Che materia stai cercando?

Biochimica metabolica

Appunti presi a lezione integrati con lo studio del libro consigliato. Utili come riassunti, non sostituiscono lo studio proprio; potrebbe contenere alcuni errori grammaticali. I concetti spiegati sono :

1. Metabolismo Glucidi
2. Metabolismo Lipidi
3. Metabolismo Amminoacidi
4. Ciclo dell' urea
5. Metabolismo Acidi nucleici ( Purine e Pirimidine )


Da usare necessariamente... Vedi di più

Esame di Biochimica metabolica docente Prof. P. Biologia

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

Da adesso in poi dobbiamo ragionare facendo attenzione al fatto che le molecole di gliceraldeide

sono 2

FINE 1° STADIO :

G6P + ATP --> 2GA3P + ADP

INIZIO SECONDA FASE, recupero energetico

6. Deidrogenazione della gliceraldeide3P con creazione di 1,3 Bisfosfoglicerato

Enzima = Gliceraldeide3fosfatodeidrogenasi.

Viene ossidata l'aldeide.

7. Perdita del PO3 del 1,3 Bisfosfoglicerato ( quello in posizione 1 ) CON PRODUZIONE DI 2ATP

Enzima=Fosfoglicerato chinasi

8. Il 3 fosfoglicerato diventa 2 fosfoglicerato

Enzima = fosfoglicerato mutasi

9. Deidratazione del fosfoglicerato in FOSFOENOLPIRUVATO

Enzima = Enolasi

10. Perdita del gruppo fosfato e trasformazione in piruvato

Enzima = Piruvato chinasi

Partecipa anche l'ADP

Biochimica II Pagina 14

Mettiamo le due equazioni vicine:

I. G6P + ATP --> 2GA3P + ADP

II. 2GA3P + 4ADP +2Pi + 2NAD+ --> 2Piruvato + 4ATP +(2NADH + 2H + 2H20)

Sommiamo ed elidiamo i termini comuni :

G6P + 3ADP + 2Pi + 2NAD --> 2Piruvato + 3ATP + 2NADH + 2H + 2H20

NB = tutte le vie anaboliche e cataboliche, producono metaboliti intermedi, e

questo fa si che avvenga un intreccio tra tutti i metabolismi.

La glicolisi è un processo che acidifica

Localizzata nel citoplasma, come la gluconeogenesi!!

Nella cellula il sito più importante è il mitocondrio.

La glicolisi non ossida completamente il glucosio ( infatti abbiamo il piruvato )

Biochimica II Pagina 15

martedì 17 ottobre 2017 18:24

Tutte le vie metaboliche, siano esse cataboliche o anaboliche, producono dei metaboliti intermedi e questo

fa sì che avvenga un intreccio tra tutti i metabolismi

La glicolisi è una via localizzata nel citosol ( insieme alla gluconeogenesi, deve sapere cosa contrastare )

Nella cellula il sito catabolico più importante dove avvengono tutte le reazioni importanti è il mitocondrio.

La glicolisi non ossida completamente il glucosio e può avvenire in assenza di ossigeno ( aerobia o

anaerobia ). Le due tappe della glicolisi sono una fase di spesa e una di resa.

La differenza tra glicolisi anaerobia e aerobia è sul destino del piruvato.

Tutte le reazioni che coinvolgono gruppi fosfato necessitano la presenza del magnesio.

Prima reazione : catalizzata esochinasi, reazione ATP Dipendente e pertanto esoergonica.

Seconda reazione : isomerizzazione

Terza : Fosforilazione ATP dipendente ed è ESOergonica

Quarta reazione : Aldolasi, scissione di fruttosio in due molecole a tre atomi di

Quinta reazione : isomerizzazione

È intuitivo che le reazioni con delta negativo debbano essere regolate dalla cellula, per valutare se è il caso

di spendere energia.

La sesta reazione, è la prima e unica OSSIDO-RIDUZIONE che richiede il NAD :

Nell'enzima abbiamo il NAD + ( non legato covalentemente )

Un residuo di cisteina ( con gruppo SH )

a) Arriva la gliceraldeide 3 fosfato

b) Si forma un legame tra l'idrogeno della cisteina e la gliceraldeide ( perdendo il doppio legame del

gruppo aldeidico )

c) Si forma così un tioemiacetale

d) Avviene un' ossidazione del carbonio, che ripristina così il suo doppio legame con conseguente perdita

di 2H, che vengono presi dal NAD. Si forma un ACILTIOESTERE

e) A questo punto viene costituito il legame anidridico nel carbonio 1.

( questa reazione può essere facilmente inibita dai composti che si legano a un gruppo tiolico --

iodoacetati )

Settima reazione,

Qui avviene una fosforilazione a livello del substrato---> quando l'ATP si forma a spese di substrati che

hanno legami a più alta energia rispetto al legame tra beta e gamma presente nell'ATP

Ottava reazione,

Una volta che si è formato il 3 fosfoglicerato si ha uno spostamento del fosfato in posizione 2

La mutasi contiene già un fosfato legato all'enzima, quindi entra il 3 fosfoglicerato, viene costituito un

intermedio che è il 2,3 bisfosfoglicerato e poi viene rimosso il fosfato in 3

Nona reazione,

Il composto viene trasformato in fosfoenolpiruvato dove enol sta ad indicare un doppio legame tra C3 e C2.

Siamo in presenza di un'altra fosforilazione a livello del substrato.

Decima reazione, catalizzato dalla piruvato chinasi

1a parte, scissione del fosfato dal fosfoenolpiruvato

Biochimica II Pagina 16

1a parte, scissione del fosfato dal fosfoenolpiruvato

FOSFOENOLPIRUVATO + H20 ---> PIRUVATO + Pi ( questa scissione ha una delta G di -62 kj/mol )

ADP + Pi --> ATP ( +30 kj/mol )

Perché il legame del fosfoenolpiruvato è così ad alta energia? Per via della tautomeria ( ovvero la presenza

di due forme diverse di uno stesso composto )

Dalla forma ENOLICA si passa a quella CHETONICA

DOBBIAMO CONSIDERARE CHE LE CONCENTRAZIONI DEI PRODOTTI E REAGENTI RENDONO MOLTO

ESOERGONICHE :

La prima reazione che da -16,7 Kj/mol passa a -33,3 Kj/mol

• La terza reazione che da -14,2 Kj/mol passa a -18,8 Kj/mol

• La decima reazione che da - 31,7 Kj/mol passa a -23 Kj/mol

IL NAD DEVE ESSERE RIOSSIDATO

Il rapporto deve essere di 700.

Dobbiamo fermentare per potere riossidare il NADH

FERMENTAZIONE ALCOLICA :

Piruvato ---> Acetaldeide ---> etanolo ( ad opera della alcool deidrogenasi )

FERMENTAZIONE OMOLATTICA :

Avviene ad opera del piruvato e del nadh che porta tutto a lattato.

La lattico deidrogenasi è un enzima stereospecifico, se il composto è chirale, si forma sempre uno

stereoisomero preciso

ISOENZIMI ( LATTICO DEIDROGENASI PER MUSCOLI E CUORE )

Sono 5 isoforme diverse

Gli isoenzimi hanno siti di legame diversi con Km diversa.

TRIOSOFOSFATO ISOMERASI

Arriva alla perfezione catalitica, dove l'unico ritardo è la velocità di diffusione di soluto nel solvente

Effetto circe

Metabolomi Biochimica II Pagina 17

lunedì 23 ottobre 2017 18:41

La glicolisi non è spinta dal glucosio, ma dal glucosio 6P

- La conversione del piruvato in lattato è spinta dal rapporto NAD+/NADH

- Quando L'atp viene scisso impiega una molecola d'acqua e si da vita a un H+ ( x2 )

- ATP + H2O --> ADP + HPO4 + H+

Il lattato che si forma viene trasportato dai trasportatori del monocarbossilato

- La cellule anaerobia non subiscono variazioni di pH

-

Acidosi metabolica :

aumenta il pH dovuto all' emoglobina e al bicarbonato.

L' H+ dovuto alla glicolisi va nel sangue e viene catturato dall'emoglobina, dal bicarbonato e dal rene.

Acidosi fisiologica : possiamo avere un aumento fisiologico del pH quando dormiamo o quando facciamo troppo spazio muscolare

• Il muscolo ha bisogno del fegato per effettuare il ciclo di cori : durante il troppo sforzo, abbiamo una iperproduzione di lattato

con conseguente scissione di ATP e aumento degli H+ ( che andranno al sangue ).

• Il lattato verrà trasportato dai trasportatori del monocarbossilato al fegato e tramite la lattico deidrogenasi epatica verrà

convertito in piruvato tramite la LDH epatica

• Il piruvato attraverso la gluconeogenesi diventa glucosio

• La produzione di lattato fa male, fa sentire la stanchezza

NB : si pensava che l'acidosi aumenta per via del lattato per la sua deprotonazione. Il lattato è deprotonato!!! L'acidosi deriva

dalla scissione di ATP!

Quando viene ricreato il piruvato viene riassorbito un H+.

PIRUVATO + NADH + H+ ---> LATTATO + NAD+

L' H+ dovuto alla scissione dell' ATP verrà buttato fuori in simporto con il lattato ( per riequilibrare la carica )

L'acidosi metabolica inizialmente è favorevole

L'Hb tende a rilasciare ossigeno ( la curva si sposta verso destra )

L'acidosi non va bene se perdura : gli enzimi perdono la loro attività ( per esempio nel diabete )

FERMENTAZIONE ALCOLICA

Fatta da lieviti e batteri.

Il piruvato è inizialmente ossidato ad acetaldeide che viene ridotta ad etanolo

Ossidoriduzione : Acetaldeide si riduce e NADH si ossida

L'enzima che presiede è l'alcool deidrogenasi :

Quando beviamo abbiamo che l'alcool va a costituire acetaldeide che prevede l'uso di NAD + per essere costituita a partire

dall'etanolo che beviamo. Risultato : aumenta il lattato

Ps: l'acetaldeide da il colorito rosso alla pelle

IN,

DESTINO DEL NADH NELLE CELLULE AEROBIE

Gli equivalenti riducenti = quantità di elettroni ( i due del NADH )

Questi due vengono trasportati nel mitocondrio per fare la fosforilazione ossidativa.

Biochimica II Pagina 18

Questi due vengono trasportati nel mitocondrio per fare la fosforilazione ossidativa.

Il NaDH si riossida nella catena respiratoria

La membrana è impermeabile : come fa ad entrare?

Sistema NAVETTA o SHUTTLE ( portano dal citoplasma all'interno )

Sistema malato-aspartato

- Sistema glicerolo3P, durante la glicolisi si fa il diidroxP che non appena sale il NADH viene ridotto a glicerolo 3P

- Il diidrox ha un gruppo chetonico.

Il 3P glicerolo, incontra la flavoproteina deidrogenasi che lo riossida a diidroxP, cedendo elettroni al FAD

- Le molecole di NAD fuori e dentro il citoplasma sono separati.

-

Quando si accumula NADH non va più la reazione : GA3P + NAD + pi --> 1-3 BPG + NADH

Questa comincia ad andare al contrario, si accumula GA3P , e aumenta il diidrossiacetone P

NB = NEL CUORE NON SI HA MAI ACIDOSI.

REGOLAZIONE ESOCHINASI

In assenza di glucosio i due lobi sono aperti

• Quando arriva ATP e glucosio i lobi si chiudono. È Vantaggioso che questo accada per evitare che il legame del fosfato in

gamma dell'ATP viene idrolizzato dall' acqua. Si sprecherebbe un ATP inutilmente.

• In tutto questo il magnesio sta li bello sciallo.

• Il cambiamento conformazionale si chiama adattamento indotto

• L'esochinasi è regolata dal glucosio 6P che si lega ad un sito attivo diverso : eterotropico negativo.

• Con troppa ATP si blocca la glicolisi.

Esochinasi non si trova in fegato e pancreas.

REGOLAZIONE GLUCOCHINASI

Abbiamo una compartimentalizzazione della glucochinasi citoplasma/nucleo

• Nel citoplasma è attiva

• Nel nucleo non è attiva perché è legata ad una proteina regolatrice che si trova nel nucleo.

• La proteina regolatrice 1. intrappola la glucochinasi nel nucleo e 2. diminuire la sua affinità per il glucosio.

• Quando il glucosio entra tramite GLUT 2, si lega alla proteina regolatrice comportandosi come eterotropico negativo, facendo

staccare l'ambaradam.

• La proteina regolatrice ha un effettore allosterico positivo, il FRUTTOSIO 6 P che la fa legare la glucochinasi. Il F6P si accumula

quando c'è troppa energia.

La glucochinasi è anche regolata dall'insulina, che non vuole il glucosio tra le palle

Il fegato usa la glicolisi per il metabolismo degli acidi grassi.

REAZIONE DELLA FOSFOFRUTTOCHINASI I

• È la reazione più importante della glicolisi.

• È l'enzima cardine. Il dio degli enzimi.

• Regolato da tanti effettori

• Omotetramero di 4 unità. I siti catalitici interni e quelli allosterici sono esterni.

• Ha una curva sigmoide ( enzima allosterico )

• Il concetto fondamentale è che quando vi è tanta energia l'enzima viene inibito

Biochimica II Pagina 19

• Il concetto fondamentale è che quando vi è tanta energia l'enzima viene inibito

Perciò :

1. ATP : effettore allosterico negativo omotropico , INIBISCE

2. AMP : è un segnale di fame! Quando vi è AMP vuol dire che la cellula ha fame. Anche a bassissima quantità è fortissimo

nell'attivare fosfofruttochinasi 1.

L'AMP dall'adenilato chinasi : 2 ADP --> ATP + AMP

La quantità di ADP è 10 volte inferiore a quella dell' ATP

Quella dell' AMP è 50 volte inferiore dell' ATP

Se consumo 0,1 di ATP , vuol dire che verranno creati 0,1 di AMP e ATP.

L'AMP salirebbe a 0,12 ( 400 volte il suo valore originario )

La cellula sente le variazioni e non la quantità.

3. Citrato, si forma nel ciclo di Krebs, è un indicatore di benessere energetico

4. Fruttosio 2,6 Bisfosfato : nelle cellule epatiche si forma con la fosfofruttochinasi II . In presenza di questa il citrato non

influisce

SIGNIFICATO DI MODULATORE ALLOSTERICO : fa cambiare conformazione all'enzima, esponendo o coprendo particolari

amminoacidi dotati di carica utili per il substrato.

All'interno del muscolo c'è la FRUTTOSIO 1,6 BISFOSFATASI che fa il contrario della fosfofruttochinasi I

Semplificando abbiamo, ATP + H20 --> ADP + Pi

Vengono detti cicli futili ( viene sprecata energia ), sono usati per produrre calore.

Ciclo futile, apparentemente il risultato è lo spreco di ATP.

Si pensi che serva per intensificare la glicolisi attraverso la variazione di prodotto.

Termogenesi non da brivido : quella originata dai cicli futili.

Termogenesi da brivido : contrazione muscolare improduttiva ( per il movimento ).

REAZIONE DELLA PIRUVATO CHINASI

Prevede due effettori allosterici eterotropici positivi :

1. AMP

2. Fruttosio 1,6 Bisfosfato : feedforward perché prodotto dalla fosfofruttochinasi I.

Negativi :

1. ATP

2. AcetilcoA

REGOLAZIONE COVALENTE

Parliamo di trasferimento di un fosfato sull'enzima.

Questo avviene solo nel fegato : quando abbiamo tanto glucosio nel sangue, in presenza di insulina, l'enzima è defosforilato

( PIRUVATO CHINASI L ).

A glucosio basso, il glucagone stimola l'aumento della glicemia.

L'enzima è fosforilato ( inattivo ).

EFFETTO PASTEUR

Se una cellula è anaerobia consuma tanto glucosio

Biochimica II Pagina 20

Se una cellula è anaerobia consuma tanto glucosio

Appena arriva l' ossigeno, abbiamo che il consumo di glucosio diminuisce, perché tramite l' Atp della respirazione cellulare, si

blocca l'enzima.

Con tanto ossigeno, si forma tanto citrato.

La glicolisi si blocca totalmente.

Le cellule tumorali non hanno questo effetto, consumano a sprecare glucosio anche con O2 e producono acido lattico.

Vi è una molecola che si chiama HIF, fattore inducibile da ipossia.

Promuove la glicolisi.

Aumenta l'espressione di GLUT 1 e GLUT 3 ( ecco perché gli individui sono magri )

Che fa l'acido lattico?

Il piruvato fa intendere che gli amminoacidi vengano usati per un motivo energetico, mentre il glucosio per motivo biosintetico.

Biochimica II Pagina 21

martedì 24 ottobre 2017 18:16

METABOLISMO DEGLI ALTRI ZUCCHERI

Dove entrano gli altri zuccheri?

FRUTTOSIO ( fegato )

• Entra liberamente nel fegato tramite GLUT 2

• Nel fegato c' è la glucochinasi specifica per il glucosio

• Nel fegato vi è la fruttochinasi che trasforma il fruttosio in fruttosio 1 fosfato.

• Il fruttosio 1 P andrà dall' Aldolasi B che divide in GLICERALDEIDE e DIIDROSSIACETONE FOSFATO.

• Esiste adesso la triosochinasi che lo fosforila in 3.

Patologie :

• FRUTTOSURIA essenziale : Carenza di fruttochinasi, il fruttosio accumulato viene eliminato tramite le urine

• INTOLLERANZA grave : manca l'aldolasi B che fa accumulare il fruttosio 1 fosfato che altera il bilancio osmotico

FRUTTOSIO ( muscolo )

GALATTOSIO ( fegato )

• Il glucosio 1 fosfato reagisce con UTP.

• Il composto è UDP - GLUCOSIO perdendo un pirofosfato Ppi.

• Il glucosio 1 fosfato deriva da una mutasi del fegato che trasferisce il glucosio 6 P in glucosio 1 P

• Il galattosio entra cellula epatica dove trova la galattochinasi che lo fosforila in posizione 1.

• Il galattosio è epimero in C4 del glucosio.

• Il galattosio 1 Fosfato viene trasformato da una transferasi in UDP-GALATTOSIO che viene tramite un'epimerasi trasformato

in UDP-GLUCOSIO.

• Tutto avviene tramite l'uridil trasferasi

• Il GLUCOSIO 1 FOSFATO tramite una mutasi viene trasformato in 6 fosfato

• Galattosemia : associata alla mancanza dell'uridil trasferasi, effetti collaterali tramite opacizzazione del cristallino.

• Il galattosio 1 fosfato : si trasforma in galattitolo ( viene ridotto ).

• Anche se non assunto dalla dieta, siamo sempre malati perché sempre prodotto per via endogena ( gangliosidi e

glicoproteine )

INTOLLERANZA AL LATTOSIO

• Molto diffusa

• Non è una malattia

• Manca la lattasi ( è una cosa normale )

• Enzima che scinde nell'intestino glucosio e galattosio.

• Si accumula il lattosio che va nell'intestino, processato dalla flora batterica, vengono creati 2H che danno : diarrea, vomito,

ecc.

ESISTE ANCHE IL GLICEROLO, che può entrare direttamente essendo fosforilato e ossidato a dare DIIDROSSIACETONE.

Il glicerolo deriva dai trigliceridi.

Abbiamo vista la via glicolitica come via di produzione energetica : ALT! La glicolisi è molto importante perché i suoi intermedi

sono anche metaboliti intermedi di alcune sintesi ( anabolismo ) : per questo motivo, le cellule tumorali hanno la piruvato

chinasi embrionale in forma dimerica che blocca la glicolisi, facendo produrre più metaboliti intermedi affinchè la cellula riesca a

effettuare anabolismo.

Nessuna via è univoca. Biochimica II Pagina 22

venerdì 27 ottobre 2017 16:42

DESTINO DEL PIRUVATO ( CONDIZIONE AEROBIA )

Di norma il piruvato prende la via ossidativa, quindi con formazione di NAD e FAD mediante fosforilazione ossidativa

Il piruvato viene convertito in AcetilcoenzimaA :

Questa reazione avviene all'interno del mitocondrio, che è composto da due membrane:

a. Esterna, permeabile a ioni

b. Interna, impermeabile.8 v

Le uniche sostanze che possono passare sono quelle provviste di trasportatori specifici ( come nel caso del piruvato )

Questo, entra nel mitocondrio tramite a un trasportatore che fa uscire contemporaneamente un OH ( il trasporto è neutro )

Non appena entrato nel mitocondrio, il piruvato subisce una decarbossilazione ossidativa con successiva aggiunta di coenzima A,

diventando così AcetilCoA.

Il coenzima A:

Alla fine della mercaptoetilammina vi è un gruppo tiolico SH

Il piruvato reagisce con il coenzima A nella forma tiolica libera SH ( insieme al NAD che si riduce e eliminazione di CO2)

Complesso enzimatico : Piruvato deidrogenasi.

Committing Step, la delta G è bassissima perché la CO2 eliminata non può tornare a fare la reazione inversa poiché manca Fe : vi

- è una sorta di concatenamento

È una reazione assolutamente irreversibile.

-

La PIRUVATO DEIDROGENASI è UN COMPLESSO MULTI ENZIMATICO,

Enzimi diversi presenti in copia multipla, uniti a fare una struttura quaternaria non covalente

Gli enzimi presenti sono 3 :

E1 = piruvato deidrogenasi ( ha come coenzima la TTP )

E2 = diidrolipoil transacetilasi ( Ha come coenzima l'acido lipoico )

E3 = diidrolipoil deidrogenasi ( ha coenzima il FAD )

1. I vantaggi sono che la distanza tra gli enzimi è minima

2. il prodotto di un enzima è il substrato di un altro e praticamente si abbatte il tempo di ritardo di diffusione ( si supera l a

perfezione catalitica ).

3. Inoltre, le molecole reattive vengono compartimentalizzate e questo è di grande aiuto ( si evitano sprechi inutili )

4. Regolando un solo enzima, abbiamo la regolazione di tutto il complesso.

Biochimica II Pagina 23

4. Regolando un solo enzima, abbiamo la regolazione di tutto il complesso.

Richiede 5 coenzimi vitaminici : NAD, FAD, Acido lipoico, Tiamina pirofosfato e Coenzima A

Meccanismo di reazione : Il piruvato entra in E1 che ha il derivato della tiamina

Adesso scriviamo la Tiamina nella sua parte reattiva.

Questo è un anello tiazolico : Il carbonio si trova in mezzo ad un N+ ( che potrebbe delocalizzare la carica negativa ) e ad uno zolfo S

N legato a soli quattro atomi ( perciò ha una carica positiva )

- La struttura è tale che la tiamina si comporti da acido poiché l'idrogeno viene perso come H+ nel sito attivo dell'enzima

-

Ricordando la struttura del piruvato, notiamo come il carbonio chetonico sia carico positivamente ( per lo squilibro di carica

negativa )

ALL'INTERNO DEL SITO ATTIVO TROVIAMO :

• Piruvato con carbonio carico positivamente

• Tiamina con carbonio carico negativamente ( ha perso H+ )

Tra i due viene ad instaurarsi un legame covalente che però destabilizza la struttura : il carbonio del piruvato adesso è coinvolto

in 5 legami!!!!

Per questo motivo il gruppo carbossilico esce sotto forma di CO2

ENZIMA E2

Questo intermedio interagisce adesso con l'enzima E2 contenente acido lipoico legato alla lisina mediante un legame amidico.

a. Si rompe il legame con il carbonio della tiamina

b. Il residuo di piruvato ( carico negativamente ) si lega al gruppo S dell'acido lipoico : va via il legamente tra i due zolfi

c. La tiamina liberata si ricombina con l'ossigeno formando un doppio legame

Dopo una migrazione nel sito attivo dell'enzima E2

d. Entra il coenzima A

e. Si prende il residuo del piruvato e si forma ACETIL COA

Il composto che si è formato, lascia l'acido lipoico nello stato - SH .

Adesso l'acido lipoico deve essere ossidato da un riducente.

Biochimica II Pagina 24

Adesso l'acido lipoico deve essere ossidato da un riducente.

a. Interviene il FAD che si riduce in FADH2

b. Il fadh2 viene ossidato dal NAD che si trasforma in NADH

SH-SH + FAD ---> S-S + FADH2

FADH2 + NAD ---> FAD + NADH

Ricapitolando abbiamo

1. La tiamina reagisce con l'acido lipoico che ha due gruppi S-S e si forma un acetile

2. Reazione tiamina dipendente : si forma un composto a due atomi di carbonio e viene eliminata una molecola di CO2

3. L'acido lipoico con il gruppo acetile reagisce con il Coenzima A che ha il gruppo tiolico uguale a quello lipoico e l'acido lipoico si

riduce

4. Riossidazioni varie.

I tre prodotti sono : AcetilCoA, CO2, NADH

L'acido lipoico è definito come un braccio molecolare

REGOLAZIONE DELLA PIRUVATO DEIDROGENASI

REGOLAZIONE ALLOSTERICA

NADH, inibisce E3

- ACETIL COA, inibisce E2

-

Sono eterotropici negativi

REGOLAZIONE COVALENTE

Ad opera di due enzimi legati al complesso

Piruvato deidrogenasi chinasi,

- La fosforilazione inibisce

Viene fosforilato l'enzima E1

Regolazione della chinasi :

Dipende dal NADH. Più NADH c'è più la chinasi si attiva.

AMP inibisce

GTP attiva

PIRUVATO INIBISCE

Piruvato deidrogenasi fosfatasi

- La fosfatasi si lega solo se è presente il calcio

ATP INIBISCE

INSULINA : attiva la fosfatasi ( questa favorisce la glicolisi, producendo piruvato )

Biochimica II Pagina 25

mercoledì 1 novembre 2017 11:50

CICLO DI KREBS

• L'acetilcoA formato viene completamente ossidato all'interno del mitocondrio, quindi forma la CO2

• L'obiettivo del ciclo non è quello formare la CO2, ma è quello di ridurre i coenzimi che poi alla fosforilazione ossidativa andranno a

ricavare energia.

• Non è un ciclo che produce energia , viene solo prodotta una molecola di GTP per ogni giro del ciclo ( poi convertita in ATP )

• Il concetto di ciclo si basa su una ritrovamento alla fine di una molecola di ossalacetato.

• Si svolge nella matrice mitocondriale

• È in comune con la degradazione degli acidi grassi e degli amminoacidi

• Tutti gli intermedi sono METABOLITI INTERMEDI

• È una via finemente regolata

DELTA G °' = -4,7 Kj/Mol

DELTA G a livello del mitocondrio = - 115 Kj/Mol

Acetil coA + 3NAD + FAD + GDP + Pi + 2H20 --> CoASH + 3NADH + FADH2 + GTP + 2CO2 + 3H+

REAZIONI DEL CICLO

1. CITRATO SINTASI

L'acetilcoA reagisce con l'ossalacetato che è un acido dicarbossilico con funzione chetonica in alfa ( alfachetoacido )

Questi due composti si condensano

L'acetilCoA perde un H e diventa carbanione negativo

Il carbonio dell'ossalacetato è carico positivamene ( perché l'ossigeno si prende le cariche )

Si forma così il CITRILCOENZIMA A ( LEGATO ALL'ENZIMA )

Avviene poi un IDROLISI dove il coenzima A si stacca dal citrilcoenzima A e si forma così il citrato mediante la citrato sintasi

SINTASI : condensazione di molecole che non richiede ATP ( al contrario la sintetasi ).

Meccanismo cinetico sequenziale ordinato:

prima si lega l’ossalacetato poi l’AcetilCoA

La scissione del legame tioestere dell’AcetilCoA

spinge la reazione verso destra

1. ACONITASI

Il gruppo OH del citrato viene spostato dal C3 al C4

Reazione reversibile Biochimica II Pagina 26

Reazione reversibile

Si forma l'Isocitrato.

3. ISOCITRATO DEIDROGENASI

È la prima reazione di ossidoriduzione del ciclo di Krebs

Utilizza il NAD come reazione

Abbiamo una decarbossilazione ( committing step ) con perdita di CO2

Si forma l'alfachetoglutarato ( ultimo alfachetoacido )

Importante notare la Delta G.

La Co2 sarà responsabile della diminuzione del pH

4. ALFACHETOGLUTARATODEIDROGENASI

Un' altra reazione di riduzione di un alfachetoacido che reagisce con il coenzima A e il NAD

Il risultato è analogo a quello della piruvato deidrogenasi : riduzione del NAD, uscita di CO2, attacco del coenzima A

Il composto che si forma è il succinilcoenzima A

Il legame che si forma tra carbonio e coenzima A è un legame tioestere ad alta energia [ -40Kj/mol ]

Rispetto alla piruvato deidrogenasi l' E1 ha affinità per alfachetoglutarato ( invece del piruvato )

5. SUCCINILCOASINTETASI

Si ha la scissione del legame tioestere con ricavo di energia sottoforma di GTP

Biochimica II Pagina 27

Si ha la scissione del legame tioestere con ricavo di energia sottoforma di GTP

Si forma il succinato

È una fosforilazione a livello del substrato

6. SUCCINATO DEIDROGENASI

In questa reazione il succinato viene deidrogenato

Il coenzima è il FAD

Il FAD compare di norma quando dobbiamo rendere insaturi due carboni contemporaneamente

Si ottiene FUMARATO e FADH

Il fumarato è in forma trans poiché ricordiamo che le deidrogenasi sono stereospecifiche

Adesso abbiamo formato i coenzimi ridotti e le due molecole di CO2

7. FUMARASI

Si ha l'addizione di una molecola di H20 per andare ad ossidare il C2 del fumarato

Si ottiene l' L-malato

È un alcool secondario Biochimica II Pagina 28

8. MALATO DEIDROGENASI

Si ha un'ossidazione NAD dipendente e si ottiene OSSALACETATO e NADH

RIASSUMENDO :

Abbiamo prodotto in totale,

3 NADH

- 1 FADH2

-

Dato che ognuno trasporta due elettroni abbiamo un totale di 8 elettroni che moltiplicati per 2 molecole fanno 16 elettroni

Dal glucosio in totale abbiamo :

2NADH, dalla gliceraldeide 3 fosfato deidrogenasi

2NADH, dalla piruvato deidrogenasi

6NADH, dal ciclo di KREBS

2FADH, dal ciclo di KREBS

In totale abbiamo 24 elettroni.

Per trasformare il glucosio in 6 molecole di CO2 dobbiamo sottrarre 24 elettroni ( succede bruscamente nella combustione )

Le molecole di Co2 vengono poi espulse mediante la respirazione polmonare.

REGOLAZIONE CITRATO SINTASI

• Nella prima reazione l'acetil coenzima a reagisce con l'ossalacetato, entra la molecola di H2O e si forma il citrato : reazione

fortemente esoergonica perché il coenzima a è legato con legame tioestere ad alta energia che rompendosi sposta la reazione

Biochimica II Pagina 29

fortemente esoergonica perché il coenzima a è legato con legame tioestere ad alta energia che rompendosi sposta la reazione

verso destra.

• Il meccanismo di questa reazione di condensazione è ordinato sequenziale: i substrati sono ossalacetato e l'acetil coenzima a

che non possono legarsi in maniera disordinata ma prima si deve legare ossalacetato il cui legame cambia la conformazione

dell'enzima acetil coenzima.

• Questo enzima è un dimero di dimeri.

• Ognuno dei due dimeri è dato da un dominio più grande rosso e uno più piccolo in verde.

• I due lobi si chiudono isolando il sito attivo dall'ingresso dell'acqua.

• L'acqua nella reazione è prevista. L'enzima si deve chiudere perché l'acqua non deve entrare prima che si sia formato

l'intermedio citril coenzima a ma deve idrolizzare dopo

ACONITASI

• Si ha la formazione di un intermedio con sottrazione di una molecola d'acqua e poi l'aggiunta di un'altra molecola di acqua in

posizione differente della molecola

• L'enzima Contiene ferro, il sito attivo è dato da vari ioni ferro che sono coordinati sia con i residui dello zolfo della cisteina sia

con lo zolfo inorganico a dare la struttura FE4S4

• Può trovarsi in una forma attiva quando tutto il ferro è presente in questa struttura e quindi con 4 atomi di ferro o in forma

inattiva quando ci sono soltanto 3 atomi di ferro

• Senza ferro l'enzima non funziona

• L' aconitasi è un enzima ubiquitario e viene detto proteina moonlighting

• Il mitocondrio contiene un suo dna mitocondriale che trascrive per alcune subunità dei complessi della Catena respiratoria

• quando l'aconitasi è in forma attiva partecipa al ciclo di Krebs

• quando invece è in forma inattiva forma una sorta di istone che blocca il DNA mitocondriale per la sua trascrizione non

permettendogli di Codificare per i complessi multienzimatici che servono per produrre ATP.

• quindi una carenza di ferro blocca la fosforilazione ossidativa e la produzione di ATP

• tutti i Trasportatori di elettroni sono Infatti enzimi a Ferro

• Il prodotto dell'aconitasi è isocitrato che poi si trasforma in alfa-chetoglutarato poi tramite Alfa chetoglutarato deidrogenasi

succinil coenzima a coenzima a tramite la succinil Coa sintetasi da succinato si forma così il GTP per la rottura del legame

tioestere del succinil del succinil coenzima a

Meccanismo della reazione ( succinilcoasintetasi )

• Il sito attivo dell'enzima contiene un residuo di istidina

• entra il succinil coenzima a

• avviene uno scambio tra il fosfato inorganico e il coenzima a esce: si forma il succinil fosfato

• Il legame che si forma è anidridico ad alta energia

• Dopodiché questo fosfato è ceduto all' istidina a dare un fosfoistidinaenzima come prodotto

• Poi entra il GDP : il fosfato viene trasferito e si forma così il GTP

• Perciò ricapitolando troviamo due intermedi ad alta energia 1. è il succinil fosfato anidridico e 2. è l'istidina fosfato

• La reazione successiva e poi quello della succinato deidrogenasi per ottenere fumarato ed è questa una reazione all'equilibrio

• Poi c'è l'introduzione di una molecola di acqua per dare L - malato

• Infine tramite malato deidrogenasi si ottiene ossalacetato.

REGOLAZIONE DEL CICLO DI KREBS

ATTIVATORI : ADP E CALCIO

INIBITORI : ATP E NADH

REAZIONI ANAPLEROTICHE

Sono reazioni di riempimento collaterali.

Reazione della piruvato carbossilasi

Biochimica II Pagina 30

# Piruvato carbossilasi

• È un enzima chiave del metabolismo

• Il piruvato che entra nel mitocondrio può essere carbossilato quindi subisce un' aggiunta di una molecola di CO2

• Questa è la più importante reazione anaplerotica che ci riguarda

• Viene formato ossalacetato

• La biotina è strettamente coinvolta con questa reazione

• Questa è legata tramite 4 Carboni con un residuo di lisina dell'enzima

• La struttura ricorda quella dell'acido lipoico nella piruvato deidrogenasi

# Come avviene la reazione di carbossilazione?

• Si ha la scissione dell'atp che produce il carbossifosfato cioè bicarbonato che viene fosforilato

• Questo si lega la biotina a dare carbossibiotina enzima

• La biotina così a un gruppo carbossilico attaccato

• Adesso la carbossibiotina trasferisce questo gruppo al piruvato e forma ossalacetato

# A che serve il braccio mobile della biotina?

• L'enzima ha due Domini uno serve per l'attivazione della CO2 l'altro contiene piruvato

• Quindi le reazioni avvengono in due siti diversi dell'enzima

• La biotina Serve quindi trasferire il gruppo carbossilico dal bicarbonato al piruvato

# Regolazione della piruvato carbossilasi

• È regolato allostericamente dal acetilcoenzima a che è un effettore allosterico eterotropico positivo

• La cosa è logica quando c'è tanto acetil coenzima a questo deve entrare a fare il ciclo di Krebs e per farlo serve ossalacetato

quindi l'acetil coenzima stimola l'enzima a produrre ossalacetato

• Chi decide il destino del piruvato l'acetil coenzima a

# KREBS Come ciclo di biosintesi.

Abbiamo la formazione di:

• Aminoacidi

• Grassi

• Steroli

• Eme porfirina

• Purine e pirimidine Biochimica II Pagina 31

martedì 7 novembre 2017 15:01

FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA

• Dobbiamo analizzare come vengono analizzati nad e fad per produrre atp

• Tramite la riossidazione del nad e del fad e la riduzione dell' O2 molecolare, abbiamo la formazione di acqua

• Il trasporto degli elettroni è composto da vari trasportatori ( il passaggio è mediato )

1) 4 Complessi I II III IV

2) Complesso V

3) Citocromo C

4) Coenzima Q

• Tutto avviene nella membrana mitocondriale interna

• Dal NADH abbiamo 2,5 o 3 ATP

• Dal FADH abbiamo 1,5 o 2 ATP

• Abbiamo in totale 38 ATP

MITOCONDRIO

• Formato da due membrane ( interna ed esterna )

• La interna presenta delle creste.

• All'interno della membrana interna abbiamo la matrice mitocondriale con un numero limitato di enzimi : PDH, piruvato carbossilasi,

enzimi del ciclo di Krebs, enzimi del metabolismo degli acidi grassi.

• La membrana esterna è porosa

• Quella interna è impermeabile.

• I complessi sono frutto di mosaicismo ( I e IV )

• Il passaggio avviene:

• NADH al complesso I

• FADH al complesso II

• Entrambi cedono elettroni al coenzima Q

• Il coenzima Q li cede al complesso III

• Il complesso III li dà al citocromo c

• Man mano che gli elettroni attraversano i trasportatori, abbiamo un contemporaneo trasferimento di protoni all'esterno.

VARIAZIONE ENERGETICA

• Il potenziale di riduzione standard è il parametro termodinamico di una redox

• Questo ci dice se una sostanza cede o prende elettroni se confrontata con un'altra specie

DELTA G'° = - nFDELTAE°'

Il potenziale standard è il DELTA E

Si calcola con le pile:

• A destra mettiamo un elettrodo ad idrogeno ( H+ e H2 gassoso )

• A sinistra mettiamo una sostanza RIDOTTA e OSSIDATA ( quella che vogliamo verificare )

• Il potenziale dell'idrogeno è zero

• Se gli elettroni andranno verso destra, avremo un potenziale negativo

• Se gli elettroni andranno verso sinistra, acquista elettroni

• L'ossigeno è un forte ossidante = + 0,81, tende a prendere elettroni

Biochimica II Pagina 32

• L'ossigeno è un forte ossidante = + 0,81, tende a prendere elettroni

• La reazione tra ossigeno e NADH è quella che avviene nella fosforilazione ossidativa --> -218 Kj/mol con una resa effettiva del 70%

( 150 KJ/Mol )

• La logica di sistemazione di questi complessi sta a secondo del loro potenziale ( dal negativo al positivo ) - 0,2 a + 0,6

COMPLESSO 1 - NADH - Coenzima Q reduttasi

• Questo complesso prende gli elettroni dal NADH e trasferisce gli elettroni al coenzima Q

• Contiene l' FMN ( flavinmononucleotide ), ha quindi il ribitolo e il fosfato.

• L' FMN è più elettropositivo e si fotte gli elettroni

• Il complesso contiene 7 centri ferro-zolfo :

1) Fe - S = 1 ferro coordinato da 4 zolfi cisteinici

2) 2Fe - 2S = 2 ferro coordinati da 4 cisteinici + 2Si

3) 4Fe - 4S = 4 ferri coordinati da 4 cisteinici + 4Si ( uguale all'aconitasi )

• Sono le tre possibili conformazioni Fe-S che partecipano al trasferimento degli elettroni dove il ferro passa da Fe2+ a Fe3+

• Nel complesso 1 questi centri possono trasferire elettroni uno per volta ( non insieme )

• Man mano che gli elettroni vengono trasferiti, contemporaneamente vengono trasferiti i protoni : il complesso 1 è una pompa

protonica vettoriale ( vettoriale perché avviene in una direzione )

• Dall'equazione di Nerst c'è un delta E primo sufficiente ( positivo ), il Delta G è negativo allora si può creare ATP

• Quando si trasferiscono elettroni, si crea energia.

• La membrana interna è carica positivamente all'esterno : andiamo perciò contro gradiente andando ad immagazzinare la futura

energia chimica in energia potenziale

COENZIMA Q Biochimica II Pagina 33

Una struttura chinonica

Una coda isoprenica idrofobica per ancorarsi alla membrana

Esiste in forma semiridotta e in forma totalmente ridotta

Poiché dal NADH vengono persi 2 elettroni abbiamo una totale riduzione

La prima parte il trasferimento dal NAD e dal FAD

La seconda parte consiste nel trasferimento di un elettrone alla volta al citocromo.

COMPLESSO 2 - SUCCINATO COENZIMA Q REDUTTASI

Gli elettroni passano dal succinato al coenzima Q che si riduce

In questo caso il prodotto è il Q ridotto ( H2 )

Questo era l'enzima che trasformava il succinato in fumarato con formazione di FADH2

I due elettroni ceduti dal FADH2 vanno al Coenzima Q

La Delta G è molto bassa, in poche parole non c' è energia sufficiente per fare da pompa protonica

Il complesso 2 è immerso nella membrana e nella matrice che serve per far trasformare il Succinato in fumarato

Gli elettroni vengono trasferiti alle proteine FE-S che poi andranno a formare QH2

Perciò 4 protoni escono dal complesso 1

Non è solo questo il sistema di trasferimento degli elettroni al coenzima Q ma ci sono anche altri sistemi navetta :

glicerolo fosfato deidrogenasi

acilcoenzima A deidrogenasi

Il coenzima Q è il recettore degli elettroni del Nad e del FAD

A questo punto si entra nella seconda parte : trasferimento degli elettroni dal coenzima Q al complesso III, IV e citocromo C,

queste contengono delle emoproteine che hanno i tre tipi di eme :

1. Eme a, coda idrofobica

2. Eme b

3. Eme c, legato covalentemente alla proteina

Il Fe può passare da 2+ a 3+

Come passano gli elettroni uno alla volta?

COMPLESSO III - COENZIMA Q - CITOCROMO C REDUTTASI

Questo complesso prende gli elettroni dal coenzima Q e li trasferisce al citocromo C

Per fare questo è costituito da 3 citocromi

All'interno del complesso 3:

Citocromo c1

- Proteine Fe -S

- Proteina di RIESKE

- l'atomo di ferro è coordinato anche tra due istidine

Citocromi BL

- Citocromi BH

- Hanno legato l'eme in modo non covalente alla proteina

Biochimica II Pagina 34

Hanno legato l'eme in modo non covalente alla proteina

Il complesso 3 è una pompa vettoriale protonica

Il citocromo C è la parte solubile della catena, sta a cavallo tra le due membrane

Facilmente purificabile poiché colorata

È l'unica solubile della catena

Fatto da 104 aminoacidi

l'eme è in ambiente idrofobico

Rispetto all'emoglobina, il sesto ligando è lo zolfo della metionina

Come interagiscono i citocromi? Semplicemente si avvicinano ad opera del legame elettrostatico realizzato dalle lisine.

Complesso 4 : citocromo C ossidasi

Trasferisce elettroni dal citocromo C all'ossigeno

Ora ci troviamo di fronte alla necessità di 4 elettroni per potere ridurre completamente l'ossigeno

Viene trasferito un elettrone per volta, quindi il citocromo C ossidasi deve mantenere intrappolato l'ossigeno finchè non ci sono

tutti e 4 gli elettroni poiché tutti gli intermedi di riduzione dell'ossigeno sono tossici

Il passaggio degli elettroni in questo complesso 4 avviene in due centri, che contengono, oltre all'eme, nelle forme eme A e eme

A3, anche due atomi di rame ( Rame A e rame B )

Il rame serve per intrappolare il ferro finchè non è completamente ridotto

L'ossigeno è intrappolato tra L'eme A e il rame B

Gli elettroni dal citocromo C passano:

1) Rame A

2) Eme A

3) Ferro A

4) Ferro A3

5) Rame B

6) Ossigeno

Arrivano due elettroni dal citocromo C, riducono ferro e rame in modo tale da potere attaccare l'ossigeno

Arrivano altri elettroni che faranno in modo di creare 2 H20

Biochimica II Pagina 35

martedì 14 novembre 2017 17:28

Il coenzima Q

• È l'unico elemento non proteico.

• Catena isoprenica idrofobica

IPOTESI CHEMIOSMOTICA

l'energia immagazzinata sotto forma di gradiente protonico alimenta la sintesi di ATP

Requisiti :

1. Membrana intatta

2. Impermeabile ai piccoli ioni

Il flusso di protoni, oltre a creare un gradiente elettrico, andiamo ad acidificare il versante intermembrana.

ZFDΨ rappresenta il gradiente elettrico.

Il processo è endoergonico, l'energia è assicurata dal trasferimento di elettroni ( dei complessi )

La sintesi di ATP avviene attraverso il complesso 5 con due domini :

F0 = comunica con l'esterno ( oligomicina )

- F1 = comunica con l'interno

-

Potenziale elettrico + potenziale chimico = potenziale elettrochimico

COMPLESSO 5 = ATP SINTASI

1. Una serie di proteine uguali che formano il rotore ( C12 )

2. Proteina a con due semicanali non comunicanti

3. Alla proteina a sono legate due proteine B2 legate ad una delta

4. Al rotore abbiamo una proteina Epsilon, gamma

5. A queste due subunità sono legati a bulbi ( alfa e beta )

SUBUNITA A

• Contiene due semicanali

• Canale verso il lato citosolico

• Canale verso la matrice

• Un amminoacido chiave è l'acido aspartico :

Normalmente ha un gruppo COOH

- Verso la membrana è protonato

- Verso l'esterno è deprotonato

-

Se diventa protonato, l'acido aspartico è più idrofobico --> acquista affinità per un ambiente idrofobico

Quindi abbiamo :

Energia potenziale ---> energia cinetica

Le subunità epsilon e gamma non girano

La parte F1 è bloccata dalle proteine B e Delta

Energia cinetica ---> energia torsionale.

Con conseguente cambiamento conformazionale

Biochimica II Pagina 36

Con conseguente cambiamento conformazionale

Le unita Beta possono esistere in

Light : ingresso di ADP e Fosfato

- Tight : formazione di ATP

- Open : Rilascio di tutto

-

I protoni fanno girare la struttura

Cosa succede all'interno delle subunità?

Sappiamo che la formazione di ATP richiede -30 Kj/Mol.

Il grosso problema non è fare ATP, ma l'energia viene usata per il rilascio di questo.

La formazione di ATP è favorita da legami salini e idrogeno che stabilizzano il tutto

Quindi ormai che l'affinità è grande, il problema è andargli a rompere le palle ( separarli )

Se non si forma ATP, si blocca la catena respiratoria

- Se il gradiente protonico non è continuamente eliminato tramite ATP Sintasi, il flusso degli elettroni si arresta.

- Se l' ATP aumenta nel mitocondrio, si blocca la catena respiratoria.

- Più aumenta ADP, più è veloce la catena respiratoria : CONTROLLO DELL' ACCETTORE

-

Come fa ATP ad uscire dal mitocondrio, dato che il suo uso è citosolico?

a. La traslocasi ATP-ADP si trova tra membrana interna e spazio intermembrana

Con un cambio di affinità per ADP e ATP funge da trasportatore

Tra ATP e ADP c' è differenza di carica : L' ATP ha una carica negativa in più

Se portiamo fuori ATP, la traslocazione non è elettricamente neutra perché aumentiamo le cariche positive nella matrice

Portiamo la carica negativa all'esterno ( tutto è favorito dal gradiente positivo )

La traslocasi viene bloccato da :

Acido bongcretico

- Tattiloside

- Ogni sostanza all'interno, necessita di un trasportatore.

b. Trasportatore del fosfato ( sono due, OH-fosfato e Malato-fosfato )

Insieme al complesso 5, formano tutti e 3 il sintasoma

Una struttura completa per il rilascio e sintesi di ATP

ANTIBIOTICI

L'antibiotico è un' antivita ( antibios )

Quelli che usiamo noi sono mirati per processi metabolici dei batteri.

Ci sono sostanze che sono inibitori specifici dei trasportatori :

a. A monte sono ridotti

b. A valle sono ossidati.

1. Oligomicina importante

2. 2,4 Dinitrofenolo (DNP)

Che disaccoppia gli elettroni dall' ATP sintasi

Scarica il gradiente elettrochimico : veniva usato come cura dimagrante

Ha un ossigeno O- che toglie lavoro all' ATP sintasi

Anello benzenico e in posizione 2 e 4 ha due gruppi NO2

Diffonde tra la membrana Biochimica II Pagina 37

Diffonde tra la membrana

3. UCP, uncoupling protein

UCP1 - meglio nota come termogenina ( nel grasso bruno ) : cicli futili e termogenesi non da brividi

Il gradiente serve anche per bilanciare lo squilibro di cariche positive ( del calcio )

RADICALI LIBERI

Cosa sono i radicali liberi?

Specie parzialmente ridotte dell' ossigeno

Molto reattive

Frequentemente è lo ione superossido.

Si forma a livello del coenzima Q, mediante un processo accidentale

La superossidodismutasi e catalasi servono a ristabilire l'ordine :

Anche il glutatione serve per ridurre l'acqua ossigenata

I radicali liberi reagiscono subito con :

a. Lipidi di membrana.

I doppi legami vengono distrutti dai radicali liberi con conseguente irrigidimento della membrana

b. DNA.

Produce mutazioni puntiformi sul DNA ( quello mitocondriale è più a rischio )

Oltre ai salvatori appena visti, abbiamo anche altri salvatori :

Vitamine liposolubili

- Con i doppi legami, fanno da spazzini

- Ecco perché le creme hanno tutta la merda di vitamine

-

GLUTATIONE

• Tripeptide

• Legame isopeptidico, tra cisteina e glutammato

• La presenza di questo legame fa capire che non è un prodotto ribosomiale ma enzimatico

• La glutatione perossidasi ha nel sito attivo un residuo modificato di cisteina e in particolare questa cisteina ha un gruppo selenio

• "seleniocisteina"

• Il glutatione ripristina l'enzima.

HIF

In condizioni di ipossia la citocromo ossidasi è meno efficiente

Rimane più a lungo l'ossigeno nel mitocondrio

Si formano radicali liberi

a. l' HIF viene prodotto Biochimica II Pagina 38

a. l' HIF viene prodotto

b. Agisce sulla citocromo ossidasi distruggendo la subunità 1

c. Agisce rallentando la catena respiratoria adeguandola alla quantità di ossigeno

EFFETTI RADICALI LIBERI

Malattie mitocondriali :

1. Eteroplasmia ( alcuni soltanto hanno la mutazione )

2. Omoplasmia ( tutti i mitocondri sono mutati )

C'è una soglia di mitocondri mutati del 60% per ammalarsi

a. Neuropatia oftalmologica

b. Attacco al sistema sensorio

c. Melas

Una teoria dell'invecchiamento si basa sull'accumulo di anomalie genetiche non sanate nel mitocondrio

DIABETE TIPO 2

Insulino resistenza + radicali liberi

Il processo di produzione di insulina lo conosciamo già.

Creandosi uno stress ossidativo, si ha un deficit respiratorio

Il radicale aumenta UCP2 disaccoppiante, scarica il gradiente protonico

Non vengono bloccati i canali del potassio

Non entra il calcio e l'insulina non viene estrusa

Sindrome metabolica

Si basa sull'insulino resistenza

Il glucosio nel sangue

Entra tramite GLUT 2 entra a palla nel pancreas

Si fa ancora il ciclo

Si creano tanti radicali liberi

Bordello delle cellule beta

Non viene prodotta insulina

Si passa così da un diabete II primordiale ad un diabete II conclamato.

Biochimica II Pagina 39

19:54

IL GLICOGENO

• È un sistema per immagazzinare glucosio in :

Fegato

- Muscolo scheletrico

-

• Nel fegato il glicogeno arriva al 10 %

• La quantità è di 500 g

• Oltre a questi due organi è presente in altre due cellule ( surrenale e astrociti )

• È un omopolisaccaride ramificato ( 1,4 e 1,6 )

• File lineari e ogni 10 residui si ha una ramificazione

Enzimi degradativi :

1) Glicogeno fosforilati

2) Transferasi

3) Alfa 1,6 glicosilasi

SCISSIONE DEL GLICOGENO

1) La fosforilasi taglia tutte le unità del ramo lasciandone quattro

2) La transferasi ne sposta tre nella catena principale ( rimanendo un glucosio )

3) Alfa 1,6 glicosidasi che taglia il legame e lascia glucosio

Si dice che il taglio alfa 1,4 è catalizzato dalla glicogeno fosforilasi, che taglia le estremità non riducenti.

Il gruppo aldeidico del glucosio è bloccato nel legame glicosidico

"quando abbiamo una catena lineare di glucosio, la glicogeno fosforilasi taglia sempre il glucosio all'estremità in cui il suo legame glicosidico

impegna il C1"

Funzionamento

• In presenza di fosfato abbiamo che viene formato glucosio 1 fosfato

• La reazione è una fosfolisi ( scissione in presenza di fosfato inorganico )

• Non richiede la presenza di acqua

• Una volta formato il G1P inizia la differenza delle due vie

• La fosfoglucomutasi, trasforma il G1P in G6P

• Nel muscolo : uso per la glicolisi, quindi il glicogeno muscolare ha una funzione energetica

• Nel fegato : enzima chiamato glucosio 6 fosfatasi, l'unico che lo defosforila

• Il glicogeno controlla la glicemia

• Abbiamo due nuovi enzimi : la fosfoglucomutasi e la glucosio 6 fosfatasi

GLUCOSIO 6 FOSFATASI

• Esclusivo del fegato ( solo il fegato defosforila )

• La glucosio 6 fosfatasi si trova nella membrana del reticolo endoplasmatico

• Il glucosio 6 fosfato perciò viene defosforilato nel reticolo

• Ci entra attraverso T1

• Si forma glucosio e fosfato inorganico

• Attraverso T2 e T3 escono fosfato e glucosio

• A questo punto può uscire attraverso GLUT 2

• Il glicogeno viene usato lontano dai pasti ( dopo 2 ore ) e di notte

FOSFOGLUCOMUTASI

• Ha una serina con legato il fosfato

• Arriva il glucosio 1 fosfato

• Il fosfato 6 da luogo al glucosio 1,6 bisfosfato

Biochimica II Pagina 40

• Il fosfato 6 da luogo al glucosio 1,6 bisfosfato

• Il fosfato in 1 viene dato alla serina

GLICOGENO FOSFORILASI

• È l'enzima regolato

• Contiene la piridossina

• Il composto attivato è il PLP

1. Arriva la molecola del fosfato inorganico

2. Il fosfato in soluzione è HPO3

3. Questo dona l'idrogeno al glicogeno

4. Il fosfato senza idrogeno si lega con il fosfato del PLP a formare un carbocatione stabilizzato dal fosfato

Esempio di catalisi acido base

Enzima dimerico con due subunità identiche

> Ha due siti catalitici con PLP

> Un sito per il glicogeno

>

REGOLAZIONE DELLA GLICOGENO FOSFORILASI

Due forme :

A : ha tendenza ad essere attiva ( stato R )

- B : ha tendenza ad essere inattiva ( stato T )

-

• Le due forme sono differenziate per lo stato di fosforilazione ( la a è fosforilata )

• Ognuna di queste può avere lo stato T e R

La fosforilasi B : ha facilità nel prendere una conformazione rispetto all'altra

La fosforilasi A : Tutto spostato verso la forma R

Ognuno di queste ha un controllo allosterico

• La glicogeno fosforilasi muscolare, è nella forma B

• Si attiva in presenza di AMP ( T ---> R )

• Nelle cellule il G6P non si accumula, viene subito usato

• Quando inizia una contrazione rapida il glucosio viene subito consumato

• L' AMP, il segnale di fame può essere costituito dalla nucleotide chinasi

INIBITORI : ATP e G6P

GLICOGENO FOSFORILASI EPATICA

• Nel fegato abbiamo la forma A fosforilata

• l'inibitore è il glucosio che trasforma la forma attiva in forma inattiva

• Viene anche defosforilata dalla proteina fosfatasi 1 : inattivandola ancora di più

• Le due fosforilasi hanno una struttura primaria diversa e si dicono ISOENZIMI

ORMONI DEL GLICOGENO

Insulina

- Glucagone,

-

• 29 aminoacidi

• Cellule alfa del pancreas

• Lontano dai pasti

• Quando la glicemia scende sotto 0.8 viene secreto

Adrenalina

-

• Non è proteina

• Deriva dalla tirosina

• Prodotto in situ di stress

La fosforilasi B fosforilata dalla fosforilasi chinasi diventa fosforilasi A

Biochimica II Pagina 41

La fosforilasi B fosforilata dalla fosforilasi chinasi diventa fosforilasi A

FOSFORILASI CHINASI

• Varie subunità alfa beta gamma

• Tetramero di tetrameri

• Le subunità beta vengono fosforilate dalla pKA = l'enzima è parzialmente attivo = covalente

• l'enzima si attiva totalmente quando viene anche il calcio

• Il calcio si lega alla subunità delta e attiva l'altra metà dell'enzima : locale

• Con l'effetto dell'ormone abbiamo un' attivazione completa

• Le subunità delta solo calmodulinasimili ( eliche EF )

INATTIVAZIONE : scissura dell' AMP ciclico grazie alla fosfodiesterasi ( INATTIVATA DALLA CAFFEINA )

GLICOGENO SINTESI

• Si forma quando c'è disponibilità di glucosio

• La gluchinasi fosforila

• La fosfoglucomutasi lo trasforma in G1P

• Questo viene attivato che è una molecola che attiva il glucosio : UTP

• Reagisce con UTP e si forma UDP glucosio

Enzimi biosintetici

1. Glicogeno sintasi

2. Amilo ( 1,4 --> 1,6 ) transglicosidasi

3. Glicogenina Biochimica II Pagina 42

martedì 21 novembre 2017 15:38

INSULINA

Inserita in vescicole secretorie ( dove si fanno i disolfuro )

Aumenta l' ATP --> chiusi potassio --> entra calcio ---> si libera insulina

Ha effetto sulla glicogeno sintasi

Questa quando è fosforilata è inattiva, quando è defosforilata è attiva

La chinasi in questione è la PkA

La glicogeno sintasi chinasi è un' altra fosforilasi dell'insulina

INSULINA --> PKB, questa :

1. fosforila la glicogeno sintasi chinasi 3 che non fosforila più la glicogeno sintasi in modo tale da attivarla.

2. Deve favorire la defosforilazione della glicogeno sintasi fosforilata dal glucagone mediante la proteina fosfatasi 1. Perciò la proteina

chinasi B, insu

GLUCAGONE --> PKA

La GLICOGENO SINTASI :

a. Forma A, attiva; defosforilata. INDIPENDENTE

b. Forma B, inattiva; fosforilata. DIPENDENTE

Dipendente da cosa?

Dall'effettore allosterico, il G6P

Quando è tanto può attivare una glicogeno sintasi inattiva ( come il muscolo che deve sintetizzare il glicogeno )

La proteina fosfatasi 1 :

1. Ha un'azione sulla glicogeno fosforilasi ( inibendola )

2. Ha un'azione sulla glicogeno sintasi ( attiva, defosforilandola )

In carenza di zucchero, con il glucagone in circolo :

1. La proteina chinasi A fosforila la fosforilasi chinasi, che fosforila la glicogeno fosforilasi ---> attivandola

2. La proteina chinasi A fosforila la glicogeno sintasi ---> inattivandola

QUINDI non avvengono mai contemporaneamente!

MUSCOLO

Insulina

1. Nel muscolo l'insulina fosforila una parte della GM ( REGOLATORIA ),

La proteina fosfatasi legata al complesso

2. La proteina fosfatasi 1 rimane legata alla subunità GM. In questo modo è attiva ( quando è legata )

3. La proteina fosfatasi 1 è attiva : attiva glicogenosintesi e inibisce glicogeno lisi

Adrenalina o del glucagone

1. Viene fosforilata la subunità GM in un'altra posizione che si chiama P2

2. Quando viene fosforilata, perde affinità per la Proteina fosfatasi 1

3. La proteina fosfatasi 1 è inattivata

4. Viene fosforilato anche l'inibitore della PP1 che si attiva la inattiva definitivamente.

FEGATO

1. La PP1 è legata alla GL

La glicogeno fosforilasi A nella forma ATTIVA

Biochimica II Pagina 43

La glicogeno fosforilasi A nella forma ATTIVA

2. Quando arriva il glucosio, si lega alla glicogeno fosforilasi A

3. La glicogeno fosforilasi si stacca, divenendo attiva

4. Può essere attaccata dalla PP1, che la defosforila a forma B inattiva ( parziale --> totale )

5. Contemporaneamente la PP1 defosforila la glicogeno sintasi

Oltre alla glicogeno sintasi, :

1. c'è bisogno dell'enzima RAMIFICANTE

2. Glicogenina --> ha un residuo di tirosina ( a cui si lega una molecola di UDP glucosio )

3. Dopo glicogenina + 8 residui di Glucosio

Vantaggio della ramificazione :

1. Motivi sterici

2. Velocità nel ripristino glicemico

Uso nel lavoro muscolare :

1. ATP

2. FOSFOCREATINA

3. MET. ANAREOBIO

4. MET. AEROBIO

Come si ripristina?

Con una dieta ricca di carboidrati si ripristina in un'ora?

No! Se ne ripristina 5% all'ora

Con una dieta di proteine e grassi non si forma completamente : le proteine potrebbero dare un' intermedio glucidico ma che verrebbe

utilizzato per la glicolisi.

PATOLOGIE : GLICOGENOSI

1) Von Gierke

Deficit di glucosio6fosfato-fosfatasi e T1

Sintomi : epatomegalia, ipoglicemia, chetosi, iperlipidemia

2) Pompe

Deficit di 1,4 glucosidasi lisosomiale

Sintomi : cardiomegalia, bordello, morte prima dei due anni

3) Cori

Deficit di enzima ramificante

5) Mc Ardle ( non tanto grave )

Deficit di fosforilasi

Sintomi : intolleranza muscolare allo sforzo

IPOGLICEMIA NEONATALE

1. Il glicogeno viene fatto negli ultimi 3 mesi di vita fetale

2. Quando nasce il feto, viene inondato di glucagone e adrenalina --> glicemia normale

3. Se il feto nasce prima, dobbiamo somministrare glucosio

4. Se la mamma è diabetica, dobbiamo somministrare tanto glucosio poiché il bambino deve battere la quota insulinica.

GLUCONEOGENESI

A partire da molecole non glucidiche

- Fatta esclusivamente dal fegato :

- a. Attività fisica intensa

b. Digiuno prolungato

I precursori non glucidici :

- a. Lattato

b. Gli amminoacidi

c. Il glicerolo Biochimica II Pagina 44

Gli amminoacidi sono nelle proteine, che in caso di necessità degradiamo quelle dei muscoli

Fonti di glucosio durante il digiuno --> amminoacidi e glicerolo

Fonti di glucosio durante lo sforzo ---> lattato

ALANINA --> PIRUVATO

LATTATO --> PIRUVATO

GLICEROLO --> FOSFORILAZIONE A DIIDROXACETONE FOSFATO

• Il cortisolo è un altro ormone che sottende alla gluconeogenesi

• Ormone steroideo

• Deriva dal surrene

• Ritmo circadiano

• I recettori si trovano nel citoplasma

• Il picco lo si ha la mattina, mentre la notte sale.

• Il ciclo è di 25 ore

• Il cortisolo ci fa svegliare: fin adesso ci ho pensato io, ora arrangiati.

DOBBIAMO RIPERCORRERE LE TAPPE DELLA GLICOLISI E BYPASSARE LE REAZIONI IRREVERSIBILI

1) Piruvato chinasi

2) Fosfofruttochinasi I

3) Glucochinasi

Come si fa?

I. Dobbiamo trasformare il piruvato in fosfoenolpiruvato:

• Non enzima un enzima diretto

• Serve una via alternativa

• Quando il piruvato entra nel mitocondrio fa due vie alternative:

1. Piruvato deidrogenasi ---> AcetilCoa

2. Piruvato carbossilasi ---> Ossalacetato

• Durante la notte, l'energia è data dall' acetilCoA che blocca la piruvato deidrogenasi.

• Quindi il piruvato viene trasformato in ossalacetato ( reazione anaplerotica )

• Richiede BIOTINA ed è ATP dipendente

• Dominio di carbossilazione della biotina ( attacco del bicarbonato )

• Per l'ossalacetato non esiste trasportatore!

• Per superare il mitocondrio deve essere trasformato in malato, tramite NADH

• Nel citoplasma viene ritrasformato in ossalacetato

• Interviene la FOSFOENOLPIRUVATOCARBOSSICHINASI :

1. Esce una molecola di Co2

2. Utilizza GTP

3. Ossalacetato + GTP ----> fosfoenolpiruvato + CO2

DELTA G = -22 KJ/MOL

Abbiamo speso 1 ATP e 1 GTP

Le reazioni procedono al contrario

2) FRUTTOSIO 1,6 BISFOSFATASI

Tramite la scissione di un' H20 produce il fruttosio 6 fosfato

3) Fosfoglucoisomerasi : fruttosio --> glucosio

4) GLUCOSIO 6 FOSFATASI : G6P ---> Glucosio

Biochimica II Pagina 45

4) GLUCOSIO 6 FOSFATASI : G6P ---> Glucosio

Il glucosio esce mediante GLUT 2

Se facessimo l'inverso della glicolisi avremo ---> Delta G = +84 KJ/Mol

Gluconeogenesi ---> -38 KJ/Mol

Le reazioni sono tutte ESOERGONICHE!

Avremmo una serie di cicli futili se avvenissero in contemporanea:

Il ciclo di Cori,

Ciclo della trasformazione del lattato muscolare in glucosio

Quando il muscolo è in attività, si crea lattato poiché nel muscolo il rapporto NAD+/NADH ???????

Nel fegato è favorita la gluconeogenesi poiché il rapporto NAD+ / NADH è ???????

REGOLAZIONE DELLA GLUCONEOGENESI

1) La fosfoenolpiruvatocarbossichinasi

Di notte viene aumentata la sintesi proteica di questo enzima poiché in circolo c'è il cortisolo

GRE è il promotore dell'enzima

Aumenta la quantità di fosfoenolpiruvato carbossichinasi

IRE, è sensibile all'insulina : blocca

CREI e CREII, fatto sotto controllo dell' AMP CICLICO --> glucagone

Se si accumula fosfoenolpiruvato nel fegato non si verifica la glicolisi per la differente forma di PIRUVATO CHINASI

Che non funziona se è presente glucagone ---> glicolisi bloccata

ENZIMA CHIAVE : REGOLATA A LIVELLO GENICO ( RITMO CIRCADIANO )

2) Fruttosio 1,6 bisfosfato fosfatasi

2,6 bisfosfato inibisce : prodotto dalla fosfofruttochinasi II

La fosfofruttochinasi II esiste in due forme:

a. Defosforilata : F6P + ATP ----> FRUTTOSIO 2,6 BISFOSFATO + ADP + P

b. Fosforilata : FRUTTOSIO 2,6 BISFOSFATO + H20 ---> FRUTTOSIO 6 FOSFATO + FOSFATO

Il fruttosio 2,6 bisfosfato inibisce fruttosio 1,6 bisfosfatasi.

GLUCAGONE ---> fosforila

INSULINA ---> defosforila

La fosfofruttochinasi 2 ha due domini opposti :

1. CHINASICO

2. FOSFATASICO

Si ha un movimento delle subunità a seconda dello stato di fosforilazione

Biochimica II Pagina 46

giovedì 23 novembre 2017 17:14

VIA DEI PENTOSO FOSFATI

La fanno la maggior parte delle cellule, soprattutto quelle che hanno maggiori necessità biosintetiche

Si produce ribosio 5 fosfato

Il midollo è uno di questi tessuti

L'altro prodotto importante è il NADPH

Questo è il donatore di elettroni per tutte le vie biosintentiche

- Divide i metabolismi ( se c'è lui, non si può usare NAD+ )

- Si usa per gli anabolismi :

- a. Fegato

b. Adiposo

c. Mammaria

Fondamentale per la detossificazione degli agenti endogeni : negli eritrociti fronteggia lo stress ossidativo

-

Reazioni :

1. FASE OSSIDATIVA

a. Glucosio6fosfato deidrogenasi : Trasformazione del glucosio6fosfato -----> 6fosfogluconodeltalattone

Il gruppo aldeidico viene ossidato a carbossile : si forma un estere intramolecolare : il lattone

Viene usato NADP+

Glucono: glucosio con carbossile in posizione 1

Sembra un chetone, ma non lo è : è un gruppo carbossilico.

b. Lattonasi : aggiunge acqua aprendo il lattone formando il 6fosfogluconato

Quando si ha un gruppo carbossilico:

Posizione 1 --> Acido gluconico

Posizione 6 --> Glucoronato

Posizione 1,6 --> Glucarico

Siamo in ambiente normale perciò si chiama gluconato perché

è deprotonato

c. La 6 fosfogluconato deidrogenasi :

Eliminiamo C1 sotto forma di CO2 ( si ossida e diventa

acido )

Si forma il ribulosio 5fosfato

Si forma NADPH

d. Isomerasi : Il ribulosio ( chetone ) viene isomerizzato a

ribosio ( aldeide )

SI CONCLUDE LA FASE OSSIDATIVA

PRODOTTI :

1. Ribosio5fosfato

2. 2 NADPH

FASE RICOMBINATIVA

Solo se il fine principale è l'uso del NADH

È necessaria l'epimerasi che cambia il ribulosio--> XILULOSIO

( epimero in C3 ) Biochimica II Pagina 47

Solo se il fine principale è l'uso del NADH

È necessaria l'epimerasi che cambia il ribulosio--> XILULOSIO

( epimero in C3 )

Se il ribosio non si usa, si forma il ribulosio che viene

trasformato in Xilulosio

1) Xilulosio5P + ribosio5P = GA3P + Sedoeptulosio

C5 + C5 --> C7 + C3

Vengono staccati i primi due carboni ( con il chetone )

allo xilulosio e vengono inseriti nel ribosio5P

2) Sedoeptulosio e GA3P --> Eritrosio4fosfato + Fruttosio6P

Vengono staccati 3 carboni al sedoeptulosio e inseriti

nella gliceraldeide 3 fosfato danno fruttosio 6 fosfato

3) Un'altra molecola di xilulosio dà due carboni all'eritrosio:

XILULOSIO + ERITROSIO ---> F6P + GA3P

Quindi i prodotti sono : 2 molecole di fruttosio6P e 1 GA3P

DESTINI :

1. FORMARE GLUCOSIO

2. VIA GLICOLITICA

3. GLUCONEOGENESI

NB : abbiamo utilizzato 3 composti a cinque atomi di carbonio

= 15 atomi di carbonio

Transchetolasi e transaldolasi : differiscono per la presenza

della TIAMINA PIROFOSFATO ( ATTACCA IL GRUPPO

CHETONICO ) che si trova nella transchetolasi

REGOLAZIONE DELLA VIA DEI PENTOSO FOSFATI

1. Basata sul primo enzima : la glucosio 6 fosfato deidrogenasi è inibita dal suo prodotto : NADPH

FUNZIONE DEL NADPH

Una funzione è il potere riducente nei confronti di due enzimi:

a. Citocromo p450

b. Glutatione reduttasi

CITOCROMO P450

È un citocromo : contiene Eme che si trova nella matrice mitocondriale, sia nel reticolo endoplasmatico liscio

All'interno del mitocondrio abbiamo la formazione degli ormoni steroidei

All'interno del reticolo endoplasmatico liscio è la trasformazione di sostanze idrofobiche in sostanze idrofiliche ( soprattut. xenobiotici)

Il NADPH fa donatore di elettroni per la proteina adrenodossina

Il citocromo p450 ha un gruppo eme che contiene ferro nella forma ferrica

Arriva il substrato RH

L'obiettivo finale è avere R-OH

Il citocromo p450 si può definire una diossigenasi

L'adrenodossina dona il due elettroni

Il fegato fa questo processo

Detossifica anche l'etanolo ( ecco perché non si beve sotto farmaci )

GLUTATIONE

È un tripeptide Biochimica II Pagina 48

È un tripeptide

Serve ad eliminare i perossidi

Esiste anche la glutatione reduttasi che trasforma il glutatione ossidato in glutatione ridotto

La riduzione avviene con il NADPH

Se non c'è NADPH, le reazioni di detossificazione non avvengono correttamente

ERITROCITA : Protegge dallo stress ossidativo perché contrasta i radicali liberi.

Tutto questo fatto dal NADPH ( l'enzima malico lo fanno gli altri )

In assenza/carenza glucosio6deidrogenasi anemia emolitica grave

Antifiammatori, antipiretici, antimalarici

In condizioni di infezioni batteriche

Biochimica II Pagina 49

martedì 28 novembre 2017 17:26

METABOLISMO ACIDI GRASSI

Triacilgliceroli o trigliceridi che si divide in glicerolo e acidi grassi

1. Il destino del glicerolo è quello di formare il piruvato :

a. Ossidazione in diidrossiacetone fosfato

b. Isomerizzazione in Gliceraldeide 3 fosfato

2. Gli acidi grassi vanno a formare l'AcetilcoA

Sono composti da lunghe catene carboniose ( sature, parzialmente insature )

Gli acidi grassi sono molecole idrofobiche e determinano non pochi problemi

L'accumulo di queste sostanze è un vantaggio per motivi energetici ( inoltre non hanno bisogno di H20 )

I doppi legami che troviamo sono in CIS e sono molto importanti nei fosfolipidi ( acido grasso saturo + insaturo che

diminuisce la forza Wan der Waals )

Gli acidi grassi normalmente vengono assunti sottoforma di TRIGLICERIDI ( 3 acidi grassi + glicerolo, legati da legami

estere ).

DIGESTIONE

Vengono digeriti parzialmente nella bocca

Digeriti totalmente nell'intestino tenue ( duodeno )

Stomaco e rene --> proteine

Come vengono trasformati i trigliceridi?

Abbiamo la lipasi pancreatica --> pancreas esocrino

• Questi enzimi funzionano a pH basico.

• Una volta arrivati all'intestino abbiamo la scissione in :

• 2 Acidi grassi

- Monoacilglicerolo

-

A questo punto passano dentro gli enterociti --> riformazione del trigliceride

• Impacchettato all'interno di lipoproteine

• Questi chilomicroni vanno in circolo sanguigno ( il sangue risulta opaco )

• Le molecole sono fortemente idrofobiche

• La lipasi è idrofilica

• Come interagiscono? Grazie ai Sali biliari : saponi derivanti dalla bile

• Sali biliari : derivano dal colesterolo constano di :

- Glicocolico

□ Taurocolico

Il colesterolo ha come centro il ciclopentanoperidrofenantrene

Durante la sintesi dei Sali biliari, il colesterolo viene reso più idrofilico ( si aggiungono gruppi OH )

Chi li aggiunge? Il citocromo p450

Oltre la solubilizzazione tramite aggiunta di OH, viene aggiunta

Glicina ( COO-)

□ Taurina ( SO3- )

□ Entrambe presentano cariche negative

In totale avremo un composto carico polare con il nucleo idrofobico

La parte di sostanza idrofobica --> si inforca nella goccia lipidica

La parte idrofilica --> Sta fuori e permette la sospensione delle micelle

Biochimica II Pagina 50

Pigmenti biliari

- Quando il globulo rosso viene distrutto, le sue componenti vengono riciclate

1) Eme trasformato in Biliverdina

Il processo produce CO, per questo motivo abbiamo l'istidina distale

2) La biliverdina viene ridotta a bilirubina ( NADPH dipendente )

3) La bilirubina viene glucoronata ( unita a acido glucuronico ) a bilirubina glucoronato

Hanno una parte pirrolica idrofobica

Hanno una parte glucoronica idrofilica

Nel sangue viaggia legata all'albumina

Lipasi pancreatica

• Ha una struttura che si chiama coperchio ( protegge il sito attivo )

Se le micelle sono vicine, il coperchio si toglie ed espone il suo sito attivo

Il sito attivo è idrofobico!

Presenta la colipasi, che funge da coenzima : prende contatto con la superficie formata, distendendosi l'abbraccia

facendo aprire il coperchio

Il sistema permette perciò la liberazione del sito attivo che può scindere.

La lipasi è un'esterasi

Fino ad ora abbiamo trasportato i trigliceridi nel tessuto adiposo.

• Come si usano?

Di notte --> glucagone e ormoni tiroidei

- Sotto sforzo muscolare ---> adrenalina

-

ADRENALINA

Il tessuto prevalentemente usato è quello addominale sottocutaneo

L'adrenalina va in circolo e tramite un recettore Beta adrenergico

Attivazione PKA che fosforila :

Lipasi ormone sensibile

- Perilipine ( che circondano la goccia di grasso ) che hanno due funzioni :

- 1) Contenere la goccia di grasso da defosforilate

2) Quando sono fosforilate fungono da saponi

Una volta attivata le perilipine avviene la scissione dei digliceridi in acidi grassi e glicerolo ( uno alla volte )

Il passaggio da trigliceridi a digliceridi è fatto dalle proteine ATGL

Gli acidi grassi liberi e glicerolo vanno nel sangue

Il glicerolo va nel tessuto epatico

Gli acidi grassi vengono trasportati dall'albumina

E vanno in : Biochimica II Pagina 51

1. Muscolo

2. Cuore

3. Fegato

I recettori che sono nella cellula adiposa sono di due tipi : BETA ADRENERGICI ( G stimolatori ) e ALFA ADRENERGICI

( G inibitori )

Quando l'ormone viene secreto dalla midollare aumenta la concentrazione : vengono attivati i recettori beta adrenergici

Se i livelli sono costanti ---> alfa adrenenergici

I recettori beta sono di 3 sottotipi : BETA1, BETA2, BETA3

ENTRATA/USCITA dalle cellule

Prevede dei trasportatori di membrana ( CD36 )

- I recettori sono sotto il controllo dell'insulina e dalla contrazione muscolare ( evocazione )

-

COSA SUCCEDE ALL' INTERNO DELLA CELLULA?

R-CH2-CH2-C=O-O

Acido grasso generalizzato

Possiamo dividere gli acidi grassi in 4 tipologie

Corta catena ( 6 Carboni )

- Media catena ( 12 Carboni )

- Lunga catena ( 20 Carboni )

- Molto lunga catena ( sopra i 20 Carboni )

-

Possiamo dividerli ancora in :

Saturi

- Insaturi

- Polinsaturi

-

Una volta entrato nella cellula ---> l'amminoacido deve essere attivato

Acido grasso + CoASH + ATP ------> AcilCoA + AMP + Ppi

1. Il pirofosfato viene scisso da una pirofosfatasi

2. L'intermedio della reazione è l'acil ADENILATO

Una volta attivato, deve entrare nel mitocondrio.

Serve la carnitina per il passaggio attraverso la matrice

L'enzima in questione è la carnitina acil transferasi 1 :

a. Si forma l' O - ACILCARNITINA

b. Viene traslocato da una carnitina acil carnitina translocasi.

c. A questo punto all'interno della matrice avremo la carnitina acil transferasi 2 che riforma ACILCOA e carnitina

BETA OSSIDAZIONE

Beta ossidazione perché viene tagliato il carbonio beta

a. La prima reazione è ad opera dell' ACILCOA deidrogenasi che deve DESATURARE

FAD DIPENDENTE

Viene a formarsi ENOILCOA con un doppio legame TRANS

L'acilcoAdeidrogenasi dona gli elettroni al coenzima Q ( con la proteina ETF )

Biochimica II Pagina 52

b. Aggiunta di H20 ad opera di un'idratasi

Si forma il beta idrossiacilcoA

c. Ossidazione NAD dipendente

Si forma BETA CHETOACILCOA

d. TIOLASI, che taglia nel carbonio beta

Viene a reiniziarsi il ciclo.

Biochimica II Pagina 53

Il processo di ossidazione :

1. Stimolato da ormoni

2. Comporta un contributo energetico

3. Processo compartimentalizzato ---> nella matrice mitocondriale

4. Entra nel ciclo di KREBS ( richiede ossalacetato )

5. Durante l'ossidazione degli acidi grassi è necessaria la contemporanea degradazione degli zuccheri

6. Regolato a livello locale

7. Via preferenziale di cuore, muscolo e fegato

Il fegato utilizza acidi grassi per utilizzare i carboidrati per la biosintesi degli acidi grassi stessi

ATTIVAZIONE ACIDO GRASSO

Avviene nella matrice mitocondriale

È un processo che richiede ATP

Reazione esoergonica

Il legame che si forma è di tipo anidridico ---> successivamente TIOESTERE

Avviene lo scambio tra due legami ad alta energia

Questa reazione produce AMP ---> attiva la FOSFOFRUTTOCHINASI I

La carnitina viene prodotta a partire dalla lisina e dalla metionina --> ENDOGENA

DEGRADAZIONE

Esistono 3 tipi di AcilCoA deidrogenasi

Gli acidi grassi a catena media/corta entrano nel mitocondrio senza bisogno di carnitina

DELTA G °' = -3870 KJ/Mol ( investimento in banca )

Biochimica II Pagina 54

DELTA G °' = -3870 KJ/Mol ( investimento in banca )

MUTAZIONE ACILCOA DEIDROGENASI

Gli acidi grassi che passano la membrana non potranno essere attivati

1/10000 ha un allele recessivo

Ipoglicemia --> sonnolenza ---> coma ----> morte

Molto grave per i neonati

ACIDI GRASSI A NUMERO DISPARI DI CARBONIO

Quello che rimane è il propionilCoA : reagisce con bicarbonato e ATP

Il coenzima è la Vitamina H ( PIRUVATO CARBOSSILASI )

Viene a costituirsi il D-Metilmalonil-CoA ---> L-metilmalonilCoA ---> SuccinilCoA

Catalizzata dalla vitamina B12 ( fabbisogno molto bassa )

In carenza si ha ANEMIA MEGALOBLASTICA

ACIDO GRASSO MONOINSATURO/POLINSATURO

Acido Oleico

Monoinsaturi ---> abbiamo bisogno di un'isomerasi che trasforma il doppio legame da cis a TRANS

Polinsaturi --->1. ISOMERASI, 2. Ossidasi FAD dipendente, 3. Reduttasi NADPH dipendente

Biochimica II Pagina 55

ACIDI GRASSI A CATENA MOLTO LUNGA

Gli acidi grassi prima di potere entrare nel mitocondrio devono essere accorciati

Vengono accorciati dai PEROSSISOMI

ACILCOA + O2 -----> TransDelta-enoilcoA + H2O2

Enzima : ACILcoA OSSIDASI

Coenzima : FAD ----> FADH2

Il Fad deve essere riossidato attraverso O2

Dato che perde elettroni con H2O2 viene formata meno energia

CARENZA ALFA IDROSSILASI ---> REFSUM

ZELLWERG

ADRENOLEUCODISTROFIA -----> MANCATO FUNZIONAMENTO PEROSSISOMI.

Biochimica II Pagina 56

giovedì 30 novembre 2017 14:00

CORPI CHETONICI

Prodotti nei mitocondri epatici

Prodotti quando è scarso I ossalacetato (digiuno, diabete)

Fonti di energia per cervello, cuore e

muscolo scheletrico

Nei periodi di digiuno sono la fonte esclusiva di energia

per il cervello

Come vengono prodotti?

Solo nel fegato, in caso di carenza di ossalacetato ( a partire dagli acidi grassi )

In condizioni fisiologiche o di digiuno ---> l'ossalacetato prende la via gluconeogenetica

Sono la fonte esclusiva di energia :

1. Cervello

2. Cuore

3. Fegato

PRODUZIONE DEI CORPI CHETONICI

In che modo è regolata la loro produzione?

La regolazione della produzione è ORMONALE

Sono gli ormoni che favoriscono la disponibilità dei corpi chetonici

Quali ormoni?

Tiroidei

- Glucagone : stimolano la lipolisi,

- Cortisolo : inibisce la riformazione del triacilglicerolo.

-

Perché si producono?

Si formano a partire dagli acidi grassi che producono acetilcoA

Quando si accumula, da luogo ai corpi chetonici : non va al ciclo di Krebs perché l' ossalacetato va a fare la gluconeogenesi

L' AcetilCoA si accumula e viene trasformato in corpi chetonici.

Nei periodi di digiuno prolungato sono l'unica fonte di energia per il cervello

La maggior parte di quelli che vengono prodotti di notte vanno al cuore

La cellula usa le stesse reazioni nel citoplasma per sintetizzare il colesterolo

La gluconeogenesi deriva dal piruvato, non parliamo però del piruvato epatico : perché il glucagone è quello che blocca la gl icolisi

Il glucosio che si forma con la gluconeogenesi non entra mai nella glicolisi perché è bloccata.

Non si forma il piruvato, aumenta AcetilCoa ----> effettore allosterico per piruvato deidrogenasi ( inibitori ) e carbossilasi

( attivatore ), spinge la gluconeogenesi epatica.

#1 Formazione di ACETOACETILCOA

AcetilCoA + AcetilCoA ---> AcetoAcetilcoA + coA

Enzima : TIOLASI

Prodotti : CoA, ACETOACETILCOA

Biochimica II Pagina 57

#2 Aggiunta di AcetilCoA

AcetoacetilCoA + AcetilcoA ---> B,idrossi,BmetilglutarilCoA

Enzima : sintasi

L'acetilcoA che si aggiunge, perde un protone e porta alla formazione di un CH2 carico negativamente

Il CH2 reagisce con il carbonio carico positivamente andando a fare un intermedio pentavalente

Il doppio legame si rompe e si forma un idrossile

Viene eliminato il CoA e si forma un gruppo carbossilico

Questa è una via per la sintesi dei corpi chetonici ma anche per il colesterolo ( il suo processo avviene nel citoplasma )

-

#3#4 Biochimica II Pagina 58

#3 Si toglie una molecola di AcetilcoA e si forma acetoacetato

Reazione : BidrossiBmetilglutarilcoA -----> Acetoacetato + AcetilcoA

Enzima : Liasi

#4

1. Non enzimatica di DECARBOSSILAZIONE :

Acetoacetato subisce una decarbossilazione spontanea andando a costituire Acetone

- Reazione : Acetoacetato ---> Acetone + CO2

Enzima : acetoacetatodecarbossilasi

2. Enzimatica di RIDUZIONE

Reazione : ACETOACETATO + NADH ---> B,D idrossibutirrato

Enzima : deidrogenasi

( il NADH si forma dall'ultima reazione della beta ossidazione )

Con l' acetone ( malattia ) viene bloccato il metabolismo glucidico e attivato quello lipidico

- Il CoA mitocondriale è limitato : se tutto il coA è intrappolato dall'AcetilCoa, non possiamo fare la Beta ossidazione,

- questo è un modo per liberare 2 molecole di coA ogni 3 acetilCoA ---> attivazione di acidi grassi

Una volta che si sono formati i corpi chetonici :

Devono essere buttati fuori dal mitocondrio : questi hanno due gruppi carbossilici, hanno un trasportatore "del monocarbossilato"

che anche qui buttano fuori H+

Rendono il sangue più ricco in protoni ----> acidosi metabolica.

Vengono prodotti tanti corpi chetonici, l'acidità è abbastanza rilevante

Il rene serve a tamponarla

I corpi chetonici vanno agli organi di destinazione :

1. Muscoli

2. Cuore

3. Cervello Biochimica II Pagina 59


PAGINE

103

PESO

5.52 MB

PUBBLICATO

7 mesi fa


DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti presi a lezione integrati con lo studio del libro consigliato. Utili come riassunti, non sostituiscono lo studio proprio; potrebbe contenere alcuni errori grammaticali. I concetti spiegati sono :

1. Metabolismo Glucidi
2. Metabolismo Lipidi
3. Metabolismo Amminoacidi
4. Ciclo dell' urea
5. Metabolismo Acidi nucleici ( Purine e Pirimidine )


Da usare necessariamente con il libro e seguendo le lezioni. Valido per un ripasso veloce.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (a ciclo unico)
SSD:
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher antonio.salsa97 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biochimica metabolica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Biologia Prof.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!

Altri appunti di Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (a ciclo unico)

Istologia (esame istologia ed embriologia)
Appunto
Riassunto esame Embriologia, Embriologia Umana, De Felici, prof. Canipari
Appunto
Riassunto esame Anatomia umana, prof. Onori, libro consigliato Anastasi
Appunto
Riassunto esame Anatomia: apparato locomotore, prof. Mammola
Appunto