Biochimica

Vie degradative o cataboliche

La via della glicolisi

La via della glicolisi è una delle principali vie degradative dei carboidrati. Figura 19.2 rappresenta la via della glicolisi. P, PO₃^2-; P; HOPO₃^2-; Ø, inibizione. Asterisco: gli atomi di carbonio 1-3 del fruttosio bisfosfato formano il diidrossacetone fosfato, mentre gli atomi di carbonio 4-6 formano la gliceraldeide 3-fosfato. Il termine "bi" come in bifosfato, indica che i gruppi fosfato sono separati, mentre difosfato, come nell'adenosina difosfato, indica che essi sono uniti.

La via della glicolisi è una delle principali vie degradative dei carboidrati. Figura 19.2 rappresenta la via della glicolisi. _P, —PO₃^2-; P; HOPO₃^2-; ⊖, inibizione. Asterisco: gli atomi di carbonio 1-3 del fruttosio bifosfato formano il diidrossiacetone fosfato, mentre gli atomi di carbonio 4-6 formano la gliceraldeide 3-fosfato. Il termine "bi" come in bifosfato, indica che i gruppi fosfato sono separati, mentre difosfato, come nell'adenosina difosfato, indica che essi sono uniti.

Il ciclo degli acidi tricarbossilici, o del citrato, o di Krebs

Figura 18.3 rappresenta il ciclo dell'acido citrico (ciclo di Krebs). L'ossidazione del NADH e FAD_H2 nella catena respiratoria porta alla produzione di ATP attraverso la fosforilazione ossidativa. Per seguire il destino dell'acetil-CoA attraverso il ciclo, i due atomi di carbonio dell'acetato sono stati contrassegnati sul carbonio carbossilico (evidenziati con un asterisco *) e sul carbonio metilico (indicato con C). Sebbene a ogni giro del ciclo si perdano due atomi di carbonio sotto forma di CO₂, questi atomi non derivano dall'acetil-CoA appena entrato nel ciclo, ma piuttosto da quella parte della molecola del citrato che proviene dall'ossalacetato.

Quindi, alla fine del primo giro del ciclo, l'ossalacetato che si rigenera è ora marcato, e formerà CO₂ marcata alla fine del secondo giro. Poiché il succinato è un composto simmetrico e poiché la succinato deidrogenasi non distingue tra i suoi due gruppi carbossilici, a questo stadio ci sarà una "casualità" della marcatura degli atomi di carbonio, in modo che tutti e quattro gli atomi dell'ossalacetato saranno marcati dopo un giro del ciclo. Attraverso la gluconeogenesi, una parte dell'ossalacetato marcato sarà incorporato nel glucosio e successivamente nel glicogeno.

Per una discussione sugli aspetti stereochimici del ciclo dell'acido citrico, si veda Greville (1968). Sono indicati i siti di inibizione da fluoroacetato, malonato e arsenito.

Via dei pentoso-fosfati

β-D-Glucosio 6-fosfato, 6-Fosfogluconolattone, 6-Fosfogluconato, Ribulosio 5-fosfato, Forma endolica, Ribulosio 5-fosfato, Ribulosio 5-fosfato 3-epimerasi, Xilulosio 5-fosfato, Ribosio 5-fosfato, PRPP, Gliceraldeide 3-fosfato, Eritrosio 4-fosfato, Sedoeptulosio 7-fosfato, Fruttosio 6-fosfato, Xilulosio 5-fosfato, Gliceraldeide 3-fosfato, Fruttosio 6-fosfato. Figura 22.2 PO₃^2-; PRPP, 5-fosforibosil 1-pirofosfato.

Vie di sintesi o anaboliche

Formazione corpi chetonici

Figura 24.5 mostra le correlazioni tra i corpi chetonici. La (b)-3-idrossibutirrato deidrogenasi è un enzima mitocondriale.

Via biosintetica dell'acido mevalonico

Figura 28.1 rappresenta la biosintesi del mevalonato. L'attività dell'HMG-CoA reduttasi è inibita dai metaboliti fungini mevastatina (compattina), lovastatina (mevinolina), pravastatina e simvastatina. I cerchietti vuoti e pieni indicano il destino di ciascun carbonio della parte acetilica dell'acetil-CoA.

Biosintesi del colesterolo

La biosintesi del colesterolo sottolinea l'importanza delle unità isopreni che condensandosi portano alla formazione dello squalene che ciclizza in colesterolo. Figura 31.14 mostra le reazioni e gli intermedi della sintesi dell'urea. I gruppi contenenti azoto che contribuiscono alla formazione della molecola di urea sono ombreggiati. Le reazioni Θ avvengono nella matrice mitocondriale epatica, la Θ è la Θ nel citosol epatico. La CO₂ (come ione bicarbonato), lo ione ammonio e la citrullina entrano nella matrice mitocondriale attraverso specifici trasportatori (•) presenti nella membrana interna dei mitocondri del fegato.

Figura 28.3 rappresenta la biosintesi del colesterolo. Le posizioni numerate sono quelle del nucleo steroideo e i cerchietti vuoti e pieni indicano il destino di ciascun atomo di carbonio della parte acetilica dell'acetil-CoA. Gli asterischi si riferiscono alla marcatura dello squalene nella figura 28.2.

Via biosintetica della molecola d'urea

La biosintesi dell'urea avviene negli epatociti e la via inizia con la biosintesi mitocondriale di un importante componente che è il carbamilfosfato.