Regolazione della Glicolisi

Regolazione della Glicolisi
da: Champe
Enzimi regolati della glicolisi: 1) esochinasi.
La esochinasi
esochinasi:
• ha bassa Km per Glu 0,2mM: questo
assicura la captazione anche di poche
molecole di glucosio, presenti nel sangue,
da parte del cervello e degli eritrociti che
utilizzano solo il glucosio come fonte
energetica)
• bassa Vmax:
Vmax: questo assicura che venga
sintetizzato tanto Glu 6P quanto serve
• è inibita allostericamente dal glucosio 6P
(questo fa si che, nei vari tessuti, non si
sintetizzi più Glu 6P del necessario).
Nel fegato,
fegato, in condizioni di iperglicemia,
iperglicemia, attraverso l’insulina
l’insulina viene indotto un
isoenzima della esochinasi che è la glucochinasi.
glucochinasi. La glucochinasi ha 1)elevata
Km(10 mM) ed 2)elevata Vmax per il Glu.
La glucochinasi 3) non è inibito dal glucosio 6P e indirizza il glucosio 6P verso
la sintesi del glicogeno (riserva glicidica della cellula epatica).
M.N. Gadaleta
La
glucochinasi
è,
inoltre,
indirettamente inibita da fruttosio 6P
(in equilibrio con Glu 6P) e
indirettamente stimolata dal Glu.
Glu.
La glucochinasi è, infatti, inattiva in
presenza
di
fruttosio
6P
e
complessata nel nucleo con la GKRP.
Un eccesso di Glu favorendone
l’uscita dal nucleo la attiva.
attiva.
In caso di diabete manca insulina,
insulina,
manca
glucochinasi
e
ciò
contribuisce
ad
un
ulteriore
aumento della glicemia.
da: Champe
M.N. Gadaleta
Enzimi regolati della glicolisi: 2) fosfofruttochinasifosfofruttochinasi-1(PFK1)
Questa reazione è la “committed
committed step”
step” (reazione impegnativa)
impegnativa della
glicolisi perché è l’unica reazione regolata che è esclusiva della glicolisi.
glicolisi
1
ATP
e
citrato
=
effettori
eterotropi negativi:segnalano
negativi:segnalano una
abbondanza
di
intermedi
metabolici e di energia del
sistema.
L’inibizione della PFK1 determina
anche
la
inibizione
della
esochinasi perché fa accumulare
Glu 6P.
AMP e fruttosio 2,6 bisfosfato
=effettori eterotropi positivi
:segnalano richiesta di energia
da: Champe
M.N. Gadaleta
Perché è la PFK1 e non la esochinasi la “committed step” della glicolisi?
da: Ritter
M.N. Gadaleta
PFK1: enzima regolato allostericamente
da: Nelson & Cox
M.N. Gadaleta
Carica energetica della cellula
da: Ritter
La carica energetica di una cellula è il
livello
che
raggiungono
l’ATP
e,
secondariamente, l’ADP nel sistema ATPADP-AMP. L’ATP è la fonte diretta di
energia per il trasporto attivo primario,
l’attività
muscolare,
gran
parte
dell’anabolismo e una grande varietà di
altri processi. La maggior parte dell’ATP
viene prodotto per aggiunta di gruppi
fosforite all’ADP o all’AMP, e la maggior
parte dell’AMP e dell’ADP derivano dalla
defosforilazione dell’ATP.
Di conseguenza, quando i livelli di ATP
sono elevati, quelli di ADP e di AMP sono
bassi e viceversa. Bassi rapporti ATP/AMP
segnalano una bassa carica energetica,
mentre alti rapporti indicano una carica
energetica alta. Siccome un alto rapporto
NADH/NAD+ è associato generalmente
con un elevato rapporto ATP/AMP, anche
elevate concentrazioni di NADH segnalano
la presenza di un’alta carica energetica.
M.N. Gadaleta
da: Champe
Stato alimentato: insulina/glucagone
insulina/glucagone elevato:
elevato: favorisce la glicolisi attraverso
[fruttosio 2,62,6-Bisfosfato] elevato.
Digiuno: insulina/glucagone basso:
basso: [2,6[2,6-Bisfosfato] basso: nel fegato viene
bloccata la glicolisi e favorita la gluconeogenesi.
gluconeogenesi.
M.N. Gadaleta
Enzimi regolati della glicolisi: 3) piruvatochinasi.
piruvatochinasi.
Regolazione allosterica e covalente nel fegato,solo
fegato,solo allosterica negli altri
tessuti
da: Nelson &A Cox (IV Ed.)
M.N. Gadaleta
da: Nelson & Cox
M.N. Gadaleta
Regolazione a lungo termine della Glicolisi
Figura 88-23
Induzione
e
repressione
ormonale della sintesi di enzimi
chiave della glicolisi nel fegato.
da: Champe
M.N. Gadaleta
Vie di alimentazione della glicolisi
M.N. Gadaleta
Destini del piruvato
Il piruvato rappresenta un punto di incrocio particolarmente
importante nel catabolismo dei carboidrati:
in condizioni anaerobiche (nel muscolo, nelle piante
sommerse, batteri lattacidi) il NADH generato dalla glicolisi
non può essere riossidato dall’O2. La mancata riossidazione a
NAD+ priva la cellula di un accettore di elettroni necessario per
l’ossidazione della gliceraldeide – 3 – fosfato. Gli organismi
possono ripristinare il NAD+ in seguito al trasferimento degli
elettroni ad un altro composto il lattato nella fermentazione
omolattica
o
attraverso
la
fermentazione
alcolica
microorganismi
in condizioni aerobiche viene ossidato
preferenzialmente entra nel ciclo dell’acido citrico
ad
acetato,
che
M.N. Gadaleta