Biochimica - Appunti

PROTEINE GLOBULARI E FIBROSE

Le proteine vengono divise in due classi: le proteine fibrose la cui catena polipeptidica è disposta in lunghi filamenti o foglietti e hanno funzione strutturale oltre a fornire protezione esterna, e le proteine globulari la cui catena polipeptidica è avvolta su se stessa fino a formare una forma sferica o globulare, come enzimi e ormoni peptidici.

Alcune proteine fibrose come la cheratina e il collagene uniscono più strutture a mo' di corda per formare una struttura sempre più resistente, mentre l'elastina ha la caratteristica di essere stirata.

MIOGLOBINA ED EMOGLOBINA

La mioglobina è la proteina che lega l'ossigeno ai muscoli. Invece l'emoglobina è quella proteina che lega l'ossigeno ai globuli rossi, tramite 4 subunità dette eme, che cooperano per il legame con l'ossigeno.

I CARBOIDRATI

Sono aldeidi o chetoni con una formula empirica Cn(H O)m.

MONOSACCARIDI, DISACCARIDI E...

POLISACCARIDII carboidrati si dividono in 3 classi:

1. MONOSACCARIDI: costituiti da un’unica entità aldeidica o che tonica
2. OLIGOSACCARIDI: costituiti da più monosaccaridi uniti da legami glicosidici.I disaccaridi sono 2 unità di monosaccaridi legati tra loro con legami covalenti.
3. POLISACCARIDI: sono costituiti da catene di centinaia o migliaia di monosaccaridi come la cellulosa, il glicogeno e l’amido.

I monosaccaridi sono aldeidi o chetoni con uno o più gruppi ossidrilici legati ad uno scheletro carbonioso da 3 o 7 atomi di carbonio.

Nella formula dei carboidrati “n” indica il numero di centri chiralici. Comunque tutti i monosaccaridi contengono almeno un carbonio asimmetrico e quindi comprendono delle forme isomeriche.

In parole povere una molecola con n=2 centri chiralici può avere 2²=4 stereoisomeri, ecc.

Qualunque sia la lunghezza degli stereoisomeri, possono essere divisi in 2 gruppi che differiscono per la coniugazione.

intorno al centro chiralico più lontano dal gruppo carbonilico. Quelli che a livello di questo atomo di carbonio hanno una configurazione di riferimento identica a quella di D-gliceraldeide vengono detti isomeri D, mentre quelli identici a L-gliceraldeide vengono detti isomeri L. I monosaccaridi possono essere presenti anche in forma ciclica in cui il gruppo carbonilico ha formato un legame covalente con l'atomo di ossigeno di un gruppo ossidrilico posto lungo la catena. I disaccaridi come maltosio, saccarosio e lattosio sono costituiti da 2 monosaccaridi uniti da un legame O-glicosidico. 1. MALTOSIO: glucosio + glucosio 2. LATTOSIO: glucosio + galattosio 3. SACCAROSIO: glucosio + fruttosio I polisaccaridi sono dei polimeri a massa molecolare molto elevata e rappresentano la maggior parte dei carboidrati presenti in natura, inoltre si differiscono tra loro per il tipo di unità saccaridica ricorrente, per la lunghezza.delle catene, per il legame glicosidici e per il grado di ramificazione. Vengo anche detti glicani e possono essere omopolissaccaridi (costituiti da un solo tipo di unità monometriche) e eteropolisaccaridi (costituiti da 2 o più tipi di unità monometriche). L'amido contiene due polimeri di glucosio: amilosio e amilopectina. Il glicogeno è il principale polisaccaride di riserva delle cellule animali. La cellulosa è una sostanza fibrosa e insolubile in acqua. È presente in tutte le piante e solo organismi che hanno cellulosa possono scindere la cellulosa. METABOLISMO DEI CARBOIDRATI LA GLICOLISI È un'importante via metabolica cellulare responsabile della conversione del glucosio in molecole più semplici, e della produzione di molecole di energia sotto forma di ATP. È un processo che può avvenire sia in condizione aerobiche e sia in condizione anaerobiche. Ma in entrambi i casi il glucosio viene scisso in due.molecole di acido piruvico, solo che nel primo caso l'acido può entrare nel ciclo di Krebs per essere trasformato in anidride carbonica ed acqua, mentre nel secondo caso l'acido viene degradato in altri composti organici mediante la fermentazione. Innanzitutto il glucosio riceve due gruppi fosfato da due molecole di ATP che diventano a loro volta due molecole di ADP. Il glucosio diventa così glucosio 1,6 difosfato. Il glucosio 1,6 difosfato viene trasformato in fruttosio 1,6 difosfato, questo a sua volta viene spezzato in due molecole da 3 atomi di carbonio (gliceraldeide 3-fosfato). Questa fase consuma due molecole di ATP. In seguito, la gliceraldeide 3-fosfato viene trasformata in due molecole di piruvato, che produce 4 molecole di ATP e due molecole di NADH. Dall'intera glicolisi si ricavano quindi 2 molecole di ATP e due molecole di NADH che ha la funzione di trasportare energia. La glicolisi è molto importante nel nostro organismo perché permetteaerobiche di solito operano in condizioni aerobiche, di ricavare ossigeno anche in condizioni con poco ossigeno a disposizione, come ad esempio dopo un prolungato sforzo fisico. In condizioni anaerobiche, il piruvato viene trasformato in due molecole di acido lattico che produce due molecole di ATP, ma questo processo non può durare per più di 1 o 2 minuti, poiché l'acido lattico ostacola la contrazione muscolare e quindi provoca affaticamento. Quando però ci si trova di nuovo in condizioni aerobiche l'acido lattico si ritrasforma in acido piruvico e rientrando nel ciclo di Krebs viene metabolizzato.

• CICLO DELL'ACIDO CITRICO (O CICLO DI KREBS)

È un ciclo metabolico di fondamentale importanza in tutte le cellule che utilizzano ossigeno per la respirazione cellulare. Quindi è responsabile della degradazione di carboidrati, grassi, proteine, ecc., in anidride carbonica ed acqua con la formazione di energia chimica. di Krebs avviene nei mitocondri nelle cellule eucariote e nel citoplasma nelle cellule procariote. Al termine della glicolisi si formano due molecole di piruvato che entrano nei mitocondri e vengono trasformati in due gruppi acetitici, questi si legano ad un coenzima, formando l'acetil CoA. Questo si combina a sua volta con l'ossalacetato per formare l'acido citrico. Nei passaggi successivi l'acido citrico viene rielaborato, perdendo due atomi di carbonio che vengono eliminati sotto forma di anidride carbonica, la quale sarà ossidata in seguito in ossalacetato, in grado di condensare di nuovo con l'acetil CoA. Alla fine del ciclo si ottengono una molecola di ATP, tre di NADH e una di FADH2. I cofattori ridotti (NADH e FADH2), nell'ultima fase della respirazione cellulare, ovvero la fosforilazione ossidativa, trasportano elettroni fino alla catena respiratoria, dove vengono riossidati (a NAD e FAD) e cedono gli elettroni alla catena stessa chesarà così in grado di trasformare ADP+in ATP. L'energia che si ricava dalla completa demolizione di una molecola di glucosio attraverso le tre fasi della respirazione cellulare (Glicolisi, Ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa) è idealmente di 36 molecole di ATP, in realtà sono 38, ma due vengono usate per il trasporto degli elettroni delle molecole di NAD fino ai mitocondri. REGOLAZIONE DEL CICLO DI KREBS La velocità del ciclo di Krebs è continuamente regolata per venire incontro alle esatte necessità dell'organismo. I siti principali di controllo sono gli enzimi allosterici. REAZIONI ANAPLEROTICHE Queste reazioni servono per rifornire il ciclo di Krebs degli intermedi sottratti per la sintesi di vari composti senza passare per la formazione di acetil CoA (glucosio da ossalacetato, ecc.). Queste reazioni richiedono la formazione di anidride carbonica. • LIPIDI Sono componenti cellulari, la cui proprietà comunepiù rilevante è l'insolubilità nell'acqua, ma sono solubili in solventi come etere, benzene e cloroformio. I lipidi sono utilizzati quasi universalmente come fonte di riserva energetica dagli organismi viventi. Sono composti altamente ridotti, derivati dagli acidi grassi, e possono trovarsi sotto forma liquida o di grasso. STRUTTURA E CLASSIFICAZIONE Si dividono in semplici e composti, i primi sono composti solo da ossigeno, idrogeno e carbonio (ricordiamo le cere che sono degli esteri uniti a degli alcoli e fondono a 60-100 gradi), mentre i secondi possono presentare anche azoto, zolfo e fosforo. La lunghezza della catena e il numero dei doppi legami influenzano la solubilità e il diverso punto di fusione. Più lunga è la catena e limitato il numero di doppi legami, più la solubilità in acqua sarà bassa. LIPIDI DI RISERVA (ACIDI GRASSI E TRIGLICERIDI) I lipidi più semplici sono i trigliceridi costituiti da tre acidi.

grassi uniti ad una molecola di glicerolo. I lipidi composti invece sono rappresentati da trigliceridi uniti ad altre molecole e qui ricordiamo ifosfolipidi, lipoproteine, vitamine liposolubili, glicolipidi e ormoni steroidei. Gli acidi grassi sono acidi carbossilici con una catena idrocarburica composta da 4 a 36 atomi dicarbonio, e si dividono in saturi e insaturi, e sono molto importanti per il trasporto del substrato metabolico. Gli acidi grassi saturi non posseggono doppi legami e non possono quindi legare altri atomi dicarbonio, mentre quelli insaturi hanno dei doppi legami liberi che possono legare altre molecole di idrogeno.

Gli acidi grassi insaturi si dividono a loro volta in monoinsaturi (un solo doppio legame disponibile come l'olio d'oliva) e polinsaturi (più doppi legami disponibili come l'olio di girasole).

LIPIDI DI MEMBRANA

I lipidi che posseggono teste polari e code non polari, sono i principali componenti delle membrane. I più abbondanti sono

i glicerofosfolipidi. I glicerofosfolipidi più comuni sono la fosfatidiletanolammina e la fosfatidilcolina. Gli sfingolipidi, anch'essi componenti membranici, contengono sfingosina. La sfingomielina invece è costituita oltre che da acido fosforico e colina, da due lunghe catene idrofobiche, una di acido grasso e una della sfingosina. Il colesterolo è il precursore di molti steroidi ed è anche un componente molto importante delle membrane plasmatiche delle cellule animali. ORMONI STEROIDEI Gli ormoni steroidei derivano dagli steroli e presentano 4 anelli ciclici. I più importanti sono il fosfatidilinositolo e le prostaglandine. Il fosfatidilinositolo produce due messaggeri intracellulari: il diacilglicerolo e l'inositolo trifosfato. Le prostaglandine servono per la regolazione del metabolismo e fra i vari compiti: 1. aumentano il livello di contrazione muscolare dell'utero 2. aumentano la vasodilatazione.