Gluconeogenesi

Processo di conversione del NADH riossidato a ossalacetato

L'ossalacetato viene convertito in PEP dall'enzima CARBOSSICHINASI, Mg2+ GTP che è dipendente e richiede come donatore di un gruppo fosforico. Questa reazione libera una grande quantità di energia tramite l'idrolisi del GTP, che però viene bilanciata dalla formazione di un composto ad un elevato contenuto energetico, il PEP.

Quindi questa prima reazione necessita di un grande dispendio energetico per formare il fosfoenolpiruvato, che è una molecola ad alto potenziale energetico. In particolare, per ciascuna molecola di PEP si spendono 1 ATP e 1 GTP. Pertanto, in totale si ha l'utilizzo di 2 ATP con la piruvato carbossilasi e 2 GTP con la fosfoenolpiruvato carbossichinasi.

Questa reazione nella cellula risulta irreversibile perché il deltaG totale è molto negativo, intorno ai -25 Kj/mol. Questo perché, seppur si formi il PEP che ha un alto contenuto energetico,

questo viene subito riutilizzato in altre reazioni e perciò la sua concentrazione nella cellula è bassa.

2. La seconda strategia si attua invece quando il precursore non glucidico è il LATTATO, che viene prodotto dalla glicolisi negli eritrociti o nel muscolo.

LATTATO Il lattato viene poi convertito in piruvato nel citosol attraverso la DEIDROGENASI e si produce NADH, e questo piruvato viene poi trasportato dentro mitocondri dove viene trasformato in ossalacetato dalla piruvatocarbossilasi. Questo ossalacetato è poi convertito in PEP nel mitocondrio stesso tramite una forma mitocondriale di fosfoenolpiruvato carbossichinasi e da qui il PEP verrà trasportato nel citosol per continuare il processo di gluconeogenesi: esempio di enzimi con stessa funzione ma con localizzazione differente.

2. SECONDO BYPASS: DEFOSFORILAZIONE FRUTTOSIO-1,6-BIFOSFATO A FRUTTOSIO-6-FOSFATO La seconda deviazione è quella riguardante la terza tappa della glicolisi, ovvero la

1. Fosforilazione del fruttosio-6-fosfato a fruttosio-1,6-bifosfato tramite la PFK1, e questa reazione essendo molto esoergonica e perciò irreversibile all'interno della cellula, deve essere bypassata attraverso l'azione della fruttosio 1,6-bifosfatasi (FBPasi 1), che promuove una reazione di idrolisi del gruppo fosfato sul carbonio 1 e non un trasferimento sull'ADP, perciò non c'è produzione di ATP. Il deltaG di questa reazione è sempre negativo, e corrisponde a -16,3 Kj/mol e la reazione risulta così: Fruttosio-1,6-bifosfato + H20 = enzima FBPasi1 = fruttosio-6-fosfato + Pi
2. Terzo bypass: Conversione glucosio-6-fosfato in glucosio. La terza deviazione riguarda l'ultima reazione della gluconeogenesi, corrispondente alla prima della glicolisi, e consiste nella conversione del glucosio-6-fosfato a glucosio; questa reazione non è però catalizzata dall'esochinasi che richiederebbe il...

trasferimento del fosfato sull'ADP a formare ATP, e quindi sarebbe sfavorevole energeticamente.

GLUCOSIO-6-FOSFATASI

La reazione è perciò catalizzata dall'enzima che non di un estere fosforico, richiede sintesi di ATP, ma è solo un'idrolisi ed ha un deltaG negativo di -13,8 Kj/mol e la reazione consiste quindi in:

Glucosio-6-fosfato + H20 = glucosio-6-fosfatasi = glucosio + Pi

L'attività di questo enzima dipende dalla presenza di Mg2+ e si trova nel lume del RER degli epatociti, delle cellule renali e delle epiteliali dell'intestino tenue, ma non è presente negli altri tessuti che perciò non possono rifornire sangue di glucosio, anche perché senno questi tessuti attraverso questa glucosio-6-fosfatasi andrebbero a idrolizzare il glucosio-6-fosfato necessario per la glicolisi, e perciò il glucosio prodotto o con la gluconeogenesi o per via esogena viene trasportato a muscoli e cervello tramite flusso.

sanguigno.DISPENDIOSO,Quindi la gluconeogenesi è un processo e molto dell’energiaIRREVERSIBILE,libera viene utilizzata per renderla un processo così come laglicolisi.I precursori non glucidici della gluconeogenesi possono di diverso tipo, apartire dal piruvato stesso, ma anche intermedi a 4/5/6 atomi di carbonio,intermedi del ciclo di Krebs.come possono essere gli eTra i precursori ci sono anche alcuni amminoacidi, in particolare l’ALANINAla GLUTAMMINA che dopo aver trasferito loro gruppi amminici ai mitocondriepatici, permettono a loro scheletro carbonioso di partecipare allagluconeogenesi: gli amminoacidi che possono essere utilizzati per laGLUCOGENICI,produzione di glucosio vengono detti e sono utilizzati soprattuttodurante un digiuno prolungato, in cui si vanno a degradare le proteinemuscolari contenenti questi amminoacidi glucogenici.Ce una classe di amminoacidi che però non può mai partecipare allagluconeogenesi, costituita da soltanto 2

Amminoacidi che vengono detti CHETOGENICI, perché possono soltanto supportare la biosintesi dei corpi chetonici. Per quanto riguarda gli acidi grassi, questi solo in piccola parte concorrono agli ACIDI GRASSI a numero DISPARI, alla gluconeogenesi, e in particolare soltanto gli e questo perché quando vengono degradati l'ultimo gruppo di carboni che rimane è a 3 atomi, e può partecipare alla biosintesi di glucosio, mentre quelli a numero pari durante loro degradazione ottengono ultimo gruppo a soli 2 atomi di carbonio, l'ACETIL coA, che non può entrare nella gluconeogenesi.