Domande Biochimica

SPESE DUE MOLECOLE DI ATP. FINE FASE RESPIRATORIA

6) OSSIDAZIONE DELLA GLICERALDEIDE 3-FOSFATO A 1,3 BIFOSFOGLICERATO reversibile. Il gruppo aldeidico del

glicerolo 3 fosfato viene ossidato per dare anidride per recuperare energia necessaria alla formazione di ATP

7)TRASFERIMENTO DEL GRUPPO FOSFORICO DAL 1,3 BIFOSFOGLICERATO ALL’ADP: reversibile. L’enzima

fosfoglicerato chinasi trasferisce allADP il gruppo fosforico e aumenta energia del gruppo carbossilico per dare energia per formare

ATP

8) CONVERSIONE DEL 3 FOSFOGLICERATO IN 2 FOSFOGLICERATO reversibile. L’enzima fosfoglicogeno mutasi catalizza

lo scambio del gruppo fosforico tra C2 e C3 del glicerato, la reazione richiede Mg2+.

9) DEIDRATAZIONE DEL 2 FOSFOGLICERATO A FOSFOENOLPIRUVATO reversibile. Enolari promuove la rimozione di

una molecola di H2O per generare PEP

10) TRASFERIMENTO DEL GRUPPO FOSFORICO ALL’ADP: irreversibile catalizzata dalla piruvato chiansi.

85- Prodotti della glicolisi e bilancio energetico:

Equazione complessiva della glicolisi in condizioni aerobiche:

La glicolisi produce 2 molecole di ATP (7° e 9° fase) ma si ha anche ossidazione di NAD+ che diventa NADH che verrà poi trasformato

in ATP. 1 mol di NADH = 3 mol ATP  3.2 NADH = 6 ATP 6+2=8

Ma le tappe 1 e 3 vengono consumate 2 molecole di ATP quindi 8-2 = 6 mol ATP

86- Enzimi regolatori della glicolisi:

La glicolisi deve essere regolata per mantenere costante il livello di ATP. Questo è dato da un equilibrato bilanciamento tra consumo di

ATP, rigenerazione di NADH e regolazione allosterica di molti enzimi nella glicolisi.

Infatti la esochinasi (1), la fosfofrutto chinasi (3) e la piruvato chinasi (10) sono sottoposte a regolazione allosterica che controlla il

flusso di atomi C e mantiene costanti i livelli degli intermedi metabolici. La glicolisi è inoltre regolata da ormoni come glucagone,

adrenalina e insulina.

87- Regolazione della velocità della glicolisi da parte dell’ipossia:

In condizioni di ipossia (cellule si adattano alle condizioni di deficit di O2) attivando un programma di variazione dell’espressione

genica iniziata dal fattore di trascrizione indotto da ipossia HIF-alfa, una proteinca che agisce a livello della sintesi di mRNA e stimola

la produzione di almeno 8 enzimi glicolitici e di trasportatori di glucosio.

HIF-alfa: aiuta anche la crescita delle cellule tumorali che non avrebbero abbastanza O2. Se noi facciamo uno sforzo intenso l’O2 non

arriva al muscolo in quantità necessaria per ossidare il piruvato e produrre ATP richiesto per la contrazione muscolare, il muscolo usa

quindi il glicogeno (glucosio di riserva) come fonte per produrre ATP mediante fermentazione e si ottiene lattato come prodotto finale.

Durante una corsa veloce il lattato può reggiungere alti livelli nel sangue ed è riconvertito a glucosio dalla gluconeogenesi epatica

durante il recupero/riposo. Durante il recupero di O2 viene consumato ad un una velocità piu bassa finche il ritmo della respirazione

non torna normale

88- Vie di alimentazione della glicolisi:

Oltre al glucosio molti altri carboidrati entrano nella via gli colitica dopo essere stato trasformati in intermedi della glicolisi Es:

polisaccaridi di deposito come glicogeno e amido, disaccaridi come lattosio maltosio ecc e monosaccaridi fruttosio, galattosio

POLISACCARIDI: Amido: della dieta è la fonte principale di carboidrati nell’uomo . la sua digestione inizia nella bocca ad opera di

alfa-amilasi che produce frammenti digosaccaridi; la sua digestione continua nel pancreas con un’altra forma di alfa-amilasi. Poi viene

demolito nel tenue. Nel pancreas vengono prodotti principalmente maltosio e destrine che vengono poi degradati a glucosio dai

microvilli intestinali. Glicogeno: immagazzinanto soprattutto nel fegato e nei muscoli può essere mobilizzato da una reazione fosforo

litica grazie a glicogeno fosforilari in questo modo avviene l’attacco da parte del Pi del legame glicosidico generando glucosio 1-

fosfato, l’enzima continua ad agire finchè non si avvicina al punto di ramificazione con legame alfa1-6glucosio 6 fosfato

DISACCARIDI: Devono essere idrolizzati a monosaccaridi prima di penetrare nelle cellule intestinali.

MONOSACCARIDI: Trasportati attivamente all’interno delle cellule epiteliale per passare nel sangue e d essere trasferiti ai tessuti

dove vengono fosforilati e immersi nel processo gli colitico.

89- Frammentazione lattica:

Quando i tessuti animali non possono essere forniti di quantità di O2 sufficienti per ossidare il piruvato e del NADH prodotti dalla

glicolisi, il NAD+ viene rigenerato dal NADH per mezzo della riduzione del piruvato in lattato grazie alla lattato deidrogenasi. Nella

glicolisi la deidrogenazione delle due molecole di gliceraldeide 3 fosfato converte 2 molecole di NAD+ in due NADH+. Poiché la

riduzione di due molecole di piruvato in due di lattato rigenera due molecole di NAD+ non c’è variazione della conc del NAD+ e del

NADH.

Il lattato che si forma nel muscolo che si contrae può essere riciclato. Viene trasportato al fegato dal torrente circolatorio e riconvertito

in glucosio durante la fare di recupero dopo l’attività. FERMENTAZIONE: Ogni processo in cui viene sottratta energia sotto forma di

ATP senza consumo di O2 e senza variazione di concentrazione di NAD+ e NADH.

90- Gluconeogenesi e la sua localizzazione cellulare:

GLUCONEOGENESI: Formazione di un nuovo zucchero. Negli animali avviene nel fegato (maggior parte), corteccia renale e cellule

epitliali dell’intestino tenue, poi passa nel sangue e negli altri tessuti. La gluconeogenesi e la glicolisi non sono uguali ma condividono

tappe in direzione opposta, le tre reazioni della glicolisi irreversibili sono diverse dalla gluconeogenesi:

1)conversione del glucosio tramite esochinasi in glucosio 6-fosfato: Viene fatta con due reazioni esoergoniche. Il piruvato va dal

citosol ai mitocontri oppure viene generato direttamente dall’alamino nei mitocondri. Qui la piruvato carbossilasi, un enzima

mitocondriale che richiede il coenzima biotina, lo converte in ossalacetato. La piruvato carbossilasi richiede di acetil Coa come effettore

allosterico +. Si ricava dall’ossidazione degli ac. Grassi. Nella membrana mitocondriale non ci sono trasportatori per l’ossalacetato e

quindi viene ridotto a malato dalla malato deidrogenasi a spese del NADH. Il malato esce dal mitocondrio mediante trasportatore nel

citosol dove viene ossidato ad ossalacetato con produzione di NADH. L’ossalacetato viene poi convertito in PEP dalla

fosfoenolpiruvato carbossilasi che richiede di GTP come donatore del gruppo fosforico. Un’altra deviazione della tappa piruvato è

quando PEP (fosfoenulpiruvato) se il precursore della gluconeogenesi è il lattato prodotto dalla glicolisi nel muscolo. La conversione di

lattato in piruvato nel citosol genera NADH e viene effettuata dalla lattato deidrogenasi. Il piruvato prodotto viene trasportato ai

mitocondri dove viene formato in ossalacetato dalla piruvato carbossilasi e questo convertito in PEP dalla PEP carbossilasi.

2) fosforilazione fruttosio 6-fosfato in fruttosio in fosfofruttochiansi1: catalizzata dalla fruttosio 1,6-bifosfatasi 1 che promuove

l’idrolisi irreversibile del gruppo fosforico sul C1.

3) conversione fosfoenolpiruvato a piruvato grazie a piruvatochinasi: ultima tappa della gluconeogenesi. Il glucosio 6-fosfato viene

defosforilato a glucosio libero, catalizzata dall’enzima glucosio 6-fosfatasi e non richiede ATP.

queste a 3 tappe sono superate mediante a diversi enzimi che catalizzano reazioni sufficientemente esoergoniche per essere ugualemente

irreversibili nella dirazione di sintesi del glucosio.

91- Gluconeogenesi: tessuto specificità, prodotti a bilancio energetico:

Nei mammiferi la gluconeognesi avviene nel fegato (maggior parte) nella corteccia del rene e da epiteli dell’intestino tenue. La somma

delle reazioni che portano dal piruvato al glucosio è un processo relativamente costoso per ogni molecola di glucosio servono 4ATP e

2GTP e due molecole di NADH per la riduzione di 1,3 bifosfoglicerato.

92- Via del Pentoso fosfato; prodotti, funzioni e regolazione:

Via che consente l’ossidazione del glucosio 6-fosfato in pentosio fosfato. In qusta via l’accettore di e- è NADP+ e viene prodotto

NADPH.

FASE OSSIDATIVA: dal glucosio 6-fosfato a ribulosio 5-fosfato mendiante 4 reazioni; ossidazione, idrolisi, decarbossilazione

ossidativa e conversione dell’isomero.

FASE NON OSSIDATIVA: pentosio fosfato della fase ossidativa viene reciclato in glucosio 6-fosfato, richiede NADPH. Ribulosio 5-

fosfatoxilulosio 5-fosfato. Poi 6 molecole di zucchero fosforilato a 5 atomi di C, convertite 5 mol di zucchero a 6 atomi di C. così si

continua a ossidare il glucosio e produrre NADPH. Il ripetersi del ciclo porta alla conversione di glucosio 6-fosfato in 6 moli di CO2.

Per convertire questi zuccheri agiscono 2 enzimi; transchetolasi che catalizza il trasferimento di un frammento a 2 atomi di C un

chetoso donatore ad un aldoso accettore e la transaldolosi.

PRODOTTI: prodotti della fase ossidativa NADPH e Ribosio 5-fosfato. Della fase non ossidativa NADPH

REGOLAZIONE: Prima e terza tappa con ossidazione c’è variazione di energia libera, mentre le reazioni non ossidative sono

reversibili.

93- Proprietà cinetiche delle isoforme di Esochinasi, regolazione della glucochinasi e della glicemia:

L’esochinasi è l’enzima che catalizza la fosforilazione del glucosio in glucosio 6-fosfato. Gli esseri umani possiedono 4 tipi esochinasi.

Esochinasi I: in tutti i tessuti

Esochinasi II: predomina nei miociti (cellule muscolari). Ha un’elevata affinità per il glucosio che entra nei miociti attraverso il sangue

e va a saturare le esochinasi II

Esochinasi III (e I): sono inibite allo stericamente dal loro prodotto il glucosio 6-fosfato, quindi se la concentrazione di G6P oltrepassa il

livello normale i due enzimi vengono temporaneamente e reversibilmente inibiti stabilendo uno stato stazionario.

Esochinasi IV: o glucochinasi, si trovano prevalentemente nel fegato.

LE ESOCHINASI IV differiscono dalle I e III per diversi aspetti:

1) concentrazione di glucosio alla quale l’esochinasi IV è per metà saturata è piu elevato grazie al trasporto del GLUT2

2) L’esochinasi IV non è inibita dal G6P e quindi opera anche quando questo prodotto è in eccesso e le altre esochinasi no.

3) REGOLAZIONE GLUCOCHINASI E GLICEMIA: dopo un pasto ricco di carboidrati a livello ematico aumenta il glucosio

(glicemia), questo entra negli epatociti tramite GLU2 e attiva le esochinasi IV o glucochinasi. Durante il digiuno la glicemia scende e

l’esochinasi IV viene inibita così il fegato non può competere con altri organi per il poco glucosio disponibile.

94- Regolatori allosterici e ormonali della glicolisi/gluconeogenesi:

Ci sono diversi enzimi regolati allo stericamente.

FOSFOFRUTTO CHINASI (PFK-1): Nella glicolisi da frutt 6 fosf a frutt 1,6 bisofosf. Inibita allo stericamente da