Biochimica: parte 9

Amminoacidi

Stomaco ➔ mucosa gastrica secernere la GASTRINA ➔ stimola la secrezione di HCl dalle cellule parietali e di PEPSINOGENO da parte delle cellule adenomere ➔ pH basso = azione antisettica e agente denaturante proteine globulari.

Pepsinogeno ➔ scissione autocatalitica ➔ PEPSINA ➔ rompe i legami peptidici formati da residui aromatici a livello del loro gruppo amminico.

Intestino ➔ pH basso stimola secrezione dell’ormone SECRETINA nel sangue ➔ stimola pancreas a secernere bicarbonato nell’intestino tenue ➔ pH 7.0 ➔ nel tenue ➔ rilascio ormone colecistochinina ➔ stimola secrezione Tripsinogeno, chimoTripsinogeno e procarbossi peptidasi A e B.

Enteropeptidasi ➔ converte TRIPSINOGENO in TRIPSINA ➔ attiva CHIMOTRIPSINOGENO PROCARBOSSIPEPTIDASI PROELASTASI

PANCREAS ➔ inibitore pancreatico della Tripsina che impedisce la produzione prematura di enzimi proteolitici nelle cellule pancreatiche.

Epatociti

L-glutammato ➔ NAD⁺ ➔ NADP⁺ ➔ NADH o NADPH ➔ H⁺CH₂ - COO^- ➔ C = O ➔ CH₂ - COO^- ➔ NH₄⁺

L-glutammatodeidrogenasi ➔ α-chetoglutarato

ADP ➔ GTP

Amminoacidi

Stomaco ⟶ mucosa gastrica secerno la GASTRINA ⟶ stimola la secrezione di HCl delle cellule parietali e di PEPSINOGENO da parte delle cellule adenomepr ⟶ pH basso = azione antisettica e agente denaturante proteine globulari.

Pepsinogeno ⟶ scissione autocatalitica ⟶ PEPSINA ⟶ rompe i legami peptidici formati da residui aromatici a livello del loro gruppo amminico.

Intestino ⟶ pH basso stimola secrezione dell'ormone SECRETINA nel sangue ⟶ stimola pancreas a secernere bicarbonato nell'intestino tenue ⟶ pH ~7.0 ⟶ nel tenue ⟶ rilascio ormone colecistochina ⟶ stimola secrezione Tripsinogeno, chimotripsinogeno e procarbossi-peptidasi A e B.

Enteropeptidasi ⟶ converte TRIPSINOGENO in TRIPSINA ⟶ attiva

• CHIMOTRIPSINOGENO
• PROCARBOSSIPEPTIDASI
• PROELASTASI

Pancreas = inibitore pancreatico della tripsina che impedisce la produzione prematura di enzimi proteolitici nelle cellule pancreatiche.

Epatociti

L-glutammato

_NAD⁺⟶_{NADP⁺ + H⁺ CH2} NH₄⁺

_NAD⁺⟶_NADP⁺

L-glutammato deidrogenasi

ADP ⟶ GTP

α-chetoglutarato

Transdeaminazione

azione combinata di una transamminasi e della L-glutammato deidrogenasi

Nota: L-glutammato trasporta ammoniaca intracellulare

L-glutammina trasporta ammoniaca nel sangue

Glutammato + NH₄⁺ glutamina

Meccanismi:

1)

ATP ADP

glutaminasi

L-glutammato

NH₄⁺

urea

H₂O

L-glutammina

Fegato/Reni

Ciclo glucosio-alanina

Proteine del muscolo

Glucosio (Muscolo)

Glucosio

Glucogenesi

glutammina (fegato)

alanin

alanina

feegato

NH₄⁺

glutammato

glutammato deidrogenasi

Mitocondrio

Aspartato

Transaminazione con

ossalacetato

2NH₄⁺ + HCO₃^- + 3ATP^4- + H₂O → Urea + 2ADP^3- + 4P_i^2- + AMP^2- + 2H⁺

Ciclo dell’urea

Nei mitocondri del fegato deriva ammoniaca dalle reazioni precedenti e anche dall’ossidazione di aa ad opera dei batteri. Tramite la vena porta.

NH₄⁺ + 2ATP + 2ADP + P_i:

→ Carbamil Fosfato Sintetasi

H₂N-C=O

Carbamil Fosfato

Carbamil Fosfato + Ornitina Transcarbamilasi

→ Citrullina

Citossol

Citrullina + ATP → Intermedio Citrullina AMP

→ Arginino succinato sintetasi

(H₂N-C-NH-C=O)

Arginino Succinato

Ciclo di Krebs

Arginina + H₂O → Arginasi

NH₃⁺ - C - H

|

CH₂

CH₂

CH₂

NH₃⁺

Urea

Ornitina

Sintesi ornitina e prolina

NH₃⁺ - C - H

|

CH₂

CH₂

CH₂

NH₃⁺

1. γ-glutamil
2. chinasi
3. NAD(P)H
4. NAD(P)⁺

Glutammato

Glutammato 5P

Glutammato 5 semialdeide

glutammato α-chetog.

Ornitina δ aminotransferasi

NH₃⁺ - C - H

|

(CH₂)₃

NH₃⁺

Ornitina

Δ¹ pirrolina

5-carbossilato

NAD(P)H

riduttasi

NAD(P)⁺

Ciclo dell'urea

PROLINA

Arginina

* Sintesi Alanina/Piruvato

coo^- → aa → α-cheto ↔ cco^- o=c ↔ acido ↔ o=_c → alanina c₂ amino transferasi h₃n-c-h ch₃ ch₃

ALANINA

* Sintesi Aspartato/Ossalacetato → Asparagina

coo^- → aa → α-chetoacido ↔ ccoo^- o=c ↔ acido ↔ o=ch₂ ch₂ amino transferasi c₂ asp chetasi cc₂

OSSALACETATO

ASPARAGINA

* Sintesi Glutammato/α-chetoglutarato → Glutammina

coo^- → aa → α-chetocido nh₂ch₂cho atp adp ch₂ amino transferasi c₂ glutammina cc₂ ec₂

GLUTAMMATO

nh₄ ⁺ pi^- ↔ coo^- nh₃c=l ch₂ ch₂ o=c_nh

GLUTAMMINA

* Sintesi della Serina

* Sintesi Gly dalla Ser in una reazione catalizzata dalla serina idrossimetil transferasi

* Sintesi Cys da da una via di transulfurazione da ser e omocisteina

* Sintesi di Tyr da Phe con fenilalanina idrossilasi

Meccanismi

NH₄⁺ + HCO₃^- → H₂N - C - O - P - O^-

Carbamil fosfato sintetasi

ADP + H₂N - C - O - P - O^-

Carbamilato

ATP → ADP

Adenosina

AMP

COO^-

₄HN⁺-CH

(CH₂)₃

NH

COO^-

₄HN⁺-C-NH-C-H

CH₂

COO^-

Arginino succinato

Ciclo di Krebs

• Trasportatore malato - α-chetoglutarato
• Trasportatore gluttamato-aspartato
• Trasportatore gluttamato-OH

Malato e gluttamato → matrice mitocondriale

Aspartato e α-chetoglutarato → citosol

Fumarato prodotto dal ciclo dell’urea viene convertito nel citosol a malato ad opera di una fumarasi citosolica.Il malato può essere trasportato nella matrice per entrare nel ciclo dell’acido citrico.

L’aspartato formato nei mitocondri per transaminazione da gluttamato e ossalacetato può essere trasportato nel citosol e agire come donatore di azoto nella reazione del ciclo dell’urea catalizzata dall’arginino succinato sintetasi, producendo arginina e fumarato.

Questo è lo shunt dell’aspartato-argininosuccinato.

Sistema navetta malato-aspartato

Il NADH prodotto nel citosol dalla glicolisi, dall’ossidazione degli amminoacidi e grassi non può attraversare la membrana mitocondriale interna.

Vengono trasportati convertendo l’aspartato in ossalacetato attraverso transaminasi, riducendo l’ossalacetato a malato con gli eq. del NADH ad opera di una malato deidrogenasi mitocondriale e trasportando il malato nella matrice con un trasportatore malato-α-chetoglutarato. Qui viene riconvertito a ossalacetato rigenerando NADH.

Regolazione Ciclo Urea

La carbamil fosfato sintetasi è attivata allostericamente dal N-acetilglutammato:

acetilCoA + Glutammato

CH₃C(=O)SCoA

CH₂₂

H³N⁺C-H

(CH₂)₂

N-acetilglutammato

CH₃C(=O)NH₂C(=O)H

(CH₂)₂

N-acetilglutammato

FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA

FMN

flavina

FAD

riboflavina

Vi sono 3 tipi di trasferimento degli e:

1. Trasferimento diretto de-
2. Trasferimento di un atomo di H⁺ e-
3. Trasferimento di uno ione idruro (porta 2e^-) H^-;

Vi sono 3 gruppi di trasportatori oltre al NAD e al FMN e FAD:

1. Ubichinone o Coenzima Q - si trova nel complesso I è un benzochinone liposolubile con una catena laterale isoprenoide molto lunga. Può diffondere nel doppio strato fosfolipidico della membrana mitocondriale interna trasporta sia e- che protoni.
2. Citocromi - proteine che assorbono la luce visibile dovuto alla presenza di un gruppo eme contenente Fe. Esistono i citocromi c, a, b,.
3. Si trova legato alla superficie esterna della membrana mitocondriale interna tramite interazioni elettrostatiche.
4. Proteine Ferro-Zolfo - lo zolfo può essere inorganico o derivato da dai residui di Cys. In ogni complesso si può avere un atomo di Fe oppure 2 o 4 coordinati con gli atomi di S.

• S^- S^- _S Fe _{S S} - Fe₂ S^- _S
• S^- Fe_{3 S S} - _Fe - _S - _Fe - _S - _{S S}

ORDINE:

NADH ➔ Q ➔ Cit b ➔ c u T a ➔ c u T c ➔ c T c ➔ c u T a' ➔ c T a₃ ➔ O₂

2+8 NADH → 20

2 FADH₂ → 12

2 ATP → 2

2 ATP → 4H⁺

S. intermembrana

MATrice

NADH+H⁺ NAD⁺

FADH₂

COO^-

H⁺

C H

C COO^- H

COO^-

SuccinaTo FumaraTo

FAD

1/2O₂+2H⁺+H₂O

NADH deriva da:

gliceraldeide 3P, 1,3 bisfosfoglicerato GLICOLISI

piruvato → acetilCoA+CO₂

isocitraTo → α-chetoglutarato

α-chetoglutarato → succinilCoA

Malato → ossalaceTato

L-β-idrossiacilCoA → β-chetoacilCoA β→OX

FADH₂ deriva da

palmiTaTo → Trans-^Δ2-enolCoA β→OX

SuccinaTo → FumaraTo A citrico

ΔG^°=-nFΔE^°- ΔE_ac(la potenziale standard dell'accettore di e- e quello del sistema accettore di e-)

n e^- 1 F Faraday

Complesso I: e^- 42 caTene peplopeptidiche divererse TeO cui le FMN e'estemono 6 corrTe F e- S.

catalizza due processi accoppiati e simultanei:

l'esapLaumento esorgenico dell'ubiquanine e un tono ienerio dal NADH e di un H⁺ dal

solventi nella matrice;

Trasferimento endoergonico di 4H⁺ dalla matrice allo spazio intermembrana.

NADH + 5H⁺ + Q → NAD⁺ + QH₂ + 4H⁺

ΔG⁰ = -16,0 Kcal/mole

n = 10 nei mammiferi

Forma chinonica

Forma semichinonica

Forma idrochinonica

Complesso II: è la succinato deidrogenasi (è l'unico e del ciclo dell'acido citrico legato alla m. mitocondriale interna. Ha 4 subunità proteiche e 5 gruppi prostetici.

ΔG^o' = -0,46 Kcal/mole

Complesso III = complesso dei citocromo b - c o citocromo c ossidreduttasi.

L'unità funzionale è un dimero con le 2 unità monomeriche del ctb che creano una 'conca' al centro della membrana mitocondriale in grado di muoversi del lato della matrice allo spazio intermembranale.

Ciclo Q per il Trasferimento degli e- e dei protoni attraverso il complesso.

QH₂ + 2cYtc_ox) + 2H⁺ → Q + 2cYtc_red + 4H⁺

Tale ciclo regola il Trasferimento di 2e da un Trasportatore che ne porta 2 a uno che ne porta uno solo.

2 dei protoni rilasciati sono elettrogenici 2 sono neutri

Una volta acquisiti gli e- il ctc si sposta verso il complesso IV per donare e- a un centro rameico binucleare (è una proteina solubile ).

ΔG^o' = -8,3 Kcal/mole

Complesso IV = chiamato anche "citocromo ossidasi". Subunità 2 = 2 Cu che formano complessi SH con residui di Cys in un centro binucleare. Subunità 1 = due gruppi eme a e a3. ctc → centro Cu_a eme a → centro