Appunti completi biochimica (quarta parte)

TRASPORTATORI → AA

GLUTAMMINA → ALANINA dal muscolo

a livello periferico

Tutti i tessuti hanno le transaminasi → si produce glutammato con la glutammina sintetasi, ma se accumulo glutammato questo in qualche modo deve arrivare al fegato. La glutammina e' l'ammine corrispondente del glutammato.

L'ALANINA e' un importante trasportatore dal muscolo. Il muscolo in condizioni di ipossia produce grandi quantita' di PIRUVATO perché fa la glicolisi in maniera , il piruvato in parte poi va incontro a fermentazione lattica.

CH₃ C = O | COO^- PIRUVATO

CH₃ H - C - NH₃⁺ | COO^- ALANINA

Il piruvato, quindi, e' anche un substrato a cui viene attaccato il gruppo amminico per produrre ALANINA che e' un altro AA che contribuisce a trasportare i gruppi NH₃⁺ nel fegato.

CH₃ C = O | COO^- PIROVATO

CH₃ H - C - NH₃ | COO^- ALANINA

GLUTAMMATO COO^- | CH₂ | CH₂ | CH₂, NH₃⁺ C_α - COO^-

α-CHETO GLUTARATO COO^- | CH₂ | CH₂ | C = O | COO^-

TRASPORTATORI → AA

• GLUTAMMINA
• ALANINA

dal muscolo

a livello periferico

Tutti i tessuti hanno le transaminasi → si produce glutammato con la glutammina sintetasi, ma se accumulo glutammato questo in qualche modo deve arrivare al fegato. La glutammina è l'ammine corrispondente del glutammato.

L'ALANINA è un importante trasportatore dal muscolo. Il muscolo in condizioni di ipossia, produce grandi quantità di PIRUVATO perché fa la glicolisi in maniera anaerobica , il piruvato in parte poi va incontro a fermentazione lattica.

CH₃ C = O COO^- + NH₃⁺ → CH₃ H-C-NH₃ COO^-

PIRUVATO ↔ ALANINA

Il piruvato, quindi, è anche un substrato a cui viene attaccato il gruppo amminico per produrre ALANINA che è un altro AA che contribuisce a trasportare i gruppi NH₃⁺ nel fegato.

CH₃ C=O COO^- → CH₃ H-C-NH₃ COO^-

PIRUVATO ↔ ALANINA

GLUTAMMATO ↔ α-CHETOGLUTARATO

COO^- COO^-

| |

CH₂ CH₂

| |

CH₂ CH₂

| C=O

NH₃⁺ COOH

Respirazione Cellulare

La catena respiratoria è una serie di 4 complessi multiproteici con numerose proteine e cofattori che si passano l'un l'altro gli elettroni che erano stati portati dal NADH e dal FADH₂. Dato che il NADH cede gli e^- al complesso I, questi fluiscono seguendo un potenziale di riduzione standard crescente tra i vari complessi per arrivare alla fine al complesso IV e all'O₂, che viene ridotto ad H₂O.

Il passaggio di e^- è favorito (ΔG < 0) e esoergonico, accoppiato però a qualcosa di sfavorevole → il trasporto (pompage) contro gradiente di H⁺ dalla matrice allo spazio intermembranale. L'accumulo di H⁺ nello spazio intermembrana, si produce in un gradiente elettrochimico → si genera un potenziale = energia che viene sfruttato dall'ultimo complesso: ATP sintasi che fa rientrare i protoni e per questo motivo si genera un cambiamento conformazionale dell'ATP sintasi che fornisce energia. Sintetizzato ATP.

→ Componenti principali della catena respiratoria: devono essere strutture in grado di legare reversibilmente que:

1. Citocromi → proteine che hanno un anello porfirinico simile all'EME che è coordinato con un atomo di Fe. Quello che cambia è il contesto = cioè un contesto in cui il Fe si può ossidare e ridurre, passando da Fe²⁺ a Fe³⁺. Quindi cedono e acquistano 1 elettrone alla volta. A seconda del tipo di contorno e del contesto aminoacidico della proteina, c'è un potenziale di riduzione standard diverso.
2. Proteine Ferro-Zolfo → sono proteine che al loro interno accomodano Fe metallico e per tenercelo unito, si coordinano con atomi di S, provvisti dalla cys. In questo modo il Fe può ossidare e ridurre per legare in maniera reversibile 1 e^-. Anche qui a seconda del contesto in cui quel Fe si trova, hanno potenziali di riduzione diversi.

3) COENZIMA Q → è una molecola (non una famiglia) liposolubile che può muoversi nello spazio di membrana per accettare e- e cederli al complesso successivo

NADH → da' que e- al complesso I → vengono ceduti al CoQ, che sinriduce. Durante questo passaggio per ogni coppia di e- vengono pompati fuori 4H+. Ora, e- che erano andati al CoQ, vengono dati al livello del complesso III, al citocromo c

• ossida il CoQ e cede que e- al II

Anche in questo passaggio vengono pompati altri 4H+ il citocromo c cede que e- al complesso 4 che poi arrivano all'O2, per produrre H2O. Il complesso 4 pompa fuori altri 2H+

NADH → 2e- → 10H+

FADH2 → dove conjugà i suoi e-? dipende da chi ha prodotto il FADH2 Noi conosciamo solo la 1a deidrogenasi della β-ossidazione , cioè un altro

...enzima, a livello del ciclo di Krebs, che lo produce = succinato deidrogenasi.

Il complesso II e’ un tutt’uno con l’enzima. Gli e- vengono dati al complesso II che li consegna al CoQ bypassando il complesso I. Quindi non vengono prodotti H+ dal complesso I. Gli e- vanno dritti al complesso III, attraverso il CoQ, che pompa H+ e poi uguale a prima, il complesso IV pompa altri 2H+.

FADH₂, 2e^- → 2H⁺

Stesso caso. Succede con il FADH₂ prodotto dall’AcilCoA deidrogenasi della β- ossidazione.

Il pompame H+ fuori → viene generato una forza potenziale sfruttata dalla ATP sintasi posta sulla membrana mitocondriale INTERNA.

Per ogni coppia di e- viene prodotto un ΔG = -200 Kj/mol.

ATP sintasi

→ ATP tende a perdere un P (ΔG = - 30) → ADP. Allora la reazione al contrario e’ sfavorettisima!

Grafico idrolisi di ATP:

• ATP → destabilizzo → stabilizzo ADP
• S → ATP ↔ ADP

Irreversibile!

Reversibile! ΔG° ~ 0

Quando ci sono vie metaboliche con piu’ reazioni, la logica vuole che la magg.

gran parte di quelle reazioni siano reversibili (ΔG prossimo allo zero) in modo che il ΔG possa essere cambiato dalle [H] di S o P.

ΔG = ΔG° + RT log _[P] / ^[S]

Dunque dovrei fare in modo che lo scenario nel sito attivo dell'ATP sintasi sia come H₁. Solo nel contesto dell'ATP sintasi, l'ATP viene destabilizzato in modo da abbassare la quantità di G (energia libera). C'è un'interazione con quei AA che stabilizzano l'ATP e rendono il suo contenuto di G simile all'ADP.

Può avvenire la reazione inversa! ADP + Pi → ATP Però bisogna poi liberare l'ATP prodotto → cambio di conformazione della ATP sintasi → ci sono 3 tipi di conformazioni limite

Catalisi Rotazionale

Però' non c'è una sola subunità → ce ne sono 6 (complesso multiproteico)

F₀ porzione transmembrana F₁ dominio catabolico

MATRICE

VUOTO

ATP ADP + Pi

ESAMERO

N.B. nessuno di questi 3 eterodimeri può avere la stessa conformazione → se 1 di questi è vuoto, quello vicino può legare ADP+Pi e l'altro stabilizza l'ATP.

Chi fa cambiare conformazione è la subunità γ che sta al centro. Questo però è ASIMMETRICO → non tocca contemporaneamente tutti gli eterodimeri ma ne tocca 1 solo → quando tocca, quella conformazione è vuota. Ogni volta che passano 3H⁺ attraverso il canale protonico di Fo, γ fa un'oscillata di 120° e quindi sposta il punto di contatto dalla subunità che era vuota a quella vicina, facendola diventare vuota e facendo liberare 1 mol. di ATP.

CALCOLO:

x ogni rotazione = 9 H⁺ = 3 ATP

ne servono altri

3 H⁺ (per il trasportatore di Pi)

=

traslocasi

12 H⁺ = 3 ATP

4 H⁺ = 1 ATP

_{NADH NAD⁺ FADH2 FAD}

I→

III →

IV →

→ O₂ → H₂O

NADH → 10H⁺/4 = 2,5 ATP

ossidazione

FADH₂ → 6H⁺/4 = 1,5 ATP

PIRUVATO

C₃H₄O₃

ACETIL-COA

ACIDI GRASSI

OSSALACETATO

CARNITINA

MALONIL-COA