Metabolismo Glucidico

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

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.