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%
