Biochimica - Schemi

Biochimica

Schemi relativi agli argomenti affrontati

• Strutture degli amminoacidi
• Bioenergetica
• Composti ad alta energia
• Coenzimi delle ossidoriduzioni biologiche
• Metabolismo dei carboidrati
• Destino del piruvato
• Ciclo di Krebs
• Regolazione del ciclo di Krebs
• Catena respiratoria
• Gluconeogenesi
• Glicogenosintesi
• Regolazione del metabolismo del glicogeno
• Via del pentoso fosfato
• Metabolismo dei lipidi
• Catabolismo degli acidi grassi
• Biosintesi degli acidi grassi
• Biosintesi di trigliceridi e fosfolipidi
• Corpi chetonici
• Biosintesi del colesterolo
• Metabolismo degli amminoacidi
• Ciclo dell’urea
• Destino degli amminoacidi
• Amminoacidi come precursori
• Sintesi di purine e pirimidine

CdL in Scienze Biologiche

Anno Accademico 2019-2020

D-gliceraldeide (Aldotrioso)

H − C = O

H − C − OH

CH₂OH

D-eritrosio (Aldotetrosio)

H − C = O

H − C − OH

HO − C − H

H − C − OH

CH₂OH

D-diidrossiacetone (Chetotrioso)

CH₂OH

         |

         C = O

H − C − OH

H − C − OH

CH₂OH

D-fruttosio (Chetopentosio)

CH₂OH

         |

         C = O

         |

H − C − OH

HO − C − H

H − C − OH

H − C − OH

CH₂OH

D-ribosio (Aldopentosio)

H − C = O

H − C − OH

H − C − OH

H − C − OH

CH₂OH

D-desossiribosio (Aldopentosio)

H − C = O

         |

         CH₂

H − C − OH

H − C − OH

CH₂OH

Aminoacidi aromatici:

• Fenilalanina (Phe, F)
• Tirosina (Tyr, Y)
• Triptofano (Trp, W)

Residuo indolico

METABOLISMO DEI CARBOIDRATI

Preparazione alla glicolisi:

Polisaccaridi ingeriti con la dieta:

• α-amilasi salivare
• (Rottura del legame α-1,4)
• α-amilasi pancreatica

Disaccaridi: maltosio, lattosio, saccarosio, trealosio.

Il glucosio alimentare viene quindi convertito in Glucosio 6-fosfato.

Glucosio alimentare → ATP → ADP → G6P

Chiamosi

Glicogeno: Glicogeno fostorolasi + PLP → Glucosio 1-fosfato

Glucosio 1-fosfato → Fosfoglucomutasi → Glucosio 6-fosfato

Glicolisi:

9. Deidratazione del 2-fosfoglicerato e fosfoenolpiruvato

Dal 2-fosfoglicerato al fosfoenolpiruvato (PEP)

• Enzima: enolasi
• Rimozione reversibile di una molecola d'acqua dal 2-fosfoglicerato

10. Trasferimento del gruppo fosforico dal fosfoenolpiruvato all'ADP

Dal fosfoenolpiruvato a piruvato e ATP

• Enzima: piruvato chinasi (necessità di: K⁺ e Mg²⁺ o Mn²⁺)
• Il piruvato compare prima nella forma enolica, ma tautomerizza immediatamente e non enzimaticamente nella forma chetonica

Bilancio della glicolisi:

Equazione della glicolisi, in cui si eliminano membri comuni:

Glu + 2 ATP + 2 NAD⁺ + 4 ADP + 2 P_i → 2 P₃g + 2 ADP + 2 NADH + 2 H⁺ + 4 ATP + H₂O

e diventa quindi:

Glu + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P_i → 2 P₃g + 2 NADH + 2 H⁺+ 2 ATP + H₂O

Donde come guadagno netto 2 molecole di ATP.

I NADH formati verranno poi ossidati a NAD⁺ nella catena respiratoria.

1. Formazione del citrato

Condensazione dell'A. CoA con l'ossalacetato per formare il citrato.

Enzima: citrato sintasi.

Non è richiesto ATP: l'energia è data dall'idrolisi dell'A. CoA.

Ossalacetato + Acetil-CoA → Citrato

2. Formazione dell'isocitrato attraverso il cis-aconitato

Isomerizzazione del citrato in isocitrato attraverso il cis-aconitato (intermedio).

Enzima: aconitasi.

L'aconitasi sposta un gruppo ossidrilico da un carbonio all'altro.

Citrato → Cis-Aconitato → Isocitrato

3. Ossidazione dell'isocitrato ad α-chetoglutarato e CO₂

Decarbossilazione ossidativa dell'isocitrato per formare α-chetoglutarato.

Enzima: isocitrato deidrogenasi.

Isocitrato → α-Chetoglutarato

Regolazione del Ciclo di Krebs

• Il Ciclo di Krebs è regolato da vari metaboliti:
• Il Ciclo di Krebs fornisce intermedi alle altre vie biosintetiche:

• Ciclo degli acidi grassi/steroli:
• α-chetoglutarato glutammato → amminoacidi → purine
• Succinil-CoA porfirine → eme
• Ossalacetato aspartato → altri amminoacidi
• glutasi

Ossalacetato ↔ Aspartato

COO^-   COO^- |       |C=O     H-C₁-NH₂|        |CH₂     CH₂|        |COO^-     COO^-

• Il Ciclo di Krebs rappresenta il punto di partenza di altre vie biosintetiche
• Il Ciclo di Krebs può essere affrontato da altre vie biosintetiche
• Dal piruvato si produce ossalacetato che entra nel Ciclo di Krebs

COO^-   COO^-|         |C=O       C=O|         |CH₃     CH₂|         |       COO^-

Pyr   Ossalacetato

• Ad opera della piruvato carbossilasi
• Si aggiunge CO₂
• Da 3C a 4C
• I carbossili che si aggiungono al piruvato provengono dall'acido carbonico
• La forma in cui la CO₂ si trova nei tessuti
• L'energia è data dall'ATP e interviene il biotina come coenzima

• Da alcuni amminoacidi si forma ossalacetato (vedi aspartico.)
• Da alcuni amminoacidi si forma piruvato

COO^-   COO^-|         |C=O       H-C₁-NH₂|         |CH₃     CH₃       |

Pyr   Ala

Conversione del PEP in Ossalacetato

Il piruvato viene trasformato in ossalacetato ad opera della piruvato carbossilasi, la quale usa HCO₃e ATP.

_Piruvato

CH₃

C=O

COO-

HCO₃ + ATP → CO - O - P

→ biotina

Biotina Carbossilata

COO-

|

CH₂

|

C=O

|

COO-

Ossalacetato

Trasporto al di fuori del mitocondrio

Dato che non esistono trasportatori per l’ossalacetato, esso viene trasportato come malato o come PEP.

Via del Malato

Il trasportatore del malato permette di portare il NADH della glicolisi formato nel citosol nel mitocondrio

L’ossalacetato viene convertito in malato da una deidrogenasi:

COO-

| NADH COO-

CH₂ NAD

H-C C=O

| H-C COOH

C=O COO-

Ossalacetato Malato

CHT

CiT

COO-

|

CH₂

C=O

Ossalacetato

La PEP carbossichinasi citosolica converte l’ossalacetato in fosfoenol piruvato

COO-

|

CH₂

C=O

COO-

Citosol GTP GDP CO₂

Carbossichinasi

COO-

|

CH₂

=

C

Il

CH₂

C=C

Citosol

COO-

PEP

COO-

|

CH₂

C