Funzioni dei nucleotidi
monomeri degli acidi nucleici
esempi di altre funzioni
ATP: moneta energetica
GTP: fonte di energia nella sintesi proteica
cAMP: secondo messaggero nella trasduzione del segnale
nucleotide = zucchero + base azotata + gruppo/i fosfato
nucleoside = base azotata + zucchero
nucleotide = nucleoside + gruppo/i fosfato
BASI AZOTATE
Purine: Adenina, Guanina
Pirimidine: Timina, Citosina, Uracile
legame N-glicosidico
acido fosforico + alcool = estere del fosfato
fosfato + fosfato = fosfoanidride
g
b
a
g
b
a
Metabolismo: insieme di tutte le reazioni chimiche
che una cellula compie per vivere
Catabolismo: reazioni di degradazione
Anabolismo: reazioni di sintesi
autotrofi
eterotrofi
Nelle reazioni chimiche un parametro importante è l’energia libera, G
G è l’energia disponibile nelle cellule per svolgere le reazioni intracellulari
energetica della reazione = DG
DG < 0
DG reazione= DG prodotti – DG reagenti
DG > 0
DG reazione= DGprodotti - DGreagenti
reazioni accoppiate
ATP: adenosina trifosfato
le cellule trasferiscono energia attraverso il trasferimento di gruppi fosfato
un altro modo per trasferire l’energia è attraverso il trasferimento di elettroni
reazioni di ossidazione: perdita di elettroni (trasferimento di elettroni)
reazioni di riduzione: acquisto di elettroni
reazioni redox
gli elettroni non vengono allontanati facilmente dai composti cui appartengono,
è più facile rimuovere un atomo intero che generalmente nelle reazioni
redox biologiche è un atomo di idrogeno: H+ + e-
Nicotinamide adenina dinucleotide: NAD+
NADH (forma ridotta)
Nicotinamide adenina dinucleotide fosfato: NADP+
NADPH (forma ridotta)
ossidazioni biologiche
reazioni di ossidazione: perdita di elettroni (trasferimento di elettroni)
reazioni di riduzione: acquisto di elettroni
trasportatori attivati
ATP
NADH
NADPH
NAD+(ossidazioni)
NADPH (riduzioni)
METABOLISMO CELLULARE
composti complessi
NADP+
NADP+
NAD+
NADH
NADPH
fosforilazione ossidativa
(mitocondri)
ADP+Pi
ATP
composti semplici
composti semplici
ANABOLISMO
CATABOLISMO
composti complessi
E1
E2
E3
E4
E5
catalizzatori biologici sono gli enzimi: accelerano le reazioni senza modificare
l’equilibrio termodinamico della reazione catalizzata e non vengono modificati
in modo da poter essere riutilizzati
sito catalitico (o sito attivo)
substrato
velocità o cinetica di una reazione = v
(varia in presenza di un enzima)
v dipende da un parametro detto ENERGIA DI ATTIVAZIONE
Ea = a-b
DG reazione= DG prodotti – DG reagenti
DG reazione= DG prodotti – DG reagenti
sito catalitico
NOMENCLATURA ENZIMI
hanno tipicamente il suffisso –asi (viene indicato il substrato e la natura della
reazione catalizzata)
idrolasi: taglio idrolitico
nucleasi: degradazione acidi nucleici
proteasi: degradazione proteine
polimerasi: polimerizzazione come DNA, RNA, proteine
ATPasi: idrolisi ATP
chinasi: aggiunta di gruppi fosfato
fosfatasi: rimozione di gruppi fosfato
efficienza di un enzima
velocità della reazione
concentrazione enzima costante
saturabilità di un enzima
v
km1
[s]
Costante di Michaelis-Menten= km
[s] necessaria per raggiungere ½ di vmax
la km ci dice quanto enzima e substrato sono affini
proteina
enzima
RNA (ribozima)
La velocità delle reazioni cellulari può essere aumentata
complessi multienzimatici
confinamento in appositi compartimenti
intracellulari
REGOLAZIONE ATTIVITA’ ENZIMATICA
enzima ad attività costitutiva: sempre attivo
enzima ad attività regolata: la sua attività dipende dalle esigenze cellulari, per cui
può essere attivo o inattivo
quanta ne viene sintetizzata (espressione del gene relativo)
confinamento in appositi compartimenti intracellulari
alterazione della struttura della proteina
più rapido
alterazione della struttura della proteina
Fosforilazione
Interazione con effettori allosterici, tra cui proteine regolatorie
feedback negativo o positivo
Fosforilazione
acido fosforico + alcool = estere del fosfato
proteine chinasi
proteine fosfatasi
Interazione con effettori allosterici, tra cui proteine regolatorie
Regolazione a feedback
proteina regolatoria: calmodulina
Proteine G: proteine che legano i guanin-nucleotidi
alcuni farmaci sono inibitori enzimatici
la penicillina inibisce l’enzima batterico tranpeptidasi che stabilizza la parete
cellulare batterica; in sua presenza i batteri non possono sintetizzare una parete ben
strutturata e quindi non si moltiplicano correttamente
