Esame di Biochimica (parte 4)

Metabolismo

Carboidrati

Sono polidrossi aldeidi o polidrossi chetoni, o sostanze che per idrolisi generano questi composti.

Sono divisi in: monosaccaridi, oligosaccaridi, e polisaccaridi.

I monosaccaridi sono solidi cristallini e incolori; sono facilmente solubili in H₂O e insolubili nei solventi non polari.

• D-gliceraldeide (un aldotrioso)

• D-glucosio (un aldoesoso)

Tutti i monosaccaridi tranne il diidrossiacetone contengono uno o più atomi chirali.

Formule proiettive di Fischer: (come quelle sopra) i legami orizzontali sono verso lo spettatore, quelli verticali vanno nella pagina.

due zuccheri che differiscono nella configurazione di un atomo di C sono detti epimeri.

In soluzione acquosa gli aldotetrosi e i monosaccaridi con 5 o più atomi di C assumono una forma ciclica. È il risultato di reazioni tra aldeidi o chetoni e alcoli che producono emiacetali o emichetali. 1^o OH aggiunto si forma un emiacetale / emichetale. 2^o OH aggiunto si forma in acetale / chetale.

R⁴-C = O + HO-R¹ →

R¹-C-_OH

Aldeide

Emiacetale

R⁴-C=O + HO₂ →

R¹-C-_OB

Chetone

Emi chetale

Le forme isomeriche dei monosaccaridi che differiscono solo per la configurazione del C emiacetilico sono dette anomeriche e il C anomerico.

α-D-glucosa

β-D-glucosa

3^a tappa

La fosfofruttochinasi-1 catalizza il trasferimento di un gruppo fosforico dall'ATP al fruttosio 6-P e forma fruttosio 1,6-bisfosfato. Tale reazione è irreversibile nella cellula e è la 1^a reazione "specifica" della glicolisi poiché il glucosio e il fruttosio 6-P hanno altre destini metabolici possibili.

La PFK-1 è soggetta a regolazione allosterica: la sua attività aumenta quando la % di ATP cellulare diminuisce, e quando i prodotti della sua demolizione (ADP e AMP soprattutto) aumentano. Quando i livelli di ATP aumentano l’enzima viene inattivato.

Un intermedio della via dei pentoso fosfati, il ribulosio 5-P, attiva indirettamente la fosfofruttochinasi.

4^a tappa

L’aldolasi (o fruttosio 1,6-bisfosfato aldolasi) catalizza una condensazione aldolica reversibile: il bisfosfato viene scisso in diidrossiaceton fosfato e gliceraldeide 3-P. (Vedi meccanismo pag 56-7)

5^a tappa

La trioso fosfato isomerasi: converte il diidrossiacetone fosfato in gliceraldeide 3P.

6^a tappa

La gliceraldeide 3-P viene ossidata a 1,3-bisfosfoglicerato. Lo grazie all’enzima gliceraldeide 3P deidrogenasi. Si forma così un prodotto che è un anidride tra un gruppo carbossilico e un gruppo fosforico, che prende il nome di acil fosfato che ha un ΔG elevato (-49,3 KJ/mol).

In questa reazione poi viene usato il NAD⁺ che viene ridotto a NADH che deve essere ossidato continuamente per permettere...

Anche in questo caso non si ha variazione nel rapporto tra gli atomi di H e di C quando il glucosio viene fermentato a 2 di etanolo (CH₃CH₂OH) e CO₂.

La Gluconeogenesi

= formazione di glucosio da precursori non saccaridici.

Ciclo di Cori = il lattato prodotto dalla glicolisi anaerobica va al fegato dove viene convertito in glucosio. Da qui torna nel muscolo dove viene convertito in glicogeno.

La glicolisi e la gluconeogenesi condividono alcune tappe ma non sono l'una l'inverso dell'altra. Sono 3 le tappe della glicolisi che in vivo sono irreversibili e che quindi non possono essere percorse dalla gluconeogenesi che quindi usa altri enzimi. Esse sono:

1. conversione del glucosio in glucosio 6-P da parte dell'esochinasi;
2. fosforilazione del fruttosio 6-P a fruttosio 1,6-bisfosfato da parte della fosfofruttochinasi-1;
3. conversione del fosfoenolpiruvato in piruvato da parte della piruvatokinasi.

3. Nella gluconeogenesi tale fosforilazione avviene tramite una serie di reazioni in cui sono richiesti enzimi citosolici e mitocondriali.
4. Se il precursore è il piruvato (o l'alanina) esso viene trasf. dal citosol ai mitocondri e operato dall'alanina nei mitocondri per transaminazione. In seguito la piruvato decarbossilasi, assieme alla biotina lo converte in ossalacetato.