Domande Biochimica generale

La catalasi (un’emoproteina) consente poi di rendere innocua l’acqua ossigenata (prodotta dalla SOD e dalle ossidasi

à

flaviniche): 2H O 2H O + O

2 2 2 2

ALTRE DOMANDE 2°parziale

1. Cosa sono le chinasi?

Le chinasi sono degli enzimi ATP-dipendenti che sono in grado di usare l’ATP per trasferire gruppi fosfato ai substrati.

+ +

2. Come funziona il sistema redox NAD /NADH + H e NADP?

NAD è il nicotinammide adenindinucleotide, il quale è costituito da due nucleotidi ovvero l’AMP e un secondo

nucleotide legati tramite legame anidride. La parte reattiva della molecola è l’anello nicotinico, che interagisce con

il substrato e grazie alla propria carica positiva attira uno ione idruro, libera il protone, acidificando il mezzo in cui

+ +

avviene la reazione. Il NAD si trasforma quindi nella forma ridotta NADH + H . molti enzimi usano questo composto

come cofattore; esso non può essere sintetizzato nell’organismo, occorre quindi assumere il precursore ovvero la

vitamina.

La famiglia dei cofattori piridinici esiste secondo due forme: NAD e NADP, il quale differisce in quanto è costituito

da un gruppo fosfato. Gli enzimi che hanno come cofattore il NAD non funzionano con il NADP e viceversa. Gli enzimi

che funzionano con il NAD sono quelli delle vie cataboliche, mentre quelli che usano il NADP delle vie anaboliche.

3. Cosa si intende per reazioni accoppiate?

Per reazioni accoppiate si intende che ad una reazione termodinamicamente difficile e quindi sfavorita ne viene

accoppiata una termodinamicamente favorita, in modo da farle avvenire entrambe. Le due reazioni devono avvenire

sia nello stesso sito attivo dell’enzima, sia simultaneamente.

4. Quali sono le conseguenze di una carenza di beta galattosidasi?

La beta galattosidasi è l’enzima in grado di scindere il lattosio in galattosio e glucosio; la carenza di questo enzima,

il quale diminuisce con la crescita può provocare l’intolleranza al lattosio.

5. Qual è il bilancio energetico e di materiali della sequenza glicolitica?

Il bilancio complessivo della via glicolitica è la produzione di 2 molecole di piruvato, 2 ATP e 2 NADH.

6. Come avviene la conversione di piruvato a fosfoenolpiruvato?

7. In che modo viene superata la barriera energetica che impedisce la produzione di fosfoenolpiruvato dal

piruvato?

La conversione del piruvato a fosfoenolpiruvato comporta il trasferimento del piruvato nel mitocondrio, ovvero in un

ambiente ricco di ATP e CO , la sua conversione in ossalacetato ed il successivo accoppiamento su un enzima specifico

2

della decarbossilazione dell’ossalacetato con la fosforilazione del piruvato ad opera di GTP.

Il fosfoenolpiruvato si forma usando l’enzima fosfoenolpiruvato carbossichinasi, il quale prende uno ione fosfato e

ATP idrolizzadola ad ADP e produce così il PEP liberando una molecola di CO .

2

8. Perché il fosfoenolpiruvato è così instabile?

Il fosfoenolpiruvato è un composto instabile e altamente energetico con un alto potenziale nel trasferimento del

gruppo fosfato. Questo composto è instabile in quanto se si stacca un gruppo fosfato, il composto che rimane è la

forma enolica del piruvato la quale tautomerizza alla forma chetonica che è instabile e tende a spostare l’equilibrio

verso la rottura del legame. Inoltre è instabile in quanto l’ossidrile presente è molto acido, il legame sembra un

estere ma è un anidride.

9. Come si evita un ciclo futile nelle interconversioni degli esteri fosforici del fruttosio?

il ciclo futile che potrebbe crearsi nell’interconversione del fruttosio-6-fosfato in fruttosio 1-6-difosfato può essere

evitato grazie alla regolazione allosterica dell’enzima che promuove questa reazione, ovvero la fosfofruttochinasi.

Questo enzima ha l’ATP come effettore negativo, il quale indica che la cellula non ha più bisogno di energia quindi

alti livelli di ATP rallentano la reazione mentre bassi valori di ATP stimolano la reazione e ha l’AMP come effettore

positivo, che indica che la cellula ha ancora bisogno di produrre energia.

10. Perché il glicogeno è più energetico dell’amido?

In quanto se effettuo la glicolisi a partire dal glicogeno ho una resa energetica maggiore perché si ottiene glucosio

già fosforilato senza aver speso ATP e si ottengono 3 ATP al posto che 2.

11. Come viene degradato il glicogeno?

La degradazione del glicogeno richiede due tipi di attività enzimatica:

La glicogeno fosforilasi che effettua una fosforolisi dei legami alfa-1,4 a partire da una delle estremità non riducenti

del polimero, producendo G1P. Il G1P è un importante intermedio per la glicolisi o per altre reazioni biosintetiche.

L’enzima deramificante, il quale trasferisce i residui di glucosio sulla catena adiacente e rimuove i residui di glucosio

legati con legame alfa 1,6.

12. Come viene prodotto NADPH dal glucosio-6P?

Il NADPH viene prodotto attraverso il ciclo dei pentosi fosfati. Questo ciclo parte dal glucosio-6-fosfato e porta alla

sua ossidazione.

Il NADPH deriva da due reazioni:

1. La prima interessa una molecola di G6P. l’enzima G6P-deidrogenasi usa in modo selettivo il NADP il quale si

riduce a NADPH, per ossidare il carbonio anomerico in 1, trasformando la funzione aldeidica in funzione acida. Si

forma così un lattone. È possibile aprire questa molecola e trovare uno zucchero in cui il C1 è un carbossile,

questa reazione viene catalizzata dalla lattonasi e il prodotto è l’acido-6-fosfogluconico.

2. Ho una seconda ossidazione: il 6-fosfogluconato viene ossidato ad opera del NADP che diventa NADPH, grazie

all’enzima 6-fosfogluconato deidrogenasi. L’ossidazione avviene sul C3 e produce una forte instabilità nella

molecola che porta alla perdita di una CO . È una reazione di decarbossilazione ossidativa. Si ottiene un pentoso

2

chetoso fosforilato in posizione 5 che è il ribulosio-5-fosfato.

13. Qual è il substrato della glicogeno sintetasi?

Il substrato della glicogeno sintetasi è l’UDP-Glucosio.

14. Cos’è e come funziona il cAMP?

Il cAMP è una forma speciale di AMP, costituita da due legami estere, uno in posizione 5’ e uno in posizione 3’.

Il cAMP funge da secondo messaggero e permette la trasduzione del segnale e la sua amplificazione. Esso è una

piccola molecola solubile nella cellula che si imbatte nella protein-chinasi-cAMP-dipendente, formata da due subunità

dipendenti che sono tappate da due subunità regolatrici. Quando arriva il cAMP, si lega alle subunità regolatrici e

libera la PK in forma attiva.

15. Qual è il ruolo del lipoato nella piruvico deidrogenasi?

Il lipoato è un cofattore legato covalentemente all’enzima diidrolipoil transacetilasi, il quale costituisce il complesso

della piruvico deidrogenasi. L’acido lipoico forma un legame ammide con un residuo di lisina e fa sporgere il braccio

del cofattore che porta il legame disolfuro.

Questo composto ha due funzioni:

- Ossidante ovvero prende il gruppo idrossietile e lo trasforma in un gruppo acetile, quindi ossida l’acetaldeide ad

acido acetico e questo composto si riduce a doppia funzione tiolica. Si forma quindi un tioestere tra l’acido

lipoico e la molecola iniziale.

- Successivamente prende il gruppo acetile e lo trasferisce ad un altro tiolo, il quale è il tiolo del coenzima A.

16. Come fa la catena respiratoria mitocondriale a creare un gradiente di protoni tra matrice e spazio

intermembrana?

17. Cos’è la forza protonmotrice e come viene utilizzata?

Il funzionamento della catena mitocondriale di trasporto degli elettroni comporta la scomparsa di protoni dentro la

matrice e la loro comparsa nello spazio intermembrana. A cavallo della membrana mitocondriale interna di un

mitocondrio che sta respirando (sta ossidando NAD ridotto o succinato utilizzando come accettore finale l’ossigeno

molecolare) si crea un gradiente elettrochimico formato da due componenti: la differenza di concentrazione (fuori

il pH è basso, dentro il pH è alto) e il protone essendo una specie carica, si crea anche un gradiente di potenziale

ovvero il numero di cariche positive fuori è più elevato rispetto a quelle dentro.

Questo genera una forza protonmotrice (PMF), ovvero una spinta al rientro dei protoni dentro lo spazio della matrice.

La forza protonmotrice è la differenza di pH e di potenziale che si genera tra lo spazio intermembrana del mitocondrio

e la matrice mitocondriale. Questo rientro dei protoni verrà utilizzato per produrre l’ATP.

18. Cosa distingue i citocromi dalle emoproteine coinvolte nel trasporto di O ?

2

I citocromi sono molecole proteiche che contengono un gruppo eme, il quale è legato covalentemente alla struttura

proteica mentre nell’emoglobina il gruppo eme è legato con legami di coordinazione.

19. Qual è la funzione della carnitina nel metabolismo degli acidi grassi?

L’acil-CoA è una molecola troppo grossa e troppo polare per attraversare la membrana mitocondriale interna: il

gruppo acile viene trasferito alla carnitina. L’acil-CoA scambia l’acile con la carnitina si forma l’acil-Carnitina. L’acile

viene trasferito dalla carnitina al CoA mitocondriale.

20. Quel è il ruolo dei sali biliari nella degradazione dei trigliceridi alimentari?

Nella via esogena, grassi liberi vengono generati nell’intestino per azione delle lipasi pancreatiche su microemulsioni

stabilizzate dai sali biliari (derivati dal colesterolo prodotti dal fegato ed accumulati nella cistifellea e secreti nel

tratto intestinale: non sono composti molto solubili ed è per questo che possono cristallizzare nella cistifellea e

possono causare i calcoli).

21. Quale enzima nella beta ossidazione è collocato nella membrana interna mitocondriale?

L’enzima nella beta ossidazione che si trova nella membrana interna mitocondriale è l’acil-CoA-deidrogenasi.

22. Qual è il ruolo di ACP nel complesso dell’acido grasso sintasi?

Il ruolo di ACP nel complesso dell’acido grasso sintasi citoplasmatica è quello di trasportare acili.

23. In quali forme può essere esportato acetil-CoA dal mitocondrio?

L’acetil-CoA può essere esportato dal mitocondrio sotto forma di citrato.

24. Qual è la funzione dell’enzima malico?

La funzione dell’enzima malico è quella di prendere l’acido malico e ossidarlo causando simultaneamente una

reazione di carbossilazione ovvero il risultato che si ottiene è il piruvato con contemporanea produzione di extra

equivalente di NADPH.

25. Cosa succede nelle reazioni di transaminazione?

Le reazioni di transaminazione coinvolgono il glutammato il quale è in grado di cedere il proprio gruppo amminico a

chetoacidi, convertendoli nei rispettivi