Gluconeogenesi

La gluconeogenesi

La gluconeogenesi ("nuova formazione di zucchero") è il processo di formazione del glucosio da precursori non saccaridici. È uno dei processi fondamentali che avviene nelle cellule animali. Negli organismi animali avviene principalmente nel fegato e in piccola parte nella corteccia renale. Sintetizza lo zucchero per riportare livelli glicemici a valori normali. È il contrario della glicolisi solo in tutti i punti delle reazioni reversibili della glicolisi. I punti della glicolisi sono anche punti irreversibili della gluconeogenesi, quindi i punti di controllo della gluconeogenesi sono gli stessi.

La gluconeogenesi inizia nel mitocondrio e poi si trasferisce nel citosol. Destra: glicolisi. Sinistra: gluconeogenesi.

Il ruolo del piruvato

Il piruvato viene carbossilato, cioè convertito in ossalacetato dalla piruvato carbossilasi, un enzima che richiede il coenzima biotina. [P.P. Biotina: vitamina contenuta in tutti i prodotti di origine animale, nei vegetali si trova ad esempio nella soia, nei fagioli, nelle lenticchie ecc.]. La biotina si lega con una catena laterale di valerato e si lega all'acqua usando energia dall'ATP].

CO₂ [N.B. Carbossilasi: quasi tutte usano come cofattore la biotina. Tutte le volte che si trova una carbossilazione si spende energia, si rompe un legame fosfoanidridico altamente energetico, che serve per far avvenire il processo in modo da renderlo termodinamicamente possibile, endoergonico].

Trasporto dell'ossalacetato

L'ossalacetato deve uscire dal mitocondrio per potersi trasformare in fosfoenolpiruvato (PEP) e continuare con le reazioni. La membrana mitocondriale è impermeabile all'ossalacetato, quindi deve essere trasformato in qualcosa che esca dal mitocondrio. Ci sono due sistemi di trasporto facilitato: la navetta del malato e la navetta dell'aspartato.

La navetta del malato

• L'ossalacetato viene ridotto a malato da una deidrogenasi mitocondriale a spese del NADH. Il malato è dotato di un trasportatore specifico, quindi esce dal mitocondrio e nel citosol viene riossidato a ossalacetato, con produzione di NADH citosolico.

La navetta dell'aspartato

• Accanto alla navetta del malato può usare la navetta dell'aspartato. L'ossalacetato viene trasformato in aspartato attraverso le reazioni di amminotrasferasi. Ossalacetato è lo scheletro carbonioso dell'aspartato (uguale ma senza il gruppo amminico). L'aspartato esce dal mitocondrio attraverso la navetta, dove avviene una reazione opposta: reazione di aspartato amminotransferasi attraverso cui ritorna ad essere ossalacetato. L'ossalacetato è poi convertito in PEP (molecola attivata) dalla fosfoenolpiruvatocarbossicchinasi (PEPC).