Appunti di preparazione all'esame di Biochimica

Metabolismo del malato e sintesi degli acidi grassi

(NADH NAD). Nonostante il malato potrebbe direttamente rientrare nel mitocondrio, questa molecola a 4 atomi di C, subisce una decarbossilazione ossidativa per dare piruvato. L'enzima malico permette la formazione di NADPH nel citosol, che servirà poi per la biosintesi degli acidi grassi; questa molecola deriva da una molecola di NADP che si riduce in NADPH una volta ossidato. Si libera inoltre, grazie all'azione di decarbossilazione, una molecola di CO2. Successivamente, il piruvato entra nella matrice e viene carbossilato, attraverso il processo di gluconeogenesi, per diventare ossalacetato. Questa reazione avviene grazie al consumo di un ATP.

Sintesi degli AG: Per fare la sintesi degli acidi grassi, l'acetil-CoA deve essere convertito in malonil-CoA. Nella sintesi degli acidi grassi, la catena crescente dell'acido grasso sul quale si sta lavorando, viene allungata di unità a 2 di atomi di carbonio alla volta, donati dal malonil-CoA. È necessaria la

Presenza di tanti malonil, ma è sufficiente un solo Acetil-CoA. Abbiamo una decarbossilazione, si lega quindi una CO, ottenendo così un totale di tre atomi di C. Viene spesa un ATP, che diventa ADP. Questa reazione avviene grazie all'enzima Acetil-CoA-carbossilasi.

Complesso acido-grasso-sintasi

La reazione di sintesi avviene sul complesso multi-enzimatico acido-grasso-sintasi. L'acido-grasso-sintasi è quindi il complesso multi-enzimatico sul quale avviene la sintesi degli acidi grassi. La sua struttura presenta due gruppi tiolici -SH, uno di questi deriva da un residuo di cisteina mentre, quello centrale, da un gruppo fosfo-panteteinico. L'-SH cisteinico è attaccato a una sintasi. Il gruppo fosfo-panteteinico è attaccato alla proteina trasportatrice di acili (ACP). Il gruppo fosfo-panteteinico dell'ACP è uguale a quello contenuto nel coenzima A.

Per la sintesi di un acido grasso serve un acetil-CoA per iniziare.

La reazione. Abbiamo due fasi:

1. Inizio della reazione, avviene una sola volta. Il gruppo acetilico dell'acetil-CoA viene trasferito all'SH cisteinico, successivamente il gruppo malonilico del malonil-CoA viene legato al gruppo fosfo-panteteinico dell'ACP. Si forma in questo modo malonil-ACP.

2. Estensioni, avviene in modo ciclico per allungare la catena dell'acido grasso. Il gruppo acetile viene condensato con il malonile-ACP, il malonile perde così una molecola di CO2. L'acetilico si stacca dalla cisteina e si attacca al gruppo malonilico che ha perso il carbonio; si forma un b-chetoacil-ACP, avente 4 atomi di carbonio e un carbonile sul carbonio beta.

Il beta-chetoacil-ACP subisce apparentemente le reazioni opposte rispetto all'ossidazione beta, fino a formare acil-ACP. Vengono utilizzati 2 NADPH come cofattori red-ox.

Il gruppo acetilico viene condensato, legato insieme, con il gruppo malonilico; il b-chetoacil-ACP viene dunque ridotto a b-idrossiacil-ACP.

Si usa NADPH. Il b-idrossiacil-ACP viene deidratato a enoil-ACP. L'Enoil-ACP si riduce ad acil-ACP. Il gruppo acile (4C) è trasferito dall'ACP all'SH cisteinico. Il gruppo malonilico di un nuovo malonil-CoA viene legato all'ACP e il ciclo ricomincia.

Nella seconda parte del ciclo della reazione all'SH cisteinico è legata un acile a 4 atomi di carbonio. Questo acile viene condensato con il malonil-ACP (si perde una CO) a formare una b-cheto-acile a 6 atomi di carboni. Ad ogni ciclo, l'estremità carbossilica dell'acile si allunga di 2 atomi di carbonio. La reazione procede ciclicamente finché l'acido grasso non ha la lunghezza desiderata.

Nei mammiferi l'acido-grasso-sintasi produce acido palmitico (C16:0), il quale può venire insaturato e allungato da enzimi. Tutti gli acidi grassi a catena più lunga e/o insaturi, vengono ottenuti modificando l'acido palmitico. Acido linoleico (C18:2)

elinolenico (C18:3) sono essenziali perché non sappiamo introdurre insaturazioni oltre l'atomo di carbonio 9.

Differenze tra: beta-ossidazione e sintesi degli AG

Ci sono quattro differenze sostanziali tra la beta-ossidazione e la sintesi degli AG:

1. la localizzazione, mitocondrio per la beta-ossidazione e citosol nella sintesi;
2. il trasportatore, ovvero il gruppo chimico a cui sono legati gli intermedi metabolici mentre subiscono le varie reazioni. Nella beta-ossidazione sono legati al CoA, nella sintesi si legano all'ACP dell'acido grasso saturo;
3. i cofattori che interagiscono nella beta-ossidazione sono un FAD e un NAD+, formando FADH2 e NADH, nella sintesi è il NADPH che da ridotto si ossida a NADP+;
4. le molecole che entrano ed escono nel ciclo, nella beta-ossidazione si staccano unità a due C che escono come CoA grazie ad un Acetil-CoA iniziale; nella sintesi la molecola che entra ad ogni ciclo è malonil-CoA, in questo caso.

entrano unità a 2C.La sintesi dei lipidi è sotto controllo ormonale. L’Acetil-CoA-carbossilasi è infatti inibito da glucagone e adrenalinae viene controllata anche da specifici effettori allosterici. Nei tessuti adiposi non depositiamo acidi grassi matrigliceridi. Servirà per tanto convertire gli acidi grassi sintetizzati, in trigliceridi.Per la sintesi di trigliceridi servono glicerolo-3P e acil-CoA. Il glicerolo-3P, avente3C con ognuno un gruppo alcolico legato. Sull’ultimo gruppo alcolico esso legaun acido grasso. Questa molecola può derivare da glicerolo o dadiidrossiacetone-P.Gli acili attaccati in posizione 2 e 1 da una transferasi, son finalizzati a dare acidofosfatidico. L’acido fosfatidato può essere utilizzato per la sintesi di fosfolipidi,oppure per staccare il fosfato con una reazione di idrolisi e legare aldiacilglicerolo il terzo acile, sempre grazie ad una transferasi.

Sintesi del colesterolo

perché quandolo introduciamo con la dieta dovrebbe venire inibito da un enzima che sintetizza isoprene. Questo enzima conl’avanzare dell’età diventa meno efficace. Bisogna quindi prestare attenzione perché il colesterolo si accumulanei vasi sanguigni.Inoltre, dal colesterolo derivano sali binari e ormoni steroidei. I sali biliari sono tensioattivi, in grado diemulsionare i lipidi, al fine di digerire meglio. Anche molti ormoni steroidei sono a loro volta derivati dalcolesterolo, la sintesi necessita di colesterolo per poi derivarli. Senza di esso non verrebbero sintetizzati. 46*Lezione 19 - Ven 11/11/2022 - Slide 12Il Metabolismo degli AmminoacidiL’eccesso proteico viene utilizzato per fare energia o scorta energetica nei tessuti.Le proteasi che intervengono nella digestione si trovano nel tratto digerente. Sono enzimi che idrolizzano illegame peptidico. La pepsina è situata a livello gastrico, si definisce endo-proteasi, cioè che

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ha un C terminale e un N terminale. Non lavora sulle estremità, ma colpisce la parte centrale della catena. Non libera aa liberi, quindi divide catene peptidiche, formando peptidi di piccole dimensioni. Ogni AA avrà due legame peptidici, un gruppo CO e uno NH, entrambi legati con legame peptidico. La pepsina idrolizza i legami con il gruppo NH in cui ci sono aa idrofobici coinvolti. Nell'intestino abbiamo le proteasi pancreatiche, il nome deriva dal fatto che il pancreas produce enzimi utili nel tratto digerente. Le principali sono:

• tripsina, endoproteasi che agiscono lungo la catena polipeptidica e non alle estremità. Idrolizza legami peptidici dalla parte di CO di aa basici.
• chimo-tripsina, al contrario, aa idrofobici. Da entrambe si ottengono peptidi più corti.
• eso-peptidasi, sono due e servono per concludere la fase digestiva.

Il nostro organismo non può effettuare scorte di aa, o lo catabolizziamo per produrre energia o per fare scorte di lipidi.

• glutammato, alanina e aspartato = aa;1 2 3
• a-chetoglutammato (ciclo di krebs), piruvato (glicolisi) e ossalacetato (ciclo di krebs) = a-chetoacidi, cioè molecole con gruppo chetonico in posizione alfa.

enzimi che permettono la catalizzazione di queste transaminazioni. Nel catabolismo degli amminoacidi bisogna distinguere tra il destino del gruppo amminico e il destino dello scheletro carbonioso.

Destino del gruppo amminico: L'urea è la molecola che si elimina con le urine. Nel corpo abbiamo aa da catabolizzare dopo la loro introduzione con la dieta. I gruppi amminici vengono "raccolti" sotto forma di glutammato mediante reazioni di transamminazione. Mediante reazioni di transaminazione il gruppo amminico degli amminoacidi da catabolizzare viene trasferito all'a-KG, che diventa glutammato. Lo scheletro carbonioso degli amminoacidi (cioè l'a-chetoacido) potrà così venire catabolizzato.

In queste transaminazioni il gruppo aa viene raccolto da a-chetoacidi, ci troviamo nel fegato. La deamminazione ossidativa del glutammato libera ammoniaca nella matrice del mitocondrio. Nella matrice del mitocondrio avviene la sintesi dell'urea.