7. Introduzione al metabolismo File - e
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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
