Appunti di Biochimica

Funzioni delle vitamine nel corpo umano

B5 -> acido pantotenico, precursore del coenzima A che trasporta gruppi acilici

B6 -> piridossina, precursore del Coenzima PLP, ovvero delle transaminasi ovvero enzimi dosati per la valutazione della funzionalità epatica

B8 -> biotina (detta anche vitamina H) è un coenzima di enzimi di catalizzazione per reazioni di carbossilazione, in parte viene prodotta dal microbiota

B9 -> acido folico, coenzima importante perché catalizza reazioni per sintesi di aminoacidi e basi azotate (causa anemia perniciosa oppure spina bifida)

B12 -> cobalamina

Vitamina C -> acido ascorbico, coenzima di enzimi per la sintesi del collagene, carenze provocano lo scorbuto

Mioglobina ed emoglobina

Emoglobina -> proteina allosterica (come gli enzimi ovvero legame ad una subunità facilita legame con un'altra e così via...) composta da 4 subunità (uguali 2 a 2) dotate di struttura tridimensionale simile alla mioglobina, contenuta nel sangue e negli

eritrocitiMioglobina -> proteina composta da un’unica subunità, è presente a livello muscolare

Entrambe legano con l’O2 ma legano con funzioni e maniere differenti:

Emoglobina -> trasporto dell’O2 nel corpo e nei tessuti, lega 4 molecole di ossigeno per le 4- subunità, garantisce il passaggio da situazione di anaerobiosi ad aerobiosi

È composta da 4 subunità di catene globiniche per una corretta regolazione di ossigeno nel plasma grazie alla cooperazione tra le diverse subunità: principalmente abbiamo HbA (composte da 2 segmenti α e 2 segmenti β) e poi abbiamo in piccolissima parte HbF (fetale, data da 2 segmenti α e 2 segmenti γ, diversa dal tipo A perché l’affinità dell’emoglobina F è più elevata rispetto all’emoglobina materna, riuscendo a passare più facilmente l’ossigeno al feto da quella materna) e HbA2 (simile alla HbA, però ha

composte da 2segmenti α e 2 segmenti δ) Nella HbA, ogni catena α ha 141 amminoacidi e ogni catena β ha 146 amminoacidi, ognuna ha una struttura tridimensionale similissima alla mioglobina (cambia sequenza amminoacidi ma è conservata la struttura tridimensionale ovvero il ripiegamento globinico) indicata come la più adatta al legame reversibile con O2. Oltre a questo, ad influenzare l'affinità con l'emoglobina dell'ossigeno sono:

• Ph -> in base all'acidità del Ph, quindi al rilascio di ioni H+ dove esiste una grande attività metabolica, si ha una tendenza alla limitazione dell'affinità dell'ossigeno e aumentando il rilascio di ossigeno (effetto Bohr causato da effettori allosterici negativi)
• CO2 -> parte della CO2 si attacca all'emoglobina e si stabilizza sulle subunità in fase T, stabilizzandole in fase di bassa affinità, e rendendo più facile il rilascio di

1. ossigeno2,3-BPG (bisfosfoglicerato) -> prodotto nei tessuti con intensa attività metabolica, stabilizzando la fase T e favorendo il rilascio di ossigeno, utile anche all'adattamento ad alte quote (aumenta con l'aumentare dell'altitudine, garantendo comunque una corretta ossigenazione dei tessuti nonostante la pressione minore)
2. Mioglobina -> deposito di O2 nei muscoli, lega una sola molecola di ossigeno
   • È un'unica catena polipeptidica costituita da 153 amminoacidi, costituita da 8 tratti rettilinei α-elica uniti da segmenti non elicoidali, hanno una composizione esterna polare ed interna idrofobica (garantisce solubilità)
   • EME viene contenuta in una tasca a V apposita, circondata da amminoacidi idrofobici, per evitare l'ossidazione (gli unici amminoacidi polari sono His prossimale e His distale)
3. Ad una bassa pressione di ossigeno, noi abbiamo praticamente saturazione medio-alta -> affinità dell'emoglobina verso

L'ossigeno (suo substrato) è alta e viene rappresentata con un ramo d'iperbole, indicando sempre una buona disponibilità di ossigeno nei muscoli per ogni necessità.

Perché O2 è importante? -> con O2 otteniamo maggiore quantità di energia dall'ossidazione delle sostanze nutrienti, ma è poco solubile in acqua e in sangue e ha scarsa capacità di diffusione perché si limita ai tessuti esterni.

Gruppo prostetico (EME) -> caratteristico sia di mioglobina ed emoglobina, molecola complessa detta protoporfirina (lega un atomo di ferro ossidato +2 per riuscire a legare con O2), causa del legame tra la proteina e l'O2, presente per ogni subunità.

Funzioni della Globina (componente proteica) -> ossigeno si lega ad EME creando un angolo di 120° ma è possibile che si leghi anche il monossido di carbonio (CO), in grado di impedire l'unione con l'ossigeno quindi questa angolatura (Histidina).

distale) viene mantenuta per lalimitata forza di legame del CO con questa angolatura, quindi è più facile spezzarla ed evitarel’intossicazione (auto-avvelenamento) ed impedisce l’ossidazione del ferro da 2+ a 3+,garantendo il legame con l’O2

Emoglobine patologiche -> particolare patologia in cui gli eritrociti hanno una forma di falce, presentanoun’emoglobina alterata (emoglobina S) costituita da 2 catene alfa normali, mentre le beta hanno unamutazione nella posizione dell’amminoacido 6, dall’estremità ammino-terminale, che viene sostituito conuna valina (passando da amminoacido glutammico polare ad una apolare)

Questa situazione creando dei corpuscoli fragili, dalla vita medio-breve e con unabassa solubilità della HbS in forma deossigenata, creando precipitati fibrosi chedeformano il globulo rosso, facendogli assumere una forma di falce, creando zoneappiccicose sulla superficie che si ostacolano tra loro durante la circolazione,

che può sfociare in necrosi nel caso in cui non arrivi l'ossigeno ai tessuti (tipico del tessuto osseo, renale e degli arti inferiori). Si manifesta solo in un individuo omozigote per il gene anormale (nel senso che accade per entrambe le coppie di un cromosoma, portando al decesso diretto), invece se è eterozigote (sia con HbA che HbS), questo sopravvive ma può manifestare problemi se ha carenza eccessiva di ossigeno. Membrane biologiche Funzione -> molto importante, permettono di mantenere l'integrità strutturale della cellula e dei suoi organelli, oltre che a regolare lo scambio di metaboliti, ioni e informazioni intra ed extra cellulari. Struttura -> hanno una forma a mosaico fluido, caratterizzata da un doppio strato lipidico (teste idrofobiche all'esterno e code idrofobe all'interno) su cui galleggiano le proteine della membrana (cambiano a seconda del tipo di membrana). Da cosa sono formate -> lipidi, proteine, colesterolo (utile per la

regolazione della rigidità dellamembrana) e carboidrati in rapporti che variano a seconda della membrana e del tipo diorganello/cellula:

Lipidi -> sono lipidi complessi come glicerofosfolipidi, sfingofosfolipidi e sfingolipidi-Sono molecole anfipatiche (carattere sia da tratto idrofilo che idrofobico), disposte in manieraspontanea creando un doppio strato fosfolipidico (si dispongono così per una questione di vantaggioin quanto le code idrofobiche interagiranno tra loro mentre le teste polari interagiranno con l’acqua,portando ad una stabilità/flessibilità della membrana)

Colesterolo -> si insinua nelle catene di acidi grassi, riducendone la mobilità dei- lipidi e rendendo il doppio strato meno fluido, conferendo quindi una maggiorrigidità alla membrana (è importante che non se ne accumuli troppo nellemembrane endoteliali per evitare rischi di eventi ischemici o infarto delmiocardio)

Carboidrati -> si legano ai lipidi

(glicolipidi) o alle proteine (glicoproteine), si trovano esclusivamente verso la parte rivolta nell'ambiente extracellulare (solo sulla membrana plasmatica e non sugli organelli, direzionato verso l'esterno della cellula). Impedisce alle proteine di fare il flip flop (ruotare rivolgendo la testa all'interno e la coda all'esterno), utile al riconoscimento cellulare mediante catene oligosaccaridiche (utile anche per identificare il plasma giusto per le trasfusioni). Le proteine possono acquisire una posizione diversa a seconda della propria funzione, possono essere periferiche (sono più distanti dalla membrana e quindi sono meno legate a questa mediante interazioni elettrostatiche deboli) oppure integrali (direttamente in contatto con la membrana mediante interazioni idrofobiche tra il doppio strato lipidico e le catene laterali dei loro amminoacidi). Hanno numerose funzioni come quella di ancoraggio, trasporto passivo a favore di gradiente e trasporto attivo contro gradiente.gestione dell'attività enzimatica, trasmissione del segnale nervoso, riconoscimento cellulare grazie ad antigeni e giunzione cellulare Tipologie di trasporti: Trasporto passivo secondo gradiente di concentrazione -> dal comparto dove sono in maggiore quantità a quello in cui sono in minore quantità, non è necessaria energia per avvenire: - Diffusione semplice -> gas (O2 e CO2) passano attraverso le membrane, così come gli ormoni steroidei, oppure grazie a canali ionici (proteine) selettivi (in riferimento alla dimensione) per determinati tipi di ioni - Diffusione facilitata -> tramite proteine trasportatrici di membrana in quanto questa proteina si apre e trasporta sé stessa oltre che la componente legata, sempre secondo gradiente di concentrazione, adeguando la propria composizione Trasporto attivo contro gradiente di concentrazione -> dal comparto dove sono in minore quantità a quello in cui sono in maggiore quantità.necessita di energia perché non è spontaneo. Le pompe proteiche sono proteine di membrana che funzionano esclusivamente quando viene impiegata energia, in quanto è un processo termodinamicamente sfavorevole. Ad esempio, la pompa sodio-potassio si muove contro gradiente di concentrazione. Il trasporto attivo primario è quando il trasporto di un soluto è accoppiato direttamente ad una reazione esoergonica, come nel caso della pompa sodio-potassio. Questa pompa trasporta 3 ioni sodio verso l'esterno e 2 ioni potassio verso l'interno, entrambi contro gradiente di concentrazione, utilizzando energia mediante idrolisi di ATP in ADP + Pi. Il trasporto attivo secondario è quando il trasporto contro gradiente di un soluto (endoergonico) è accoppiato ad un flusso secondo gradiente di un soluto diverso (esoergonico) che, in precedenza, era stato accumulato su un lato della membrana da un'altra pompa proteica.Il trasporto attivo primario, come il trasporto del glucosio all'interno degli enterociti, avviene attraverso il trasportatore di glucosio SGLT1. Questo trasportatore utilizza l'energia fornita dall'idrolisi dell'ATP per traslocare il glucosio contro il suo gradiente di concentrazione, cioè dalla lume intestinale all'interno della cellula enterocitaria. Il trasporto attivo primario è essenziale per l'assorbimento del glucosio nell'intestino tenue e per il mantenimento di un adeguato livello di glucosio nel corpo.