Esame di Biochimica

ENZIMI

Gli enzimi sono proteine e sono catalizzatori biologici, cioè hanno la funzione di far svolgere

reazioni chimiche anche in condizioni non favorevoli e diminuire l’energia di attivazione di una

reazione chimica.

La reazione chimica parte da uno stato basale (energia di attivazione), successivamente arriverà a

stato di transizione e da li può andare in due modi: tornare indietro o proseguire, se va avanti

verrà prodotto secondo stato basale (P). I catalizzatori biologici hanno compito di ridurre energia

di attivazione, xciò velocizzare reazioni chimiche.

Negli enzimi quelli che reagiscono sono le catene laterali di AA, che devono essere in grado di

riconoscere il SUBSTRATO (molecola + o - grande, proteica o non) e interagirci x far si che

avvenga la reazione.

Le catene amminoacidiche le troviamo nei siti attivi, che sono i punti dove riconosciuti e legati il

substrato e viene eseguita la reazione chimica, che può essere:

-Formazione di legami

-Rottura legami

-Addizione di altre molecole.

Anidrosi carbonica -> è un enzima, anch’esso presente nei globuli rossi, che catalizza la rapida

interconversione di anidride carbonica e acqua in acido carbonico. Trasforma la CO2 gassosa in

bicarbonato solubile nel sangue e cosi ci consente di espellerla tramite il respiro.

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BIOCHIMICA

Equazione chimica enzima + substrato:

Che forma il complesso enzima-substrato che può

formare enzima libero + prodotti xche l’enzima non si

consuma durante reazione, xciò enzima libero

ricominciare nuovo ciclo di attività enzimatica.

Si è visto come varia la velocità di una reazione chimica, mettendoci un enzima e cambiando

concentrazione substrato.

ES: se in provetta mettiamo concentrazione costante di E con S in concentrazione variabile,

all’inizio la velocità sarà lineare rispetto aumento concentrazione di S, ma ad un certo punto se

continuiamo ad aumentare S, la velocità non aumenta +, ma diventa quasi costante, tendendo ad

un asintodo orizzontale chiamato Vmax.

La curva xciò verrà così analizzata:

La velocità osservata (Vo) equivale al valore massimo enzima-

substrato (Vmax) x la concentrazione del substrato (S) fratto la

costante di Michaelis (Km) + la concentrazione del substrato (S).

Analizzando la prima parte dell’equazione E+S *doppia freccia* ES

si ha un equilibrio chimico, il complesso ES ritorna secondo una costante, la costante di

Michealis. Essendo l’enzima sempre costante, tutto dipende da valore di S.

Non tutti i substrati formano i prodotti, xche ci sono delle molecole in gradi di legarsi all’E, senza

formare prodotti. Sono chiamati INIBITORI.

Gli inibitori si possono dividere in 2 gruppi:

- Inibitore Suicida -> si lega in modo covalente e non si stacca +, xciò sia enzima che inibitore

incontro al suicidio,

- Inibitore Non Suicida -> interagisce con sito attivo, legandosi e facendo si che non si formino

prodotti. In questo caso distinguiamo vari tipi di inibizione:

1. INIBIZIONE COMPETITIVA = è quando l’inibitore compete con S x legarsi al sito attivo e si

andranno a legare una volta x uno.

2. INIBIZIONE NON COMPETITIVA = l’inibitore non si lega all’E libero, ma al compresso ES,

formando composto ternario, che xò non produce prodotti. Ciò avviene xche su enzima

troviamo sito attivo e sito allosterico.

3. INIBIZIONE MISTA = l’inibitore può legarsi sia all’E libero, che al complesso ES, xciò è misto

xche si comporta sia da competitivo che non. Esso può in uenzare sia Velocità massima ES

diminuendola, che aumentare la costante di Michealis, quindi diminuire il S disponibile.

Coenzimi -> sostengono l’enzima nella catalizzazione, solitamente sono sul S.

Cofattori -> molecola non proteica, che partecipa all’azione di un enzima.

Per ogni enzima esiste un pH ottimale di attività, come la pepsina, si trova nello stomaco e

assumendo ruolo di catalizzatore, in condizioni acide taglia altre proteine.

Anche il glucosio 6-fosfatasi è un enzima, presente nei globuli rossi che si muovo su un pH di 7,4.

I CARBOIDRATI

I carboidrati, come dice la parola, sono idrati di carbonio, cioè formati da C H (doppio risp al C,

ecco xche idrati) O. Hanno diverse funzioni:

- Energetica,

- Strutturale,

- Antigenica (i gruppi sanguigni determinati dai carbo nei globuli rossi).

I MONOSACCARIDI come glucosio o ribosio, usati x formare catene di polimeri + o meno lunghe,

se catene piccole OLIGOSACCARIDI se grandi allora POLISACCARIDI. I monos. Li dividiamo in 2

gruppi:

Aldosi = monosaccaridi derivanti dalla gliceraldeide, con gruppo carbonilico terminale,

Chetosi = monosaccaridi derivanti dal diidrossiacetone, con gruppo carbonilico al centro.

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BIOCHIMICA

Glucosio:

È un aldoesoso a 6 atomi di carbonio, in soluzione è in equilibro in forma ciclica. Ha funziona

energetica. Si ottiene per idrolisi di molti carboidrati, fra cui il saccarosio, il maltosio, la cellulosa,

l'amido ed il glicogeno.

È importante dal punto di vista metabolico, utilizzato x produrre energia. Di esso anche forme di

accumulo, come il GLICOGENO che un polisaccaride formato da milioni di molecole di glucosio x

le cellule animali, mentre x le vegetali è l’amido, formato da glucosio.

Fruttosio:

È un chetoso a 6 atomi di carbonio con gruppo chetonico al centro. Anche lui funzione

energetica.

Ribosio:

È un aldopentoso a 5 atomi di C. Ha funzione strutturale infatti partecipa a struttura RNA.

Desossiribosio:

È un aldopentoso. Con funzione strutturale infatti fa parte del DNA.

Il legame tra i monosaccaridi si chiama LEGAME GLICOSIDICO ed è interazione tra 2 gruppi

alcolici, dove x eliminazione di una molecola di acqua, si forma questo legame, cosi si formerà un

DISACCARIDE (maltosio glu+glu, saccarosio glu+frut, lattosio glu+galat).

I monosaccaridi possono formare anche: OMOPOLISACCARIDI cioè formati da monos. Tutti

uguali, oppure ETEROPOLISACCARIDI formati da monos tutti diversi.

METABOLSIMO OSSIDATIVO

È un metabolismo basato su reazioni di ossido-riduzione, dove prodotta energia, utilizzata dal

sistema. Solitamente gli enzimi usano l’energia prodotta x reazioni ANABOLICHE (sintesi di altri

composti) o CATABOLICHE (distruzione o modi ca di altri composti) che servono x funzioni vitali.

GLUCOSIO, GLICOLISI

Il glucosio utilizzato in 3 modi:

-> x sintetizzare glicogeno nel mondo animale o amido in quello vegetale e quindi come riserva,

-> in una via metabolica cioè la via dei pentosi fosfati, dove il glucosio a 6 atomi di C trasformato

in ribosio a 5 C, usato x sintetizzare nuclotidi di RNA e DNA,

-> ossidato parzialmente attraverso via glicolitica o glicolisi x formare il piruvato.

GLICOLISI = è la lisi del glucosio ed è detta glicolisi anaerobia xche non necessita di ossigeno.

Avviene nel citoplasma di tutte le cellule. Una molecola di glucosio viene scissa e ossidata x

formarne 2 di piruvato e dell’energia. Essa si divide in 10 passaggi:

1° Fase => il glucosio tramite enzima esochiansi, utilizzando molecola di ATP (che diventa ADP),

va a legare un fosfato su C6 formando GLUCOSIO 6 FOSFATO.

2° Fase => cosi il glucosio 6 fosfato viene convertito in fruttosio 6 fosfato.

3° Fase => fruttosio 6 fosfato di nuovo fosforilato a spese di una molecola di ATP (che diventa

sempre ADP) e si ha un secondo fruttosio 6 fosfato che si lega al carbonio 1, formando fruttosio

1,6 bifosfato.

4° Fase => lo zucchero a 6 atomi di C scisso da enzima aldolasi in 2 molecole da 3 atomi di C,

cioè: Gliceraldeide 3 fosfato e Diidrossiacetone fosfato.

5° Fase => siccome da qui in poi si userà solo Gliceraldeide, il diidrossiacetone viene convertito in

gliceraldeide, cosi da averne 2 molecole.

6° Fase => la gliceraldeide va incontro a ossidoriduzione (cioè cede elettroni), grazie all’enzima

gliceraldeide 3 fosfato deidrogenasi, si ha ossidazione del carbonio carbonilico ottenendo 1,3

bifosfoglicerato, contemporaneamente il coenzima NAD si riduce in NADH + H+. La deidrogenasi

usa energia x legare fosfato inorganico.

7° Fase => le 2 molecole di 1,3 bifosfoglicerato grazie enzima fosfolicerato chinasi trasferiscono

un gruppo fosfato all’ADP, che diventano 2 molecole di ATP e formazione di 2 di 3-fosfoglicerato.

8° => i 2 gruppi fosfati di 1,3 fosfoglicerato si spostano producendo 2 molecole di 2-

fosfoglicerato.

9° => queste ultime 2 molecole x via di enzima enolasi perdono 2 molecole di acqua andando a

formare il FosfoenolPiruvato (alto contenuto energetico).

10° => Il FosfoenolP perde il fosfato, x mezzo dell’enzima piruvato chinasi, che vanno all’ADP cosi

formate 2 molecole di ATP e 2 di PIRUVATO.

Perciò da: glucosio, 2 ATP, 2 fosfati e 2 NAD+ otterremo: 2 piruvati, 4 ATP e 2 NADH+ H+.

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fi BIOCHIMICA

Nella Glicolisi, oltre a glucosio, si possono utilizzare anche alcuni disaccaridi, come: lattosio,

fruttosio o mannosio.

GLUCONEOGENESI -> è quando si parte dal piruvato x arrivare al glucosio, non conveniente dal

punto di vista energetico, serve solo in carenza di glucosio, come nell’ipoglicemia.

Il PIRUVATO essendo un acido in soluzione acquosa abbassa il pH e ciò in uenza struttura e

funzione di varie strutture, xciò eliminato in 2 modi:

- Condizione ANAerobica -> sarebbe la fermentazione ed è quando il piruvato viene trasformato

in etanolo o in lattato (grazie a enzima lattato deidrogenasi x ossidoriduzione).

- Condizioni Aerobiche -> il piruvato negli organelli, mitocondri va incontro a reazione, con aiuto

dell’enzima piruvicoDeidrogenasi che elimina gruppo carbossilico sotto forma di CO2

(ossidazione). Gruppo acetilico lega a coenzima-A e si forma ACETIL COENZIMA A.

Quindi Piruvato perde un carbonio (sotto forma di CO2), ora ne ha 2 e si lega al coenzima A,

formando cosi l’Acetil coenzima A.

Acetil coenzima-A importante xche è la molecola sulla quale converge il metabolismo ossidativo

ed esso nei mitocondri può essere ossidato completamente nel CICLO DI KREBS.

CICLO DI KREBS

È un ciclo metabolico che avviene nella matrice mitocondriale. Fa parte della respirazione cellulare

insieme alla glicolisi e alla fosforilazione. Anche detto ciclo dell’acido citrico, xche si forma il

CITRATO.

Perciò dopo la Glicolisi ci troveremo l’acetil coenzima A, che entra nel ciclo di Krebs, quest’ultimo

formato da 8 tappe:

1 TAPPA = L’acetil CoA reagisce con OSSALACETATO (già presente nel mitocondrio xche

prodotto nale del ciclo) formando il CITRATO,

2 TAPPA = il citrato reagisce con l’acqua formando cosi ISOCITRATO,

3 TAPPA =