Biochimica

BS- CH"ili, (Figura 16.4), ha due gruppi tiolicilipoato dommro lega.che. I gruppi uno oacilici. formano legami tioestere quando si residui di lipoil-lisina; il dicentralepiùAcido CFl2/inono essere ossidati modo reversibile e formare A.legano covalentemente al gruppo dolico del coenzimalipoicogene-disolfuro simile a quello che si(-S-S-) Figu-Data la loro elevata energia libera idrolisi (vedi lediinCyse residui di una proteina. Data la sua capa-ire 13.16e13.17), tioesteri hanno un elevato potenziale diil li-dare incontro a reazioni di ossidoriduzione, varietàtrasferimento del gruppo acilico a una grande dime vedremo, può servire sia come trasportatore &rma:&rmaaccettrici.. Il gruppo acilico legato al coenzima Amolecole ossidata ridottani sia come trasportatore acili.dipuò quindi essere considerato come una forma "'attivata"Residuoilpronta per trasferimento del gruppo.diLysplesso della piruvato deidrogenasi costituitoè

Il quinto cofattore della reazione della piruvato deidrogenasi (PDH), enzimi BS-CH, è il lipoato (Figura 16.4). Ha due gruppi tiolicidrossilici che possono essere ossidati in modo reversibile e formare un ponte disolfuro simile a quello che si trova tra due residui di una proteina. Data la sua capacità di andare incontro a reazioni di ossidoriduzione, il lipoato può servire sia come trasportatore di elettroni sia come trasportatore di acili. Il complesso dell'apoato, come vedremo, è isolato dai mammiferi e ha un diametro di circa 50 nm, cinque volte più grande del complesso della piruvato deidrogenasi (PDH). Il numero di copie di ogni subunità del complesso varia da un organismo all'altro.

è costituito da molte copie di tre enzimi:

• La piruvato deidrogenasi
• La diidrolipoil transacetilasi
• La diidrolipoil deidrogenasi

Il numero di copie di ogni subunità e quindi la dimensione del complesso varia da un organismo all’altro.

Sull’ si lega il gruppo prostetico lipoato tramite un legame ammidico con il gruppo ε-amminico di un residuo di Lys formando così un lungo braccio capace di spostare i substrati legati (nella forma acetilata) da una parte all’altra del complesso multienzimatico.

Il sito attivo di contiene la TPP mentre quello di ha legato a sé il FAD.

Fanno parte del complesso anche due proteine regolatrici, una proteina chinasi e una fosfoproteina fosfatasi.

La prima tappa dell’ossidazione del piruvato ad Acetil-CoA è essenzialmente identica alla reazione catalizzata dalla piruvato decarbossilasi, l’atomo in C1 del piruvato viene

rilasciatoCOsottoforma di e l'atomo C2 viene legato al TPP come gruppo idrossietilico2

Nella seconda tappa il gruppo idrossietilico viene ossidato a livello di acido carbossilico• (acetato) EI due elettroni rimossi nella reazione vanno a ridurre il ponte -S-S- del gruppo lipoilico sull'• 2formando due gruppi tiolici (-SH)

Nella terza tappa il residuo acetilico della reazione di ossidoriduzione (della seconda tappa)• viene prima esterificato su uno dei due gruppi -SH del gruppo lipoilico e poi transesterificato alCoA formando Acetil-CoA

Nelle tappe quarta e quinta si ha una serie di trasferimenti elettronici necessari a rigenerare la• Eforma ossidata a disolfuro del gruppo lipoilico dell' preparando il complesso per un altro ciclo2di ossidazione +Gli elettroni rimossi dal gruppo idrossietilico derivato dal piruvato passano al transitandoNAD• prima attraverso il FADLa reazione catalizzata dal complesso• O O O CoA-BH CH3- C- S-CoAO O O

-SH di E2' generando acetil-CoA e la forma completamente,.111tclllcompl1510 plnrnto d4ikl'09'1m"I.uedl-CoA e eOè OIl destino del piruvato tracciato In rosso. Nella tappa Il piruvato Nella tappa 1a diidrolipoilridotta (ditiolo) del gruppo lipoilico.èIl destino del piruvato tracciato In rosso. Nella tappa Il piruvato ridotta (ditiolo) del gruppo lipoilico. Nella tappa 1a diidrolipoilreagisce con la tiamina pirofosfato legata alla piruvato deidrogenasi deidrogenasi catalizza il trasferimento di due atomi di idrogeno(EJ)reagisce con la tiamina pirofosfato legata alla piruvato deidrogenasi deidrogenasi catalizza il trasferimento di due atomi di idrogeno(EJ)andando incontro a decarbossilazione efennando un composto(E dal gruppo lipoilico ridotto di E al suo gruppo prostetico FAO,andando incontro a decarbossilazione efennando un composto1) (E dal gruppo lipoilico ridotto di E al suo gruppo prostetico FAO,) 21 e2 eidrossietilico (vedi la Figura S). La

la dlldrollpoll transacetlasl fonnando ciclo. {I colori delle subunltà corrispondono a quelll della Figura(E;t),8un acetii Uoestere con Il gruppo llpolllco ridotto. tappaLa è 8165b.}un acetii Uoestere con Il gruppo llpolllco ridotto. tappaLa è 165b.}Pagina 6 di 44Biochimica - II Anno, I Sem. Metabolismo terminaleO di cinque reazioni mostrata nella Figura 16.6 un esem-La essenzialmen-O èdeidrogenazione del piruvato. tappa è di cinque reazioni mostrata nella Figura 16.6 un esem-La essenzialmen- èdeidrogenazione del piruvato. tappa è di Gli intermedi dellapio deidalla inaanalamento 1ub1trati.te identica alla reazione catalizzata piruvato decar- di Gli intermedi dellapio deidalla inaanalamento 1ub1trati.te identica alla reazione catalizzata piruvato decar-sequenza a molte tappe non si allontanano mai dalC-1la Figura 14.15c); l'atomo del piruvatobossilasi com-(vedi sequenza a molte tappe non si allontanano mai dalC-1la Figura 14.15c);

L'atomo del piruvatobossilasi com(vediControllo allosterico della piruvato deidrogenasiIl complesso della piruvato deidrogenasi viene inattivato da alti livelli di ATP, NADH e Acetil-CoA• Il complesso della piruvato deidrogenasi viene invece attivato da alti livelli di ADP, Piruvato e• 2+CaLa piruvato deidrogenasi ha anche una regolazione covalente per fosforilazione dovuta a chinasi• e fosfatasiIn questo caso però questi enzimi non sono attivati da ormoni, ma sono regolati dai metaboliti• stessi che esercitano un controllo allosterico sulla chinasi e fosfatasiNel muscolo a riposo elevati livelli di NADH, ATP e Acetil-CoA stimolano la chinasi• promuovendo l’inattivazione della deidrogenasiNel muscolo in attività l’aumento di ADP e piruvato (la contrazione consuma ATP e il glucosio è• convertito in piruvato per produrre energia) inibiscono la chinasi e attivano di conseguenza ladeidrogenasi (attivando prima la