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Seconda Università degli Studi di Napoli DiSTABiF Anno Accademico 2016-17 Corso di Laurea Magistrale in SCIENZE DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE UMANA Insegnamento di BIOCHIMICA e BIOTECNOLOGIE degli ALIMENTI Prof. Augusto Parente Lezione 6- 23.03.2017 PROVENIENZA DEL GLUCOSIO e ALTRI MONOSACCARIDI Alimento semplice Enzima Prodotti Amido Glicogeno Amilasi n D-Glucosio Glucosio 6-fosfato Glicogeno endogeno Glicogeno fosforilasi, Pi n Glucosio 1-fosfato Glucosio 6-fosfato Lattosio Lattasi D-Glucosio D-Galattosio* Glucosio 6-fosfato Saccarosio Saccarasi D-Glucosio D-Fruttosio > (zucchero invertito, • Fruttosio 1,6-diP (esochinasi , fosfofruttochinasi; muscolo) • Fruttosio 1-P ( fruttochinasi; fegato) >gliceraldeide e diidrossiaceton-P della dieta (rompe il legame Glucosio C1-O) miele artificiale) Fruttosio alimentare Invertasi Trealosio Trealasi 2 D-Glucosio Glucosio 6-fosfato Maltosio Maltasi 2 D-Glucosio Glucosio 6-fosfato Isomaltosio Isomaltasi 2 D-Glucosio Glucosio 6-fosfato Mannosio Fosfomannosio isomerasi Fruttosio 6-fosfato Glucosio 6-fosfato *Galattosio Via di Leloir> > > n Glucosio 1-fosfato Glucosio 6-fosfato (rompe il legame O-C2 fruttosio) Via di Leloir PROVENIENZA DEL GLUCOSIO 1 4 1 1 6 4 Saccarasi Invertasi 1 2 I prodotti della glicolisi 2 molecole di piruvato 2 NADH + H+ 2 ATP (14,6 kcal/mole) Resa energetica COMPOSTO C6H12O6 DG°’ PRODOTTO Anaerobiosi 6 O2 + 2 Lattato 2 Lattato - 42 kcal/mole 6 CO2 + 6 H2O - 644 kcal/mole Somma (demolizione ossidativa del glucosio) - 686 kcal/mole Formazione di 2 ATP= 14,6 kcal/mole 14,6/42 35% Condizioni di anaerobiosi Le fermentazioni Fermentazione lattica: nel muscolo Fermentazione alcolica: nei lieviti Obiettivo: 1- riossidare il NADH, che si è formato nella ossidazione della gliceraldeide 3-P in acido 1,3 bis-fosfoglicerato, a NAD+. La quantità di NAD+ è limitante. Se non venisse formato, la glicolisi verrebbe bloccata. 2- formare prodotti intermedi (acido lattico, etanolo, ) di grande importanza in molti prodotti alimentari Formazione di etanolo e CO2 Formazione di acido lattico IN CONDIZIONI DI AEROBIOSI: Il NADH citoplasmatico viene riossidato attraverso la spola malato-aspartato e del glicerolfosfato (gli equivalenti di riduzione vengono portati all’interno dei mitocondri). il piruvato entra nei mitocondri (trasformazione in acetil-CoA e ingresso nel ciclo di Krebs). REAZIONE DELLA PIRUVATO DEIDROGENASI Piruvato deidrogenasi di E. coli Enzima Coenzima Peso Numero molecolare di dell’enzima subunità Peso molecolar e della subunità Numero di subunità per complesso PM Totale Piruvico decarbossilasi Tiamina pirofosfato 192.000 2 96000 24 2.304.000 Diidrolipoammi de acetiltransferasi Acido lipoico, CoASH 1.700.000 24 65-70.000 24 1.700.000 Diidrolipoammi de deidrogenasi FAD, NAD+ 112.000 2 56.000 12 672.000 Totale 4.676.000 L’ossidazione completa dell’acetil-CoA Il ciclo di Krebs Ciclo dell’acido citrico Ciclo degli acidi tricarbossilici Alcuni concetti di base: - Chetoacidi: piruvato, ossalacetato e a-chetoglutarato - I tioesteri (acetil-CoA: composti ad alto contenuto energetico) - Decarbossilazione ossidativa - La specificità di substrato delle ossido-reduttasi piridiniche e flaviniche (NAD+ e FAD dipendenti, rispettivamente) - La fosforilazione a livello del substrato- sintesi di ATP (GTP) - Glicolisi - Amminoacidi - -ossidazione acidi grassi Citrato sintasi (non utilizza ATP) - Omodimero - Esempio di adattamento indotto 1) ossalacetato; 2) acetil-CoA; 3) citroil-CoA- idrolisi del tioestere e liberazione di CoA-SH * Atomi di C dell’acetil- CoA entrante ACONITASI - La reazione della aconitasi è stereospecifica; - L’aconitasi contiene ferro non eminico e zolfo labile (centro ferro-zolfo). Il ferro forma un complesso con il citrato che coinvolge due gruppi carbossilici ed il gruppo –OH del citrato. * * Isocitrato deidrogenasi TPP Acido lipoico FAD Complesso della a-chetoglutarato deidrogenasi- Enzimi E1, E2, E3 Succinil-CoA sintetasi H HH H FUMARASI L-malato deidrogenasi Ciclo dell’acido citrico incompleto: produzione di precursori biosintetici Resa di ATP dal completo catabolismo del glucosio-6-P Processo Moli di ATP Utilizzate o prodotte Glicolisi G G-6-P F-6-P -1 F-1,6-bisP -1 2 NADH + 2H+ +6 2 Acido 1,3-bisfosfoglicerico 2 acido 3-fosfoglicerico +2 2 Fosfoenolpiruvato +2 piruvato Totale glicolisi +8 Ossidazione del piruvato ad acetil -SCoA 2 NADH + 2H+ +6 Totale ossidazione +6 Ciclo di Krebs 6 NADH + 2H+ + 18 2 FADH2 +4 2 Succinil –CoA 2 succinato +2 Totale ciclo + 24 Totale catabolismo del glucosio + 38 Totale catabolismo del glucosio-1-P + 39 Resa energetica della glicolisi a partire da glucosio Composto C6H12O6 Prodotto aerobiosi 6 CO2 + 6 H2O Demolizione del glucosio DG°’ - 277,4 kcal/mole - 686 kcal/mole Formazione di 38 ATP= 277,4 kcal/mole 277,4/686= 40%
