Biochimica

ATP

Ma ci sono due reazioni in cui l'ATP è prodotto, che avvengono dopo il duplicamento:

• Settima reazione (1 x 2 molecole)
• Decima reazione (1 x 2 molecole)

Queste producono 2 molecole di ATP ciascuna, quindi in tutto si producono 4 molecole di ATP.

4 ATP - 2 ATP = 2 ATP netti prodotte consumate

Altro si è formato:

• 2 molecole di piruvato
• 2 molecole di NADH, che si recupera nella fosforilazione ossidativa, che è una forma energetica.

La glicolisi è una via metabolica che produce 2 molecole di ATP, ma non è molto redditizia. Ci sono state 10 reazioni con una sola molecola di glucosio per avere solo 2 ATP. Ci sono reazioni che sono molto più redditizie. È una via catabolica ma non redditizia.

Destino del piruvato:

Il catabolismo procede. Il glucosio è convertito in 2 molecole di piruvato. Si forma NADH e 2 molecole di ATP. Il piruvato può avere 3 destini:

• Entra nel Ciclo di Krebs (o ciclo dell'acido citrico)
• Viene convertito in lattato
• Viene convertito in etanolo

TCA o ciclo dell'acido citrico)

• Va incontro a fermentazione, a formare acido lattico (fermentazione lattica): avviene durante uno sforzo. Questo non avviene in condizioni normali. Questo perché i muscoli non fanno in tempo a preparare il piruvato per il ciclo di Krebs
• Va incontro a fermentazione, a formare alcol etilico (fermentazione alcolica): avviene solo in certi microrganismi. Quel processo che permette di formare alcol a partire da sostanze biologiche. Lo fa per esempio il lievito

La prima è quella che generalmente avviene.

Biochimica 35

Fermentazione lattica

Consiste in una sola reazione.

Il piruvato è convertito in lattato (o acido piruvico convertito in acido lattico).

Cosa succede.

Succede qualcosa in posizione 2.

Il C2 era un gruppo chetonico che diventa un ossidrile, una funzione alcolica.

La conversione di un chetone in un ossidrile (alcol secondario più precisamente) è una riduzione, perché il chetone è più

Ossidato dell'alcol secondario. Questa avviene a scapito del NADH che viene ossidato e trasformato quindi in NAD+. Questa via metabolica avviene nel muscolo sottoposto a forte esercizio fisico ma anche in tessuti poveri o privi di mitocondri (come le cellule del cristallino o della cornea).

Perché il muscolo fa fermentazione lattica quando fa uno sforzo immane? Un centometrista che compie uno sforzo breve e intenso non può usufruire dell'ossigeno del ciclo di Krebs, quindi deve ricavare energia senza ossigeno. Questa è la condizione ideale perché la glicolisi avviene senza ossigeno.

La glicolisi è una via metabolica rapida che produce ATP, ma c'è un problema. Il muscolo non può fermarsi a piruvato, deve formare acido lattico, perché c'è un problema. Il NADH è un problema perché ce n'è poco. Il muscolo non può continuare a fare glicolisi perché non

carbossilico del piruvato (in rosa) ad opera dell'enzima piruvatodecarbossilasi. Si forma acetaldeide che ha 2 atomi di C. Il carbossile perso è andato via come CO2.

Seconda reazione: si forma etanolo. Si riduce il gruppo aldeidico a formare un alcol primario. Si ha una riduzione. Il gruppo aldeidico del C1 è ridotto ad alcol primario. Quindi si forma etanolo (CH3-CH2-OH). L'enzima è l'alcol deidrogenasi e ossida il NADH a NAD+. Quindi riequilibra il NAD ridotto nella glicolisi così la glicolisi può continuare.

Il glucosio che deriva dal malto, dalla frutta, si ossida e si converte in etanolo grazie alla fermentazione. Questa fermentazione si fa in senso opposto noi mammiferi, perché l'etanolo è convertito in piruvato grazie a questa reazione.

L'etanolo è un composto tossico e deve essere metabolizzato. Il fegato metabolizza queste due reazioni, in senso inverso, convertendo l'etanolo in piruvato. Questi

Due enzimi sono responsabili della tolleranza all'alcol. Quelli che reggono meglio l'alcol sono quelli che hanno più enzimi.

Metabolismo terminale: Il destino del piruvato è quello di entrare nel ciclo di Krebs, via molto importante. Avviene anche in caso di sforzo lento e prolungato.

Un ciclista non fa fermentazione lattica, la fa solo uno sprinter. I ciclisti hanno un computerino davanti che gli dice il battito cardiaco, perché non devono superare un certo battito che altrimenti parte la fermentazione lattica che blocca l'attività del muscolo.

Questa via metabolica è chiamata ciclo, perché si parte da un reagente e si arriva a quel reagente. Si chiama in tre modi:

• Ciclo di Krebs
• Ciclo TCA
• Ciclo dell'acido citrico

Questo avviene nel mitocondrio, al contrario della glicolisi che avviene nel citosol.

Biochimica 38: Reazione preliminare al ciclo di Krebs: la decarbossilazione ossidativa.

Preliminare del ciclo di Krebs, che è la conversione del piruvato in Acetil-CoA. Il piruvato deve essere trasferito nel mitocondrio. Qui si converte in Aceti-CoA ad opera del piruvatodeidrogenasi. Questo è un enzima molto complesso che fa molte cose.

Ci sono 3 eventi che avvengono contemporaneamente:

• Si passa da piruvato ad acetile. Da un composto a 3 atomi di C ad un composto a 2 atomi di C. Avviene la decarbossilazione. Perdita del gruppo carbossilico in posizione 1 come CO2.
• Il C2, che era chetonico, si ossida in gruppo carbossilico. Ossidazione del C2 chetonico che viene ad essere ossidato come gruppo carbossilico. Siccome c'è una riduzione, c'è una ossidazione. Dato che si ossida il C2, il NAD+ si riduce diventando NADH.
• Si forma il legame tioestere con il coenzima-A. Questa è una molecola complessa con gruppo tiolico. Spesso, infatti, si indica con CoA-SH. Questo gruppo tiolico si va a fondere col gruppo carbossilico.