Glicolisi, Basi biologiche

PRIMA FASE (consumo di ATP)

Glucosio → Glucosio-6-fosfato

•

Il glucosio viene fosforilato tramite esochinasi e glucochinasi.

La reazione consuma ATP e richiede ioni Mg.

Glucosio-6-fosfato → Fruttosio-6-fosfato

•

Passaggio da composto aldeidico a composto chetonico.

Glucosio e fruttosio sono isomeri quindi è necessario l'enzima isomerasi.

Lo scopo della degradazione è quello di ottenere una distribuzione degli atomi in cui la molecola si

possa degradare facilmente.

Fruttosio-6-fosfato → Fruttosio 1,6-difosfato

•

La seconda fosforilazione avviene sul C1.

Fosfofrutto chinasi → Se c'è un eccesso di ATP la reazione si blocca per feed-back (Attivato da

ADP e Pi; Disattivato da ATP e citrato).

SECONDA FASE

Fruttosio 1,6-difosfato → Diidrossiaceton fosfato + Gliceraldeide 3-fosfato

•

Avviene una spaccatura tra C3 e C4: 96% Diidrossiaceton fosfato

4% Gliceraldeide 3-fosfato

La gliceraldeide 3-fosfato è una molecola fosforilata.

Gliceraldeide 3-fosfato → 1,3-Difosfoglicerato

•

Passaggio da aldeide ad acido, che provoca un rilascio di energia.

Agente ossidante: NAD+ Enzima: Gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi.

1,3-Difosfoglicerato → 3-Fosfoglicerato

•

Il fosfato ad alta energia viene ceduto per formare ATP dall'ADP.

Enzima: Fosfoglicerato chinasi.

La fosforilazione avviene a livello del substrato.

TERZA FASE

3-Fosfoglicerato → 2-Fosfoglicerato

•

Trasferimento del glicerato da C3 a C2: il riposizionamento è necessario per la successiva azione

enzimatica.

L'avvicinamento del fosfato dalla posizione C3 alla C2 conferisce maggiore energia.

2-Fosfoglicerato → Fosfoenolpiruvato + Acqua

•

Enol- → Presenza di un C legato ad un -OH, a sua volta legato a un atomo di C insaturo.

Disidratazione con conseguente ridistribuzione dell'energia nella molecola, ciò crea un gruppo

fosfato ad alta energia.

Enzima: Enolasi (richiede la presenza di ioni metallici bivalenti).

Fosfoenolpiruvato → Piruvato + ATP

•

Il gruppo fosfato viene usato per produrre ATP dall'ADP.

Il piruvato viene completamente degradato con il Ciclo di Krebs.

Regolazione enzimatica della glicolisi

Il glucosio viene demolito a velocità diverse in base alle necessità dell'organismo.

Gli enzimi che regolano la glicolisi provocano azioni irreversibili ed obbligate e sono:

Esochinasi (HK)

•

Impedisce al glucosio di entrare nella cellula quando il suo prodotto di reazione è presente in

quantità elevate abbastanza da inibire HK.

Fosfofrutto chinasi (PFK)

•

E' il più importante regolatore della glicolisi.

Inibita allostericamente da alte concentrazioni di ATP e attivata da alte concentrazioni di ADP.

Elevate concentrazioni di ATP segnalano alla cellula che non c'è necessità di demolire glucosio.

Inibita anche da elevate concentrazioni di ioni citrato: questo blocco impedisce la produzione di