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biochimica - metabolismo e glicolisi, Slide di Biochimica. Università di Palermo

Biochimica

Descrizione: Slide sul metabolismo e sulla glicolisi
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Universita: Università di Palermo
Materia: Biochimica
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Metabolismo

E’ l’insieme di tutte le reazioni chimiche che avvengono negli organismi viventi; tutte queste reazioni producono ed utilizzano energia

Degradative Sintetiche

CATABOLISMO ANABOLISMO

• CATABOLISMO è la fase degradativa del metabolismo, in cui le molecole organiche delle sostanze nutrienti (carboidrati, grassi, e proteine vengono convertiti in prodotti finali più semplici (acido lattico, CO2), producendo energia.

• ANABOLISMO (BIOSINTESI), è la fase del metabolismo in cui precursori semplici vengono uniti tra loro per costruire molecole più grandi, come i lipidi, i polisaccaridi, le proteine e gli acidi nucleici.

CATABOLISMO

Sostanze Nutrienti

Ricche di energia

Carboidrati Grassi

Proteine

Prodotti Finali

Poveri di energia

CO2 H2O NH3

Macromolecole cellulari

Proteine Polisaccaridi

Lipidi Acidi nucleici

ANABOLISMO

Molecole di precursori

Amminoacidi Zuccheri Grassi

Basi azotate

ADP NAD+

NADP+

ATP NADH

NADPH

ADP

ATP

NAD(P)+

NAD(P)H(H)+

Catabolismo

Anabolismo

Anabolismo e catabolismo: complementarietà

L’ATP è il legame fra i sistemi che producono energia e quelli che la utilizzano

Contrazione muscolare Proteine Trasporto attivo di ioni

Carboidrati Biosintesi macromolecole Lipidi ADP+Pi

ATP

Produzione di energia

Utilizzazione di energia

catabolismo

Dall’idrolisi dei legami dei gruppi fosforici si libera energia necessaria a guidare molte reazioni essenziali nella cellula. Quando un gruppo fosforico viene rimosso si liberano circa 7 kilocalorie per mole e l’ATP diviene ADP (adenosindifosfato). Fornendo 7 kilocalorie per mole, l’ADP riacquista il gruppo fosforico e diviene di nuovo ATP.

I glucidi

I glucidi sono tra i maggiori fornitori di energia degli organismi.

Assunzione di glucosio regolata da un processo

di esocitosi/endocitosi, sensibile all’insulina, dei trasportatori di glucosio.

Dopo stimolazione con insulina,

- queste vescicole fondono con la membrana plasmatica,

mediante esocitosi, e - producono

un aumento del numero di trasportatori sulla

membrana plasmatica, che - determina un incremento proporzionale della velocità di

assunzione di Glc nella cellula. Allo stato basale

Le cellule conservano la maggior parte della loro proteina trasportatrice di

glucosio in vescicole membranose interne.

Cellule del tessuto adiposo e

del tessuto muscolare

La via di Embden-Meyerhof (Wanrburg)

Glicolisi

È un processo metabolico mediante il quale, una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di piruvato per generare molecole ad alta energia, come ATP e NADH.

Viene inoltre prodotta Energia ( molecole di ATP) e Potere Riducente (NADH)

Glicolisi Catena di 10 reazioni, catalizzate ciascuna da un enzima specifico, avviene nel citoplasma della cellula

Nel corso di queste reazioni una molecola di glucosio (C6H12O6) contenente 6 atomi di carbonio viene gradualmente trasformata in 2 molecole di Piruvato, contenenti ciascuna 3 atomi di carbonio

1. Glicolisi avviene nel citoplasma,

• Scissione del glucosio, produzione di Piruvato +2ATP

Gli enzimi sono confinati nel citoplasma della cellula

Fasi della glicolisi

1° Fase: Fosforilazione del substrato ed attivazione.

2° Fase: Scissione dello zucchero a 6 atomi di carbonio.

3° Fase: Recupero dell’energia nella fosforilazione dell’ ADP

(Glucochinasi)

1° Fase Fosforilazione del substrato ed attivazione

GLICOGENO

GLUCOSIO 6-FOSFATO

PIRUVATO

Glicogenosintesi

Glicolisi

GLUCOSIO 1-FOSFATO

FRUTTOSIO 6-FOSFATO

Glucosio + Pi

Pentoso fosfati

Destino metabolico del glucosio 6-P

Fosfoglucosio isomerasi

fosfofruttochinasi

aldolasi

2° fase

Glicolisi

Fosfoglicerato chinasi

Fosfoglicerato mutasi

Enolasi

GLICOLISI

Il destino del piruvato dipende dalla presenza o assenza di ossigeno e può

essere diverso in cellule diverse (lievito, muscolo…)

Aerobia attraverso le reazioni del Ciclo di Krebs e della Catena di trasporto degli elettroni (entrambi i processi avvengono nei mitocondri)

La scissione del glucosio, Glicolisi, è il preludio di entrambe le vie

La molecola Piruvato, prodotto finale della glicolisi, può andare incontro ad ulteriore ossidazione (demolizione) in maniera:

Anaerobia attraverso il processo di Fermentazione (che avviene nel citosol)

In presenza di O2 il Piruvato viene totalmente ossidato a CO2 ed H2O durante 2 serie di reazioni:Ciclo di Krebs e Catena di Trasporto degli Elettroni,complessivamente chiamate Respirazione Cellulare

Via Aerobia

Durante la fermentazione non viene prodotto altro ATP Il NADH è riossidato a NAD+

la scorta cellulare di NAD+ è in tal modo ripristinata

Via Anaerobica In assenza di O2

Glicolisi  Fermentazione Il piruvato prodotto nella glicolisi

viene ridotto e convertito: in Alcool Etilico e CO2 (usando e- del NADH ossidato a NAD+) fermentazione alcolica

in Acido Lattico fermentazione lattica

Lieviti Batteri e Cellule Muscolari

Fermentazione lattica e alcolica

REGOLAZIONE DELLA GLICOLISI IIN FUNZIONE DELLE RICHIESTE DI ATP

REGOLAZIONE DA FRUTTOSIO 2-6 BIFOSFATO

Regolazione della glicolisi

Metaboliti: Azione

ATP,Citrato inibiscono (indicano alta energia disponibile nella cellula)

AMP attiva (indicano scarsa energia disponibile nella cellula)

Fruttosio 2,6-bis-P attiva (solo nel fegato; attiva la fosfofruttokinasi I)

Ormoni:

Insulina attiva Glucagone inibisce nel fegato Adrenalina attiva nel muscolo, ma inibisce nel fegato

ALTRE FUNZIONI DELLA GLICOLISI

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