Biochimica, modulo 1 - riassunto completo

Catabolismo degli acidi grassi

Trigliceridi ed acidi grassi liberi sono, nei mammiferi una importante sorgente energetica per i muscoli e la più abbondante scorta di energia.

La loro deposizione nel tessuto adiposo od il loro consumo a livello muscolare può avvalersi di via esogena (daintestino per azione delle lipasi pancreatiche su microemulsioni stabilizzate dai Sali biliari a formare chilomicronie poi passando per i capillari e quindi tessuto adiposo o muscoli, e ritorno dei residui di chilomicroni al fegato per la formazione delle VLDL) o endogena (da VLDL dal fegato ai capillari e quindi tessuto adiposo e muscoli, dopo l'azione della lipoproteina lipasi liberazione nel flusso ematico delle LDL che o tornano al fegato per essere eliminate o continuano a viaggiare nel corpo, arrivando nei tessuti extraepatici che forma le HDL, che aiutano la riduzione di LDL nel sangue).

La lipoproteina lipasi agisce ancorata alla superficie delle cellule bersaglio rilasciando

acidi grassi liberi daitriacigliceroli.Gli acidi grassi nel torrente circolatorio sono trasportati ai tessuti dall'albumina serica.Gli acidi grassi arrivano alla cellula sotto forma di acidi grassi liberi, trasportati dall'albumina serica, oppure sottoforma di trigliceridi esterificati ad una molecola di glicerolo.I trigliceridi vengono veicolati alle cellule con meccanismi particolari ad opera delle proteine ematiche.

LISI DEI TRIGLICERIDIIl trigliceride quando arriva nella cellula viene spezzatoin due componenti ad opera di una famiglia di enzimidetti lipasi, che sono delle esterasi che attaccano illegame estere tra acido grasso e glicerolo.L'attività di questi enzimi è controllata da ormoni che silegano alla superficie della cellula, inducendo laproduzione di AMPc, che attiva la proteina chinasi, cheha il compito di staccare la subunità catalitica da quellaregolatrice, attivando le lipasi.Il primo legame che viene attaccato è quello piùesterno,

E la stessa lipasi rompe il trigliceride fino a formare un monogliceride (quindi due volte), dopodiché entra in gioco un'altra lipasi che si occupa di staccare la molecola di acido grasso che esterifica il glicerolo. [Il digliceride è un punto di partenza per la sintesi di fosfolipidi] Alla fine mi trovo con tre acidi grassi liberi ed un glicerolo.

Uso del glicerolo ottenuto:

• Il glicerolo ottenuto dalla separazione degli acidi grassi viene fosforilato a glicerolo-1-P da una glicerolo-chinasi.
• Il glicerolo-1-P viene ossidato a gliceraldeide ed entra nella via glicolitica. Questa ultima reazione prevede l'utilizzo di una molecola di ATP.

Uso dei tre acidi grassi:

All'interno del citoplasma avviene l'attivazione dell'acido grasso che consiste nella reazione dell'acido grasso con il CoA a formare Acil-CoA che è un'etichetta di riconoscimento per la cellula (sa che è un composto da demolire). Si è formato un legame.

altoenergetico quindi per la formazione di questo composto abbiamo dovuto spendere dell'energia, che però è tamponata dal fatto che la reazione è accoppiata all'idrolisi pirofosforica dell'ATP.

Per formare il legame altoenergetico dell'Acil-CoA dobbiamo rompere due legami anidrici dell'ATP; uno direttamente mentre l'altro ad opera della piro-fosfatasi-inorganica.

La reazione della piro-fosfatasi-inorganica è preceduta dall'idrolisi pirofosforica dell'ATP, che produce pirofosfato, che viene a sua volta rotto dalla piro-fosfatasi-inorganica.

L'idrolisi di questi due legami fornisce la spinta termodinamica per la formazione dell'Acil-CoA.

CICLO DELLA CARNITINA

Abbiamo ora nel citoplasma l'Acil-CoA, che è una grossa molecola formata da ribosio, adenina, catena del pantotenato, la tio-etanol-ammina legata al pantotenato e il CoA legato all'SH di questa tioetanolammina.

L'Acil-CoA

carico perché abbiamo i due P dell'ADP. Il problema è che l'ossidazione di questo acido grasso si deve compiere nel mitocondrio e la molecola non può passare attraverso la membrana del mitocondrio così com'è. La cellula ricorre alla carnitina per trasportare l'acido grasso da degradare dal citoplasma al mitocondrio. La carnitina è un alcol anfoterico che ha uno scheletro a tre C, una funzione ossidrilica al centro, una carbossilica ad una estremità e un ammonio quaternario all'altra estremità. La carnitina è sempre carica positivamente a qualsiasi pH. Essa reagisce nel citoplasma con l'Acil-CoA, determinando la liberazione del CoA e il successivo legame con il suo ossidrile. Si forma l'Acil-carnitina. L'Acil-carnitina è acida perché ci sono due gruppi attratto-elettroni: uno è l'ammonio quaternario e il secondo è il carbonile. Succede che il legame

dell'ossigeno e del suo H è molto debole, quindi l'H tenderà a staccarsi e l'O tenderà a ribaltarsi sul C grazie all'azione dei due gruppi posti alle estremità. Quindi quello che si forma sembra un estere ma in realtà è un'anidride e ciò vuole dire che continuiamo ad avere un composto altoenergetico. - rispetto all'Acil-CoA ha di vantaggioso il fatto di essere di dimensioni minori e di essere priva di carica perché le cariche dell'ammonio quaternario e della funzione carbossilica si elidono tra loro Il trasporto avviene è un antiporto: per cui entra nel mitocondrio l'Acil-carnitina (che ha il trasportatore) ed esce la carnitina priva di Acile. Entrando l'Acil-carnitina incontra il CoA-mitocondriale (pool mitocondriale) e avviene la reazione inversa (l'Acil-carnitina si perde l'Acile, il quale si lega al CoA-mitocondriale). Questa formazione di Acil-carnitina, poi di Acil-CoA,

Ripristinando la carnitina libera consente di trasferire gruppi acile attivati dal citoplasma al mitocondrio. Più carnitina c'è e più aumenta la sua velocità di trasferimento dal citoplasma ai mitocondri e di conseguenza la combustione di questi acidi grassi nel mitocondrio produce più energia.

LA BETA OSSIDAZIONE DELL'ACIL-COA mitocondriale

Nel mitocondrio l'Acil-CoA va incontro ad ossidazione che libera delle sotto-unità bicarboniose sotto forma di acetil-CoA. Quindi si parte dall'Acil-CoA o dal Palmitoil-CoA e si spezza ogni due C in modo ciclico, ossia continuo, fino alla totale rottura dell'acido grasso. L'ossidazione utile alla liberazione di acetil-CoA e il restante di Acil-CoA avviene tramite una reazione di tiolisi e quindi con l'inserimento di una molecola di CoA-SH.

Similitudini con il ciclo di Krebs:

• Il cofattore della reazione è una flavina (FADH)2
• Il doppio legame ha una configurazione

trans(non è normale perché tutti gli acidi grassi naturali insaturi sono cis)- Anche questo enzima che crea il doppio legame è infilato nella membrana mitocondriale interna- Gli elettroni che prende questo enzima vanno al Coenzima-Q- Si aggiunge una molecola di acqua (avviene una enolasi) al doppio legame per riportarlo in condizioni normali (formo b-idrossi-acil-CoA)- Avviene ossidazione ad opera del NAD+ di questo idrossi-acido (conformazione L), che dall'avere un Calcolico diventa chetonico e si forma quindi il b-cheto-acil-CoA

ESEMPIO PRATICO +Rompo l'acido palmitico 8 volte perché ha 16 carboni e ottengo 8 Acetil-CoA, 7 FADH e 7 NADH + H (devo fare 72 cicli di b-ossidazione).L'Acetil-CoA che sta nel mitocondrio di norma condensa con l'ossal-acetato (OAA), entra nel ciclo di Krebs (1 ciclo per ogni Acetil-CoA, quindi 8) e viene combusto a CO2.

Dal ciclo di Krebs ottengo in totale 8 GTP, 16 CO2, 82 NADH a livello della isocitrico-deidrogenasi.

Il cofattore la vitamina più rara: la B12 (cobalamina) che ha un gruppo eme con al centro un atomo di cobalto. È importante anche nella sintesi dell'eme e ha un'azione antianemica, ossia fa alzare il numero dei globuli rossi nell'organismo (anche perché il propionato è uno dei sostituenti che si trova sull'eme).

Il succinil-CoA entra nel ciclo di Krebs e arrivato all'OAA, esce dal mitocondrio e va alla via gluconeogenica. Questi tre C riescono a dare origine ad una molecola di glucosio.

Nelle piante (soia, vite, girasole) oleaginose i grassi contenuti nei semi (nel seme della vite arrivano al 40%) devono essere convertiti in carboidrati (cellulosa) per germogliare e crescere. Le piante oleaginose quindi producono carboidrati sempre nel ciclo di Krebs, partendo dall'isocitrato.