Biochimica - gluconeogenesi

Gluconeogenesi

La gluconeogenesi è quel processo che partendo dal piruvato produce glucosio. Non è esattamente l’inverso della glicolisi in quanto nella glicolisi ci sono tre reazioni che non sono reversibili, quindi per far sì che la gluconeogenesi possa avvenire in questi tre punti si hanno reazioni diverse.

Reazioni non reversibili della glicolisi

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.
• PEP → Piruvato (R10): Con produzione di una molecola (x2) di ATP ad opera della piruvatochinasi.

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 enzima allosterico necessita di Mg²⁺, 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 quindi ce n’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 CO₂. La CO₂ si lega covalentemente alla biotina la quale a sua volta è legata all’enzima catalizzando lo spostamento della molecola di CO₂ a piruvato formando ossalacetato.

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