autotrofi
autotrofi
eterotrofi
LE REAZIONI ACCOPPIATE COLLEGANO REAZIONI
ENDOERGONICHE ED ESOERGONICHE
• Una reazione esoergonica fornisce l energia
necessaria ad una reazione endoergonica
• Negli organismi viventi, la demolizione degli
zuccheri produce l energia (sotto forma di ATP)
atta a favorire reazioni endoergoniche
• L ATP è la moneta corrente dell energia
Ciclo dell ATP
O2
CO2
Photosynthesis
Light
Donatori ed accettori di gruppi
fosforici
REAZIONI IN CUI SI CONSUMA L ATP
• Tappe iniziali della demolizione delle sostanze nutrienti
A
Co
Attivazione di un acido grasso prima della sua degradazione
(Rottura pirofosforica dell ATP)
• Interconversione dei nucleosidi trifosfato
ATP + NDP ⇔ ADP + NTP (nucleoside difosfato chinasi)
• Biosintesi di proteine, acidi nucleici, zuccheri complessi
REAZIONI IN CUI SI FORMA L ATP
• Fosforilazione a livello del substrato
• Fosforilazione ossidativa e fotofosforilazione
• Reazione dell adenilato chinasi:
AMP + ATP ⇔ 2 ADP
L ATP HA UNA VELOCITA DI TURNOVER ELEVATA
La creatina chinasi catalizza l interconversione di ATP e fosfocreatina
ATP + creatina fosfocreatina + ADP
ΔG°’=12,6 KJ mole-1
Avviene nel muscolo, nel cervello e nel sangue
Rapporti tra sintesi e degradazione
Ciclo del NADPH
trasferimento di equivalenti riducenti dal catabolismo
all anabolismo
Le reazioni chimiche sono
reversibili
• Il metabolismo rappresenta la somma di tutte le
reazioni chimiche di un organismo
• Le vie metaboliche sono date dalla sequenza delle
reazioni che portano ad un certo risultato
• Gli enzimi regolano la velocità delle reazioni
chimiche
• Le reazioni chimiche sono accoppiate e usano
l ATP per il trasferimento di energia
• Le vie metaboliche sono irreversibili
• Ogni via metabolica presenta una prima tappa di
comando, un interruttore che controlla l accensione
o lo spegnimento della via metabolica stessa
• Le vie cataboliche e anaboliche sono strettamente
compartimentalizzate
• Il catabolismo è ossidazione, l anabolismo è riduzione
• I coenzimi delle deidrogenasi che intervengono nel
catabolismo sono diversi da quelli che agiscono
nell anabolismo
Compartimentalizzazione delle vie metaboliche
Controllo del flusso metabolico
• Controllo genetico (ormonale)
• Modificazione covalente
• Controllo allosterico
Organizzazione di una via biosintetica: il metabolone
Regolazione di vie biosintetiche
GLI INIBITORI METABOLICI
GLI INIBITORI METABOLICI CONSENTONO
DI BLOCCARE LE VIE METABOLICHE IN PUNTI
SPECIFICI E CAUSANO L ACCUMULO DI INTERMEDI
A → B→
X C → D
INIBITORE
La definizione completa della via glicolitica negli anni 40
fu possibile grazie all uso di inibitori (Embden, Meyerhof e Parnas)
ANCHE I DIFETTI GENETICI
DETERMINANO L ACCUMULO DI
INTERMEDI METABOLICI
Archibal Garrod
Le malattie genetiche
dell uomo sono una
conseguenza della
deficienza di enzimi
(inizio 1900)
È possibile indurre mutazioni nei microrganismi
L esempio della via biosintetica dell arginina
in Neurospora crassa
George Beadle e Eduard Tatum
Ipotesi un gene, un enzima
(1941)
Schema delle vie metaboliche
Linee
Punti
1o2
3
4
5
6
410
71
29
11
8
