il metabolismo cellulare

Biochimica – Il metabolismo
Biochimica – Il metabolismo
IL METABOLISMO CELLULARE
Glicolisi
1 Glucosio
10 NAD, 2 FAD
4 ADP + 4Pi
Glicolisi e
Ciclo di Krebs
sono le due vie
metaboliche
centrali del
metabolismo.
Bibliografia:
- D.L.N. NELSON, M.M. COX –PRINCIPI DI
BIOCHIMICA DI LEHNINGER (ZANICHELLI)
Strumenti per la didattica:www.zanichelli.t/università
- G. Sachem, D. Lehman
CHIMICA PER LE SCIENZE BIOMEDICHE
EdiSES
- R. ROBERTI, G.A. BISTOCCHI
CHIMICA E BIOCHIMICA
MC GRAW HILL
2 ac. piruvico
Ciclo di Krebs
2 Acetil-CoA
4 ATP
(poco …)
10 NAD ridotto
2 FAD ridotto
CO2
1
2
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Biochimica – Il metabolismo
Un settore importante del metabolismo è dedicato a
rigenerare i nucleodidi ossidati (catena respiratoria) e a
produrre ATP (fosforilazione ossidativa)
IL CICLO DI KREBS o degli acidi tricarbossilici
Glucosio
Acetil- Coenzima A
(Ac-CoA)
NAD
NADP
FAD
ADP
+ Pi
glucosio
Catena respiratoria e
fosforilazione
ossidativa
Acetil-CoA
ATP (poco!...)
CO2
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridotto
O2
(2) ac. citrico
ADP
+ Pi
NAD
NADP
FAD
ADP
+ Pi
(1) ac. ossalacetico
Acetil-CoA
ATP (poco!...)
CO2
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridotto
ATP
H2O
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Biochimica – Il metabolismo
Biochimica – Il metabolismo
LA CATENA RESPIRATORIA
LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e il complesso
enzimatico dell’ATPasi
La catena
respiratoria è
costituita da una
serie di proteine
presenti nella
membrana
mitocondriale
interna in grado di
ossidare i
nucleotidi (es.
NAD e FAD).
Il trasporto degli
elettroni nella
catena
respiratoria
provoca la sintesi
di ATP da parte
dell’enzima ATP
sintetasi (teoria
chemioosmotica)
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6
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Biochimica – Il metabolismo
Biochimica – Il metabolismo
Impiego giornaliero di ATP
Bilancio della produzione di ATP di una molecola di
glucosio attraverso la glicolisi ed il ciclo di Krebs.
Fabbisogno calorico
(Bisogna tener presente che la riduzione di 1 NADH nella catena
respiratoria genera 3 ATP e 1 FADH produce 2 ATP)
2.000 kcal/giorno
Energia fornita da 1 mole ATP
ATP necessario(2.000/7,3)
Glicolisi:
2 ATP
2 ATP
2 NADH x 3 ATP
6 ATP
totale glicolisi……….……….. 8 ATP
Ciclo di Krebs:
2 ATP
2 ATP
2 FADH x 2ATP
4 ATP
8 NADH x 3 ATP
24 ATP
totale C. di Krebs…………….30 ATP
Totale complessivo……………………………………… 38 ATP
7,3 kcal/mole
274 moli/giorno
Peso molecolare ATP: 507 Dalton
Massa (g) di una mole di ATP: 507 grammi
ATP corrispondente a 274 moli =
139 kg/giorno
ATP presente nel corpo umano (0,1 mole) 50 g !!!
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Biochimica – Il metabolismo
Biochimica – Il metabolismo
IL METABOLISMO DEI TRIGLICERIDI
IL METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI
amminoacidi
Trigliceridi
Glucosio
Glucosio
acidi grassi e glicerolo
NAD
NADP
FAD
ADP
+ Pi
NAD
NADP
FAD
ADP
+ Pi
beta-ossidazione
Acetil-CoA
Acetil-CoA
NH3
ATP (poco!...)
CO2
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridotto
ATP (poco!...)
CO2
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Glucosio
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Glucosio
acidi grassi
e glicerolo
amminoacidi
nucleotidi
acidi grassi
e glicerolo
amminoacidi
nucleotidi
NAD
NADP
FAD
ADP
+ Pi
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridotto
NAD
NADP
FAD
ADP
+ Pi
Acetil-CoA
Acetil-CoA
NH3
NH3
ATP (poco!...)
CO2
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridotto
ATP (poco!...)
CO2
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NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridotto
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LA FERMENTAZIONE LATTICA
Riassumiamo ….
Glucosio
acido piruvico
acidi grassi
e glicerolo
amminoacidi
nucleotidi
NAD
NADP
FAD
ADP
+ Pi
LDH lattato
deidrogenasi
O2
ADP
+ Pi
Acetil-CoA
La degradazione
dell’acido piruvico
via ciclo di Krebs
può avvenire solo
se O2 è disponibile
(aerobiosi)
altrimenti ….
NH3
ATP (poco!...)
CO2
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridotto
ATP
H 2O
acido lattico
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La gluoneogenesi:
Il metabolismo del glucosio.
La sintesi del glicogeno.
GLUCOSIO
E’ una via di BIOSINTESI o
ANABOLICA per la sintesi
del glucosio.
GLUT1,2,3
GLUT4
(insulina)
Glicolisi
Esempio di integrazione tra le
vie metaboliche
Gli enzimi di questa via
vengono attivati nel fegato
quando diminuisce la glicemia
ed in assenza di glicogeno
(digiuno)
Gluconeogenesi
Ac. piruvico
Acetil-CoA
a. ossalacetico
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Ciclo
di Krebs
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Il metabolismo
degli acidi grassi.
Il metabolismo del glucosio.
La gluoneogenesi: la via
metabolica di sintesi del glucosio.
La sintesi degli acidi
grassi inizia dall’
Acetil-CoA.
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INTERAZIONI TRA LE VIE METABOLICHE
Metabolismo delle proteine e degli glucosio.
- gli amminoacidi sono la fonte principale di precursori (composti semplici
di partenza) da cui nsi alimenta la sintesi del glucosio (gluconeogenesi)
Metabolismo del glucosio e formazione dei corpi
chetonici.
- La gluoconeogenesi provoca l’accumulo dell’Acetil-CoA che viene
convertito in tre composti noti come corpi chetonici (ac. acetacetico, ac.
idrossibuttirico e acetone)
Metabolismo dei lipidi e metabolismo del glucosio
- I lipidi possono essere sintetizzati dagli zuccheri ma non è possibile il
contrario.
- il completo utilizzo dei lipidi come fonte di energia richiede una dieta
con un adeguato apporto di zuccheri
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