Metabolismo Glucidico
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METABOLISMO DEI GLUCIDI
SISTEMI DI TRASPORTO
Gli zuccheri, molecole grandi e polari, non passano attraverso le membrane biologiche. Il loro
trasporto è mediato da 5 trasportatori (GLUT) con diversa affinità nei confronti del substrato e
diversa distribuzione nei tessuti.
Glut 1 e 3 Ubiquitariamente distribuito in tutti i tessuti. Affinità per il glucosio dell’ordine di 5mM,
normalmente nel sangue la concentrazione di glucosio è più alta rispetto alla concentrazione
citoplasmatica per cui il sistema garantisce un efficiente ingresso del glucosio nelle cellule ->
trasporto facilitato da compartimento a maggiore concentrazione a compartimento a minor
concentrazione.
Funzione: CAPTAZIONE BASALE
Glut 2 Presente in fegato e pancreas. Bassa affinità per il glucosio di 15-20mM. Permette l’ingresso
di gucosio nelle cellule solo quando la concentrazione nel sangue è altissima. Nel fegato il
glucosio viene impacchettato nella forma di riserva, glicogene. Le cell beta del pancreas
rilasciano insulina che aumenta l’utilizzo del gucosio qndo la sua conc è elevata.
Funzione: OMEOSTASI GLICEMICA
Glut 4 Presente nelle cellule muscolari ed adipose. questo trasportatore è stimolato dall’insulina
Funzione: OMEOSTASI GLICEMICA
Glut 5 Presente solo nell’epitelio del lume intestinale. Attua un meccanismo di simporto con il sodio.
Il glucosio è presente in concentrazioni basse all’interno dell’enterocita e tende ad entrare e
con una molecola di Na entra anche una di glucoio contro gradiente di conc. ciò consente di
non sprecare il glucosio assunto con la dieta.
Tutti i trasportatori, ad eccezione di Glut5, lavorano secondo gradiente, la cellula deve quindi
trovare un modo per evitare che il glucosio internalizzato
fuoriesca.
Per mantenere il glucosio all’interno della cellula questo viene
fosforilato secondo la rezione:
Glc + ATP —> G6P + ADP
La reazione è catalizzata da una fosfotransferasi.
Le fosfotransferasi che utilizzano ATP vengono definite
Chinasi. In questo caso parliamo di una esochinasi in quanto
il substrato è un esoso.
Il G6P non è in grado di fuoriuscire dalla cellula attraverso il
trasportatore perché il gruppo fosforico porta con sé delle
cariche.
Il DeltaG molto alto (-16,7) indica che la reazione è
irreversibile.
La reazione avviene con l’ausilio di ioni Mg2+.
A questo punto il Glucosio-6-Fosfato ha tre diverse alternative metaboliche:
1. Via della glicolisi: via degradativa G6P —> Piruvato (molecola a 3 atomi di C) che viene poi
convertito in ATP.
2. Via di deposito: quando [Glc] extracell è alta, G6P —> polisaccaridi di riserva (glicogeno,
amido e saccaroso in piante).
3. Via dei pentosi fosfati : G6P —> Ribosio-6-fosfato o desossiribosio + coenz ridotti; questa
via produce anche coenzimi ridotti (NADPH), importanti perché vengono poi utilizzati nelle
sintesi riduttive (esempio: NADPH coinvolto in sintesi dei trigliceridi, per questo se mangio molti
zuccheri ingrasso), i coenzimi ridotti prodotti in questa via inoltre, contrastano il danno
ossidativo prodotto dalle cellule. 2
GLICOLISI
Le reazioni di glicolisi sono identiche in tutti gli organismi conosciuti.
• Consiste in 10 reazioni catalizzate da 10 diversi enzimi.
• La funzione principale è la produzione di Piruvato, ma anche di intermedi che possono essere
• utilizzati ad altri scopi: il GLICEROLO-3-P è importante per la biosintesi dei lipidi e si forma da
uno degli intermedi della glicolisi, il DI-IDROSSI-ACETONE-FOSFATO; un altro esempio è l’ 1,3-
DI-P-GLICERATO che o viene utilizzato nella glicolisi stessa oppure viene convertito in 2,3-DI-P-
GLICERATO che è un modulatore allosterico dell’Hb.
La Glicolisi avviene TUTTA nel citosol.
• Attraverso queste 10 reazioni il glucoso viene convetito in piruvato. Tutti gli intermedi sono
• fosforilati (almeno un gruppo -P legato). La presenza del gruppo fosforico è importante per
impedire l’uscita dalla cellula e rappresenta anche un segnale per gli enzimi che riconoscono il
proprio substrato fosforilato.
La prima parte del processo di glicolisi avviene con consumo di ATP (Fase di investimento
• energetico) per aumentare l’energia degli intermedi, mentre la seconda comporta la parziale
ossidazione dei composti per la produzione di energia sotto forma di molecole di ATP e potere
riducente.
Prima reazione: Fosforilazione del Glucoso catalizzata dall’enzima esochinasi. Il gruppo -P viene
donato da una molecola di ATP. Produzione di G6P. Consumo : 1 ATP
Seconda reazione: Il G6P (aldoesoso, anello a sei atomi) ISOMERIZZA a FRUTTOSO-6-P
(chetoesoso, anello a cinque atomi). La reazione è catalizzata dall’enzima fosfoesosoisomerasi.
Durante la reazione , nel sito attivo dell’enzima si fa in modo che l’annello si apra e poi si chiuda in
maniera diversa ciò avviene attraverso un meccanismo di catalisi acido-base:
(1) aprertura dell’anello - un gruppo -R del sito attivo dell’enzima funge da base che deprotona
l’ossigeno dell’anello, quando esce il protone si rompe il legame tra O (legato al C5) ed il C1, e
quest’ultimo forma un legame carbonilico C=O
(2) spostamento del carbonile su C2, legame dell’O (legato al C5) al carbonile con chiusura
dell’anello (in diversa posizione).
La reazione è reversibile e dipende solo dalla concentrazioni relative di G6P e F6P.
Terza reazione: fosforilazione. Nuova reazione chinasica sul F6P. Catalizzatore: fosfo-frutto-
chinasi (fosfofrutto=substrato ; chinasi=utilizza ATP). Il gruppo -P viene legato al C1 con
formazione di FRUTTOSIO-1,6-BISFOSFATO.
Il DeltaG della reazione è molto alto, ciò significa che il prodotto ha Elibera maggiore rispetto al
F6P, quindi la reazione è irreversibile. 3
La fosfofrutto-chinasi è un enzima allosterico inibito da alte concentrazioni di ATP, acidi grassi ed
acido citrico (elevata carica energetica) e stimolato da ADP, AMP ecc..Ha quindi un ruolo
importante nella regolazione dell’intera via glicolitica.
Consumo: 1 ATP
—> fine parte relativa agli esosi
Quarta reazione: scissione aldolica. Il F6P viene scisso in
due TRIOSI (composti a 3 atomi di C), una molecole di
GLICERALDEIDE-3-P ed una molecole di DI-IDROSSI-
ACETONE-P (un aldeide ed un chetone).
La reazione è reversibile ma nelle cellule funziona nel
verso Reagenti—>Prodotti, l’equilibrio è quindi spostato
verso la formazione dei triosi perchè vengono consumati.
La reazione è catalizzata dall’enzima aldolasi che lavora
attraversi la formazione di una base di Schift, intermedio
che presenta un egame C-N. Nella reazione aldolica si
rompe il legame tra il C3-C4 del F16P e si formano due
molecole a 3 atomi di C, entrambe fosforilate: un chetone
dai primi 3 atomi ed un’aldeide dal C4,5,6.
Quinta reazione: isomerizzazione triosi. Diidrossiacetone-P e Gliceraldeide-2-P sono in equilibrio
tra loro, cioè esiste una isomerasi (triosofosfoisomerasi) che converte l’una nell’altra a seconda
del fabisogno metabolico. La reazione sarebbe reversibile ma in realtà il prodotto viene subito
utilizzato nelle reazioni seguenti. La reazione avviene attraverso lo spostamento di un carbonile
(come reazione 2)
QUESTE CINQUE REAZIONI COSTITUISCONO LA PRIMA FASE DELLA GLICOLISI, OSSIA
QUELLA DI INVESTIMENTO ENERGETICO.
NELLA SECONDA FASE AVVENGONO REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE E LA SINTESI DI
ATP.
Sesta reazione: ossidoriduzione. La Gliceraldeide-3-P viene ossidata e fosforilata, quindi
convertira in una molecola fortemente energetica, il 1,3-BISFOSFOGLICERATO. Questa molecola
è un acilfosfato, che porta cioè un gruppo fosfato sul gruppo carbossilico, è una molecola
fortemente instabile ed un donatore eccezionale di gruppi -P.
La formazione di un acilfosfato da un gruppo carbossilico è sfavorita, questa reazione viene
accoppiata all’ossidazione dell’aldeide che è invece favorita e l’energia è quindi conservata nel
composto.
L’enzima che catalizza la reazione è una deidrogenasi.
La G3P si ossida cedendo un elettrone al NAD+ che si riduce.
NAD+ è un coenzima solubile che di solito entra ed esce dal sito attivo dell’enzima, in questo caso
il NAD+ è strutturale, ciò significa che è già presente nel sito attivo.
Consumo: 1 ATP 4
Settima reazione:trasferimento di un gruppo fosforico dal 1,3-BISFOSFOGLICERATO ad una
moleca di ADP —> ATP. L’ 1,3-BPG viene convertito in 3-FOSFOGLICERATO.
Catalizzatore: fosfoglicerato-chinasi.
La reazione procede in questo verso perchè 1,3-BPG ha un’energia maggiore rispetto a quella
dell’ADP che si idrolizza in ATP. La reazione è quindi esoergonica.
Guadagno: 1 ATP
Ottava reazione: il gruppo -P viene spostato dall’ossidrile in posizione 3 a
quello in posizione 2 dando come prodotto il 2-FOSFOGLICERATO.
L’enzima che catalizza la reazione è una mutasi, che sposta il gruppo
fosforico all’interno di una stessa molecola.
La fosfoglicerato mutasi è attiva un residuo di His nel suo sito attivo
viene fosforilato. Questo gruppo -P viene poi trasferito sul C-2 del 3-
fosfoglicerato. Si crea quindi come intermedio della reazione il 2,3-
bisfosfoglicerato che è un modulatore dell’Heme (abbassa affinità
dell’Hb per l’O2). Il gruppo fosfato sul C3 del substrato viene ora
trasferito al residuo di His del sito attivo con formazione del prodotto
finale.
Nelle cellule è sufficiente una piccola quantità di 2,3-bisfosfoglicerato
perchè viene continuamente rigenerato alla fine della reazione, si può
quindi definire come cofattore. 5
E + 2,3 BPG —> EP + 2PGH
EP + 3PG —> E + 2,3 BPG
Se cancello i termini comuni ad entrambe le reazioni mi rimane solo che il 2,3BPG viene convertito
in 2PGH. La reazione è quindi a“ping pon”.
Nona reazione: deidratazione. Il 2-fosfoglicerato viene convertito in FOSFOENOLPIRUVATO
tramite eliminazione di una molecola di acqua. L’enzima che catalizza la reazione è un’enolasi
(perchè dà la forma enolica del 2PGH). Il Fosfoenolpiruvato è una molecola ad alta energia
(DeltaG) che tende facilmente a trasferire il gruppo fosforico.
Decima reazione: Il fosfoenolpiruvato trasferisce il gruppo fosforico ad una molecola di ADP.
Fosfoeno-piruvato + ADP —> Piruvato + ATP
Il piruvato che si forma può esistere in forma enolica (con il doppio legame C=C) quando è legato il
gruppo fosforico, e chetonica quando il gruppo esce (prevale questa forma). L’enzima che catalizza
la reazione è la piruvato chinasi (PK).
Guagagno: 1 ATP
Il guadagno energetico va moltiplicato per 2 per ottenere la resa totale del processo perchè, da una
molecola di glucosio iniziale, avevamo ottenuto due triosi.
Bilancio finale: 6
ALTRI SUBSTRATI NELLA VIA GLICOLITICA
Amido e glicogeno sono polisaccaridi di riserva
L’Amido viene assunto con la dieta ed è degrata ad opera delle amilasi che lo scompongono in
Maltosio e Destrine.
Il Glicogeno è il polisaccaride di riserva contenuto nel fegato in forma di granuli che contengono
anche gli enzimi per la sua sintesi e degradazione. Dal glicogeno si ricava facilmente Glucosio.
La cellulosa è un polimero lineare costituito da monomeri di D-Glucosio uniti da legame Beta-1,4-
glicosidico.
Il Glicogeno è un polimero di D-Gluosio con legami alpha-1,4-glicosidici e con ramificazioni
dovute a legami alpha-1,6-glicosidici.
Il glicogeno è presente anche nel muscolo dove rappresenta però una forma di riserva per il
muscolo stesso, mentre nel fegato rappresenta una riserva per tutti gli altri organi. Quando la
glicemia scende il fegato degrada il glicogeno e lo cede agli altri organi, primo tra tutti il cervello. Le
riserve di glicogeno per la sopravvivenza sono di max 2gg, poi si passa alla riserva di lipidi.
Per la degradazione vedi dopo.
IN SINTESI: I polisaccaridi introdotti con la dieta vengono ridotti nei monomeri di Glc e prendono
quindi la via glicolitica.
La biosintesi del glicogene comporta un dispendio di E per la formazione dei legami glicosidici.
La degradazione del glicogene avviene ad opera di una glicogeno-fosforilasi senza consumo di
ATP; l’enzima incorpora un gruppo -fosfato, sotto forma di fosfato inorganico ricavando l’energia
dalla rottura del legame glicosidico.
Altri monosaccaridi si formano invece dalla sciossione di disaccaridi.
Il saccarosio ad esempio viene scisso in Glc + Fru.
- Il Glc entra nella via glicolitica e viene quindi fosforilato dalla esochinasi dando G6P.
- Il Fru può essere fosforilato dalla stessa esochinasi dando come prodotto F6P, per cui non è
necessaria l’intervento della Glucoso-6-P-isomerasi (seconda reazione). Tuttavia l’esochinasi ha
meno affinità per il Fru e fosforila prevalentemente Glc.
Situazion particolare negli epatociti: viene espressa una Frutto-chinasi che fosforila il Fru in
posizione 1, dando come prodotto il Fru-1-P (mai incontrato come intermedio della via
glicolitica!). Questo può essere scisso dall’aldolasi (quarta reazione) e formare due molecole a 3
atomi di C. MA mentre prima si formavano due prodotti fosforilati, in questo caso si forma:
1 Glicerladeide NON fosforilata + 1 Prodotto fosforilato
La gliceraldeide deve essere fosforilata a spese di un ATP, ad opera di una chinasi, per entrare nella
glicolisi. Dal punto di vista del consumo energetico si consumano sempre 2 ATP.
Il mannoso entra nella via glicolitica attraverso una isomerasi.
Il galattoso entra nelle cellule e viene fosforilato da una galattochinasi (fosfotransferasi con ATP
come donatore) in p.1 —> Galatto-1-P.
Una uridil-transferasi scambia il Glucosio di una molecola di UDP-Glucoso (molecola formata da
una uridina difosfato con attaccato un Glc; intermedio della via di sintesi del glicogene) con il
Galattosio della molecola di Galatto-1-P —> formazione di UDP-Galattoso
Il Glc viene rilasciato nel mezzo e si forma una molecola di Glucoso-1-P.
Galatto-1-P + UDP-Glucoso —> UDP-Gal + Glc-1-P
- Il Glc-1-P viene convertito da una fosfoglucomutasi in G6P ed entra nella via glicolitica.
- L’ UDP-Galattoso viene convertito da una epimerasi in UDP-Glucoso che quindi si rigenera e pò
ricominciare il ciclo 7
ENZIMI PRODOTTI
1 Galattochinasi + ATP Galatto-1-P
2 Uridil-transferasi UDP-Gal + Glc-1-P
3 Epimerasi UDP-Glc
GALATTOSERIE
Deficit metabolici che riguardano geni per enzimi del metabolismo del lattoso.
- Deficit di Galattochinasi: nel sangue aumenta la [galattoso] che in alcune cellule viene
convertito in un polialcol, il Galattolo, da enzimi che normalmente catalizzano altro. Non
esistono vie di degradazione del Galattolo che quindi si accumula nella cellula, questa per osmosi
richiama acqua e si gonfia per la formazione di vescicole piene di H2O. Queste vescicole sono le
stesse che si ritrovano nelle cataratte. Manifestazione galattoseria da Galattochinasi: cataratta nei
bambini alimentati a latte.
- Deficit di Uridil-transferasi: il Galatto-1-P si accumula mentre la Galattochinasi continua a
produrne. Condizione grave a frequenza più elevata che a livello neuronale determina ritardo
mentale.
- Deficit di epimerasi: Rarissimo (12 casi al mondo) condizione non grave in quanto l’UDP-
Glucosio viene prodotto anche da altre vie metaboliche.
L’eliminazione del lattosio dalla dieta è in ogni caso sufficiente per evitare complicanze.
METABOLISMO DEL GLICOGENO
L’eccesso di glucosio viene convertito in una forma polimerica per la sua conservazione, il
Il Glicogeno è un polimero di D-Gluosio con legami alpha-1,4-glicosidici e con
glicogeno.
ramificazioni dovute a legami alpha-1,6-glicosidici.
E’ presente nei muscoli scheletrici, dove rappresenta una forma di riserva solo per il muscolo
stesso, e nel fegato, dove rappresenta una riserva per tutti gli altri organi quando non sia
disponibile il glucosio assunto con la dieta. Ciò è di particolre importanza per il cervello che non
può utilizzare gli acidi grassi come fonte energetica.
La quantità di E totale accumulata sotto forma di glicogeno è di molto inferiore rispetto a quella
immagazzinato sotto forma grassi (trigliceridi).
Il glicogeno è presente nelle cellule sotto forma di granuli contenenti anche gli enzimi che lo
sintetizzano e che lo degradano. Il catabolismo del Glicogeno a Glc prende il nome di
Glicogenolisi. A questa segue la Glicolisi cioè la conversione del Glc in piruvato; i processi
anabolici inversi sono la trasformazione del piruvato in glucosio Gluconeogenesi e la formazione
del glicogeno a partire dal glucosio glicogenesi.
CATABOLISMO DEL GLICOGENO - Glicogenolisi
Sul Glicogeno agisce una glicogeno-fosforilasi che catalizza la reazione di fosforilisi in cui il Pi
rompe il legame alpha-1,4 :
(Glicog.)n. + HPO4⎺⎺ (Glicog.)n-1. + Glu-1-P
—>
Il prodotto di questa reazione è il Glc-1-P. Vantaggio: è già fosforilato, per cui si risparmia una
molecola di ATP, inoltre essendo fosforilato è carico negativamente e non diffonde attraverso la
membrana.
Tuttavia la glicogeno fosforila non è in grado di fosforilare in presenza dei legami 1,6 e si blocca a
4 residui dal punto di ramificazione.
A questo punto interviene l’enzima Deramificante che ha due distinte attività enzimatiche: (a)
attività transferasica e (b) attività glicosidasica.
(a)attività transferasica: l’enzima libera le 3 unità di glucosio vicine al punto di ramificazione,
lasciando libero il glucosio con legame alpha-1,6. 8
(b)attività glicosidasica: l’enzima deramificante rompe e stacca il glucosio unito con legame 1,6.
Rimane quindi una catena lineare e la glicogeno-fosforilasi può continuare il suo lavoro.
Problema: nella glicolisi non entra il G1P ma il G6P. La fosfoglucomutasi attua questa
conversione spostando il gruppo fosforico dalla posizione 1 alla posizione 6. Nel muscolo, il G6P
può adare incontro alla seconda reazione del processo di Glicolisi. Gli epatociti invece devono
espellere il glucosio, occurre quindi un’altra reazione per rimuovere il gruppo fosforico, catalizzata
dalla glucosio-6-fosfatasi: G6P + H2O —> Glc + Pi
Il glucosio libero viene quindi riversato nel sangue. La glucosio-6-fosfatasi un enzima
caratteristico del fegato localizzato nella membrana del REL con il sito attivo rivolto verso il lume
del REL. Questo è un esempio di COMPARTIMENTAZIONE DEL METABOLISMO le cellule infatti
hanno sequestrato la glucosio-6-fosfatasi nel lume del REL per evitare che il G6P citosolico possa
essere degradato.
ANABOLISMO DEL GLICOGENO - Glicogenesi
Avviene nel fegato e nel muscolo. Il punto di partenza è il Glucosio-6-P. Il G6P per iniziare la
sintesi del glicogeno viene convertito in glucosio-1-P dall’enzima fosfomutasi.
Successivamente il G1P è convertito in UDP-Glucosio dall’azione di una UDP-glucosio-
pirofosforilasi. G6P —> G1P
G1P + UTP —> UDP-glucosio + PPi
L’UDP-glocosio funge come donatore di unità di glucosio nella reazione di formazione del
glicogeno, catalizzata dalla glicogeno sintasi, enzima che catalizza il trasferimento del residuo
glicosidico di UDP-glucosio ad un’estremità di una molecola ramificata di glicogeno.
La glicogeno sintasi non può produrre legami alpha1-6; questi legami sono formati dall’enzima
ramificante chiamato amilo(alpha 1-4) (alpha 1-6) transglicosidasi.
Le ramificazioni servono ad amentare l’interazione con il solvente acquoso e ad accrescere il
numero di estremità non riducenti che rappresentano un punto di attacco sia per la glicogeno
sintasi che per la glicogenofosforilasi (agiscono solo in questa estremità).
La glicogeno sintasi richiede un primer, che è di solito una catena preformata di poliglucosio (alpha
1-4) o una ramificazione che abbia almeno 8 residui di Glc. La sintesi di una nuova molecola di
Glicogeno dipende da una proteina chiamata Glicogenina che può comportarsi dia da primer per
iniziare nuove catene, sia da catalizzatore per l’unione dei primi residui di glucosio. La prima tappa
di sintesi di una nuova molecola, di glicogeno prevede il trasferimento di un residuo di glucosio da
un UDP-glucosio al gruppo ossidrilico di un residuo di Tyr della glicogenina, questa reazione è
possibile grazie all’attività glicosiltransferasica della proteina stessa. La catena nascente si allunga
sempre x aggiunta di Glc donati dall’UDP-glucosio. Il lavoro prosegue quindi con la
glicogenosintasi che provvede ad allungare ulteriormente la catena.
REGOLAZIONE COORDINATA DELLA SINTESI-DEGRADAZIONE DEL GLICOGENO
Regolazione della glicogeno fosforilasi
l’enzima esiste in due forme interconvertibil: a, cataliticamente attiva |VS| b, meno attiva.
• a prevale nel muscolo a riposo e nel fegato in condizioni di omeostasi glicemica.
• Durante un’intensa attività o bassa glicemia viene stimolata la fosforilazione in un residuo di Ser
• della fosforilasi b, convertendola nella sua forma attiva, a.
L’enzima che catalizza la fosforilazione della glicogeno fosforilasi b è la fosforilasi b chinasi ed
• è attivata da adrenalina (nel muscolo) e glucagone (nel fegato).
Il cAMP è un secondo messaggero la cui [ ] aumenta in seguito allo stimolo di adrenalina e
• glucagone. Il suo aumento stimola una protein chinasi (PKA) che a sua volta fosforila attivandola,
la fosforilasi-b-chinasi.
Inoltre nei muscoli: [Ca2+] è un segnale di contrazione muscolare che si lega attivando, la
• fosforilasi-b-chinasi. L’AMP che si accumola quando il muscolo è in intensa attività a causa del
consumo di ATP, si lega ed attiva la glicogenofosforilasi, accelerando il rilasico di glucosio1P dal
glicogeno. Al contrario l’ATP blocca il sito allosterico a cui si lega AMP inattivando così la
fosforilasi. 9
Una volta ristabilite le condizioni di riposo, una fosforilasi-a-fosfatasi rimuove i gruppi fosforici
• dalla fosforilasi a, inattivandola.
Nel Fegato, quando la [Glc] ematica torna nella norma: lo zucchero rientra negli epatociti funge
• da modulatore negativo della fosforilasi a, legandosi ad un suo sito allosterico.Il legame espone i
residui di Ser fosforilati che possono quindi
essere defosforilati da una fosfatasi PP1. La
glicogeno-fosfatasi, grazie alla presenza di
questo sito allosterico per il Glc, agisce da
sensore della concentrazione di Glc,
consentendo una risposta adeguata.
Regolazione della glicogeno sintasi
•Analogamente alle glicogeno fosfatasi è
presente in forma fosforilata o defosforilata.
a = forma attiva NON fosforilata
•
b = forma inativa fosforilata
•
•La fosforilazione avviene ad opera di diverse
chinasi, la più importante è la Glicogeno sintasi
chinasi 3 (GSK3).
•Nel fegato la conversione da forma inattiva ad
attiva è promossa dalla PP1 (la stessa che
defosforila, inattivandola la glicogeno-fosfatasi).
•Il modulatore allosterico in questo caso è il G6P
che si lega ad un sito allosterico sulla glicogeno
sintetasi-b migliorandone l’affinità per la PP1 e
quindi favorendone la defosforilazione
•La glicogeno-sintasi è quindi un sensore per la
[G6P]
REGOLAZIONE DELLE VIE METABOLICHE
Le vie metaboliche sono sempre finemente regolate ed hanno normalmente diversi punti di
controllo che le cellule utilizzano in maniera efficiente. Come avviene la regolazione?
Prendiamoad esempio la regolazione nel processo glicolitico: le reazioni sono 10 ed avvengono a
diverse velocità, per cui ci saranno step più lenti ed altri più veloci. Quando alcune tappe hanno
velocità limitante, a monte si accumula substrato. Ricordiamo che nella via glicolitica, diversi
intermedi vengono impiegati in altre vie metaboliche, ad esempio il G6P può entrare nella via dei
pentosi-6-P per la biosintesi dei nucleotidi mentre il F6P può entrare a far parte di glicoproteine, il
di-idrossi-acetone-difosfato andrà a formare i trigliceridi, l’1,3-bisfosfoglicerato negli Eritrociti forma
l’1,2-bisfosfoglicerato. Per cui non dobbiamo limitarci a pensare che la glicolisi produca solo ATP.
I punti di controllo più importanti sono rappresentati dalle reazioni più lente, che avvengono quindi
con DeltaG più elevati. Le tre rezioni più lente sono le fosforilazioni catalizzate dalle chinasi. Questi
3 enzimi rappresentano le tappe chiave per la regolazione della velocità dell’intero processo.
Glc —> G6P, Enzima esochinasi: questa reazione è regolata dal prodotto stesso, se [G6P] è
• elevata, il prodotto diventa inibitore dell’enzima.
F6P —> F-1,6-P , Enzima fosfo-fruttochinasi: l’enzima ha modulatori sia positivi che negativi.
• Se la [ATP] intracellulare è bassa e di conseguenza la [ADP] è elevata, questa diventa un
attivatore dell’enzima e viceversa (all’interno della cell la sommatoria di ATP + ADP + AMP è
] è elevata, vuol dire che il ciclo di Krebs funziona e la cellula si
costante!!). Se [Acido citrico
trova in un buono stato energetico, questa funge quindi da inibitore.
Fosfoenolpiruvato —> Piruvato, Enzima piruvato chinasi: non ha modulatori positivi. I
• suoi modulatori negativi sono: [ATP] elevata, intermedi a valle che dicono che la cellula
ha livello energetico sta bene. 10
DESCRIZIONE APPUNTO
Riassunto per l'esame di Biochimica, basato su appunti personali e studio autonomo del testo consigliato dal docente: "Principi di biochimica di Leheninger".
Gli argomenti trattati sono i seguenti:
- Definizione di metabolismo.
- Sistema di trasporto del glucosio.
- Glicolisi
- Altri substrati della via glicolitica.
- Galattoserie.
- Metabolismo del glicogeno.
- Regolazione metabolica della glicolisi.
- Destino del privato in condizioni aerobie: conversione in AcetilCoA e ciclo di Krebs.
- Regolazione del ciclo di Krebs.
- Natura anfibolica del ciclo di Krebs.
I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher evelinxd di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biochimica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Carlo Bo - Uniurb o del prof Magnani Mauro.
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