Appunti lezioni Biochimica

DELL'ACIDO CITRICO (KERBS)

Scopo completa ossidazione piruvato (a→CO e H O), proveniente dalla degradazione2 2di zuccheri, e acetil CoA proveniente dalladegradazione di amminoacidi e grassi.

Avviene SOLO in presenza di O , in quanto2vengono prodotte grandi quantità dicoenzimi che devono essere riciclati.

Posizione: avviene nei mitocondri,membrana interna e matricemitocondriale interna quest’ultimapresenta numerose creste e invaginazioni lequali aumentano notevolmente la superficiedisponibile per le proteine atte allaproduzione di ATP.

Il primo passo per ossidare totalmente il piruvato è quello di portarlo dentro il mitocondrio attraverso-un sistema antiporto piruvato - OH , questo sistema consente di mantenere costante il pH in quantopiruvato e OH han la stessa carica.

a. piruvato acetil CoA piruvato deidrogenasi (complesso)→CoA-SHTTP, lipotene, FAD +NAD+→ NADH + Htale reazione esoergonica consente la formazione di un legame altamente energetico

(tioestere). L'enzima che catalizza tale reazione necessita di 3 cofattori, costituita da 3 enzimi che complessano tra loro.

E1: usa TTPE

E2: usa lipoato

E3: usa Fad che cederà i suoi elettroni al NAD

Il complesso enzimatico è allosterico, il suo controllo avviene a:

a) energia: alta carica energetica DIATTIVA enzima

b) metaboliti interni: seguendo un processo di inibizione da prodotto (feedback negativo)

c) ormoni: fosforilazione e defosforilazione di E1→ fosforilazione = disattivazione

Adrenalina (attiva)

Glucagone (attiva)

Insulina (disattiva)

PDH chinasi: chiansi che viene attivata per la fosforilazione o meno di E1

CICLO DI KREBS

RESA x ogni piruvato: 3 NADH + 1 FADH + 2(3) CO + GTP 25/30 ATP→2

1. acetil CoA-SH + ossalacetato citrato citrato sintasi→ IRREVERSIBILE

2. citrato [ cis acontato] isocitrato aconitasi→ reazione reversibile in cui perdo e aggiungo H2O

3. isocitrato ketoglutarato isocitrato

controllo ormoni

Oltre a ossidare completamente i metaboliti per fornire energia alla cellula, il ciclo di krebs ha un ruolo ANAPLEROTICO (riempitivo), ovvero fornisce intermedi per altri metabolismi, come per le biosintesi amminoacidi e lipidi. È il cuore del metabolismo energetico, infatti molte molecole di varie vie possono rientrare nel ciclo di krebs per fornire energia. Il cross-talk della cellula è guidato dallo stato energetico. Preoduz. Ossalacetato: Tali reazioni non usano i carboni degli acidi grassi in quanto noi non siamo in grado di sintetizzare zuccheri a partire da lipidi. RESPIRAZIONE = FOSFORIALZIONE - OSSIDATIVA Processo in cui i coenzimi ridotti vengono riciclati cedendo i loro elettroni a dei complessi che si occupano di mantenere un potenziale elettrochimico di membrana attraverso il passaggio di H controgradiente elettrochimico, che verrà usato per sintesi ATP dal complesso dell’ATP sintasi e usa come accettore finale ossigeno molecolare che

(Q)→COFATTORI: FAD, Fe-S

REAZIONE CATALIZZATA:

Il succinato perde elettroni e si ossida a fumarato mentre l'idrochinone accetta gli elettroni.

Reazione che fa parte sia della catena respiratoria, sia del ciclo di Krebs.

III. COMPLESSO III:

NOME: Coenzia Q-citocromo c ossidoreduttasi citocromo C→Coenzima CoQH citocromo c ossidoreduttasi

2COFATTORI:

REAZIONE CATALIZZATA:

3+ +int 2+ + +estCoOH + 2cit c (Fe ) + 4 H CoQ + 2 cit c (Fe ) + 2 H + 4 H→2

I citocromi c ricevono un elettrone, per questo uso due citocromi c che ricevono due elettroni dal coenzima Q ridotto che li cede uno alla volta.

Il citocromo c è una proteina di transmembrana che fa da ponte tra complesso 3 e 4

IV. COMPLESSO IV:

NOME: Citocromo c ossidoreduttasi ossigeno→Citocromo ossidasi

COFATTORI: eme, Cu

REAZIONE CATALIZZATA:

( 2 NADH: per ogni NADH divido per 2)

2+ + +int 3+4 cit c (Fe ) + O + 2 H + 4 H 4 cit c (Fe ) + 2 H O→2

2+est4 H2 Cu a ricevono un elettrone a,la volta dai citocromi c. Cu a passa

aeme a poi a eme a3 che li passa a Cu b, poi l'ossigeno riceverà i 4 elettroni dei due passaggi e si ridurrà ad acqua. Se il complesso proteico non funziona bene rischio di produrre radicali pericolosi. Le proteine del complesso hanno emivita molto breve in quanto sono assai importantissime.

+1 NADH→ 10 H+1 FADH 6 H→2 16/11/20 FASE DI FOSFORILAZIONE

Il complesso è costituito da due sub-unità principali: Fo e F1. È un complesso di transmembrana in cui un cambio conformazionale guidato dall'aumento del potenziale elettrochimico di membrana lascia spontaneamente passare H+. I quali genereranno dei cambiamenti conformazionali che faranno ruotare il complesso per sintetizzare ATP.

All'interno del mitocondrio oltre a H+ viene trasportato ADP con un sistema di antiporto con ATP. Il fosfato entra con un sistema di sinporto con H+.

ATP SINTASI (Fo, F1):

a) Fo:

b) F1: 3 sub-unità + 3 sub-unità legate a una sub-α

βunità che a sua volta lega la sub-unità e son aαε. βɣloro volta legate a δ.+Quando gli H entrano nel canale δ ruota.

PASSAGGIO NADH E FADH :

2a) sistema malato/aspartato fegato e cuore:→L’aspartato (amminocido), per transaminazione, perde il gruppo amminico diventando ossalacetato che si ridurrà , per azione di una malato deidrogenasi (ossidazione NADH) , a Lmalato.

Questa molecola utilizza un sistema di trasporto specifico ed entra nel mitocondrio dove una malato+deidrogenasi isoforma mitocondriale la riporta ad ossalacetato (NAD si riduce ed entra nellacatena respiratoria).Tale sistema funziona solo SECONDO GRADIENTE DI CONCENTRAZIONE, ovvero fino aquando la concentrazione di NADHinterno ed esterno sono uguali.

b) sistema glicerolo 3P muscolo e→cervelloIl diidrossiacetonP glicerolo 3P→per mezzo di una glicerolo 3 Pdeidrogenasi ( NADH si ossida).Successivamente si associa ad un’enzima, FAD dipendente,

legato alla membrana, il substrato cede i suoi elettroni al FAD che passa a FADH, cedendoli successivamente al coenzima Q che li donerà al complesso 3. I due processi avvengono contemporaneamente.