Appunti Biochimica

VITAMINA D (COLECALCIFEROLO)

Il colecalciferolo ha notevoli proprietà antirachitiche. La vitamina D3 deriva dal 7-deidrocolesteroloper irradiazione ultravioletta, il quale è originato dal colesterolo e quindi sintetizzato dall'organismo. Troviamo l'apertura dell'anello B del colesterolo. Il latte è la principale fonte alimentare di calcio e viene arricchito con vitamina D. Il colesterolo è convertito nella pelle a provitamina D per azione della luce solare. La forma principale è la vitamina D3 o colecalciferolo che deriva dal colesterolo ed è sintetizzato negli organismi animali.

Le sue funzioni principali sono:

• Assorbimento di calcio e fosforo a livello intestinale, minerali necessari per l'accrescimento osseo.
• In sinergia con l'ormone paratiroideo, dei livelli plasmatici di calcio.
• Mantenimento di un'adeguata mineralizzazione dello scheletro.

VITAMINA E (TOCOFEROLI)

Presentano la...

struttura del tocolo e la lunga catena alifatica, differiscono per la presenza e la distribuzione di gruppi metilici sui due anelli aromatici. Esistono quindi diversi tipi di tocoferoli.

Non è ancora stata associata una malattia alla sua carenza ma sono fattori essenziali per i vertebrati.

Ossidazione/perossidazione degli acidi grassi e quindi perdita di funzionalità.

A causa della loro idrofobicità si associano alle membrane cellulari, ai lipidi di riserva e alle lipoproteine del sangue. Viaggiano in circolo legati a HDL o LDL. Sono antiossidanti biologici capaci di inibire l'ossidazione di acidi grassi insaturi, soprattutto a livello delle membrane biologiche.

L'alfa-tocoferolo è uno dei più potenti antiossidanti biologici, inoltre la vitamina E agisce in sinergismo con altri sistemi antiossidanti come vitamina C ed altri enzimi.

VITAMINA K: È una vitamina antiemorragica ed è un cofattore della coagulazione.

vitamina K2

è un chinone sintetizzato da batteri intestinali. È presente un anello con due atomi di ossigeno legati. La forte idrofobicità è data dalla catenalaterale e dal benzene. Gli analoghi della vitamina K differiscono per la lunghezza delle catenelaterali.

L’azione della vitamina K è indiretta e favorisce una modificazione post-traduzionale nelle proteine coinvolte nella coagulazione del sangue. Genera una carbossilazione di Glu, aggiungendo una seconda carica negativa necessaria per legare il Calcio. Si forma acido glutammico-γ-carbossilico.

Una carenza di vitamina K si può verificare:

• A causa di una ridotta assunzione
• Intervento chirurgico maggiore
• Terapia antibiotica a largo spettro per lungo tempo
• Nei neonati, i quali non presentano il microbiota, che si genera dopo un paio di settimane.

ENZIMI

Sono sistemi altamente efficienti che presentano notevoli ambiti di applicazione e

• Catalizzatori di sistemi biologici, permettono alle reazioni di avvenire in tempi utili.
• Sono in grado di interconvertire tra le diverse forme di energie.
• Si caratterizzano per il potere catalitico e la specificità; la loro regolazione risulta più o meno fine.
• Le proteine non hanno il monopolio assoluto della catalasi, troviamo anche i ribozimi, strutture a base nucleotidica. Spesso le patologie si basano su una scorretta regolazione enzimatica.

• Sono in grado di accelerare la velocità delle reazioni chimiche più di un milione di volte; presentano un immenso potere catalitico. La maggior parte delle reazioni chimiche dei sistemi biologici non avviene a velocità apprezzabile in assenza degli enzimi. La loro presenza risulta quindi essenziale.
• Gli enzimi sono altamente specifici, sia per la reazione catalizzata sia per la scelta dei substrati. Normalmente un enzima catalizza

Una sola reazione chimica o una serie di reazioni strettamente correlate. È possibile conoscere e classificare gli enzimi dai coenzimi. Il grado di specificità di un enzima per il substrato è sempre molto elevato, in alcuni casi assoluto. La specificità degli enzimi può essere utilizzata come strumento diagnostico, ad esempio per la rilevazione delle quantità di glucosio. Al contrario delle reazioni non catalizzate, solo raramente una reazione catalizzata da un enzima origina sottoprodotti inutili.

• Gli enzimi convertono l'energia da una forma all'altra; nella fotosintesi l'energia della luce è convertita in energia chimica di legame. Nei mitocondri, l'energia contenuta nelle molecole è convertita in energia chimica. L'energia chimica dei legami dell'ATP è utilizzata nella contrazione muscolare e quindi nel lavoro meccanico o per trasportare molecole e ioni contro gradiente chimico.

elettrico.

• Le attività catalitiche sono regolate:
  • Meccanismi di retro-inibizione o inibizione a feedback, regolazione allosterica reversibile controllata da enzimi finemente regolatori attraverso un effetto cooperativo determinando reazioni reversibili.
  • Proteine regolatrici con effetti inibitori o stimolatori possono generare un effetto a cascata, come l'attacco reversibile di gruppi fosforici, nella coagulazione. Modificazioni covalenti, che agiscono in tempi estremamente rapidi.
• Gli enzimi non alterano l'equilibrio di una reazione ma non modificano la sua posizione, o meglio accelerano il raggiungimento della concentrazione di reagenti e prodotti all'equilibrio. Alla fine della reazione, quando sono rilasciati, non cambia la loro struttura e potranno quindi fungere nuovamente da catalizzatori. Non modificano la costante di reazione e la quantità di prodotto ma solo le tempistiche.

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2+Gli enzimi sono proteine, alcuni necessitano di cofattori come ioni inorganici Fe , Mg , Mn , Znaltri necessitano di gruppi prostetici come coenzimi TPP, CoA, PLP, FAD, NAD o altri gruppi.I legami possono essere covalenti o non covalenti.Per facilitare le reazioni, nel sito catalitico sono posti ioni metallici.

ISOENZIMIGli isoenzimi sono enzimi che catalizzano la stessa reazione ma con diverse caratteristiche chimicofisiche e diversi parametri cinetici. Sono organello-cellulare specifici, che lavorano in ambientidifferenti o con quantità di produzione differenti.La determinazione di una forma isoenzimatica è importante nella diagnosi di una specifica patologia.Alte produzioni di transaminasi del fegato presenti nel sangue implicano un danno epatico olattatodeidrogenasi fondamentale per rilevare micro infarti.Possono differire tra loro in:

• Parametri cinetici.
• Specificità, in base al numero di substrati riconosciuti.
• pH ottimale.
• cariche

All'esterno della proteina sono presenti importanti caratteristiche di carica (punto isoelettrico pI) che influenzano la solubilità della proteina nell'ambiente in cui è posta.

• Sensibilità all'inibizione e alla regolazione.
• Sensibilità al calore e quindi termostabilità.

Esempi di isoenzimi sono l'Esochinasi (glicolisi) e la Glucochinasi; la glucochinasi presenta una Km maggiore di circa 200 volte, indirizzando quindi il glucosio alla glicogenosintesi e allo shunt delle pentosi in presenza di numerose molecole di glucosio.

Come isoenzimi troviamo anche la Carbamil fosfato sintetasi I e II.

Gli enzimi accelerano le reazioni stabilizzando lo stato di transizione. L'assenza della catalasi quindi è il legame specifico della transizione. Nello stato di transizione i legami non sono formati.

In una reazione, la transizione da substrato a prodotto passa attraverso una barriera energetica, riportata come energia libera ΔG°. I catalizzatori come variazione di ΔG° la frammentano in.

tante barriere ridotte dal punto di vista energetico più facili da superare. I prodotti saranno quindi visibili in tempi minori.

Classificazione degli enzimi:

Ogni enzima viene classificato a seconda della reazione che catalizza attraverso un numero.

EC X.Y.Z.T. EC= Enzyme commission dell'enzima, X: Classe Y: Sottoclasse Z: Sotto-sottoclasse T: Numero quindi definisce il nome.

Le classi enzimatiche, attualmente, sono 6. In una classe sono raggruppati gli enzimi che operano in una tipologia di reazioni ed andranno ad utilizzare gli stessi coenzimi.

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La sottoclasse indica il gruppo funzionale su cui agisce mentre la sotto-sottoclasse indica il coenzima utilizzato.

I quattro numeri sono univoci e rappresentano un solo enzima. È l'alcool deidrogenasi. Es: EC 1.1.1.1

I. OSSIDOREDUTTASI catalizzano una reazione redox; sono reazioni generalmente reversibili. I catalizzatori sono NAD NADP FMN FAD, tutti in grado di accettare e cedere elettroni. Appartengono

LIASI catalizzano scissioni di legami con un meccanismo di reazione differente rispetto alle idrolasi. I processi sono anche reversibili poiché rompono e aggiungono legami. Ad esse appartengono le idratasi. Catalizzano la scissione di legami C-C C-O C-N e altri lasciando un doppio legame o addizionando gruppi a un doppio legame. La strategia chimica delle vie metaboliche cambia in loro presenza. Sono presenti soprattutto nella parte catabolica. Aldolasi, Enolasi, Aconitasi, Fumarasi.

V. ISOMERASI catalizzano modificazioni geometriche. Sono reazioni reversibili prevalenti nella porzione catabolica. Fosfogluco isomerasi, Triosofosfato isomerasi, Fosfoglicerato mutasi.

VI. LIGASI o SINTETASI unita al consumo di ATP o di un altro nucleotide trifosfato. La reazione è irreversibile ed appartengono alla porzione ana