Biochimica

ALBUMINA

• 585 aa, molti essenziali, per un peso di 66.5 kDa

• 55% alfa eliche e 45% ß-foglietto; 17 ponti disolfuro che la stabilizzano per sopportare gli urti meccanici

• 3,5-5 g/dl di sangue => 200g + 160 g dell’intestino

• prodotta dal fegato e degradata dalle cellule endoteliali

Funzioni

• Regolazione della pressione oncotica, modificando [albumina] tra sangue e interstizi => fluidità o menodel sangue

• Trasporto = è in grado di passare la BEE

• Antiossidante e detossificante

• Indicatore nutrizionale = in caso di digiuno proteico, l’albumina viene distrutta

• Azione tamponante = 16 residui di istidina

• Parametro diagnostico = in caso di diabete (elevata glicemia), avviene la sua glicazione=> glicazione = gruppo aldeidico del glucosio ≈ N-terminale dell’albumina ; forma una base di Schiff“appiccicosa” => trombi, ischemie, amputazioni diabetiche

IMMUNOGLOBULINE O

ANTICORPI• 50-60 kDa• Struttura terziaria stabilizzata da ponti disolfuro• Prodotte dalle APC del sistema immunitario, usando come stampo il patogeno internalizzato• Zona di riconoscimento specifica = catena leggera, ovvero al porzione variabile

PROTEINE CONTRATTILI: ACTINA E MIOSINA• MIOSINA = coda di 150 nm (2 alfa eliche avvolte tra loro) - N-terminale ≈ teste globulari 17 nm• ACTINA = polimero di G-actina legati da legami H e ponti disolfuro (struttura quaternaria)fondamentale per il movimento delle teste dellamiosina è ATP, che modifica la loro con formazione einduce il distacco dei due filamenti.

COLLAGE• 30% delle proteine del nostro corpo, nelle matrici extracellulari• unità fondamentale = tropocollagene = glicina, prolina, alanina => pochi essenziali• Tropocollagene = 3 alfa eliche destrorse si uniscono in un’etica destrorsa = 300 nm con ø di 1,5 nm• Catabolismo = metalloproteasi in situ

1. endocitosi clatrino-mediata
2. degradazione lisosomiale

Funzioni: adesione e migrazione cellulare, coagulazione, crescita e differenziazione, morfogenesi.

Scorbuto: deficit di vitamina C e mancata coesione delle subunità di collagene, collagene debole. Ehlers Danlos (genetica dominante): deficit di lisil-ossidasi e della aminopeptidasi, legami crociati elastici. Osteogenesi imperfetta (autosomica dominante): la glicina diventa cisteina.

• Tipo 1: collagene molto lasso, fratture in età pediatrica.
• Tipo 2: il collagene non si forma proprio, incompatibile con la vita.

ELASTINA:

• Ripiegamenti consecutivi, grazie alla glicina, struttura a spirale.
• Le unità di tropoelastina formano anche in questo caso dei legami crociati (3 Lys).
• 3 Lys + NH3 = desmosina, struttura interna ad anello molto elastica.

PROTEINE GLOBULARI:

• Transmembrana
• Signaling cellulare

PROTEINE:

Pool AA liberi = 500 g/die

—> 400 g/die riciclo proteine (lisosomi e proteasoma)—> 100 g/die dalla dieta

Li utilizziamo per sintetizzare nuove proteine (350 g/die), per il catabolismo a scopo energetico (100 g/die), per sintetizzare imminoderivati e moelcole biologicamente attive (50 g/die)

Noi non siamo in grado di immagazzinare gli AA =A quellli in eccesso li usiamo per produrre energia

NB: Biochimica della nutrizione: le proteine

• Valore biologico VB = composizione in AA essenziali di una proteina => qualità degli alimenti. È dato dal rapporto tra N utilizzato / N assorbito
• AA limitante = AA consentito in quantità più bassa, insufficiente rispetto al valore ideale
• PDCAAS = qualità nutrizionale delle singole proteine: punteggio AA x digeribilità
• Digeribilità = N ingerito / N escreto
• CUD (coefficiente di utilizzazione digestiva) = N assorbito / N introdotto %=> Fibra = solubile (rallenta lo svuotamento gastrico e

l'assorbimento) + insolubile (accelerazione massa fecale e minor contatto con sostanze tossiche)

Si valuta anche:

• Biodisponibilità = quantità assorbita rispetto alla quantità ingerita
• Indice glicemico, generato da ciascun glucide

Digestione delle Proteine

Produzione HCl (Cellula parietale)

• Gli enzimi vengono rilasciati come zimogeni => non danneggiano gli organi e le cellule
• Gli enzimi sono specifici: tagliano i legami peptidico in corrispondenza di AA specifici e si dividono in:
• Endopeptidasi => rompono i legami centrali alla catena peptidica
• Esopeptidasi => staccano i singoli AA

Celiachia = enteropatia dovuta alla mancanza della peptidasi in grado di digerire il glutine. Si formano peptidi tossici all'interno degli enterociti, che attivano la risposta immunitaria che compromette la funzionalità digestiva e danneggia l'orletto a spazzola

Gastrite = iperattivazione delle pompe e continua

produzione di HCl -> ulcere -> tumore alla gola Assorbimento Trans-Deamminazione Se vengono introdotti AA in eccesso (che non possiamo immagazzinare) e sono finite le scorte energetiche, si procede al catabolsimo energetico degli AA. Dove? Nel citosol di tutte le cellule, soprattutto nel fegato - Trasferimento del gruppo amminico da un AA ad un chetoacido (alfa-chetoglutarato) -> glutammato - È un processo che interessa tutti gli AA tranne prolina, lisina e treonina - PLP accetta momentaneamente NH3 -> piridossammina-P (instabile per l’anello) -> cessione di NH3 - Gli alfa-chetoacidi vanno a dare glucosio (gluconeogenesi) e/o chetoni-> NH3 è tossica, soprattutto nei neuroni, dove blocca le acquaporine -> il neurone va in crisi iposmotica Regolazione della Glutammato-deidrogenasi + ADP; eccesso di AA - ATP; benessere energetico È quindi una reazione che avviene a digiuno o in condizioni di carenza dienergia. Amminoacidi ramificati = transamminazione => alfa-chetoacidi => decarbossilazione ossidativa + CoA≈SH• Leucina = acetil-CoA + acetoacetato => chetogenetico• Isoleucina = acetil-CoA + succinil-CoA => chetogenetico e glucogenetico• Valina = succinil-CoA + CO2 => glucogenetico Abbiamo quindi ottenuto molecole energeticamente utili, dopo averle attivate con un CoA. Il catabolismo degli AA ramificati avviene per lo più nel fegato e nel muscolo scheletrico e cardiaco. Deaminazione ossidativa per effetto delle AA-ossidasi flaviniche. Sono enzimi aspecifici, ma è un processo che avviene soprattutto a carico dei D-amminoacidi. In questo modo vengono resi utilizzabili e non tossici i D-amminoacidi, prodotti dalla flora intestinale. Dove? Perossisomi. Le ossidasi flaviniche verranno di nuovo ossidate con formazione di acqua ossigenata => glutatione. Deaminazione non ossidativa = deidratasi / desulfurilasi —> deaminazione. Dove? Fegato,intestino, rene

• Treonina => alfa-chetobutirrato
• Serina => piruvato
• Cisteina (desulfurilasi) => piruvato

Le due forme all'equilibrio sono spostate a dx, poiché il doppio legame sul C è instabile. Anche il successivo doppio legame con N fa sì che vi sia una precarietà tale per cui NH3 tende ad essere liberato. DESTINO DELL'AMMONIACA

• Esce nel sangue come NH4+ —> reni —> ritrasformata in NH3 per tamponare il pH acido delle urine
• Trasporto attraverso la glutammina -> fegato -> organizzazione del NH3 e ciclo dell'urea
• Trasporto attraverso l'alanina = tipica del muscolo scheletrico

In caso di digiuno, le prime proteine ad essere degradate sono quelle muscolari -> AA -> transamminazione. Dalla gluconeogenesi epatica si riproduce glucosio che tramite il circolo torna al muscolo => glicolisi. Ciclo dell'urea

Dove? Solo

nel fegato• Glu può essere convertito in alfa-chetoglutarato in due modi contemporaneamente per smaltire le elevate quantità dell'AA che si è accumulato nei mitocondri per la trasamminazione e della lisi della glutammina• In ogni ciclo si usano 2 molecole di glutammato: una libera N, l'altra lo attacca all'aspartato => 2 NH3• In totale si usano 3 ATP per produrre urea + alfa-chetoglutarato e ossalacetato• Urea prodotta = 60-80 g/dieRegolazione• Lenta e adattativa = sintesi degli enzimi, nel caso di alimentazione iperproteica• Effettore allosterici sulla carbamil-P sintetasi+ N-acetilglutammato (acetil-CoA + glutammato) <= arginina <= il ciclo dell'urea è attivoMolecole bioattive che derivano dagli AA• Carnitina = lisina + 3 SAM. Trasporta gli acidi grassi nel mitocondrioprodotta solo a livello del fegato e dei reni poiché solo qui è presente la ß-idrossilasi che

catalizza la tappadeossicarnitina (prodotta in tutti i tessuti) —> carnitina.

Tessuti —> Fegato: Deossicarnitina -> Carnitina —> tessuti, tramite il sangue

NB: SAM = Metionina + ATP; l’ATP fa si che la metionina sia un buon donatore di metili

Sulfo-adenosil-metionina SAM —> s-adenosin-omocisteina SAO + metile

• Creatina e Fosfocreatina = glicina + arginina + SAM

Lattonizzazione = si forma un anello ciclico non aromatico per la perdita di un gruppo funzionale

• Ammine biogene = decarbossilazione degli AA ad opera di carbossilasi [PLP] dipendenti

◦ Fenilalanina -> tirosina -> DOPA -> catecolammine

◦ Istidina —deaminazione [PLP]—> Istamina

◦ Metionina -> SAM -> Adenosina -> Spermina e spermidina

◦ Triptofano —[tetraidrofolati]—> serotonina —metilazione—> melatonina

◦ Glutatione = cisteina + glicina + glutammato

◦ NO = dalla conversione dell’arginina in

citrullina => fenilchetonuria = mancanza dell'enzima che produce tirosina; la fenilalanina forma agglomerati nel SNC

Elevata azotemia: proteine nei tessuti < pool AA liberi

Tumore = l'individuo deve introdurre un nuderemo di nutrienti maggiore del necessario

Catabolismo delle proteine tessutali => stress metabolico, sindrome renale

Poche proteine in ingresso o introduzione di AA poco utili => malnutrizione

ecco perché abbiamo molte proteine in circolo e poche vengono usate per la sintesi proteica

EMOGLOBINA

L'ossigeno deve essere trasportato da questa proteina perché:

• poco solubile
• potrebbe formare delle bolle nel sangue

In particolare la struttura dell'emoglobina comprende:

• proteina di 64,5 kDa; ne abbiamo circa 900 g
• Emivita di 120 gg (globuli rossi) => turn over giornaliero di 6,25 g
• 4 globine (uguali tra loro a due a due) + gruppo eme => struttura quaterna