Biochimica - concetti di base

Glicolisi Esterna al mitocondrio

Fermentazione Eucarioti

Catena trasporto e- Membrana interna Interna al mitocondrio

Ciclo dell'acido citrico Matrice

Ox del piruvato Localizzazione del percorsi energetici

Glicolisi

Fermentazione Nel citoplasma

Ciclo dell'acido citrico Sequenza di reazioni coinvolte nel medesimo

Procarioti processo, dove il prodotto di una diventa il reagente

Catena trasporto e- di quella successiva

Sulla membrana plasmatica

Ox del piruvato Enzimi specifici per ogni reazione

Via metabolica Le vie metaboliche sono simili in tutti gli organismi

Principi comuni

Coenzima quando preleva energia liberata nelle Sono organizzate per compartimenti, dato che ogni

reazioni esoergoniche per produrre ATP ADP reazione avviene in un certo organulo

Nicotinammide adenin dinucleotide

Agisce da trasportatore di elettroni durante le redox Nutriente più comune

biologiche La cellula e l'energia Il glucosio agisce da agente riducente (si ossida)

NAD Coenzimi Elevato contenuto

energetico (- 686 kcal/mol) Trasferimento di 2H+ + 2e- NAD+ (forma ossidata) e NADH (forma ridotta) L'ossigeno agisce da agente ossidante (si riduce) Energia liberata viene usata per formare ATP Ossidazione esoergonica (- 52,4 kcal/mol) Glucosio Reazione iniziale per tutti gli organismi Flavin adenin dinucleotide Scissione del glucosio in due molecole di piruvato (FAD prodotto a 3 atomi di C) Trasferisce elettroni durante metabolismo del Glicolisiglucosio Liberazione di 2 ATP Non consuma ossigeno Eucarioti unicellulari Assenza di ossigeno -> processo anaerobico Lieviti Respirazione aerobica Processo metabolici per lo sfruttamento dell'energia Trasformazione del piruvato in acido lattico o alcol del glucosio Fermentazione solo se alto contenuto di zuccheri Fermentazione etilico (molecole ricche di energia) Demolizione del glucosio incompleta -> NO guadagno energetico Utilizza O2 -> processo aerobico Respirazione cellulare Trasformazione completa del piruvato in3 CO₂ Liberazione molte molecole ATP Processo di ossidazione parziale del glucosio Guadagno netto di 2 ATP che ha luogo nel citoplasma Idrolisi 2 ATP per promuovere fosforilazione 5 endoergoniche La glicolisi Glucosio → 2 gliceraldeide 3-fosfato (G3P) 1 glucosio → 2 piruvato + 2 ATP + red 2 NAD+ 10 Tappe 2 gliceraldeide 3-fosfato → 2 piruvato Reazione di ossidazione 5 esoergoniche 4 ATP + riduzione 2 NAD+ a NADH + H+ Reazione enzimatica che trasferisce gruppo Pi dai prodotti intermedi della glicolisi alle molecole di ADP Fosforilazione a livello del substrato Procarioti Avviene nel citosol Quando lo sforzo è prolungato e il sangue non riesce a fornire abbastanza O₂ L'acido lattico va nel sangue fino al fegato dove Ossidazione del NADH (prodotto nella glicolisi) viene ritrasformato in piruvato Fermentazione lattica rigenerando NAD+ Cellule muscolari umane Acido lattico si pupazzo accumulare nella fibra muscolare, dove ionizza formando H+ e abbassando La

fermentazioneil pH (—> riduzione attività cellulare) Non si produce energiaSi usano batteri: Lactobacillus bulgaricus eCondizioni anaerobiche Streptococcus thermophilus Utilizzate per produrre formaggi e yogurt Si divide inLieviti e cellule vegetali No processo vantaggioso da un punto di vistaenergeticoPiruvato perde 1 molecol di CO2Si forma l’acetaldeide che viene ridotta da parte del MeccanismoNADH + H+ Fermentazione alcolicaSi producono NAD+ e alcol etilicoProduzione di bevande alcoliche da parte di lieviti Avviene nei mitocondri Ox piruvato —> CO2 e H2OEucarioti Matrice mitocondrialeAvviene nella matrice mitocondriale Ciclo di KrebsTre vie metabolicheTappe 3, 4, 6, 8 viene catturata energia (formazione Trasporto e- (coinvolge O2, energia del NADH e delFADH2 e NADH) Membrana interna del mitocondrioFADH2) —> formazione di ATP da ADP8 tappe RespirazioneTappa 5 conversione dell’energia liberata da GTP aGDP che converte ADP in ATP cellulare

(Ciclo di Connette glicolisi con ciclo di Krebs)

Inizia con il legame tra acetil-CoA e l'ossalacetato—> citrato o acido citrico (6 atomi di C) Avviene nella matrice mitocondriale

Ciclo di Krebs

Per ogni acetile: escono 2 CO2, si utilizzano 4 atomi di H+ per ridurre NADH e FADH2 Ox del piruvato Si forma NADH + H+ e CO2

Per ogni acetile: produzione 1 ATP, 3 NADH e 1 FADH2 L'acetato si combina con il coenzima A Carburante nel Ciclo di Krebs (Ciclo dell'acido citrico)

Per ogni molecole di glucosio, il ciclo viene compiuto 2 volte Reazione catalizzata dalla piruvato deidrogenasi

Resa complessiva: 2 ATP