LEZ 13 BIOCHIMICA x TBA ODDI 2014_2015
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Il metabolismo degli amminoacidi La degradazione delle proteine dell’organismo Concetti chiave • Le proteine extracellulari e intracellulari possono essere digerite dalle proteasi lisosomiali. • Le altre proteine che devono essere degradate sono prima coniugate alla proteina ubiquitina. • Il proteasoma, un complesso proteico a forma di barile, srotola la struttura delle proteine ubiquitinate con un processo ATP-dipendente e le degrada proteoliticamente. Struttura dell’ubiquitina Ubiquitina umana PDBid 1UBO Emivita di alcuni enzimi Le reazioni di ubiquitinazione Alcuni amminoacidi devono essere assunti con la dieta La digestione delle proteine della dieta La deaminazione degli amminoacidi Concetti chiave • La transaminazione interconverte tra loro un amminoacido e un a-cheto acido. • La deaminazione ossidativa del glutammato rilascia ammoniaca da eliminare. Il catabolismo degli amminoacidi Transaminazione Transaminazione Piridossal-5’-fosfato Piridossal-5’-fosfato Piridossal-5’-fosfato Piridossal-5’-fosfato Piridossal-5’-fosfato Deaminazione ossidativa del glutammato La deaminazione degli amminoacidi Punto di verifica • Descrivete il modo in cui l’a-chetoglutarato e l’ossalacetato partecipano al catabolismo degli amminoacidi. • Qual è il ruolo del PLP nella transaminazione? • Riassumete le reazioni che rilasciano un gruppo amminico di un amminoacido sotto forma di ammoniaca. Il ciclo dell’urea Concetti chiave • Cinque reazioni incorporano l’ammoniaca e un gruppo amminico nell’urea. • La velocità del ciclo dell’urea cambia in funzione della velocità di degradazione degli amminoacidi. L’ammoniaca e i prodotti di scarto meno tossici Reazione complessiva del ciclo dell’urea Il ciclo dell’urea Il ciclo dell’urea Il ciclo dell’urea Il meccanismo di reazione della CPS I Il meccanismo di reazione della CPS I Il meccanismo di reazione della CPS I Il meccanismo di reazione della CPS I Il ciclo dell’urea Punto di verifica • Riassumete le tappe del ciclo dell’urea. In che modo i gruppi amminici degli amminoacidi entrano nel ciclo? • Quali sono i vantaggi dell’incanalamento? • In che modo la velocità di deaminazione degli amminoacidi è correlata alla velocità del ciclo dell’urea? La degradazione degli amminoacidi Concetti chiave • L’alanina, la cisteina, la glicina, la serina e la treonina sono degradate a piruvato. • L’asparagina e l’aspartato sono degradati a ossalacetato. • L’a-chetoglutarato è prodotto dalla degradazione dell’arginina, del glutammato, della glutammina, dell’istidina e della prolina. • L’isoleucina, la metionina, la treonina e la valina sono convertite in succinil-CoA. • La degradazione della leucina e della lisina forma acetil-CoA e acetoacetato. • Il triptofano viene degradato ad acetoacetato. • La fenilalanina e la tirosina formano fumarato e acetoacetato. I 7 prodotti comuni di degradazione degli amminoacidi La degradazione degli amminoacidi Punto di verifica • Descrivete i due destini generali degli scheletri carboniosi degli amminoacidi. • Elencate i sette metaboliti che rappresentano i prodotti terminali del catabolismo degli amminoacidi. Quali di questi sono gluconeogenici? Quali invece sono chetogenici? Integrazione del metabolismo: ruolo della biosegnalazione Gli ormoni Concetti chiave • Gli ormoni endocrini regolano molti processi fisiologici. • Gli ormoni pancreatici insulina e glucagone controllano il metabolismo energetico. • Le catecolamine prodotte dalla midollare del surrene si legano ai recettori a- e b-adrenergici presenti sulle cellule bersaglio. • Gli ormoni steroidei regolano il metabolismo delle fonti energetiche, il bilanciamento idrosalino nonché la differenziazione e la funzione sessuale. Caratteristiche generale della biosegnalazione Tipologie di recettori La segnalazione endocrina Le ghiandole principali del sistema endocrino Ormoni circolanti e a effetto locale (o messaggeri locali) La midollare del surrene sintetizza due catecolammine attive come ormoni L’insulina è un ormone di natura proteica I recettori e la cascata di segnalazione Il recettore dell'insulina è un recettore ad attività tirosin-chinasica Il recettore dell’adrenalina (come pure quello del glucagone) è un recettore accoppiato a proteine G (GPCR) Esempio di integrazione/interazione recettoriale Gli ormoni tiroidei Gli ormoni delle ghiandole surrenali Gli ormoni prodotti dalle ovaie e dai testicoli Gli ormoni Punto di verifica • Spiegate perché solamente alcune cellule rispondono agli ormoni, anche se tutte le cellule del corpo sono esposte a essi. • Elencate alcuni ormoni prodotti dal pancreas, dalla midollare del surrene e dalla corticale del surrene. Quali tipi di molecole sono questi ormoni? • Riassumete gli effetti biologici dell'insulina, del glucagone, dell'adrenalina, degli androgeni e degli estrogeni Le proteine G eterotrimeriche Punto di verifica • Riassumete le tappe della trasduzione del segnale da un GPCR alla fosforilazione di proteine bersaglio da parte della PKA. • Spiegate perché un GPCR può essere considerato essere una proteina allosterica. • Descrivete in che modo le proteine G vengono attivate e inattivate. • Qual è la funzione di un secondo messaggero quale il cAMP? • Come è regolata l’attività della PKA? • In che modo l’attività della PKA influenza la cellula? • Perché il sistema di segnalazione dell'adenilato ciclasi comprende le fosfodiesterasi? • Quali altri fattori limitano o terminano la segnalazione attraverso i GPCR? Ruolo metabolico dei principali organi CICLO DI CORI Biochimica del sangue Effetti della glicemia La glicemia influenza le cellule alfa e beta del pancreas esocrino che sintetizzano e rilasciano, rispettivamente, glucagone e insulina Meccanismi molecolare e cellulare responsabili della risposta all’iperglicemia delle cellule beta Biochimica postprandiale Biochimica del digiuno Adattamenti metabolici al digiuno: il ruolo del fegato Biochimica dello stress
