Appunti Biochimica

NADHP.reazione genera una seconda molecola diribulosio 5-fosfato ribosio 5 – fosfato

La fosfopentosio isomerasi converte il nel suo isomero, ilproduzione nettaNella reazione complessiva abbiamo quindi una di NADPH, un riducente utilizzato nellereazioni biosintetiche e di ribosio 5 – fosfato, zucchero precursoredei nucleotidi.

Nei tessuti che hanno come prodotto principale della via metabolicail NADPH, il pentosio fosfato prodotto nella fase ossidativa vieneglucosio 6 – fosfato.riciclato inIn questa parte non ossidativa, il ribulosio viene epimerizzato in xilulosio 5 – fosfato. Con una serie diarrangiamenti deglischeletri carboniosi, 6molecole di zuccherofosforilato a 5C sonotrasformate in 5molecole di zuccherofosforilato a 6C. Sicompleta il ciclo e inquesto modo si puòcontinuare adglucosio 6ossidare il– fosfato NADPH.e a produrre Il ripetersi continuato del ciclo porta alla formazione di 6 molecole di CO2dal glucosio 6-fosfato. due enzimi:Nella

interconversione di questi zuccheri agiscono

La transchetolasi catalizza il trasferimento di un frammento 2C dello xilulosio 5 - fosfato al ribosio 5-• 7 -fosfato).fosfato formando un prodotto 7C (sedoeptulosio I restanti 3C vengono liberati comegliceraldeide 3 – fosfato.

La transaldolasi catalizza una reazione simile a quella dell’aldolasi nella glicolisi: dal composto 7C• 7-fosfato) G3P(sedoeptulosio viene rimosso un frammento 3C, che viene condensato con la formafruttosio 6 – fosfato tetrosio fosfato 4C.un e unG3P fruttosio 1,6 – bisfosfato

Le due molecole di che si formano con 2 cicli posso essere convertite in comenella gluconeogenesi; la FBPasi – 1 (fruttosio 1, 6 – bisfosfatasi) e la fosfoesosio isomerasi lo trasformano inglucosio 6 – fosfato. Il ciclo ora è completo: 6 molecole d pentosio fosfato sono state convertite in 5molecole di esosio fosfato. Le reazioni della parte non ossidativa sonoreversibili,facilmente mentre

quelle della parte ossidativa sono essenzialmenteirreversibili. Tutti gli enzimi della via del pentosio fosfato sono presenti nelcitosol come quelli della glicolisi.glucosio 6 – fosfatoL’entrata del nella glicolisi o nella vita del pentosio dipendeNADPHdal fabbisogno momentaneo e dalla concentrazione di nel citosol. Inassenza di questo accettore di elettroni, la prima reazione della via del pentosio(catalizzata dalla glucosio 6 – fosfato deidrogenasi) non può procedere. Quandola cellula converte rapidamente il NADPH in NADP+ nelle biosintesi riduttive, illivello di NADP+ aumenta, la G6PD viene stimolata e il flusso del glucosio 6 – fosfato attraverso la via delpentosio fosfato tende ad incrementare.

CAPITOLO 15

REGOLAZIONE METABOLICA stato stazionario dinamico.Le cellule e gli organismi si trovano in una condizione di Per ciascuna reazione,il substrato viene fornito dalla reazione precedente alla stessa velocità con cui viene convertito in

prodotti.Se le due velocità sono uguali, la concentrazione di substrato rimane costante.omeostasi.Questa condizione viene definitaIl flusso attraverso una reazione catalizzata da un enzima può essere modulatovariando il numero delle molecole enzimatiche o la loro attività catalitica,variazioni che avvengono in risposta a variazioni di concentrazione di una molecola, che può essere ilsubstrato o il prodotto di una vita metabolica.gluconeogenesi fegatoLa avviene principalmente nel dove produce glucosio, che poi verrà esportato neitessuti quando hanno esaurito le riserve di glucosio. Tre reazioni della glicolisi sono molto energetiche:dall’esochinasi, PFK1 piruvato chinasi, gluconeogenesiquelle catalizzate e dalla quindi irreversibili; lautilizza altre reazioni che aggirano quelle della glicolisi. Le reazioni delle deviazioni sono anch’esseirreversibili. Se le due vie procedessero contemporaneamente in ciascuno dei tre punti dove le

Le reazioni glicolitiche vengono aggirate, si avrebbe un consumo di ATP senza svolgere un lavoro. Questo processo è ciclo futile.

Detto 1) L'esochinasi catalizza la reazione di ingresso del glucosio nella glicolisi. Gli esseri umani possiedono 4 isozimi dell'esochinasi (da I a IV). Gli isozimi sono proteine diverse che catalizzano la stessa reazione. La forma predominante nei miociti è l'esochinasi II, ha un'elevata affinità per il glucosio ed è per metà saturata a 0,1nM. La concentrazione fisiologica del glucosio è 4-5 nM quindi lavora sempre a velocità massima. glucosio 6 - fosfato

L'esochinasi I e l'esochinasi II sono inibite dal loro prodotto, che, se raggiunge una concentrazione limite, inibisce temporaneamente i due enzimi.

Le differenze nelle esochinasi riflettono i ruoli. Il muscolo consuma il glucosio per produrre energia, mentre il fegato mantiene l'omeostasi del glucosio ematico, consumando o

producendo glucosio al’esochinasi IVseconda della sua concentrazione nel sangue. Nel fegato troviamo (glucochinasi) chedifferisce per alcuni aspetti dalle I – III dei muscoli; la concentrazione di glucosio a cui è metàsaturata è 10nM, più alta della concentrazione di glucosio ematico.trasportatore di glucosioUn degli epatociti (GLUT2) mantiene equilibrata la concentrazione diL’esochinasi IVglucosio nel citosol e nel sangue. è regolata dai livelli di glucosio nel sangue. Quandoalta,la concentrazione di glucosio nel sangue è l’eccesso viene trasportato negli epatociti dove èglucosio 6 – fosfato. L’esochinasi IVconvertito in non è regolata dal suo prodotto ma viene inibitaquando si lega ad una proteina specifica del fegato. Il legame è più forte in presenza dell’effettorefruttosio 6 – fosfato. Il glucosio compete con il fruttosio provocando la dissociazione della

La proteina regolatrice dell'esochinasi, togliendo l'inibizione. Le condizioni che richiedono un elevato consumo di energia o un elevato consumo di glucosio causano la trascrizione del gene per l'esochinasi IV. La fosfofruttochinasi-1 (PFK-1) catalizza la seconda tappa irreversibile della glicolisi. L'ATP, oltre ad essere un substrato della PFK-1, è anche un prodotto finale della glicolisi. Quando viene prodotto più velocemente di quanto viene consumato, inibisce la PFK-1, legandosi ad un sito allosterico e diminuendo l'affinità dell'enzima PFK-1 con il AMP e il citrato. ADP rimuovono l'inibizione. Il citrato (forma ionizzata dell'acido citrico) è un effettore allosterico che inibisce la PFK-1, l'enzima quando le richieste energetiche sono state soddisfatte. La FBPasi-1 catalizza il passaggio nella gluconeogenesi ed è allostericamente

6aumentare– fosfato tende ad mentre diminuisce l’affinità con gli inibitori ATP citati.

Alle concentrazioni fisiologiche dei substrati (ATP e fruttosio 6 – fosfato) e dei suoi effettori (ATP,fruttosio 2,6 – bisfosfato, inattiva.AMP e citrato), in assenza di la PFK1 è praticamentefruttosio 2,6 – bisfosfato riduceIl ha un effetto diverso su FBPasi1: la sua affinità per il substrato,rallentando la gluconeogenesi.

La concentrazione di fruttosio 2,6 – bisfosfato è regolata dalle velocità di formazione e demolizione.fruttosio 6 – fosfatoSi forma per fosforilazione del catalizzata dalla fosfofruttochinasi 2 (PFK2) eviene defosforilato dalla fruttosio 2,6 – bisfosfatasi (FBPasi2). PFK2 e FBPasi2 hanno funzioniseparate presenti sulla stessa proteina bifunzionale. Il bilancio di queste attività nel fegato, cheinsulina glucagone.regola il livello cellulare del fruttosio 2,6 – bifosfato, è sotto

Il controllo di eglucagone cAMP stimola l'adenilil ciclasi epatica che sintetizza il cAMP, il quale attiva una proteina che fosforilazionetrasferisce un gruppo fosforico dall'ATP alla proteina bifunzionale PFK2/FBPasi2. La difosfatasica chinasica di questa proteina aumenta la sua attività (FBPasi2) e inibisce la attività (PFK2).

Il glucagone abbassa i livelli di fruttosio 2,6 – bisfosfato, inibendo la glicolisi e stimolando la gluconeogenesi. Ciò consente al fegato di rifornire il sangue in risposta al glucagone.

L'insulina ha effetto opposto: stimola l'attività di una fosfoproteina fosfatasi che catalizza la rimozione del gruppo fosforico dalla proteina bifunzionale PFK2/FBPasi2, attivando l'attività chinasica fruttosio 2,6 – bisfosfato (PFK2). I livelli di fruttosio 2,6 – bisfosfato tendono ad aumentare, stimolando la glicolisi.

Un altro meccanismo controlla il livello del glucosio, entrato nel fegato glucosio.