Esame di biochimica (parte 6)

Ciclo dell'acido citrico

Respirazione = fase aerobica di catabolismo, è un'assunzione di O2 e rilascio di CO2 da parte di organismi multi-cellulari.

Nel ciclo dell’acido citrico o ciclo di Krebs possono entrare AA, acidi grassi e il piruvato (prodotto finale della glicolisi) sotto forma di acetil-CoA. La trasformazione del piruvato in acetil-CoA avviene ad opera di un insieme organizzato di 3 enzimi, chiamato complesso della piruvato deidrogenasi (PDH). Esso è un classico esempio di complesso multienzimatico in cui: una serie di interazioni chimiche avvengono legati alle molecole enzimatiche fino che l’S non è stato trasformato nel prodotto finale. Partecipano alla reazione 5 cofattori, di cui 4 sono derivati dalle vitamine. La reazione prende il nome di decarbossilazione ossidativa ed è un processo irreversibile in cui il COOH viene rimosso dal piruvato e si forma l’acetil-CoA. Coenzimi: TPP → Tiamina FAD → Riboflavina NAD → Niacina Coenzima A → Pantotenato

Il suo gruppo -SH quando si lega a gruppi acilici forma il legame tioestere. Il lipato ha due gruppi tiolici che possono essere ossidati reversibilmente e formare un ponte disolfure.

3 enzimi presenti in molte copie nel complesso sono: piruvato deidrogenasi (E1), diidrolipoile transacetilasi (E2) e la diidrolipoile deidrogenasi (E3).

Ciclo

1. L'acetil-CoA dona il suo gruppo acetilico all'ossalacetato e forma il citrato. Tutto ciò avviene ad opera della citrato sintasi e la reazione prende il nome di condensazione di Claisen.
2. Il citrato viene trasformato in isocitrato passando attraverso la formazione del cis-aconitato.
3. A questo punto si ha una decarbossilazione ossidativa catalizzata dalla isocitrato deidrogenasi, nella quale si formano il α-chetoglutarato, il CO₂, e gli vengono trasferiti i NADH.
4. Viene persa un'altra molecola di CO₂ e riesce NADH nella reazione, catalizzata dal complesso dell'α-chetoglutarato deidrogenasi, in cui il α-chetoglutarato viene convertito in succinil-CoA.
5. La succinil-CoA sintetasi converte il succinil-CoA in succinato e l'energia contenuta nel legame tioestere viene mantenuta nel legame di ATP (o GTP) che si forma.
6. Il succinato viene deidrogenato dalla succinato deidrogenasi. Si libera FADH₂ e si forma il fumarato.
7. Il fumarato subisce una reazione di idratazione catalizzata dalla fumarasi e si forma il malato.
8. L'ultima reazione porta al ripristino di una molecola di ossalacetato grazie all'azione della malato deidrogenasi. Si ricicla un NADH.

• 4C → 6C → 6C → 5C → 4C₂ + 4C₂ + 4C

L'ossalacetato e il α-chetoglutarato si possono formare dall'aspartato e dal glutammato quando vengono degradate le proteine introdotte con la dieta.

Gli ormoni adrenalina e glucagone vengono secreti in risposta a una bassa [glucosio]_s nel sangue. Attivano i canali ciclici della membrana degli adipociti che poi produce il secondo messaggero: cAMP.

La proteina chinasi AMP dipendente a questo punto opera la goccia lipidica. 3 passi possono agire sui trigliceridi monocarbossilici:

- Glicerolo

Gli acidi grassi così liberati vengono veicolati nel sangue dove si legano all'alluminio del siero. Esso legga fino a 10 di essi, in ogni momento mantenendo interazioni non cavalieri…

I grassi vanno così ai tessuti, qui disciolti dall'albumina e vengono trasferiti nel citosol delle cellule.

Il glicerolo liberato viene fosforilato e ossidato a diidrossiacetone fosfato. In alternativa il glicerolo fosfato viene usato per la sintesi dei fosfolipidi o del triacilglicerolo.

CH₂OH ATP ADP CH₂OH NAD⁺ NADH+H⁺ CH

|    I        I      II

CHO glicero CH₂OPO₃^2- glicero|CH₂OPO₃^2- |CH₂OPO₃^2-

chinasi  3-fosfato  deidrogenasi

Glicerolo

L-glicero 3-fosfato

Diidrossiacetone fosfato

Trioso fosfato isomerasi

|C            Glicolisi

H₂C - OHCH₂OPO₃^2- D-gliceraldeide 3-fosfato

Gli enzimi coinvolti nell'ossidazione degli acidi grassi si trovano nella matrice mitocondriale.

1. Grassi con catene con meno di 12C entrano liberamente nei mitocondri. Con più di 14C devono subire prima una serie di 3 reazioni delle Shuttle della carnitina.

Tappa 2: Riduzione del gruppo carbossilico

L’aceto-acetil-ACP subisce la riduzione del suo gruppo carbossilico e forma D-β-idrossibutirril-ACP. L'enzima che interviene è la β-chetoacil-ACP reduttasi e il donatore di elettroni è il NADPH.

Tappa 3: Disidratazione

Viene rimossa una molecola di H₂O dal C-2 e C-3 del β-idrossi butirril-ACP grazie alla β-idrossiacil-ACP deidratasi. Si forma il trans-Δ² butenOil-ACP.

Tappa 4: Riduzione del C=C

Il doppio legame formato nella Tappa precedente viene attivato producendo butirril-ACP da parte dell'enOil-ACP reduttasi. Anche in questo caso il NADPH agisce come donatore di elettroni.

A questo punto il composto così ottenuto viene trasferito dal gruppo SH della FosfopanteTeina (ACP) al SH della Cys della β-chetoacil-ACP sintasi. Questo dove nella Tappa 1 c’era legato l’acetile.

Si ripetono le varie Tappe.

Citrato

• acetil-CoA (quasi)

Acetil-CoA carbossilasi

• MAlonil-CoA
• PalmIt-CoA

glucagone e adrenalina

innescano la fosforilazazione/inattivazione

mi ricorda dove l'enzima della amminasi converte la glutamina in glutammato e NH₄⁺.

NH₄⁺ nel fegato viene convertito in urea.

Ciclo glucosio-alanina

Nel muscolo il glutammato può trasferire il gruppo α-amminico al piruvato prodotto dalla glicolisi, per mezzo dell’alanina aminotransferasi (una transaminasi).

L’alanina raggiunge il fegato dove il gruppo amminico viene trasferito all’α-chetoglutarato dall’alanina aminotransferasi.

Il glutammato così formato entra nel mitocondrio dove la glutammato deidrogenasi rilascia NH₄⁺ oppure va incontro a transaminazione con l'ossalacetato per formare l’aspartato.

Ammototelici o alcuni pesci ossei che eliminano l’azoto amminico sotto forma di ammoniaca che viene semplicemente diluita nell’acqua.

Ureotelici = animali terrestri che eliminano l’azoto amminico sotto forma di urea.

Uricotelici = uccelli e rettili producono acido urico.

Ciclo dell’UREA (fegato)

La 1^a tappa avviene nei mitocondri, le 3 successive nei citosol.

L’ammoniaca presente nei mitocondri è prodotta dalle tappe delle prima e in parte arriva al fegato tramite la vena porta. Essa piccola CO₂ sotto forma di HCO₃^- che proviene dalla respirazione mitocondriale e forma carbamil fosfato grazie alla reazione catalizzata dalla carbamil fosfato sintetasi I.

Il carbamil fosfato entra nel ciclo.