Riassunto esame biochimica

MONOSSIGENASI E OSSIGENASI:

L'ossigeno viene direttamente aggiunto sulla molecola che quindi si ossida. L'aggiunta di ossigeno

determina l'ossidazione perché è molto elettronegativo e attira gli e-. Infatti se consideriamo la

trasformazione del metano CH4 (NOc=-4) in anidride carbonica CO2(NOc=+4) vediamo dai numeri di

ossidazione che il carbonio si è ossidato perdendo 8e- (persi sia come atomi di idrogeno sia perché

l'ossigeno elettronegativo attira a sé gli elettroni). Le monossigenasi (idrossilasi) legano solo uno degli

atomi della molecola biatomica di ossigeno alla molecola da ossidare:

AH2+O2= A-OH+O (Noo= -2)

L'atomo di ossigeno rimasto singolo viene ridotto ad acqua grazie ad un trasportatore che dona due

elettroni all'ossigeno. Esiste una patologia, la fenilchetonuria, causata da un mal funzionamento di una

idrossilasi. La fenilalanina è un aminoacido essenziale dal quale deriva la tirosina. L'enzima che catalizza

questa reazione è la tirosina-idrossilasi: aggiunge al substrato un atomo di ossigeno. Nella reazione è

presente anche un trasportatore che fornisce due atomi di idrogeno all'ossigeno che non è stato

aggiunto alla fenilalanina in modo che esso venga ridotto ad acqua. Nella fenilchetonuria manca la

tirosina-idrossilasi perciò la tirosina non può essere prodotta e diviene un aminoacido essenziale che

deve essere introdotto con la dieta, la quale allo stesso tempo deve essere povera di fenilalanina che

altrimenti si accumula nell'organismo. La tirosina è importante per formare le catecolamine:

adrenalina, noradrenalina.....

PEROSSIDASI:

Sono spesso delle proteine ad eme che rimuovono l'acqua ossigenata e perossidi, prodotti da alcune

reazioni metaboliche. La perossidasi trasferisce atomi di idrogeno da un donatore all'acqua ossigenata

che si riduce ad acqua. Una perossidasi è la catalasi che ha una particolarità fa reagire due molecole di

H2O2: una agisce da accettore, l'altra da donatore. Il donatore dona 2e- alla molecola accettore che

viene ridotta ad acqua, mentre il donatore diviene ossigeno molecolare O2. È una reazione velocissima

che avviene più lentamente anche spontaneamente infatti se teniamo l'acqua ossigenata all'aria perde

di titolo. Le reazioni in cui una stessa molecola si ossida e si riduce sono dismutazioni. Normalmente nel

nostro organismo l'O2 viene consumato nel mitocondrio dove riceve 4e- e viene così ridotto ad acqua.

Può accadere che in particolari condizioni invece esso riceva solo 1e- e si forma così l'anione

superossido O2(-): presenta un e- spaiato sull'orbitale p, è un radicale libero. Sono molecole dannose

poiché cercano altri e-, molto reattivi. La superossido dismutasi fa reagire 2 anioni superossido: uno

dona all'altro 1e- e si formano ossigeno e acqua ossigenata (riceve due H) la quale è meno ossidante

dell'anione superossido e viene modificata dalla catalasi. Le cellule più esposte al danno da radicali

liberi sono le cellule che hanno perso la capacità di dividersi: neuroni. Molte patologie neuro

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degenerative (10%) sono dovute ad una carenza di superossido dismutasi: SLA (sclerosi laterale

amiotrofica) malattia del motoneurone del nervospinale che fa contrarre i muscoli, si muore di solito

per paralisi dei muscoli respiratori.

TRANFERASI:

Trasferiscono gruppi chimici da un composto ad un altro. Possono trasferire zuccheri, gruppi amminici,

gruppi fosforici....quindi gli enzimi prendono il nome in base al gruppo che trasferiscono:

aminotranferasi o transaminasi, gliciltrasferasi o transglicosilasi....

IDROLASI:

Sono una classe numerosa di enzimi che fa reazioni idrolitiche o digestioni (gli enzimi digestivi sono per

la maggior parte idrolasi). Se rompono legami peptidici sono detti peptidasi, se digeriscono lipidi sono

lipasi e rompono legami esteri (esterasi), glicosilasi rompono i legami glicosidici, fosfodiesterasi

rompono i legami fosfodiesterici della molecola di DNA....Sono importanti perché in particolare le

peptidasi sono coinvolte in molte reazioni biologiche tra le quali:

• Digestione: la digestione meccanica che inizia nella bocca è operata da amilasi (salivare) che scinde

l'amido che è un polisaccaride, la pepsina che si trova nello stomaco digerisce le proteine perciò è una

peptidasi, il succo pancreatico (tripsina, amilasi pancreatica, lipasi pancreatica) contiene una serie di

enzimi litici che scindono i legami delle macromolecole consentendone la digestione e l'assorbimento.

• Coagulazione: è determinata da una cascata di enzimi proteolitici. La proteina più importante nel

processo di coagulazione è la trombina che ha come substrato un'altra proteina il fibrinogeno

(300mg/dl). La trombina digerisce il fibrinogeno rimuovendo i domini globulari terminali che lo rendono

solubile. Il fibrinogeno diviene una proteina fibrosa insolubile, la fibrina che prende così parte alla

formazione del coagulo. La trombina è una proteina estremamente specifica.

La reazione di idrolisi è una reazione che comporta la scissione di un legame mediante l'aggiunta di una

molecola di acqua.

Un enzima litico molto importante è nella placca neuromuscolare: l'acetilcolinesterasi. L'acetilcolina è

un neurotrasmettitore chimico che viene rilasciato al livello della sinapsi neuromuscolare si lega al

muscolo e attiva la contrazione. L'acetilcolina è formata da un acetile legato alla colina che è un alcol,

quindi è un estere. Quando si idrolizza si forma acido acetico e la colina (alcol). Questa reazione è

catalizzata dall'acetilcolinesterasi che è quindi un' idrolasi. Il mancato funzionamento di questo enzima

comporta l'impossibilità di inattivare la acetilCoA che rimanendo legata al muscolo mantiene lo stato di

contrazione. Alcuni insetticidi sfruttano questo meccanismo di inattivazione dell'acetilcolinestrerasi.

Anche alcuni gas nervini si servono di questo meccanismo e portano a morte per paralisi respiratoria.

Tutte le idrolasi presentano nel sito attivo un residuo di serina, perciò vengono detti enzimi a serina.

Essa è fondamentale per l'attività idrolitica.

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I glucidi

Introduzione

 I carboidrati sono le molecole più abbondanti sulla Terra.

 L’ossidazione dei carboidrati è la via principale di produzione di energia nella maggioranza delle cellule

non fotosintetiche.

 I carboidrati, o glucidi, sono poliidrossi aldeidi o chetoni; generalmente hanno formula (CH O) .

2 n

 Possono essere divisi in tre classi principali:

1. I monosaccaridi, o zuccheri semplici: costituiti da una sola unità di poliidrossi aldeide o di

poliidrossi chetone. (il monosaccaride più abbondante in natura è uno zucchero a sei atomi di

carbonio, il D-glucosio. Qualche volta chiamato anche destrosio).

2. Gli oligosaccaridi sono formati da una catena corta di unità monosaccaridi che o residui, uniti

tra loro da caratteristici legami detti glicosidici. I più abbondanti sono i disaccaridi (due unità

monosaccaridiche): il più comune è il saccarosio.

3. I polisaccaridi: polimeri di zuccheri che contengono più di venti unità monosaccaridiche.

Monosaccaridi e disaccaridi

I carboidrati più semplici, i monosaccaridi, sono aldeidi o chetoni con due o più gruppi ossidrilici (il glucosio

e il fruttosio ne hanno cinque). Molti degli atomi di carbonio ai quali sono legati i gruppi ossidrilici sono

centri chirali che generano i molti stereoisomeri degli zuccheri che si trovano in natura.

La stereoisomeria ha una grande rilevanza biologica in quanto gli enzimi che agiscono sugli zuccheri

sono altrettanto stereospecifici e solitamente preferiscono uno stereoisomero all’altro con

un’affinità fino a tre ordini di grandezza più elevata. Questa maggiore affinità si riflette sui valori di

K . (adattare lo stereoisomero di uno zucchero non gradito nel sto di legame di un enzima diventa

m

così difficile, come, per esempio, infilare il guanto sinistro nella mano destra).

I monosaccaridi sono solidi cristallini e incolori, facilmente solubili in acqua, ma insolubili nei solventi non

polari. Lo scheletro dei monosaccaridi è costituito da una catena di atomi di carbonio non ramificata in cui

tutti gli atomi di carbonio sono uniti da legami singoli.

Nella forma a catena aperta, uno degli atomi di carbonio è legato con un doppio legame a un atomo di

ossigeno, formando un gruppo carbonilico; tutti gli altri atomi di carbonio invece hanno come

sostituente un gruppo ossidrilico.

Se il gruppo carbonilico è a una delle estremità della catena carboniosa, il monosaccaride viene detto

aldosio; se il gruppo carbonilico è in qualunque altra posizione, cioè in un gruppo chetonico, il

monosaccaride viene detto chetosio.

Tutti i monosaccaridi eccetto il diidrossiacetone contengono uno o più atomi di carbonio asimmetrici e

quindi sono presenti in natura in forme isomeriche otticamente attive. L’aldosio più semplice, la

gliceraldeide, contiene un centro chirale e quindi ha due diversi isomeri ottici o enantiomeri. In genere

n

la molecola con n centri chirali può avere 2 stereoisomeri.

La maggior parte degli esosi presenti negli organismi viventi appartiene alla serie degli isomeri D;

ricordiamo che invece tutti gli amminoacidi presenti in una proteina appartengono esclusivamente alla

serie L.

Quando due zuccheri differiscono soltanto nella configurazione intorno a un atomo di carbonio, essi

vengono detti epimeri.

In soluzione acquosa, gli aldotetrosi e tutti gli altri monosaccaridi con cinque o più atomi di carbonio

assumono una forma ciclica, in quanto il gruppo carbonilico forma un legame covalente con l’atomo di

ossigeno di un gruppo ossidrilico posto lungo la catena. La formazione di queste strutture ad anello è il

risultato di reazioni generali tra aldeidi/chetoni e alcoli, che producono emiacetali/emichetali.

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Se il gruppo –OH e il gruppo carbonilico sono presenti sulla stessa molecola, si forma un anello a cinque

o sei atomi. L’aggiunta della seconda molecola di alcol produce l’acetale o il chetale completo e il

legame che si è formato viene detto legame glicosidico.

La reazione con la prima molecola di alcol genera un ulteriore centro chirale (a livello del carbonio

carbonilico), e può produrre le due configurazioni stereoisomeriche che la molecola può assumere, di

norma indicate con le lettere α e β. Le forma isomeriche dei monosaccaridi che differiscono soltanto

per la configurazione intorno all’atomo di C emiacetalico o emichetalico sono dette anomeriche e

l’atomo di carbonio carbonilico è detto atomo di carbonio anomerico.

Gli anel