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La prima fase della glicolisi

O

H C

H OH

H O H D-glucosio

H OH

H OH

CH OH

2 ATP chinasi

(1) ADP

H O

C

H OH

H O H D-glucosio-6-fosfato

H OH O

H OH

CH O P O

2 O isomerasi

(2) CH OH

2

C O

H O H

H OH D-fruttosio-6-fosfato

O

H OH

CH O P O

2 O

ATP chinasi

(3) O diidrossiacetone-fosfato

ADP P

CH O O

2

C O O

O CH OH

CH O P O 2

2

O

C O aldolasi isomerasi

H O H (4) (5)

H OH H O

O

H OH C O

CH O P O H OH

2 alla seconda fase

O CH O P O

2 O

D-fruttosio-1,6-difosfato D-gliceraldeide-3-fosfato

– – 3

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La seconda fase della glicolisi

è

La seconda fase della glicolisi costituita dalle 5 reazioni finali, dalla 6 alla 10, che, partendo da

gliceraldeide-3-fosfato, formano nell’ordine:

6) Acido 1,3-difosfoglicerico

7) Acido 3-fosfoglicerico

8) Acido 2-fosfoglicerico

9) Acido 2-fosfoenolpiruvico

10) Acido piruvico

Nella seconda fase si realizza il guadagno energetico che rappresenta il vero scopo della

glicolisi. Si formano 4 ATP e, dato che ne erano stati consumati 2 nella prima fase, il guadagno

è

netto di 2 ATP per ogni molecola di glucosio degradata ad acido piruvico. Due ATP vengono

prodotti attraverso le reazioni 6 e 7 sfruttando il sovrappiù di energia che deriva della

ossidazione della gliceraldeide-3-fosfato. Questa energia viene accumulata sotto forma di legame

anidridico con un fosfato inorganico sul C1 dell’acido 1,3-difosfoglicerico (6). Il trasferimento del

fosfato all’ADP porta alla sintesi di ATP e di acido 3-fosfo-glicerico (7).

O

H C D-gliceraldeide-3-fosfato

2 H OH

CH O P

2 + + 2 Pi

2 NAD

(6) La seconda fase della glicolisi

deidrogenasi

2 NADH

O O P

C acido D-1,3-difosfoglicerico

2 H OH

CH O P

2 2 ADP chinasi

(7) 2 ATP

O OH

C acido D-3-fosfoglicerico

2 H OH

CH O P

2 mutasi

(8) 2 H O O

O

O 2 ATP

OH 2 ADP

OH OH

2 C

C

C 2 2

2 C O P

H O P C O

CH OH CH

CH

enolasi chinasi

2 3

2 (10)

(9) acido 2-fosfoenolpiruvico

acido D-2-fosfoglicerico acido piruvico

Gli altri due ATP vengono prodotti attraverso le reazioni 8, 9 e 10. Si tratta di restituire i due

ATP consumati nella prima fase per fosforilare i carboni 1 e 6 della catena. Questo si realizza

spostando il fosfato dal C3 al C2, trasformando l’acido 3-fosfo-glicerico in acido 2-fosfoglicerico

(8). Questo può essere disidratato formando una specie instabile, l’acido 2-fosfoenolpiruvico (9)

– – 4

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che finalmente attraverso due reazioni combinate di tautomeria cheto-enolica e idrolisi dell’estere

fosforico produce ATP e acido piruvico (10).

è

Oltre al bilancio di ATP importante sottolineare il bilancio di NADH. L'ossidazione compiuta

+

nella tappa (6) comporta il consumo di 2 NAD che vengono ridotti a 2 NADH. Questo ha come

+ è

conseguenza che la glicolisi ha bisogno di un costante apporto di NAD che però presente in

minima quantità nella cellula. Per funzionare, quindi, la glicolisi ha bisogno che un’altra reazione

+

avvenga nello stesso momento per riossidare il NADH a NAD . Questo può avvenire in modi

diversi che rappresentano diversi destini metabolici dell’acido piruvico: i tre più importanti

sono: la respirazione cellulare, la fermentazione lattica e la fermentazione alcolica.

1) Respirazione cellulare. Negli organismi aerobi la glicolisi costituisce solo il primo passo della

respirazione cellulare cioè della ossidazione del glucosio a CO ad opera di O . L’acido

2 2

piruvico prodotto dalla glicolisi viene degradato nei mitocondri attraverso la decarbossilazione

è

ossidativa e il ciclo di Krebs. Perchè queste reazioni possano continuare, necessario che il

+

NADH prodotto venga riossidato a NAD e questo si realizza ad opera dell'ossigeno

molecolare O che si riduce ad H O nella catena respiratoria.

2 2

2) Fermentazione lattica. In condizioni anaerobiche, cioè in assenza di ossigeno, bisogna che

qualche altra molecola funga da ossidante. Lo stesso acido piruvico può essere ridotto ad

+

acido lattico per consentire l'ossidazione del NADH a NAD . Questa seconda via di reazione

dell'acido piruvico si realizza per esempio nel muscolo scheletrico che si contrae

violentemente, in questo caso si parla di fermentazione omolattica. Anche alcuni batteri

anaerobi trasformano il glucosio in acido piruvico e poi questo in acido lattico, questa viene

è

chiamata fermentazione lattica ed responsabile dell'inacidimento del latte nello yogurt.

3) Fermentazione alcolica. In condizioni anaerobiche l'acido piruvico, il prodotto finale della

glicolisi, può essere ridotto con una diversa via metabolica. Alcuni microrganismi anaerobi,

come il lievito di birra, decarbossilano l'acido piruvico ad acetaldeide, poi riducono questa ad

NAD+

etanolo. In questo modo ossidano il NADH a e possono continuare la glicolisi.

acido

glucosio

glucosio glucosio etanolo

H O

2 lattico +

+ + 2 NAD

2 NAD 2 NAD 2 NADH

2 NADH 2 NADH CO 2

acido acido acido acetaldeide

O 2

piruvico piruvico piruvico

respirazione fermentazione fermentazione

cellulare lattica alcolica

... è

Si parla di respirazione se la molecola che fa da ossidante ultimo una molecola inorganica

come O che si riduce ad H O nella respirazione cellulare. In altri tipi di respirazione troviamo altre

2 2 − 2−

molecole inorganiche che fanno da ossidante, per esempio NO che si riduce ad N , SO che si

3 2 4

2− +

riduce a S , CO che si riduce a CH , H che si riduce a H , ecc.

2 4 2 è

Si parla di fermentazione se la molecola che fa da ossidante ultimo una molecola organica

come l’acido piruvico che si riduce ad acido lattico nella fermentazione lattica o l’acetaldeide che si

riduce ad etanolo nella fermentazione alcolica.

– – 5

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Approfondimento

Le dieci reazioni della glicolisi, costituiscono per il chimico un’occasione ideale per comprendere

che le reazioni enzimatiche non sono da accettare "a scatola chiusa", ma sono delle normali

reazioni di chimica organica che vengono realizzate in modo estremamente sofisticato all’interno

del sito attivo degli enzimi.

Spesso può essere interessante paragonare una reazione enzimatica con la corrispondente

reazione in soluzione come verrebbe realizzata in un laboratorio classico di chimica organica. è

Se la reazione avviene in soluzione, richiede condizioni più drastiche di pH e temperatura ed

è

affidata alla casualità degli urti tra le molecole. Una reazione enzimatica, invece, non lasciata al

caso, ma avviene all’interno di una perfetta macchina chimica, il sito attivo dell’enzima. Qui il

substrato viene legato in modo selettivo e i gruppi funzionali degli amminoacidi gli si avvicinano nel

modo esatto e lo fanno reagire. Esamineremo ora i meccanismi delle reazioni più interessanti.

Meccanismo della reazione 2

In questa reazione l'enzima isomerasi catalizza l'isomerizzazione del glucosio-6-fosfato in

fruttosio-6-fosfato. Il glucosio può essere isomerizzato anche in soluzione se trattato in ambiente

è

basico, questa reazione nota come isomerizzazione alcalina. Sia la reazione enzimatica che

quella in soluzione procedono attraverso lo stesso intermedio enediolo. Nel sito attivo dell'enzima

il glucosio-6-P si trova vicino ad un residuo di istidina e ad uno di lisina. Il meccanismo di forma-

è

zione dell'enediolo il seguente: sito attivo

dell'enzima

AA AA

N

N H

H O H

H

O

..

anello +

+ C

H

C

imidazolico

dell'istidina C OH

H OH H O

H

O OH

OH OH

OH CH O P

CH O P 2

2

glucosio-6-P enediolo

Nella isomerizzazione alcalina in soluzione il glucosio dà luogo a una miscela di equilibrio nella

quale sono presenti tre esosi: glucosio, fruttosio e mannosio. Qui invece, grazie all'enzima,

è

sono in equilibrio solo glucosio e fruttosio, senza formazione di mannosio. Il passaggio chiave

+

la formazione di glucosio dall'enediolo: l'enzima permette l'ingresso dell'H solo da sopra il piano

è

molecolare dove presente l'azoto protonato dell'anello imidazolico di una istidina. Quando invece

+

la reazione avviene in soluzione, l'H può entrare sia da sopra sia da sotto il piano molecolare

dell'enediolo portando indifferentemente a glucosio e a mannosio. In pratica osserviamo che

è

l'enzima in grado di condurre questa reazione in modo stereoselettivo producendo sul C2 solo

una configurazione R (glucosio) e mai una configurazione S (mannosio).

H H

AA AA

N N

.. ..

H O +

+ O O

H H

C

H C C

H CH OH

2

C H OH C C O

O O

H H

H O H O H O H O

OH OH OH OH

OH OH OH OH

CH O P CH O P CH O P CH O P

2 2 2 2

enediolo glucosio-6-P enediolo fruttosio-6-P

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Meccanismo della reazione 4 è è

L'enzima che catalizza la reazione 4 una aldolasi. Questa, infatti, la reazione inversa della

addizione aldolica, cioè sfrutta la particolare stabilità di una carica negativa sul carbonio in

è è

posizione alfa rispetto ad un carbonile (nel fruttosio il carbonile il C2, il Cα il C3, in neretto). La

metà superiore della molecola del fruttosio diventa quindi un buon gruppo uscente dato che può

stabilizzare la carica negativa per risonanza sul carbonile formando l'intermedio enediolo.

è

Dato che la reazione reversibile anche qui bisogna osservare che viene conservata la configura-

zione sul C3 e sul C4, i due carboni che perdono reversibilmente l'attività ottica durante la

reazione. +

Si noti la doppia catalisi basica e acida. Basica per lo strappo dell’H sull’OH del C4 e acida per

stabilizzare meglio la carica negativa che giunge all’ossigeno del carbonile sul C2. In soluzione

è

questo non sarebbe mai possibile perchè il pH uniforme, mentre nel sito attivo di un enzima

possono esserci amminoacidi dal comportamento acido-base opposto.

sito attivo enediolo

dell'enzima CH O P

O P CH O P

CH 2

2

2 AA

H AA .. C O

C

O O H

C +

C

H

O + CH OH

C 2

H

O H

AA H AA

..

O H

OH diidrossiacetone-P

O

H

CH O P C

2 OH

fruttosio-1,6-diP gliceraldeide-3-P

CH O P

2

Meccanismo della reazione 5

I due trioso-fosfati prodotti dalla reazione 4, gliceraldeide-3-fosfato e diidrossiacetone-fosfato,

è

sono in equilibrio tra loro via enediolo per mezzo di un enzima isomerasi. La reazione 5 analoga

a quella di isomerizzazione del glucosio-6-P in fruttosio-6-P già esaminata nella pagina

precedente. H H O H

+ O

H

AA AA

AA ..

AA H C OH C C

.. + H

H H OH

C O C O H CH O P

CH O P CH O P 2

2 2

enediolo

diidrossiacetone-P gliceraldeide-3-P

96% 4%

è

All'equilibrio presente ben il 96% di diidrossiacetone-P, dato però che solo la gliceraldeide-3-P

viene consumata nelle tappe successive della glicolisi, per la legge dell'equilibrio mobile tutto il

diidrossiacetone-P viene trasformato in gliceraldeide-3-P e come tale degradato nella glicolisi. In

questo modo entrambi i trioso-fosfati vengono trasformati in acido piruvico, si ottengono quindi

due molecole di acido piruvico per ogni molecola di glucosio degradata. In realtà una piccola

percentuale di diidrossiacetone-P sfugge alla glicolisi grazie ad una deidrogenasi che lo riduce a

glicerina-1-fosfato, molecola necessaria per la sintesi dei fosfolipidi e dei trigliceridi.

+

NAD ATP CH OH

CH OH

NADH ADP

CH OH 2

2

2 H OH

H OH

C O CH OH

CH O P

CH O P 2

2

2 glicerina

glicerina-1-P

diidrossiacetone-P

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Meccanismo della reazione 6

In questa reazione la gliceraldeide-3-P viene ossidata ad acido 1,3-diP-glicerico per mezzo di un

è

enzima deidrogenasi. Abbiamo già osservato che la tappa 6 importante per due motivi:

1) Riesce a conservare l'energia liberata dall'ossidazione del gruppo aldeidico producendo un

legame ad alta energia, l'anidride mista acil-fosforica dell'acido 1,3-diP-glicerico. E' questo fosfato

che costituisce il vero guadagno energetico della glicolisi dato che produce una molecola di ATP

nella tappa successiva, la n.7. + è

2) L'ossidazione consuma NAD trasformandolo in NADH, quindi indispensabile rigenerare il

+

NAD se si vuole che la glicolisi continui a degradare glucosio e a produrre energia.

è

Il meccanismo con cui procede la reazione complesso. La gliceraldeide-3-P si lega covalente-

mente al gruppo tiolico SH di una cisteina nel sito attivo dell'enzima. Si forma così

un tiosemi-

è

acetale che più difficile da ossidare di un’aldeide e quindi serve tutta la capacità ossidante del

+ +

NAD per ossidare il tiosemiacetale a tioestere. Il NAD si trova legato nel sito attivo

+

è

dell’enzima. Nella figura mostrata solo la parte attiva della molecola di NAD , la nicotinammide,

che accetta uno ione idruro in posizione 4. + +

AA

AA

AA + +

.. + + +

N N

N

S NAD NAD NADH

..

+ AA AA

.. S S

AA H

H

H NH H

NH NH

2 2 2

H O C H O C

H

O H H

O O

H H OH H OH

O C CH O P CH O P

2 2

H OH

CH O P

2 tioestere

tiosemiacetale

gliceraldeide-3-P è è

Il tioestere formato una molecola molto reattiva in quanto il legame tioestereo ad alta

energia e può facilmente reagire con una molecola di fosfato inorganico per formare una anidride

mista acil-fosforica nella quale viene conservata l'energia di ossidazione della gliceraldeide-3-P.

+

+ AA

AA O

+

AA ..

AA :

S

S H

H O O P O

O

H O C

O C H C O P O −

O

− H OH H OH

H OH −

O

O CH O P CH O P

CH O P .. 2 2

2 O P O

− −

O acido 1,3 diP-glicerico

tioestere

Meccanismo della reazione 7

Il legame anidridico acil-fosforico dell'acido 1,3-diP-glicerico viene ora idrolizzato per mezzo di un

enzima chinasi che trasferisce il gruppo fosforico ad una molecola di ADP. L'ATP ottenuto

costituisce il guadagno energetico della glicolisi.

+ O

AA AA

..

O P O

H O O

O O O O O

H O − −

..

C − −

O C

O P O P O O P O P O P O

H OH H OH

CH O P − −

O O O O O

CH O P

2 2

Adenosina Adenosina

ADP ATP

acido 1,3-diP-glicerico acido 3-P-glicerico

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Meccanismo della reazione 9

L'enzima enolasi catalizza reversibilmente questa reazione di eliminazione in cui si ha la

disidratazione del carbonio 3 dell'acido 2-P-glicerico per dare l'acido fosfoenolpiruvico. La

è

disidratazione di un gruppo OH in posizione beta rispetto al carbonile particolarmente

facile sia perchè può procedere via enolo, sia perchè dà luogo ad un doppio legame coniugato

formando un acido alfa-beta insaturo. E' importante poi osservare che, mentre il legame estereo

è

col fosfato nell'acido 2-P-glicerico relativamente stabile, nell'acido fosfoenolpiruvico questo

diventa un legame ad alta energia in grado di trasferire il fosfato sull'ADP per la sintesi di ATP

è

nella tappa successiva, la n. 10. Quello che rende instabile la molecola la presenza del gruppo

enolico che tende spontaneamente a trasformarsi nel corrispondente chetone attraverso una

tautomeria cheto-enolica.

+

AA AA

..

+

H O OH

AA

AA

.. OH

OH H O AA

AA C

O H +

+ H O

+

C

C C O P 2

H

H C O P

H O P CH

2

CH OH

CH OH ..

2

2 enolo acido 2-P-enolpiruvico

acido 2-P-glicerico

Meccanismo della reazione 10

Un enzima chinasi catalizza l'ultima reazione della glicolisi nella quale l'acido fosfoenolpiruvico

viene trasformato in acido piruvico dopo aver ceduto il fosfato ad una molecola di ADP per

formare ATP. L'energia necessaria per la sintesi dell'ATP viene dalla somma di due reazioni

combinate: l'idrolisi del legame estereo col fosfato sul C2 e la tautomeria cheto-enolica che

trasforma l'enolo instabile nel chetone dell'acido piruvico. O

O OH OH

O C

+ C AA

..

AA O O O O O

− − −

C O P O C O

O P O P O O P O P O P O

..

H − CH

O

CH 3

2 −

O O O O O

Adenosina Adenosina

acido 2-P-enolpiruvico ADP ATP

acido piruvico

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Decarbossilazione ossidativa

L'acido piruvico, il prodotto finale della glicolisi, può essere degradato secondo tre vie diverse

come illustrato a pagina 2.

1 - Nella fermentazione lattica, l'acido piruvico viene ridotto ad acido lattico.

2 - Nella fermentazione alcolica viene prima decarbossilato ad acetaldeide e poi ridotto ad etanolo.

3 - Qui, nella respirazione cellulare, l'acido piruvico subisce una decarbossilazione ossidativa

che lo trasforma in acido acetico sotto forma di tioestere del coenzima A, acetil-CoA.

NAD+

CoA-SH NADH

CO 2

O O O

CH C C CH C

3 3

piruvato deidrogenasi

OH S CoA

acido piruvico acetil-CoA

è

Il meccanismo della decarbossilazione ossidativa dell'acido piruvico complesso e coinvolge una

serie di quattro reazioni che devono avvenire in sequenza senza che siano rilasciati prodotti

intermedi, per questo i tre enzimi che le conducono sono associati tra loro in un unico complesso

multienzimatico chiamato piruvato deidrogenasi. Prima di esaminare nel dettaglio le reazioni

della decarbossilazione ossidativa, vale la pena di fare alcune considerazioni di carattere

generale. α-β

è

Può sembrare strano che l'acido piruvico venga decarbossilato dato che un acido insaturo,

β γ

infatti sappiamo dalla chimica organica che solo gli acidi - insaturi possono decarbossilare in

β-γ

condizioni blande. Per esempio l'acido acetacetico, insaturo, può perdere CO con il

2

seguente meccanismo ciclico a 6 atomi:

O O C O

O

C

2 legami singoli + O

H tautomeria

CH CO

CH H CH C +

2 3

2 2

°C

60 CH

.. 3

C OH

C O

Acido acetacetico CH

CH 3

3

Grazie ai due legami singoli che separano il carbossile dal doppio legame, gli elettroni lasciati sulla

molecola dalla CO che si stacca possono essere stabilizzati per risonanza giungendo fino

2

all'atomo di ossigeno del carbonile.

α- β

L'acido piruvico, insaturo, non può decarbossilare perché la CO dovrebbe lasciare sulla

2

molecola una coppia di elettroni che non può essere delocalizzata.

O

Un solo legame singolo C O +

H Non reagisce

CH C H

3 °C

60

Acido piruvico O

..

Come può allora l'acido piruvico decarbossilare senza contraddire le leggi della chimica? La

è

reazione possibile grazie all'intervento della tiaminapirofosfato (TPP) o vitamina B .

1

O

O

CH CH O P O P O

CH 2 2

3

NH O O

2 N S

vitamina B

1 +

N C

tiaminapirofosfato H

CH N

3

– – 10

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è

Il punto reattivo della vitamina B l'anello tiazolico a cinque atomi. A causa della carica positiva

1 +

è

sull'azoto, l'atomo di carbonio compreso tra azoto e zolfo leggermente acido e può perdere l'H .

è

La forma anionica della TPP nucleofila e può reagire attaccando il carbonile sul C-2 dell'acido

è

piruvico. Il nuovo acido che si ottiene ancora insaturo, ma ha il doppio legame spostato più

β γ

è

indietro di un posto, e quindi - insaturo (due legami singoli tra carbossile e doppio legame).

è

Questa la situazione ideale per la decarbossilazione che permette agli elettroni, lasciati sulla

molecola dalla CO che si stacca, di essere stabilizzati giungendo fino all'atomo di azoto positivo.

2

+ OH O

H

AA CH C C

CH 3

3

.

. ..

O O O CO

C 2

N S

N S

CH C C +

3 +

+ C

. ..

.

O CH 3 β γ

acido piruvico forma anionica della TPP acido - insaturo

α β

- insaturo OH

OH ..

CH C

CH C 3

3

.. C + C

N S N S

CH CH

3 3

Forme limite di risonanza della idrossietil-TPP

è

Si formata idrossietil-TPP che al prossimo passaggio viene ossidata dato che questa reazione

deve produrre acido acetico e non acetaldeide, come la fermentazione alcolica. L'ossidazione

NAD+ H-

non può essere realizzata dal poichè sulla idrossietil-TPP non ci sono ioni da espellere.

La cellula utilizza quindi un altro sistema redox, il ponte disolfuro -S-S- della lipoammide che

viene ridotto alla forma tiolica SH. ..

OH OH HS

+

..

CH C H AA CH C S

3 3

+ C + C

..

S S

N S N S

+

CH CH

3 3

idrossietil-TPP lipoammide

Il tioestere intermedio acetil-lipoammide subisce una reazione di transesterificazione reagendo

col tiolo coenzima A (CoA-SH). Si forma il tioestere acetil-CoA e il ditiolo diidrolipoammide.

.. O O

C

+ CoA SH SH SH

N S C S SH

CH

3 CH C S CoA

+ +

3

CH

3 TPP Acetil-lipoammide Acetil-CoA Diidrolipoammide

H-

A differenza della idrossietil-TPP, la diidrolipoammide possiede, sui gruppi SH, gli ioni

è

+ +

necessari per ridurre il NAD . In questo modo l'accettore finale di elettroni il NAD che viene

ridotto a NADH nella quarta ed ultima delle reazioni coinvolte nella decarbossilazione ossidativa.

– – 11

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O O

H H

.. +

C NH C NH

2 2

- H

H S S H S S

+ +

N N

+

+

NAD lipoammide NADH

è

La struttura dell'acetil-coenzima A illustrata qui sotto. Nel Co-A ci sono tre componenti legate

tra loro in modo covalente: la 2-mercaptoetilammina, l'acido pantotenico, l'adenosina-3'-fosfato-5'-

è

difosfato. Il legame tioestereo tra l'acido acetico e il coenzima A ad alta energia dato che il G°'

è è

di dissociazione di -7,5 Kcal/mole, simile a quello dell'ATP che di -7,3 Kcal/mole.

O

CH C S CH CH NH

3 2 2 C O

2-mercaptoetilammina CH

2 NH

2

CH

2

NH N

N

acido pantotenico C O N

N

HO CH

CH C CH O O

3 3

CH O P O P O CH O

2 2 Acetil-coenzima A

O O -

- O OH

adenosina-3'-fosfato-5'-difosfato O P O

- -

O

Nella fermentazione alcolica l'acido piruvico viene decarbossilato attraverso una serie di reazioni

che ricalcano lo stesso schema appena visto per la decarbossilazione ossidativa fino alla

formazione della idrossietil-TPP. OH

OH ..

CH C

CH C 3

3

.. +

C C

N S N S

CH CH

3 3

Forme limite di risonanza della idrossietil-tiaminapirofosfato

A questo punto la idrossietil-TPP, invece di subire una ossidazione con la lipoammide, prima si

è

protona, poi si scinde liberando acetaldeide e TPP che un buon gruppo uscente dato che può

uscire come carbanione stabile. .. OH

OH -

..

.. H

C

CH

CH C + + C

+

3 3 - O

H H N S

C

C +

+ CH H

C +

3

N S

N S CH 3

CH

CH 3

3

Idrossietil-TPP acetaldeide TPP

– – 12

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Secondo stadio della respirazione cellulare

Ciclo di Krebs

Il ciclo di Krebs, o ciclo dell'acido citrico, consiste in una serie di reazioni che avvengono all'interno

dei mitocondri, nello spazio della matrice. Queste reazioni sono realizzate attraverso otto tappe

enzimatiche e hanno lo scopo di ossidare completamente i due carboni del gruppo acetilico

dell'acetil-CoA formando due molecole di CO in modo però da conservare l'energia libera per la

2

produzione di ATP. è

Il problema chimico affrontato dal ciclo di Krebs la decarbossilazione dell'acido acetico, che

è

risulta ancora più complessa di quella dell'acido piruvico. Il problema stato risolto in modo

elegante unendo l'acido acetico ad una molecola ausiliaria, l'acido ossalacetico, in modo da

β

ottenere, dopo alcuni passaggi, l'acido ossalosuccinico un -chetoacido che può decarbossilare

β-γ.

facilmente perchè possiede un doppio legame in posizione La seconda decarbossilazione

α

viene realizzata facendo ricorso alla vitamina B , dato che si tratta di decarbossilare un -cheto

1

α

acido, l'acido -chetoglutarico. O

CH C S CoA

acetil-CoA 3 H O

2 acido citrico

CoASH COOH

acido ossalacetico COOH CH

2

C O HO C COOH

NADH CH CH

2 2

1. Citrato

+

NAD H O

COOH COOH 2

sintasi

acido (S)-malico 8. Malato COOH

COOH acido

2. Aconitasi

deidrogenasi CH

HO C H cis-aconitico

2

COOH

C

CH

2 CH

COOH COOH

H O

2 7. Fumarasi H O

2

COOH

acido 2. Aconitasi

C H

fumarico H C COOH

COOH Ciclo di CH

FADH 2

2 6. Succinato acido

H C COOH

deidrogenasi Krebs isocitrico

FAD HO C H

COOH COOH

CH

acido 2 3. Isocitrato

CH

succinico 2 deidrogenasi +

5. Succinil-CoA NAD

COOH sintetasi

CoASH NADH

COOH

GTP CH

COOH α 2

4. -chetoglutarato H C CO

O

H

CH deidrogenasi

2 3. Isocitrato

GDP + P i C O

CH deidrogenasi

2 CO

2 COOH

C O COOH

CoASH acido

S CoA ossalosuccinico

CH

2

succinil-CoA CH

2

NADH C O

+

NAD CO

2

COOH

α

acido -chetoglutarico

– – 13

Prof. Mauro Tonellato ITIS Natta Padova respirazione cellulare


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - 6 anni) (ORBASSANO - TORINO)
SSD:
Università: Torino - Unito
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher cecilialll di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biochimica e biologia molecolare e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Torino - Unito o del prof Di Cunto Ferdinando.

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