Destino metabolico del piruvato Il glucosio entra nella glicolisi e alla fine la cellula si ritrova con due molecole di piruvato. Che fine fanno? Dipende dalle condizioni in cui è l’organismo. Se ha bisogno di energia o meno, se si ha la presenza di ossigeno o meno. Può far parte delle vie anaboliche, per produrre qualcosa di più complesso, o delle vie cataboliche, per trasformarsi in qualcosa di più semplice, producendo energia. Distinguiamo: 1. Vie anaboliche: Biosintesi degli amminoacidi e degli acidi grassi, gluconeogenesi. 2. Vie cataboliche: ciclo di Krebs o TCA, fermentazione lattica, fermentazione alcolica. Che prenda l’una o l’altra via dipende dalle condizioni energetiche dell’organismo, se l’energia manca sicuramente andrà nelle vie cataboliche, al contrario, se l’energia abbondasse, sfrutterebbe le vie anaboliche. Per che vie catabolica il composto prenderà dipende dalla presenza dell’ossigeno. Se O₂ potrà essere l’accettore finale degli elettro
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Sistemi di navetta malato-aspartato e DHAP-glicerolo Il NADH + H⁺ prodotto dalla glicolisi non può entrare nei mitocondri così com’è, quindi, essendo la catena mitocondriale degli elettroni interna all’organello si potrebbe pensare che il NADH resti nel citosol per fabbisogni futuri. Invece questo coenzima di ossidoriduzione partecipa attivamente alla catena di trasporto, grazie ai due sistemi navetta. Un sistema navetta è un meccanismo cellulare che permette, mediante conversioni tra substrati, l’arrivo di un substrato in alcuni distretti cellulari, irraggiungibili dal composto di partenza. Sistema navetta malato-aspartato Esiste un trasportatore del malato e dell’aspartato, perciò questi composti possono entrare ed uscire dai mitocondri facilmente. 1. Il NADH + H si trova esternamente, non fa altro che ridurre una molecola di Ossalacetato in una di malato, passaggio inverso di quanto avviene nell’ultimo step del ciclo di Krebs. L’enzima che serve è una deidrogen
Regolazione della glicolisi La glicolisi è un processo metabolico che agisce in sincronia con altri processi e meccanismi cellulari, basti pensare al ciclo di Krebs, alla biosintesi degli amminoacidi o alla beta ossidazione degli acidi grassi. E’ composta da 10 reazioni catalizzate da 10 enzimi diversi, enzimi che possono essere sottoposti a controllo. In realtà non tutti e 10 gli enzimi sono controllati, infatti molte reazioni sono facilmente reversibili, ma 3 processi irreversibili controllano la velocità di flusso. Questi tre enzimi sono: 1. Esochinasi ( EK ), enzima di conversione del glucosio a glucosio 6-P. 2. Fosfofruttochinasi ( PFK 1 ), converte il fruttosio 6-P in 1,6-Fruttosiobisfosfato. 3. Piruvato chinasi ( PK), trasforma il fosfoenolpiruvato in piruvato. Esistono più modi per controllare un’enzima, la modificazione allosterica è uno dei metodi più rapidi, la regolazione genica è più lenta, ma con un maggior controllo nel tempo. L’esochi
Ciclo di Krebs Il ciclo di Krebs è un processo mitocondriale che avviene negli organismi superiori e permette di ottimizzare e produrre ulteriore energia partendo da una molecola di piruvato. Il primo step è la conversione del piruvato in Acetil-CoA da parte dell’enzima piruvato deidrogenasi, un complesso enzimatico che verrà trattato a parte. L’acetil-CoA può anche derivare dalla beta-ossidazione degli acidi grassi ed entrare direttamente nel ciclo. Questa serie ciclica di reazioni produce 38 molecole di ATP, indirettamente, perché nel ciclo non viene prodotto direttamente ATP ( fatta eccezione la conversione del succinil-CoA in succinato che potrebbe generare ATP, normalmente si genera GTP ), ma produce coenzimi di ossidoriduzione che entrano nella catena respiratoria mitocondriale, producendo ATP. L’equazione energetica, dunque, è la seguente: acetil-CoA + 3 NAD + + FAD + GDP + P i + 2 H 2 O → CoA + 3 NADH + 3 H + + FADH 2 + GTP + 2 CO 2 Reazioni: La prima r
GLICOLISI La glicolisi è un processo citoplasmatico, mediante il quale viene prodotta energia sotto forma di ATP partendo da una molecola di glucosio. Questo meccanismo produce sempre 2 molecole di piruvato, che poi possono prendere “strade” diverse a seconda che l’ossigeno sia o meno presente. Parliamo di processi aerobici, quando l’ossigeno è disponibile, di processi anaerobici quando scarseggia. Con il termine 'glicolisi' ci si riferisce di solito alla via di Embden-Meyerhof-Parnas, dai nomi dei biochimici che contribuirono maggiormente alla sua scoperta. Dividiamo la glicolisi in due parti: una fase di investimento, in cui si consuma ATP; una fase di guadagno energetico, in cui l’ATP viene prodotto. La reazione complessiva della glicolisi è la seguente: Glucosio + 2 NAD + + 2 ADP + 2 P i → 2 NADH + 2 piruvato + 2 ATP + 2 H 2 O + 2 H + Quindi c’è un guadagno netto di 2 molecole di ATP subito, abbiamo inoltre 2 molecole di NADH + H + che verranno sfrutta
Nome Struttura Chimica Fabbisogno Giornaliero Fonti alimentari Ruolo nell’organismo Riboflavina B2 1,5 mg/die Molto diffusa, sia nel regno animale, che in quello vegetale. Precursore del FMN e del FAD, coenzimi coinvolti nelle reazioni di ossidoriduzione. Niacina B3 PP 20 mg/die Ampiamente diffusa, sia in animali che in vegetali; carne, legumi, pesce, vegetali verdi, legumi. Precursore del NAD ⁺ e del NADP ⁺ , coenzimi di ossidoriduzione. Tiamina B1 1,5 mg/die Cereali integrali, riso, carne, noci, legumi, assente nel riso brillato e nel pane bianco. Gli alcolisti hanno una ridotta funzionalità del fegato nel convertire tiamina in TPP. Fondamentale per la sintesi del coenzima TPP, tiamina piro fosfato. Questo interviene nelle reazioni di decarbossilazione degli alfa-chetoacidi, nella reazione di transchetolazione, nella reazione di alfa ossidazione