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Si definisce metabolismo l’insieme dei processi chimici che rendono possibile la vita delle cellule. - Esistono organismi fototrofi, i quali si procurano energia mediante la luce (fotoni); - E organismi chemiotrofi, i quali ricavano l’energia dalla demolizione delle sostanze nutritive. La molecola ad alta Energia Adenosin trifosfato (ATP) Legami fosfoanidridici Adenina Ribosio 3 Gruppi Fosfati Il metabolismo dei Glucidi La Glicolisi è un processo catabolico e anaerobio per cui la molecola di glucosio viene degradata fino alla formazione di acido piruvico. Ciò avviene nel citoplasma della cellula. La via del pentoso fosfato è un processo alternativo. Le tappe della Glicolisi Continua… 1 Reazione -1 ATP 2 Reazione 3 Reazione -1 ATP 4 Reazione DAP GAP Gliceraldeide 3 - fosfato Diidrossiaceton - fosfato 5 Reazione DAP GAP Il DAP isomerizzandosi diventa GAP. Da qui in poi bisogna tener conto che le reazioni che seguono sono riferite a ciascuno dei 2 GAP. 6 Reazione GAP Gliceraldeide 3 - fosfato Un NAD+ si riduce a NADH 7 Reazione ADP +2 ATP ATP 8 Reazione 9 Reazione H2O 10 Reazione Piruvatochinasi +2 ATP Bilancio della Glicolisi Il glucosio viene degradato per questa via, fino ad ottenere ATP. Invero, la quantità di ATP prodotta durante la via glicolitica è esigua come si può vedere qui sotto. ATP prodotti = + 4 ATP impiegati = - 2 ____________________ Produzione netta = 2 ATP. Da tenere in conto che durante il processo vengono ridotti 2 NAD+. Continua… Dalla Glicolisi… 2 Piruvato Ciclo di Krebs Fermentazione lattica Fermentazione alcolica Via aerobica (disponibilità di O2 ) Via anaerobica Dal citosol ai mitocondri La Glicolisi, di cui prima si sono mostrate le tappe, ha luogo nel citosol, matrice cellulare della cellula, e produce 2 molecole di Piruvato. Queste in presenza di ossigeno vengono trasportate dal citoplasma nei mitocondri, dove avviene il ciclo di Krebs. Vai al Ciclo di Krebs Preludio del Ciclo di Krebs Piruvato deidrogenasi Piruvato (processo multienzimatico) + Coenzima A Molecola essenziale per il metabolismo; considerato un trasportatore dei gruppi acile (acetile) H - CO2 + NAD Si riduce a NADH… Dercabosillazione Acetil = Acetil co-A Co-A Ciclo di Krebs Ciclo di Krebs - H2O + H2O Ossalsuccinato I prodotti Ciclo di Krebs NADH - H2O NADH + H2O Ossalsuccinato FADH GTP NADH Produzione totale Glicolisi: 4 ATP 2 NADH Piruvato deidrogenasi 2 NADH Ciclo di Krebs: 2 GTP 2 NADH 2 NADH 2 NADH 2 FADH Vai alla Fosforilazione Ossidativa La Fosforilazione Ossidativa I coenzimi ridotti (NADH e FADH), provenienti dal ciclo di Krebs e dalla glicolisi, partecipano alla fosforilazione ossidativa, processo che consiste nel trasferimento della coppia di elettroni all’ O2 attraverso una catena di molecole trasportatrici di elettroni, per produrre ATP. In carenza dell’accettore finale (l’ossigeno) la fosforilazione ossidativa si blocca, così come il ciclo di Krebs, ed il Piruvato della glicolisi viene deidrogenato a Lattato. La Fosforilazione Ossidativa NAD NADH deidrogenasi ATP FAD Coenzima Q Citocromo B Citocromo B-C ossidasi ATP Citocromo C Citocromo A O2 Citocromo A ossidasi ATP H2O Com’è prodotto l’ATP? Come viene prodotto l’ATP durante la Fosforilazione Ossidativa? Pare che l’elettrone, attraversando la membrana della cresta mitocondriale, generi un gradiente elettrochimico che permetterebbe all’ ATP-sintetasi presente in loco di formare ATP: ADP + P ATP In sintesi, si deduce che: per ciascun NADH vengono sintetizzati 3 ATP. per ciascun FADH vengono sintetizzati 2 ATP. Produzione totale Glicolisi: 4 ATP 2 NADH Piruvato deidrogenasi 2 NADH (conteggio netto) (conteggio teorico) 6 ATP 6 ATP (2+4) (risultato netto) Totale: 36 ATP Ciclo di Krebs: 2 GTP 2 NADH 2 NADH 2 NADH 2 FADH (conteggio netto) 2 ATP (GTP) + 18 ATP (NADH) + 4 ATP (FADH) NADH e FADH NAD (nicotinammide adenin dinucleotide) è un coenzima accettore di elettroni che si riduce a NADH in presenza dell’enzima deidrogenasi. Il FAD (flavin adenin dinucleotide) funziona in maniera similare, riducendosi a FADH.
