Biochimica ed elementi di nutrizione

FOSFORILAZIONI:

E’ una modificazione covalente reversibile.

Il Gruppo fosfato (P) viene donato dall’ATP (dona P in posizione gamma

all’enzima e rimane con due P → diventando ADP).

- Enzima + P = Enzima Fosforilato

Questo meccanismo avviene attraverso un’azione enzimatica (classe delle

transferasi) delle Chinasi.

P si attacca su AA che hanno almeno 1 gruppo OH; come la Serina, la Treonina

e la Tirosina (questi AA possono essere fosforilati).

- Attacco di 1 gruppo P con 2 cariche negative.

- Il gruppo fosfato può staccarsi dall’enzima

grazie alle FOSFATASI (classe delle idrolasi) che

rompono legami con H2O.

- L’enzima torna nella sua forma iniziale → forma

attiva o forma inattiva.

REGOLAZIONE ALLOSTERICA E MODIFICAZIONI COVALENTI POSSONO

COINVOLGERE UNO STESSO ENZIMA:

della regolazione allosterica (da metaboliti) può sommarsi con

- Gli effetti delle modificazioni covalenti (dovuti a fosforilazioni).

gli effetti

- Le 2 regolazioni possono funzionare insieme.

esempio)

GLICOGENO FOSFORILASI:

(l’enzima x la degradazione del glicogeno)

- Può esistere nella forma inattiva (Rosso) e nella sua forma attiva (Verde)

- Ma la forma totalmente attiva è la + efficiente.

- E’ una fosforilasi e per attivarsi completamente ha bisogno di una

fosforilazione.

- Per attivarsi e inibirsi completamente → si miscelano le 2 regolazioni :

quella allosterica e quella covalente (fosforilazioni, chinasi e fosfatasi).

Entrambe lavorano in modo sinergico.

- Sono enzimi digestivi (es. Serine-Proteasi) → regolano le loro attività

enzimatica e vengono sintetizzati come precursori inattivi (non

funzionano).

- Funzionano quando devono svolgere la loro funzione e quindi quando

si trovano nel posto dove svolgerà.

- Ser-Proteasi (funzione digestiva delle proteine) funzionano grazie alla

presenza della Pepsina nello stomaco e alla Tripsina nell’Intestino.

- Tutte le Ser-Proteasi sono sintetizzate dal pancreas.

- Se gli enzimi digestivi fossero sintetizzati nella loro forma attiva

andrebbero subito a tagliare i legami delle proteine del pancreas (e si

avrebbero danni all’organismo).

Nel pancreas → le Ser-Proteasi non funzionano (sono sintetizzate sotto forma

di precursori inattivi (detti proenzimi o zimogeni).

Nell’intestino → funzionano, viene tagliato un pezzetto nella regione

N-terminale dell'enzima. (Perdono i primi AA e diventano attivi).

Il sito attivo ora è accessibile e può funzionare.

La parte N-terminale viene tagliata grazie all’Autoregolazione per cui viene

che ha il compito di convertire gli zimogeni nella

prodotto un enzima specifico

loro forma attiva.

L’Attivazione degli zimogeni può portare ad una serie di attivazione.

PEPSINA: è l’unico AA che agisce nello stomaco.

- Viene sintetizzato nello stomaco stesso e viene secreto nella sua forma

inattiva. dallo stesso

- L’attivazione da Pepsinogeno a Pepsina viene effettuato

ambiente acido dello stomaco.

(regolare varie vie metaboliche)

ISOENZIMI: enzimi che catalizzano la stessa attività enzimatica.

Ce ne sono + forme che si possono trovare in distretti cellulari diversi.

(CATALIZZANO LA STESSA RELAZIONE).

Biochimica

PROTEINE INTEGRALI DI MEMBRANA: RECETTORI E TRASPORTATORI.

- Proteine che attraversano le membrane plasmatiche su tutti e 2 i lati:

Lato Esterno e Lato Interno.

Lato Esterno = che mette in comunicazione la cellula con l’ambiente esterno.

Lato Interno = citoplasma della cellula.

Funzioni:

- Riconoscimento e adesione (per lo sviluppo dei tessuti).

Le cellule aderiscono ai supporti e si riconoscono tra di loro e si organizzano

in un tessuto.

- Trasporto (proteine) e Recettori (proteine).

Permettono all’ambiente Interno ed Esterno di comunicare tra di loro.

Trasportatori e Recettori svolgono in maniera differente questa funzione.

I recettori di membrana permettono ad un segnale extracellulare (un ormone

che circola nel sangue) di inviare un messaggio dentro la cellula, ma l’ormone

non entra nella cellula. I recettori possono essere anche intracellulari e allora

formano un complesso con la molecola segnalatrice e portano l’informazione

dentro il nucleo.

I trasportatori, permettono a metaboliti e ioni (Sali minerali come H, Na e K,

acqua, glucosio, aminoacidi,..) di entrare dentro la cellula. Solo gli acidi grassi

possono passare liberamente nella membrana perché idrofobici, gli altri

metaboliti devono interagire con una proteina di membrana detta appunto

trasportatore RECETTORI DI MEMBRANA:

Proteine sulla membrana che inviano un segnale all’interno della cellula, ma

non entra la molecola bensì soltanto l'informazione della molecola stessa.

- Segnali Ormonali = interagiscono con un recettore e portano nella

cellula un segnale. Non entrano nella cellula.

I recettori possono essere:

1) DI MEMBRANA: sulla membrana, rimangono all'esterno, non entrano

nella cellula e trasmettono il segnale/l’informazione all’interno di essa.

2) INTRACELLULARI: quando l’ormone entra nella cellula per formare un

complesso con la molecola segnalatrice e portando l’informazione

dentro il nucleo.

Hanno il compito di interagire con vari tipi di molecole per quanto riguarda il

metabolismo energetico → gli ORMONI.

Gli Ormoni sono sostanze che circolano nel nostro organismo a

concentrazioni basse che causano nella cellula un effetto molto dirompente.

es) 1 sola molecola di ormone è in grado di attivare circa 10 enzimi che a loro

volta catalizzano 1000 volte una reazione.

CLASSIFICAZIONE ORMONI:

1) Proteici (es. Insulina)

2) Aminoacido-derivati → vengono sintetizzati nel nostro organismo a

partire da AA che vengono classificati (Tirosina genera + ormoni; Ormoni

tiroidei).

3) Steroidei → derivati dal nucleo dello steroide per eccellenza ovvero il

colesterolo. Sono ormoni di natura idrofobica e sono gli ormoni sessuali.

4) Derivati dagli acidi grassi → catena di acidi grassi se modificata può

agire da ormone (es. prostaglandine, effetto insulina che le inibisce).

- Un recettore riconosce in una

regione specifica l’ormone.

- I recettori sulla membrana

servono a riconoscere ormoni di natura

idrofilica che non possono entrare nella

membrana.

- Ormoni di natura idrofilica

interagiscono con recettori di

membrana e mandano il segnale

all’interno della cellula.

- Ormoni idrofobici (steroidei) si

fondono con la membrana ed

oltrepassano la membrana. Entrano

nella cellula formando un complesso e

raggiungono il nucleo.

INTRACELLULARI:

- Per ormoni idrofobici che oltrepassano la membrana cellulare per

e arrivano nel citosol della cellula e interagiscono con i

diffusione

recettori (proteine) intracellulare.

- Complesso Ormone-Recettore è in grado di attraversare la cellula e

raggiungere il nucleo, interagendo con la membrana nucleare e con

zone di DNA.

- Regioni di DNA con cui interagisce il

complesso Ormone-Recettore sono

delle regioni regolatrici → non

codificano per nessuna proteina ma

interagiscono zone a cui dicono di

attivare o meno la sintesi di proteine.

- Regioni di regolazione vengono

attivate dall'ormone recettore e si

formano mRna e proteine.

Anche questi sono proteine che in seguito

all’interazione con l’ormone possono

migrare nel nucleo dove interagiscono con

le regioni regolatorie del DNA andando ad

attivare la trascrizione di uno o più geni e di

conseguenza la sintesi di proteine ognuna

delle quali avrà funzione di veicolare

l’informazione portata dall’ormone.

RECETTORI DI MEMBRANA:

- Hanno funzione differente.

- Sono le molecole segnalatrici che interagiscono con recettori sulla

membrana. Entra solo il segnale all’interno della cellula.

- Il recettore che incontreremo più spesso è il β-ADRENERGICO.

- Questo recettore è in grado di riconoscere 2 tipi di ormoni idrofilici (non

possono attraversare la membrana):

Adrenalina e Glucagone.

Adrenalina → ormone aminoacido-derivato,

deriva dalla Tirosina. (nel muscolo)

Glucagone → ormone peptidico, composto

da 29 AA. (nel fegato)

Sono 2 ormoni di natura differente = quindi

esistono diversi tipi di β-Adrenergico per

riconoscere i 2 differenti ormoni. - Nella regione

extracellulare si trovano i 2

ormoni (Adrenalina e

Glucagone).

- Sono presenti nel sito

attivo 7 eliche.

- La parte intracellulare

che è responsabile dell’inizio

della cascata di segnalazione

(ovvero di come all’esterno il

segnale viene portato

all’interno).

- Interazione tra

ormone-recettore, l’ormone

reagisce con il recettore.

- Questa interazione

induce una modificazione di

conformazione.

- La Proteina G: in seguito

al contatto con la parte

intracellulare del recettore va a trasformare il GTP in GDP.

- GTP (Guanosina Trifosfato) - Si taglia questo legame e si

ottiene la GDP (Guanosina

difosfato).

- La Proteina G con legato il

GTP si dissocia nelle sue unità.

- E si sposta lungo la

membrana attivando l'enzima

(Adenilatociclasi

diventa attiva)

- L’Adeninaciclasi nella sua forma

attiva provoca la formazione di un

complesso ciclico AMP ciclico che va

ad attivare una Chinasi la cui subunità

catalitica fosforila altri enzimi,

attivando o inibendoli.

- L’Adeninaciclasi nella sua forma

attiva provoca anche la formazione PP1

il gruppo pirofosfato.

- AMP ciclico si forma perché avviene una rottura dell’ATP e una formazione di

legame tra il gruppo fosfato è un gruppo ossidrilico dell’anello.

→

AMP ciclico: è il secondo messaggero, presupponendo che ci sia un primo

messaggero ovvero l’ormone.

- Il secondo messaggero funziona da modulatore allosterico positivo (+)

ovvero da attivatore allosterico di proteina Chinasi (transferasi che

usano ATP) che è AMP ciclico dipendente.

- L’AMP ciclico va ad attivare la Proteina-chinasi (Pka) AMP dipendente. La

Pka è un enzima allosterico (formato da 4 subunità).

- 2 subunità sono regolatrici e le altre 2 sono catalitiche (svolgono il loro

lavoro).

- Le AMP ciclico si posiziona sulle subunità Regolatrici e le attiva.

- Le due subunità Catalitiche sono Pka (chinasi) che vanno a fosforilare →

attivano una Proteina e la trasformano in una Proteina fosforilata.

- Una volta fosforilata una proteina può aumentare la degradazione di

glicogeno, può attivare la glicolisi o può attivare la degradazione dei

trigliceridi (catabolismo di acidi grassi).