Glucosio e glicolisi

In questa reazione il dG è fortemente positivo.

Si formano quindi due molecole che sono:

- diidrossiacetonfosfato

- d-gliceraldeide-3-fosfato —> G3P

Nel corso dell’evoluzione di queste due molecole a tre atomi di carbonio solo una prosegue la via

glicolitica per formare il piruvato. Solo la G3P può continuare la via formando il piruvato.

Perché quindi sprecare energia(terzo stage)?

La molecola di trioso che non prosegue viene trasformata in gliceraldeide-3-fosfato mediante una

isomerasi.

Detto easy è come se alla fine formo due molecole di G3P —> mano a mano che la G3P continua

la via glicolitica anche l’altra molecola si trasforma e va a continuare anche essa la via glicolitica.

Alla fine è come se ottenessi 2 molecole di G3P.

Da adesso in poi bisogna moltiplicare il tutto per 2.

A questo punto la G3P continua la via gliucolitica.

Prima reazione —> è catalizzata da una deidrogenasi, quindi ha bisogno di un coenzima

La gliceraldeide-3-fosfato può andare in contro ad una reazione di deidrogenazione catalizzata da

un enzima e usando nad+ —> (vedi reaz slide)

Il sistema è anche capace di legare sul carbonio in posizione 1, un gruppo fosfato, si forma quindi

1,3-bifosfoglicerato(1,3BPG).

Le due molecole di gliceraldeide vanno incontro a questa reazione quindi ottengo 2 nadh.

La 1,3 BPG è una molecola con legami ad alta energia, è molto rigida. La mia molecola addirittura

in presenza di adp e di una chinasi idrolizza un legame ad altissima energia(lo rompe) —>

l’energia liberata permette direttamente di formare atp —> fosforilazione a livello del substrato.

Quando non era ancora presente nell’evoluzione l’atp sintetasi era l’unico modo questo per fare

atp.

# è la rottura stessa di un legame chimico che permette di fare direttamente atp.

La reazione seguente consiste nello spostamento di un fosfato —> 2-fosfoglicerato(2PG)

l’enzima è una mutasi.

A questo punto il 2PG si trasforma grazie ad enzima enolasi(elimino una molecola di acqua) da

origine alla molecola fortemente energetica che è il fosfenolpiruvato o pep.

è una molecola molto rigida che non vede l’ora di togliersi dalle scatole il gruppo fosfato per

liberare energia.

Il fosfenolpiruvato in presenza della piruvatochinasi da origine al piruvato —> l’energia liberata è

tantissima e in presenza di adp si origina atp. è la seconda reazione di fosforilazione a livello del

substrato.

Ho formato a questo punto 2 nadh e 4 molecole di atp—> 2 le ho utilizzate per la reazione start

quindi solo 2.

I nadh sono prodotti nel citosol, se li porto nel mitocondrio ognuno potenzialmente produce tre

molecole di atp —> quindi potenzialmente ho 6 molecole di atp dai nadh prodotti fino a questo

punto.

Il piruvato ha una sola carica negativa, è stabilizzato per risonanza ed è quindi estremamente

stabile.

Nella molecola di piruvato c’è un carbonio fortemente ridotto e due carboni parzialmente ossidati,

quindi c’è ancora energia da recuperare —> si ha la produzione di acetilcoa, questo entra poi nel

ciclo di krebs che porta a ossidazione completa della molecola e ottengo atp.

Se andiamo a vedere tutte le varie reazioni e facciamo la somma del dG —> abbiamo reazioni con

dG positivo e negativo, ma sommando tutto il dG finale è -17 Kcal/mol.

Glicolisi —> è la trasformazione del glucosio in piruvato, avviene nel citosol, tutte le cellule del

nostro organismo hanno tutto il pacchetto enzimatico per fare la glicolisi.

In tutte le cellule appena entra glucosio viene fosforilato in posizione 6 e la maggior parte di esso

viene degradato nella via glicolitica fino alla trasformazione nel piruvato. Resa netta 2 atp e 2

nadh(potenzialmente andando a riossidarlo nella catena respiratoria del mitocandrio da 2atp).

Glicolisi può essere aerobica o anaerobica

Se non c’è ossigeno non funziona la catena respiratoria e non posso ossidare i coenzimi ridotti e

quindi per riossidare il nadh affinché il sistema nn vada in blocco come faccio?

Se c’è ossigeno il nadh va nel mitocondrio, si riossida nella catena respiratoria a livello del

mitocondrio e da 6 atp.

Il nostro piruvato, entrerà nel mitocondrio, verrà modificato e formerà l’acetilcoa. L’acetilcoa entrerà

nel ciclo di krebs e formerà una quantità di energia ancora più elevata perché se è nel ciclo si

formeranno moltissimi coenzimi ridotti. Se però non c’è ossigeno ci sono quelle che vengonon

chiamate volgarmente fermentazioni —> lattica, alcolica ecc…

Noi non possiamo fare la fermentazione alcolica, ma possiamo convertire il piruvato in lattato e

questo permette la riossidazione del coenzima ridotto.

# la glicolisi sembra molto complicata, nel corso dell’evoluzione però tutte le vie metaboliche che

sembrano complicate si sono evolute seguendo tre principi:

- condizioni termodinamiche favorevoli

- avere enzimi

- caratteristiche chimico-fisiche degli intermedi che si formano nelle vie metaboliche

Glicolisi anaerobica

Non c’è ossigeno, il problema fondamentale è la riossidazione dei coenzimi ridotti.

L’acido lattico che si produce non ci serve ma è solo un prodotto di scarto tossico per la cellula.

Il piruvato è la molecola ossidata + coenzima ridotto + lattato deidrogenasi forma il coenzima

ossidato e il lattato. Il piruvato è parzialmente ossidato.

La glicolisi anaerobica o laccidica produce quindi l’acido lattico, ma non perché questo ci serve

perché noi andiamo ad eliminarlo, però quello che succede è importante che io ho riossidi il

coenzima ridotto in modo tale da far continuare la glicolisi.

# Quando si fa la fermentazione i batteri fanno la fermentazione con produzione di alcool e anche

in questo caso lo scopo è riossidare i coenzimi ridotti

Nel nostro organismo esistono dei tessuti che fanno la glicolisi anaerobia per necessità o per

scelta.

Per necessità lo devono fare:

- globulo rosso —> perché non ha i mitocondri, il globulo rosso continua a produrre acido lattico

che è acido quindi appena lo produco viene buttato fuori nel sangue ma lo acidificherebbe,

quindi il fegato si prenderà l’acido lattico e lo trasformerà in piruvato. Il fegato è il più grande

drenatore di acido lattico —> il fegato fa la reazione lattato - piruvato riforma il piruvato e lo

mette nella glicolisi anaerobia.

- cornea / cristallino / retina —> sono dei tessuti che devono essere molto trasparenti quindi

questi tessuti hanno pochissimi se non nulli mitocondri, fanno glicolisi anaerobica perché

devono essere trasparenti

- midollare renale —> lo fa per necessità, è un tessuto che può andare in glicolisi anaerobica, lo

stesso i leucociti

- fibre bianche —> fibre muscolari. Nel tessuto muscolare ci sono fibre bianche e rosse, è

corretto dire invece fibre veloci e fibre lente, aerobiche e anaerobiche. le bianche sono le fast e

sono le prime che si contraggono nella contrazione, non hanno tempo di fare la glicolisi

aerobica, quindi esse sono a contrazione veloce e si deve produrre poca atp ma in modo

velocissimo. Le fibre bianche non possono sorreggere per molto perché l’atp che si produce è

poca, posso reggere la contrazione le fibre rosse perché fanno glicolisi aerobica

La cellula tumorale per sua scelta metabolica fa soprattutto glicolisi anaerobica —> effetto barbur.

I nadh che si formano nel citosol devono entrare nel mitocondrio, ma nella membrana

mitocondriale interna non entra nulla a meno che non sia trasportato. Essi non entrano fisicamente

perché nella cellula deve rimanere sempre distinto il pool del nad citoplasmatico e quello del

mitocondrio, non si scambiano mai. Se il nadh non entra fisicamente nel mitocondrio, io devo

trasportare il potenziale in qualche modo —> si utilizzano delle coppie redox in modo tale da

trasportare il potenziale all’interno della nostra cellula.

Produciamo nadh utilizzo 2 coppie redox —>

nadh + diidrossiaceton fosfato(è nel citosol) —> nad ossidato + glicerol3fosfato [enzima citosolico]

glicerolo 3fosfato + fad ossidato —> diidrossiaceton fosfato + fadh2(a live della membr

mitocondriale) [enzima di membrana]

Alla fine

nadh/h + fad+ —> nad+ + fadh2

Domanda —> una molecola di nadh è trasformata in fadh2 quindi la resa sarà più bassa quindi alla

fine si formeranno solo 4 atp.(il fad va direttamente sul secondo complesso della catena

respiratoria).

C’è poi un altro meccanismo più complicato di questo dove vengono usati due enzimi e due

sistemi di trasporto in questo caso detto sistema navetta 2(quello sopra è l’1)—> trasduce nadh in

nadh.

Quando usa uno o l’atro ? —> dipende dagli intermedi che ha a disposizione la cellula.

Il piruvato invece verrà portato al mitocondrio trasformato in acetilcoa e entra nel ciclo di krebs.

Resa energetica glicolisi??

- 38 —> se nadh —> nad

- 36 —> se fadh2 —> fad

Regolazione della glicolisi

La regolazione più antica che ha poco effetto nel nostro organismo ma molta negli organismi

semplici effetto Pasteur—> vede che se ai batteri davo glucosio per produrre energia e se poi

c’era una giusta concentrazione di ossigeno la glicolisi rallentava. Mano a mano invece che io

diminuivo la concentrazione di ossigeno invece la glicolisi tornava più veloce, come se fosse

l’ossigeno un inibitore della via glicolitica. Questo succede molto raramente nel nostro organismo a

meno che in casi particolari abbiamo delle diminuzioni delle pressioni di ossigeno, quindi è una

regolazione prettamente batterica che ha il suo senso —> se c’è tanto ossigeno io posso far fare la

via glicolitica molto velocemente perché riossido tutti i coenzimi ridotti. Le cellule producono quello

che serve, se ce ne è abbastanza anche se c’è tanto ossigeno posso rallentare la via glicolitica

tanto il batterio ha l’energia per sopravvivere. Quindi nei batteri se c’è tanto ossigeno e c’è

disponibilità di glucosio la glicolisi va più piano rispetto a che se c’è meno ossigeno, perché devo

riossidare i coenzimi ridotti e devo velocizzarla per cercare di tirare la reazione a produrre Atp.

Regolazione degli enzimi master

Gli enzimi master della glicolisi sono tre:

- glucochinasi/esochinasi

- pfk1—> punto di controllo principale, trasforma frutt 1p in vedi sopra

- piruvato chinasi —> ultim