il metabolismo cellulare
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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 Biochimica – Il metabolismo 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 3 4 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) 5 6 1 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 !!! 7 8 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 9 10 Biochimica – Il metabolismo Glucosio Biochimica – Il metabolismo 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 11 NAD ridotto NADP ridotto FAD ridotto 12 2 Biochimica – Il metabolismo Biochimica – Il metabolismo 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 13 14 Biochimica – Il metabolismo Biochimica – Il metabolismo 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 15 Biochimica – Il metabolismo Ciclo di Krebs 16 Biochimica – Il metabolismo 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. 17 18 3 Biochimica – Il metabolismo 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 19 4
