Biochimica - glicolisi

NADH H NAD

+ +

Acido piruvico Acido lattico 13

Fermentazione alcolica

• Nella fermentazione alcolica i NADH + H+ reagiscono con una

molecola di acido piruvico per formare NAD+ anidride carbonica e

alcol etilico

• L’alcol etilico e la CO rappresentano sostanze di rifiuto che vengono

2

espulse

• Durante la fermentazione non si ottiene energia utile

• La fermentazione alcolica ha lo scopo di produrre il NAD+ necessario

per continuare la glicolisi O=C=O

Anidride carbonica

NADH H + NAD +

Alcol etilico

Acido piruvico 14

2 A. piruvico

GLICOLISI

1 GLUCOSIO 2 NAD

+ 2 NADH + 2 H + FERMENTAZIONE

Schema

fermentazione

lattica 2 A. lattico

15

2 A. piruvico

GLICOLISI

1 GLUCOSIO 2 NAD

+ 2 NADH + 2 H + FERMENTAZIONE

Schema

fermentazione O=C=O

alcolica 2 alcol etilico e 2 CO

2

16

Riepilogo Fermentazioni 17

FERMENTAZIONE OMOLATTICA ED ETEROLATTICA

• Nella fermentazione omolattica si ha semplicemente la riossidazione del NADH a

spese dell’acido piruvico.

• La Eterolattica (o mista) produce, oltre all’acido lattico, anche CO2 ed etanolo.

FERMENTAZIONE BUTANDIOLICA

In particolari ceppi di batteri lattici (Enterobacter) alla fermentazione lattica si

aggiunge un’altra via metabolica che porta alla formazione 2,3-butandiolo

FERMENTAZIONE BUTIRRICA ED ACETON-BUTILICA

Questa via ha luogo (in modo principale, oppure associata alla lattica ed alla

alcolica) in alcuni batteri del genere Clostridium.

Tali batteri possono seguire varie vie metaboliche che portano alla formazione

di solo acido butirrico oppure alla formazione di un miscuglio di acetone, alcol

n-butilico ed alcol isopropilico e ciò in funzione del destino dell’Acetil-CoA 18

Respirazione

cellulare RESPIRAZIONE

CELLULARE

• La presenza di O

2

permette agli Attivazione

organismi aerobi di

completare

l’ossidazione degli Ciclo di

Krebs

acidi piruvici e

ricavare ulteriori

molecole di ATP Catena

respiratoria

attraverso tre fasi: 19

Attivazione

• L’acido piruvico viene ossidato attraverso

una serie di reazioni in cui è coinvolto il

NAD e il Coenzima A (CoA)

+

• L’acido piruvico perde un carbonio

liberando CO

2

• I due carboni rimanenti si legano al CoA

che li trasferisce nella matrice

mitocondriale 20

Reazioni dell’attivazione

H NAD +

CoA

A. piruvico Coenzima A

∼ CoA O=C=O NADH H +

Acetil-CoA 21

Trasferimento nei mitocondri

L’acetilCoA prodotto nel citoplasma viene trasferito

nella matrice mitocondriale dove dà inizio al ciclo di

Krebs Spazio intermembrana

Membrana interna Catena respiratoria

Matrice mitocondriale

ATP sintasi Creste mitocondriali

Membrana esterna Struttura del mitocondrio 22

Trasferimento del gruppo Acetilico

• Una volta giunto nella matrice mitocondriale

l’AcetilCoA scarica il gruppo acetile (2 carboni)

sull’acido ossalacetico (4 carboni) dando

origine all’acido Citrico (6 carboni )

• Il CoA torna quindi nel citoplasma dove può

iniziare un nuovo ciclo di attivazione

• L’acido citrico va incontro ad una serie di

reazioni chimiche di ossidazione che

CICLO DI KREBS

costituiscono il 23

Ciclo di Krebs

• Avviene nella matrice mitondriale interna

• Consiste in un ciclo di reazioni durante le

quali vengono ossidati i due carboni portati

dall’ AcetilCoA

• L’ossidazione è operata da NAD e FAD

+

(un nucleotide simile al NAD )

+

• Al termine si riforma l’acido ossalacetico

che legando i 2 carboni dell’Acetil CoA

riprende un nuovo ciclo 24

Le reazioni del ciclo di Krebs

AcetilCoA CoA

A. Citrico

A. Ossalacetico A.

A. Malico α-chetoglutarico CO

2

A. Succinico

CO 25

2

Formazione dell’acido citrico

• N e lla prima reazione del ciclo 2 carboni dell’

A c e t i l C o A v e n g o n o t r a s f e r i t i s u l ’’ a c i d o

ossalacetico per formare l’acido citrico

26

Ossidazione dell’acido citrico

• L’acido citrico viene ossidato ad opera di

NAD e FAD

+

• Durante l’ossidazione si formano

– 2 molecole di CO2

– 3 NADH e 3 H +

– 1 FADH 2

– 1 ATP

• Alla fine rimane una molecola di acido

ossalacetico che inizia un nuovo ciclo 27

Glucosio

Fermentazioni 28