Biochimica - programma

Enzimologia

Definizione di enzima e classificazione

Gli enzimi sono molecole biologiche che catalizzano reazioni chimiche. La loro classificazione si basa sul tipo di reazione che catalizzano, come ossidoreduttasi, transferasi, idrolasi, liasi, isomerasi e ligasi.

Determinazione dell'attività enzimatica

Il concetto di sito attivo e di sito di legame è fondamentale per comprendere come gli enzimi funzionano. Gli enzimi mostrano specificità sia di reazione che di substrato.

Regolazione dell'attività enzimatica

• Effetto della concentrazione dell'enzima, della temperatura, del pH e del substrato, illustrato dalla costante di Michaelis-Menten.
• Effetto di attivatori ed inibitori: inibizione irreversibile, inibizione reversibile competitiva e non competitiva, inibizione allosterica.
• Effetto delle modificazioni post-traduzionali covalenti, come la fosforilazione degli enzimi.

Cofattori della reazione enzimatica

Questi includono coenzimi e gruppi prostetici che sono essenziali per l'attività enzimatica.

Il metabolismo

Concetto di metabolismo e termodinamica dei composti contenenti fosfato

Il metabolismo comprende tutte le reazioni biochimiche che avvengono nelle cellule, compresi i processi di catabolismo e anabolismo. La termodinamica dei composti contenenti fosfato, come l'ATP, è cruciale per fornire energia.

A) Il metabolismo glicidico

1) Glicolisi anaerobia e meccanismi di regolazione

• Ciclo del 2,3-bifosfoglicerato
• Glicolisi anaerobia nel fegato e nel muscolo
• Utilizzo di fruttoso, mannoso e galattoso

2) Ciclo dei polioli e significato

Il ciclo dei polioli è coinvolto nel metabolismo di alcuni zuccheri e ha rilevanza clinica in alcune condizioni patologiche.

3) Ciclo del pentoso fosfato: regolazione e significato

Questo ciclo è fondamentale per la produzione di NADPH e ribosio-5-fosfato, cruciali per la sintesi di acidi nucleici.

4) Ciclo dell'acido glucuronico

Importante per la detossificazione e il metabolismo dei carboidrati.

5) Gluconeogenesi

Processo di fosforolisi del glicogeno e sua regolazione, essenziale per mantenere i livelli di glucosio nel sangue.

6) Glicogenolisi e Glicogenosintesi e regolazione

Questi processi regolano la sintesi e la degradazione del glicogeno, il principale deposito di glucosio negli organismi.

7) Sintesi di lattoso

Reazione cruciale per la produzione di lattosio, uno zucchero importante nel latte.

B) Decarbossilazione ossidativa del piruvato

Processo che converte il piruvato in acetil-CoA, un passaggio chiave nel metabolismo energetico.

C) Sistemi spoletta

Meccanismi che trasportano intermedi metabolici fra compartimenti cellulari differenti.

D) Ciclo dell'acido citrico

Un ciclo centrale del metabolismo delle cellule, coinvolto nella produzione di energia attraverso l'ossidazione dell'acetil-CoA.

E) Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa

Processi che generano ATP attraverso il trasferimento di elettroni lungo una serie di complessi proteici nella membrana mitocondriale.

F) Il metabolismo lipidico

1) Attivazione dell'acido grasso e ruolo della carnitina

La β-ossidazione è il processo mediante il quale gli acidi grassi vengono degradati per produrre acetil-CoA, NADH e FADH₂.

• Catabolismo di acidi grassi insaturi
• Catabolismo di acidi grassi a catena ramificata
• Catabolismo di acidi grassi a numero dispari di carboni

2) Sintesi dell'acido grasso

Coinvolge la costruzione di acidi grassi a partire da acetil-CoA e malonil-CoA.

3) Allungamento della catena dell'acido grasso mitocondriale e microsomale

Processo che permette l'estensione della catena carboniosa degli acidi grassi oltre la lunghezza generata dalla sintesi primaria.

4) Chetogenesi e chetolisi e regolazione

Processi di produzione e utilizzo dei corpi chetonici, cruciali durante il digiuno prolungato.

5) Catabolismo e sintesi di lipidi semplici

Include trigliceridi e steridi, importanti per l'energia e la struttura cellulare.

6) Catabolismo e sintesi di lipidi complessi

• Fosfogliceridi: acido fosfatidico, fosfatidil colammine, fosfatidil serine, fosfatidilcolammine, fosfatidilinositoli e difosfatidilgliceroli.