Esame Fondamentali biomolecolari della vita

Come si scrive uno zucchero e il passaggio dalla forma aperta alla rappresentazione di Haworth (forma chiusa)

Per scrivere qualsiasi zucchero in forma aperta, si seguono le seguenti istruzioni:

1. Catena di carbonio uno sotto l'altro
2. Si scrive il C6 che sarà sempre CH₂OH
3. Si piazza il gruppo carbonilico che può essere aldeidico (allora va al C₁) o chetonico (va al C₂)
4. Poi a seconda della serie stereochimica, "D" o "L", si mettono gli OH e gli H per completare la formula (in caso di serie "D" gli OH vanno a destra e gli H a sinistra)

Per passare alla forma chiusa di Haworth:

1. Si parte dall'ossigeno
2. Per ogni carbonio che compone lo zucchero si fa un lato fino a formare il poligono
3. In ogni angolo, che rappresenta l'atomo di C, si mette una linea verticale
4. I gruppi OH e H andranno sopra la linea verticale, se nella forma aperta sono a sinistra, o sotto la linea verticale se si trovano a destra nella forma aperta

galattosiounite da legame O-glicosidico ß (1-4). Può essere scisso dall'enzima lattasi. In alcune persone la lattasi intestinale scompare gradualmente nel corso dell'infanzia. Se queste persone ingeriscono latte o prodotti caseari possono manifestare crampi o diarrea. Cellobosio = glucosio + glucosio con legame B1-4. L'uomo non può scindere questolegame.

Polisaccaridi sono polimeri di zuccheri che contengono più di 10 unità monosaccaridiche. I polisaccaridi rappresentano un'importante classe di polimeri biologici; sono anche chiamati glicani e differiscono fra loro per il tipo di unità saccaridica ricorrente, per la lunghezza della catena, per il tipo di legame glicosidico che unisce le unità e per il grado di ramificazione.

Gli omopolisaccaridi contengono soltanto un tipo di unità monomerica; gli eteropolisaccaridi sono formati da due o più tipi di unità monomeriche. La loro funzione negli organismi viventi

• Amido

Come detto, l'amido è composto da due polimeri:

1. Amilosio (che ne costituisce circa il 20%)
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Amilopectina (circa l'80%). In entrambi i casi si tratta di polimeri del glucosio, che si differenziano l'uno dall'altro per la struttura. L'amilosio è un polimero lineare che tende ad avvolgersi ad elica, in cui le unità di glucosio sono legate tra loro con legami glicosidici a (1-4') (tra il sito 1 di una unità e quello 4 dell'unità successiva). L'elica è costituita da 6 molecole di glucopiranosio (glucosio) per spira, stabilizzate da legami a idrogeno come nel DNA. L'amilopectina è invece un polimero ramificato che presenta catene di base di struttura simile all'amilosio che si dispongono a formare una struttura ramificata; ogni 24-30 unità di glucosio s'innestano catene laterali attraverso legami a (1-6').

Glicogeno. È il principale polisaccaride di riserva delle cellule animali. Come l'amilopectina, il glicogeno è un polimero di subunità di glucosio unite con legami glicosidici.

legamia (1-4) per la maggior parte, anche se sono presenti ramificazioni (ogni 8-12 residui)con legami a (1-6). Si tratta quindi di un polisaccaride ramificato. Il glicogeno è particolarmente abbondante nel fegato, ma è presente anche nel muscolo scheletrico. Negli epatociti il glicogeno è localizzato in grossi granuli. A tali granuli sono saldamente legati gli enzimi responsabili della sintesi e della degradazione del polimero (processi di glicogenosintesi e glicogenolisi).

• Cellulosa: È un omopolisaccaride lineare, non ramificato, composto da circa 10.000-15.000 unità di D-glucosio. Nella cellulosa i residui di glucosio hanno una configurazione β; sono legati da legami β(1-4') a differenza dei legami α(1-4') dell'amilosio, dell'amido e del glicogeno. Questa differenza conferisce alla cellulosa struttura tridimensionale e proprietà fisico-chimiche molto diverse dagli altri polimeri del glucosio. Il glicogeno e l'amido

assunti con la dieta sono facilmente idrolizzati dalle a-amilasi, enzimi presenti nella saliva e nelle secrezioni intestinali che rompono i legami glicosidici a (1-4) tra le unità di glucosio. La maggior parte degli animali non può invece usare la cellulosa come riserva di nutrienti perché priva dell'enzima capace di idrolizzare il legame B (1-4). GLICOSAMMINOGLICANI Rappresentano uno dei costituenti della matrice extracellulare dei tessuti connettivi. Hanno consistenza gelatinosa e possono regolare la loro fluidità in base alla quantità di acqua legata. Sono costituiti da unità disaccaridiche contenenti atomi di azoto e zolfo. Glicoproteine Associazione tra macromolecole proteiche e carboidrati. Svolgono funzioni catalitiche (enzimi), strutturali (proteoglicani) e specializzate (ormoni, recettori, anticorpi, trasporto). Il legame tra i due componenti si può verificare sia covalentemente che attraverso interazioni deboli (legame ad idrogeno). Nel caso

Di legame covalente, si forma un legame N-glicosidico tra gli zuccheri e alcuni residui di Asn della proteina. Si possono inoltre formare legami O-glicosidici con residui di Thro e Ser. La glicosilazione delle proteine avviene durante la loro sintesi. È un fenomeno qualche volta reversibile e non regolato da uno stampo, per cui il livello di glicosilazione è variabile (microeterogeneità).

GLICOGENOLISI

Quotidianamente, l'organismo umano necessita di regolare suoi equilibri. Tra questi equilibri c'è la necessità di mantenere costante la concentrazione ematica di glucosio. La quantità di glucosio presente nei liquidi extracellulari è limitata: circa 20g equivalenti a 80Kcal. Quindi per assicurare un continuo approvvigionamento di glucosio al cervello e agli altri tessuti, i nutrienti metabolici vengono immagazzinati e utilizzati quando necessario.

I carboidrati vengono immagazzinati sotto forma di glicogeno: circa 75g nel fegato e 400g nel muscolo scheletrico.

muscolo.La presenza di una concentrazione di glucosio nel sangue inferiore alla normalità, viene avvertita e segnalata dall'ormone glucagone, il quale è definito ormone iperglicemizzante. Il glucagone agisce a livello epatico ed è capace di avviare una serie di eventi biochimici che portano alla liberazione di glucosio nel sangue. Un altro ormone è l'adrenalina, che ha lo stesso compito del glucagone, ma a differenza di questo, l'adrenalina agisce a livello muscolare. Altro ormone da citare è il cortisolo; questo aumenta in situazioni di stress, situazione in cui può verificarsi un temporaneo aumento della concentrazione di glucosio ematico stimolata dall'azione attivante sulla gluconeogenesi epatica svolta dal cortisolo.L'enzima che provoca la rottura del polimero è la glicogenofosforilasi che attacca il polimero nella sua estremità non non ducente e porta alla formazione di una molecola di glucosio-1-fosfato, che

mediante l'enzima fosfoglucomutasi viene convertito il glucosio-6-fosfato. Dopo l'allontanamento di un monomero si forma una nuova estremità riducente e l'enzima può continuare la sua opera. L'enzima glicogeno fosforilasi, però, non è efficace nei confronti dei monomeri di glucosio prossimi alla ramificazione. Per utilizzare tale parte, la cellula possiede un secondo enzima chiamato enzima deramificante che trasferisce circa quattro monomeri di glucosio prossimi alla ramificazione alla catena contigua ed inoltre, libera il glucosio legato con legame a (1-6). Il glicogeno presenta, lungo la propria struttura, molte ramificazioni. All'apparenza, l'organizzazione ramificata della molecola può sembrare svantaggiosa, in quanto, all'interno della cellula, devono operare ben due enzimi per svolgere lo stesso lavoro. In realtà, la presenza delle ramificazioni permette a più copie dell'enzima glicogeno fosforilasi di

attaccarsi in diversi punti producendo un quantitativo di glucosio di gran lunga superiore a quanto sarebbe stato possibile con una sola catena polimerica.

Bisogna ricordare però che ai fini della regolazione ematica della glicemia, è utilizzabile solo la riserva di glicogeno epatica, in quanto a tale livello è permessa la defosforilazione del glucosio-6-fosfato ad opera dell'enzima glucosio-6-fosfatasi.

Si ottengono 3 molecole di ATP

GLUCONEOGENESI

La gluconeogenesi è un processo citosolico e consiste nella biosintesi di nuovo glucosio a partire da precursori non glucidici.

Bisogna infatti considerare che il glicogeno epatico può essere la fonte di glucosio per non più di 16 ore. Per avere continuamente a disposizione il glucosio per periodi prolungati l'organismo dovrà quindi ricorrere alla gluconeogenesi. L'importanza di tale via metabolica è spiegata dall'esclusivo uso di glucosio.