Chimica organica/biochimica

INTRODUZIONE AL METABOLISMO

• Gli organismi sulla Terra possono essere divisi in 3 grandi categorie:
  • chemioautotrofi: organismi che utilizzano l'energia per promuovere l'ossidazione dei composti, di H₂ a H₂S o di ammoniaca.
  • fotoautotrofi: organismi che riescono a produrre la loro energia con luce solare.
  • eterotrofi: organismi procarioti e multicellulari che sfruttano la cellulosa delle piante e la chitina dei funghi.
• Il metabolismo si divide in:
  • catabolismo: sostanze complesse → CO₂ + H₂O (ossidazione, degradazione e consumo di energia)
  • anabolismo: sostanze semplici → molecole complesse (riduzione, consumo di energia)
• Il modello dell'ATP è presente in molte delle principali reazioni che avvengono nelle cellule.
• Metabolismo intermedio: tutte le cellule hanno in comune unità di scambio dell'ATP.
• Metabolismo del glucosio:
  • degradazione
  • molecola principale del sistema dell'interconversione
• Le vie cataboliche e anaboliche sono divise per cicli ma si scambiano tra loro metaboliti.
• Adenosina trifosfato (ATP) ed equivalenti riducenti

La fosforilazione ossidativa è presente nei mitocondri

• si produce le grande quantita di ATP di cui necessita un organismo
• richiede O₂
• avvengono liberazione di Ciclo di Krebs

Le vie metaboliche hanno precise localizzazioni cellulari

• presenti in diversi distretti della cellula
• organella
• funzioni principali
• es. Ciclo di Krebs (fosforilazione ossidativa, ossidazione di derivato acidi grassi, chetoacido)
• degli aminoacidi per punto energetico

Controllo genetico: vie degli enzimi (ci sono sintesi di proteine) che dipende dalle info contenute nel dna

• Controllo allosterico: regolazioni che avvengono secondo dall’andamento della catena polisaccaride

Molto spesso il prodotto finale va a controllare l’inizio della reazione dipende da quanto presente

_ΔG=0 per reazione all'equilibrio

• ΔG= reazione spontaneo, favorevole
• +ΔG=reazione non spontaneo, sfavorevole
• ΔG > 0 = irreversibile
• ΔG= ΔG^o + RT ln Q

R= costante universale dei gas

• T= temperatura
• K_eq - costante all'equilibrio, valuta da dire da che parte va equilibrio
• ΔG^o = ΔG standard ad una certa T (298ºC)

Se va bene hanno un valore più utile alla bbiologico veicola reazioni

• π composti (es. substrato) versa Z, ci preleva

diverte

• La reazione che spontanea, sempre spontanea, sempre
• Gli enzimi velocizzano le reazioni, l'equilibrio non va spostato (sistema enzimatico) ma ulteriato mai modificando equilibrio

• Una reazione derivanda dalle catene di raggiungi di carboidrati, mannalosi
• Reazione favorità termodinamicamente = -ΔG
• Reazione sfavvantita termodinamicamente = +ΔG
• Entrare verso provenuta scissione andare di ora

Reazione verso miosito ricercando tutto il posto specifico di differenti z

• reazioni disesterno il disfavato

Quando viene rotto un legame chimico di una molecola di libera energia ed e pari a quello legame

• Alimento il differente funziona energia e cicica reazione è utilizzata

ATP = adenosina trifosfato + idrolisi

• può essere immediato di idrolisi (H₂O) riduce del legame del un gruppo fosfato dell'ATP

ATP + H₂O = ADP + P_i + 3',ΔG^o= 30,5 kj mol^-1 (scissione centrofosforica)

• adenosina difosfato

ATP + H₂O = AMP ΔG^o= 45,6 kj mol^-1 (scissione pirofosfatica)

• adenosina trifosfato
• struttura di 2 legami

L'idrolisi dell'ATP fornisce il metabolismo accanto l'equilibrio delle reazione accoppicate

REAZIONI CHE SI RIPETONO NEL METABOLISMO

1. OSSIDORIDUTTASI (reazioni di ossido-riduzione) → trasferimento di elettroni
   • es. succinato → FAD → fumarato + FADH₂ (una delle reazioni del ciclo di Krebs) (in riduzione, in riduzione)
   • malato + NAD⁺ → ossalacetato + NADH + H⁺ (una delle reazioni dell'acido citrico) (in riduzione, in riduzione)

   Nelle reazioni di ossido-riduzione partecipano gli equivalenti riducenti.

2. REAZIONI DI SINTESI → prevedono l'uso delle urineasi (enzimii)
   • si formano nuovi legami che permettono l'uscita di equivalenti energetici
   • Si formano molecole più grandi

   es. Piruvato + CoA + ATP + H₂O → acetil-CoA + ADP + P_i + 2H⁺ (reazione accoppiata)

   Rottura del legame ad alta energia a ATP per fare una reazione accoppiata

   • Viene trasferito per osmosi verso le membrane
   • L'energia necessaria per formare il legame è il doppio rispetto a quella di partenza
   • Portando ad un livello energetico inferiore e tornando ad uno più alto (con ripetute immediate di ATP)
3. REAZIONI DI LISI (scissione)

   Non c'è bisogno di energia perché togliendo e legami di una molecola si libera energia

   es. fruttosio 1,6-bisfosfato → diidrossiacetone fosfato + gliceraldeide 3-fosfato

4. REAZIONI DI DEIDRATAZIONE (= togliere H₂O) → non richiede energia

   es. fosfoglicerico → fosfoenolpiruvato + H₂O

5. REAZIONI DI ISOMERIZZAZIONE → reazioni che non richiedono energia (ΔG = 0)

   es. citrato → isocitrato

   • per opera delle citrato isomerasi (enzima presente nel ciclo di Krebs)
   • +1 e +1 alla scansando la posizione

   Gli isomeri sono allo stesso livello energetico, poiché al di sopra e al di sotto del legame, resta uguale

6. REAZIONI DI IDROLISI (= sciogliere H₂O₂) → non richiede energia

   es. la formazione del legame peptidico libera una molecola di acqua

   La rottura richiede una molecola d'acqua

   es. fruttosio 1,6-bisfosfato → diidrossiacetone fosfato + gliceraldeide 3-fosfato → piruvato + fosfato

7. REAZIONI DI TRASFERIMENTO DI GRUPPO (trasferimento di un gruppo ad un composto)
   • es. Glucosio + ATP → Glucosio-6-fosfato + ADP (1^a reazione della glicolisi)
   • (PO₃^3-) (PO₃^3-)

   Il ΔG è uguale a 0 perché l'energia liberata rompendo un legame viene usata per formare un altro (quindi la variazione di energia resta in equilibrio)

Due ATP si formano con ΔG' = -61 kJ/mol^-1

→ può discutere il 31% dell'energia ricavata

→ autofosforila il ribosio ed ATP al reale dell'RNA

→ fusione autofosforita dei calore

→ Sulle dulcosi si possono intestare le altre vie metaboliche

Galattosio

G ↑ GP

↓ G1P

↑

Glucosio

F1P ↓

F1,6BP

F6P

Il metabolismo del fruttosio

Fruttosio

Fruttocinasi

Fruttosio

→ opera solo sulle superficie → 3 ↑ → saccarin

del fegato (no fascia 1) → introduce nella frutta

fruttosio in 1° aldosio

3° PF-K produzione non essendo alta F1P

gliceraldeide → diossinacetone P non

gliceraldeide 3P

L'idrolisi della 1° aldosia può introdurre legato aldolo

L'ossigeno dell'enerimina prod. e → all'enzima saccarina

La via glicolitica è strettamente regolata dagli enzimi chinina (via energetica)

Le molecole di ATP ottenute degradando il glucosio hanno funzione regolatrice.

L'acetil-CoA è il precursore sia per entrare nel ciclo di Krebs sia per la sintesi degli acidi grassi

Nelle vie metaboliche, gli enzimi che catalizzano reazioni fondamentalmente irreversibili si può regolare solo in base ai livelli di controllo:

1. ΔG' = -13,9 kJ/mol ^-1

FOSFOFRUTTOCHINASI

Enzima allosterico, quotemetrico

Una bassa quantità stimola ad attivare l'enzima

1°| 1° ATP riserva l'inibitore