Biochimica - gluconeogenesi

8. GLUCONEOGENESI

La gluconeogenesi è quel processo che partendo dal piruvirato produce glucosio. Non è esattamente

l’inverso della glicolisi in quanto nella glicolisi ci sono 3 reazioni che non sono reversibili, quindi per far sì

che la gluconeogenesi possa avvenire in questi tre punti si hanno reazioni diverse.

Le tre reazioni non reversibili della glicolisi sono:

Glucosio→ G6P

(R1)

• con idrolisi di una molecola di ATP ad opera dell’esochinasi

F6P→ FBP

(R3)

• ad opera di PFK-1

R10 PEP → Piruvato

( )

• con produzione di una molecola (x2) di ATP ad opera della piruvato

chinasi

Essendo la gluconeogenesi inversa alla glicolisi la prima reazione del ciclo sarà l’ultima della glicolisi.

Reazione 1

La prima reazione che differisce tra glicolisi e gluconeogenesi coincide con la prima della gluconeogenesi e

l’ultima della glicolisi, ossia la produzione di PEP a partire dal piruvato (nella gluconeogenesi). Questa

reazione è suddivisa in due semi reazioni. La prima produce ossalacetato a partire da una molecola di

piruvato catalizzata dall’enzima piruvato carbossilasi e consiste nell’addizione al piruvato di una molecola

di anidride carbonica. Questa reazione necessita di energia, quindi richiede l’idrolisi di una molecola di ATP.

L’enzima che catalizza questa reazione è la piruvato carbossilasi (si trova nei mitocondri) che essendo un

2+

enzima allosterico necessita di Mg , biotina e A-CoA che essendo un effettore allosterico attiva l’enzima. Il

fatto che l’A-CoA sia un effettore allosterico della piruvato carbossilasi funge anche da controllo, se infatti è

presente molto A-CoA (e quini ce ne è già a sufficienza per il ciclo dell’acido citrico) il piruvato può essere

deviato alla gluconeogenesi (in quanto il piruvato stesso è il precursore dell’A-CoA).

La biotina è uno dei cofattori della piruvato carbossilasi ed in realtà è un trasportatore della CO . La CO si

2 2

lega covalentemente alla biotina la quale a sua volta è legata all’enzima catalizzando lo spostamento della

molecola di CO a piruvato formando ossalacetato.

2

La seconda semi reazione è la trasformazione dell’ossalacetato in PEP, la reazione è catalizzata dall’enzima

fosfoenolpiruvato cabossichinasi e per questa reazione è necessaria l’idrolisi di una molecola di GTP ed

avviene nel citosol. Questa reazione avviene quasi in perfetto equilibrio quindi una minima variazione delle

concentrazioni di reagenti o prodotti potrebbe spostare la reazione a destra o a sinistra, funge quindi anche

da meccanismo di controllo.

L’ossalacetato che viene prodotto nel mitocondrio non può uscire sotto forma di ossalacetato, ma dato che la

gluconeogenesi, dopo la formazione dell’ossalacetato, procede nel citosol l’ossalacetato può percorrere due

vie. 1. Se il piruvato è già presente all’intero del mitocondrio verrà convertito in malato dalla malato

deidrogenasi mitocondriale (a spese di NADH), esportato dal mitocondrio nel citosol grazie al

trasportatore malato-α-chetoglutarato e riconvertito in ossalacetato grazie alla malato deidrogenasi

citosolica con la produzione di NADH citosolico

2. Se il piruvato è stato convertito negli eritrociti dal lattato (acido lattico che è presente nei muscoli

dopo prolungata attività fisica) non sarà necessaria la conversione a malato in quanto è stato già

precedentemente ottenuto il NADH nella conversione dal lattato al piruvato negli eritrociti. Il

piruvato quindi formato sarà trasportato nel mitocondrio dove potrà essere convertito in ossalacetato

e successivamente in PEP.