glucosio1P e liberare pirofosfato.

L'idrolisi del pirofosfato abbassa il ΔG favorendo la reazione verso destra.

• Reazione 3: L' UDP-glucosio diventa poi substrato dell' enzima glicogeno sintasi. L'enzima non usa semplice glucosio ma usa questa forma attivata poiché da questa ricava l’energia per la formazione del legame covalente tra due unità di glucosio.

L’enzima glicogeno sintasi prende il glucosio-UDP e lo lega all’estremità non riducente del glicogeno. Ne bisogna quindi che esista già uno molecole di glicogeno per funzionare.

Se non si ha l'estremità 1'OH libera, la glicogeno sintasi non può funzionare.

L'UDP liberato viene rigenerato a UTP grazie ad una molecola di ATP, secondo la reazione: UDP + ATP → UTP + ADP.

La sintesi del glicogeno costa quindi 2ATP per ogni molecola di glucosio aggiunto.

Sintesi del "primer" di glicogeno: la glicogenina

Se il fegato ha esaurito completamente le riserve di glicogeno, la glicogeno sintasi non può funzionare, perché ha bisogno del "primer" di glicogeno.

Esiste nel fegato un enzima chiamato glicogenina: è un dimero formato da due catene polipeptidiche unite fra loro da legami deboli. Entrambe le catene hanno attività enzimatica e sono delle glicosil-transferasi.

Questo enzima è in grado di trasferire il glucosio su un amminoacido dell'altra catena polipeptidica (le due unità diventano l'una substrato dell'altra).

Quando aumenta la concentrazione di glucosio, questo enzima lo lega (dopo che ha trasferito la molecola di glucosio ad un residuo di Tyr della catena adiacente) poi prende un'altra molecola di glucosio e la lega alla molecola di glucosio che aveva preso prima. Crea quindi un "primer" di glicogeno.

La glicogeno sintasi inizierà quindi la sintesi del glicogeno proprio dal

recettore. Il recettore è agganciato, nella parte citosolica, con una proteina trimerica (α,β,γ). Questa proteina è chiamata proteina G. Alla subunità α della proteina G è legata una molecola di GDP. Quando il glucagone si lega al recettore, questo subisce una modifica conformazionale che fa modificare anche la proteina G che rilascia il GDP che prima legava e lega GTP. Quando ha legato il GTP subisce una modifica conformazionale che porta la subunità α a staccarsi da tutto il resto e ad interagire con altre proteine di membrana che si trova accanto al recettore. Queste proteine è un enzima inattivo che diventa quando arriva la subunità α con il GTP. Attivandosi, l'adenilato ciclasi catalizza la reazione di cicizzazione sull'ATP per formare AMP ciclico. L'AMP ciclico a sua volta funge da attivatore allosterico di un'altra proteina, la PKA (proteina chinasi A), la quale fosforila le glicogeno sintasi, disattivandole. Attivando la fostrilasi chinasi che a sua volta fosforilizato la fosforilasi cinasi fosforila (quindi attiva) la glicogeno fosforilasi.

(rosa). Quando non è presente AMP ciclico, l'enzima si trova nella sua forma tetramerica e in questa conformazione, le subunità catalitiche non funzionano. Quando arriva l'AMP ciclico, questo si lega alle subunità verdi, causando il distacco delle subunità catalitiche, che una volta distaccate, sono nella loro forma attiva. Se la concentrazione di AMP ciclico scende, le subunità catalitiche si rimettono con quelle regolatorie e la PKA torna nella sua forma inattiva.

• Regolazione della Fosforilasi chinasi (muscolo):

La fosforilasi chinasi è un enzima con struttura quaternaria formata da varie catene polipeptidiche. Ha i domini calmodulinici. È una struttura proteica che è in grado di leggere gli ioni Ca²⁺.

ORMONI

PARZIALMENTE ATTIVA

IMPULSO NERVOSO CONTRAZIONE MUSCOLARE ORMONI

PARZIALMENTE ATTIVA

ATTIVA

Metabolismo dei Lipidi

Riserva energetica più grande. Circa 100000 kcal per uomo di 70kg. Chimicamente sono dei triacilgliceroli, ovvero il glicerolo esterificato con 3 acidi carbossilici (acidi grassi).

Si trovano nel tessuto adiposo. Gli adipociti sono cellule specializzate per l'immagazzinamento del grasso.

I trigliceridi sono un'ottima riserva di energia in quanto il carbonio è molto ridotto e libera + energia quando diventa CO₂; inoltre, trigliceridi possono essere conservati anidri, occupando meno volume.

Dopo il digiuno prolungato, la grande quantità di glucagone prodotto va a legarsi anche agli adipociti, attiva il recettore del glucagone presente negli adipociti e quindi le vie di segnalazione solita (fegato e muscolo, anche l'adrenalina agli adipociti).

Glicerolo Acidi grassi

Glucagone/Adrenalina

Adenilato Ciclasi

ATP

AMP ciclico

Triacilglicerolo Lipasi disattiva

Triacilglicerolo Lipasi attiva

Glicerolo + 3 acidi grassi

L'acetoacetato, l'acetone e il 3-idrossi butirrato sono i cosiddetti corpi chetonici. Sono molto importanti perché ci permettono di sopravvivere durante il digiuno prolungato.

Durante il digiuno prolungato, l'unica fonte (a parte il glicerolo che è poco) per sostenere la gluconeogenesi sono gli amminoacidi. Se si usassero solo gli AA si perderebbe 80 g/die di massa (si durevole max 1 settimana). Per ridurre il più possibile il consumo di AA si usano i corpi chetonici. Perciò in condizioni di digiuno le cellule neuronali possono usare i corpi chetonici al posto del glucosio per produrre energia (70% glucosio, 30% corpi chetonici).

I corpi chetonici portano all'acidificazione del sangue.

• Reazione 2: Formazione del citrullil-AMP: La citrullina fuori del mitocondrio reagisce con ATP per produrre citrullil-AMP e pirofosfato.

• Reazione 3: Formazione argininosuccinato: La citrullil-AMP reagisce con aspartato per produrre AMP e argininosuccinato.

• Reazione 4: Formazione arginina: L'argininosuccinato libera fumarato per produrre arginina.

• Reazione 5: Formazione di urea: L'arginina viene infine idrolizzata per produrre acqua e ornitina, che entra nel mitocondrio e ricomincia il ciclo. L'urea viene espulsa con le urine.

La reazione complessiva è CO₂ + NH₄⁺ + 3ATP + Asp + 2H₂O → Urea + 2ADP + 2P_i + AMP + Fumarato