Appunti di Biochimica

FLAVOPROTEINA CHE TRASFERISCE ELETTRONI

22. Viene aggiunta al doppio legame del trans-∆ -enoil-CoA una molecola d'acqua, formando lostereoisomero L del β-IDROSSIACIL-CoA. Questa reazione è catalizzata dall'ENOIL-CoA IDRATASI.

3. L'L-β-IDROSSIACIL-CoA viene deidrogenato a β-CHETOACIL-CoA ad opera della β-IDROSSIACIL-CoA+DEIDROGENASI; il NAD è l'accettore di elettroni. Il NADH che si forma in questa reazione dona i suoi elettroni alla NADH DEIDROGENASI, un trasportatore di elettroni della catena respiratoria. Quando gli elettroni passano nella catena respiratoria si forma ATP a partire da ADP.

4. Il β-CHETOACIL-CoA reagisce con una molecola di coenzima A libero, staccando un frammento a 2C sotto forma di acetil-CoA della regione carbossiterminale dell'acido grasso originale. L'altro prodotto della reazione è il tioestere dell'acido grasso con il coenzima A, ora accorciato di 2C.

questa sequenza sono catalizzate da due gruppi di enzimi a seconda della lunghezza delle catene degli acidi grassi. Per gli acidi grassi a 12C o più, il complesso multienzimatico prende il nome di PROTEINA TRIFUNZIONALE TFP. Le quattro reazioni della β-ossidazione si ripetono formando acetil-CoA e ATP. Ogni molecola di FADH formata durante l’ossidazione degli acidi grassi dona una coppia di elettroni alla proteina ETF; circa 1.5 molecole di ATP sono generate nel successivo trasferimento di elettroni all’ossigeno accoppiato alla fosforilazione ossidativa. Ogni molecola di NADH porta una coppia di elettroni alla NADH deidrogenasi, e il trasferimento di questa coppia di elettroni all’O produce circa 2,5 molecole di ATP per ogni unità bicarboniosa staccata nella β-ossidazione. Il trasferimento degli elettroni dal NADH e dal FADH 2 all’ossigeno produce una molecola di acqua per ogni coppia di elettroni. La riduzione dell’ossigeno da

parte + + + del NADH consuma anche uno ione H per NADH ossidato: NADH + H + ½ O NAD + H O.2 2

Regolazione ossidazione degli acidi grassi

L'ossidazione degli acidi grassi viene attivata solo quando la cellula richiede energia.

Negli epatociti si hanno due possibili vie per gli acidi grassi citosolici:

- Nel citosol riconversione in triacilgliceroli

- Nel mitocondrio β-ossidazione dipende dalla velocità di ingresso nel mitocondrio

LA TAPPA LIMITANTE È IL TRASFERIMENTO ALLACARNITINA.

β-ossidazione perossisomiale e β-ossidazione gliossisomiale

In questi organelli la degradazione degli acidi grassi non avviene a scopo energetico ma per ottenere precursori biosintetici: i perosissomi delle piante e degli animali, e i gliossisomi delle piante, effettuano la β-ossidazione in quattro tappe simili a quelle della via mitocondriale negli animali. Però, la prima tappa ossidativa, comunque, trasferisce elettroni direttamente all’O

generando H O I perossisomi dei tessuti2 2 2.animali sono specializzati nell'ossidazione degli acidi grassi a catena molto lunga o ramificata. Nei gliossisomi,presenti nei semi durante la germinazione, la β-ossidazione è una tappa del processo di conversione dei lipididi riserva in vari intermedi e prodotti.

I corpi chetoniciNegli epatociti: l'acetil-CoA viene usato nel ciclo di Krebs finché c'è ossalacetato, altrimenti viene convertitoin corpi chetonici:

• ACETOACETATO
• ACETONE
• β-IDROSSIBUTIRRATO

Questi vengono poi esportati attraverso il sangue a muscolo scheletrico, cuore, rene e cervello è unsistema per continuare ad ossidare grassi nel fegato anche quando a questo non serve energia, ma serve aglialtri tessuti. La sovrapposizione di corpi chetonici nei diabetici non controllati o in seguito ad un apportocalorico molto ridotto può causare l'ACIDOSI o la CHETOSI.

CAPITOLO 18: Ossidazione degli amminoacidi e

2 costituiscono la fonte di unità a 3 o 4 C, che possono essere convertite in glucosio, tramite la gluconeogenesi, per rifornire il cervello e altri tessuti. Ogni amminoacido comprende un gruppo amminico e quindi la sua degradazione deve comprendere una tappa in cui il gruppo α-amminico deve essere staccato dallo scheletro carbonioso e incanalato verso uno specifico metabolismo.

Destino metabolico dei gruppi amminici: Gli amminoacidi che derivano dalle proteine della dieta sono la fonte principale dei gruppi amminici. La maggior parte degli amminoacidi viene metabolizzata nel fegato. Lo IONE AMMONIO generato viene usato nelle vie biosintetiche e l'eccesso viene escreto o convertito in urea o acido urico che vengono poi eliminati. Il GLUTAMMATO e la GLUTAMMINA agiscono da punti di raccolta dei gruppi amminici. Nel citosol degli epatociti i gruppi amminici vengono trasferiti all'α-chetoglutarato, formando glutammato che entra nei mitocondri e perde il suo gruppo.

amminico sotto forma di NH. Nella maggioranza degli altri tessuti l'eccesso di ammonio viene convertito nell'azoto ammidico della glutammina, che viene esportato al fegato ed entra nei mitocondri epatici.

Le proteine della dieta vengono degradate enzimaticamente ad amminoacidi. Nel tratto gastrointestinale le proteine della dieta vengono degradate ad amminoacidi liberi:

1. Le proteine nello stomaco stimolano la secrezione di GASTRINA che a sua volta stimola la secrezione di ACIDO CLORIDRICO e del PEPSINOGENO: il pepsinogeno viene convertito in PEPSINA ATTIVA. La pepsina attiva catalizza il taglio a livello di amminoacidi aromatici.
2. La digestione continua nell'intestino tenue dove l'arrivo degli amminoacidi stimola il rilascio dell'ormone COLECISTOCHININA (duodeno), quest'ultima stimola il rilascio di ZIMOGENI pancreatici e BICARBONATO.

Nell'intestino tenue per completare la digestione:

• TRIPSINA
• CHIMOTRIPSINA
• CARBOSSIPEPTIDASI

AMINOPEPTIDASI.METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI

Le proteine endogene, con ruoli strutturali e funzionali sono stabili e si mantengono indipendenti dalle proteine esogene, che hanno funzione energetica. Le proteine esogene ed endogene sono sottoposte ad un unico continuo ricambio (turnover). L'azoto degli amminoacidi viene riciclato. Anche gli amminoacidi sono in uno stato di interconversione dinamica. La scoperta dello stato dinamico delle proteine pone la necessità di individuare il meccanismo responsabile della degradazione proteica: anni '50 Scoperta del LISOSOMA.

LISOSOMA: Degrada proteine cellulari (micro-e macro-autofagia) ed extracellulari (endocitosi e pinocitosi). Sistema dinamico: endosomi precoci e tardivi, fusione con lisosoma, corpi residui. SISTEMA DI DEGRADAZIONE ETEROGENEO E DISCONTINUO.

Proteine diverse hanno emivite differenti; l'emivita di una singola proteina varia in base alle condizioni cellulari. La degradazione è un processo selettivo e specifico.

Che non può essere spiegato dal solo meccanismo lisosomiale. Principali sistemi proteolitici Reticolociti di coniglio: cellule prive di lisosomi degradano selettivamente emoglobina aberrante ma è necessario ATP ed un pH neutro: esiste un sistema degradativo non lisosomiale, specifico ed endoergonico: SISTEMA UBIQUITINA-PROTEASOMA. Diversi residui di lisina possono essere coinvolti nel legame isopeptidico Catene di poliubiquitina con geometria diversa vengono riconosciute da sistemi diversi diverso destino della proteina target. L'attacco di almeno 4 residui di Ub uniti da legame isopeptidico K48-G76 su una proteina bersaglio costituisce un segnale che destina la proteina alla degradazione mediata dal PROTEASOMA.

36: Transamminazione È un passaggio comune a tutti gli amminoacidi e avviene nel citosol. In questa reazione il gruppo α-amminico dagli amminoacidi viene trasferito ad un accettore che è il Cα dell'α-chetoglutarato.

L'accettore trasporta l'azoto nel mitocondrio. Essendo l'NH3 tossica per i tessuti, si evita la sua presenza in forma libera nel sangue legandola ad un solo tipo di trasportatore.

Le cellule contengono diverse AMMINOTRASFERASI: sono una famiglia di enzimi specifici per i vari amminoacidi, l'accettore è sempre l'α-chetoglutarato (N.B.: intermedio del ciclo di Krebs). Tutte le amminotrasferasi hanno lo stesso gruppo prostetico e un meccanismo di reazione identico. Il gruppo prostetico è il PIRIDOSSAL FOSFATO (PLP): agisce come un trasportatore di gruppi amminici a livello del sito attivo dell'amminotrasferasi. La sua forma amminata, la PIRIDOSSAMMINA FOSFATO può donare il suo gruppo amminico ad un α-chetoacido. Il COENZIMA PLP è legato ad una Lys dell'enzima (base di Schiff).

MECCANISMO: Uno dei legami del Cα del substrato viene rotto mediante sottrazione di un protone o di un gruppo carbossilico. La coppia

Di elettroni lasciata sull'atomo di Cα formerebbe un carbanione altamente instabile, ma il piridossal fosfato genera una stabilizzazione di risonanza per questo intermedio. La struttura altamente coniugata del PLP consente la delocalizzazione della carica negativa.

ALT: ALANINA AMMINOTRASFERASI detta anche GPT: GLUTAMMATO-PIRUVATO TRANSAMMINASI e l'AST: ASPARTATO AMMINOTRASFERASI detta anche GOT: GLUTAMMATO-OSSALACETATO TRANSAMMINASI servono tutte per diagnosticare danni cardiaci o danni epatici causati da attacchi di cuore, intossicazione da farmaci o infezioni.

Negli epatociti, il glutammato viene trasferito dal citosol nel mitocondrio dove si ha una DEAMMINAZIONE OSSIDATIVA catalizzata dalla L-GLUTAMMATO DEIDROGENASI. L'azione combinata di un amminotrasferasi e della glutammato deidrogenasi porta ad una TRANSDEAMMINAZIONE.

La glutammina trasporta l'ammoniaca nel torrente circolatorio. L'ammoniaca è mol