Il metabolismo: processi e componenti, Slide di Biologia

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IL METABOLISMO

IL METABOLISMO CELLULARE

• (^) Gli organismi richiedono energia per svolgere le funzioni vitali
• (^) Carboidrati, proteine e lipidi sono la fonte di energia Le biomolecole assunte con alimentazione assorbite dall’intestino trasformate in molecole con peso molecolare più basso degradazione finale in CO 2 e H 2 O L’energia ricavata, in parte viene persa sotto forma di calore , e in parte viene immagazzinata nell’ ATP.

REAZIONI CATABOLICHE

• STADIO 1: REAZIONI DI IDROLISI

i carboidrati si scindono in monosaccaridi i grassi si scindono in glicerolo e acidi carbossilici le proteine si scindono in amminoacidi Non viene prodotta energia

• (^) STADIO 2: reazioni distinte ma vengono degradati tutti in acetil-Co A
• (^) STADIO 3: acetil-Co A entra nel ciclo di Krebs (reazioni di ossidoriduzione dove il gruppo acetilico è ossidato a CO2. Avviene nei mitocndri)
• (^) STADIO 4: le specie prodotte nel ciclo di Krebs vengono riossidate attraverso la catena respiratoria e la fosforilazione ossidativa, portano alla formazione di H 2 O e ATP.

REAZIONI ANABOLICHE

BIOSINTESI DELLE MOLECOLE:

• (^) Piccole molecole che entrano nel ciclo di Krebs trasformate in

prodotti a più alto peso molecolare

• (^) Si originano monosaccaridi, acidi grassi e amminoacidi
• (^) Le unita delle macromolecole si uniscono per formare

carboidati, lipidi e proteine

Notevole dispendio energetico

ENZIMI

CATALIZZATORI

• (^) Le molecole sulle quali agiscono sono definite substrati.
• (^) Aumentano la velocità delle reazioni
• (^) Esercitano la propria azione sebbene presenti in quantità ridotte rispetto a quelle dei reagenti
• (^) Determinano la diminuzione dell’energia di attivazione della reazione La reazione avviene a velocità più

elevate

L’energia di attivazione è la minima quantità di energia richiesta da una reazione per poter avvenire.

ENZIMI

• (^) Sono specifici per una determinata reazione
• (^) Sono specifici per substrato
• (^) Sono efficienti
• (^) Soggetti a regolazione
• (^) Agiscono in condizioni fisiologiche specifiche
• (^) Sono proteine globulari , solubili in acqua

COME FUNZIONA UN ENZIMA

• (^) S si lega al sito attivo dell’ E in modo reversibile con formazione del complesso ES
• (^) Questo complesso favorisce la reazione con formazione del P
• (^) P si allontana dall’enzima

INTERAZIONE ENZIMA- SUBSTRATO

• (^) MODELLO CHIAVE-SERRATURA: Proposto nel 1894 da Fischer La forma del substrato deve essere complementare quella del sito attivo

CINETICA ENZIMATICA

studia la velocità delle reazioni catalizzate dagli enzimi. La velocità di reazione aumenta all’aumentare della concentrazione del substrato fino a raggiungere valore massimo. Vmax si ottiene quando enzima è saturo Costante di Michaelis –Menten KM : concentrazione del substrato quando la velocità di reazione è pari a metà della concentrazione massima. KM : È indipendente dalla quantità di enzima Esprime affinità per il substrato, maggiore è l’affinità più valore sarà 1/ 2

CINETICA ENZIMATICA

È influenzata da diversi fattori:

• (^) Effetto della concentrazione del substrato
• (^) Effetto del pH Valori di pH estremi possono provocare la denaturazione di una proteina
• (^) Effetto della temperatura: un aumento di temperatura genera aumento di velocità di reazione. Un incremento eccessivo provoca denaturazione enzimi e perdita azione catalitica.

CONTROLLO DELLE VIE METABOLICHE MODIFICAZIONE COVALENTE: Può essere reversibile o irreversibile. INIBITORI REVERSIBILI: sono ioni o piccole molecole che legandosi all’enzima ne modificano l’attività. INIBITORI IRREVERSIBILI: causano inattivazione completa. Il legame è di tipo covalente Es: fosforilazione/ defosforilazione scissione proteolitica (penicillina: inibire gli enzimi necessari alla costruzione della parete cellulare dei batteri)

CONTROLLO DELLE VIE METABOLICHE INIBIZIONE COMPETITIVA: Sono molecole che impediscono o rallentano l’azione catalitica dell’enzima. Entità dell’inibizione dipende dalla concentrazione sia del substrato che dell’inibitore.

ATP

• (^) ADENOSINTRIFOSFATO È un nucleoside: Monosaccaride è il D-ribosio Base azotata è l’ adenina È una molecola ad alta energia

ATP

• (^) Quando perde un gruppo fosfato diventa ADP

(adenosindifosfato).

• (^) l’energia necessaria all’organismo deriva dalla conversione

dell’ATP in ADP

• (^) La formazione di ATP a partire da ADP richiede energia
• (^) ADP può essere ulteriormente idrolizzata, liberando energia

minore della precedente idrolisi, in AMP

(adenosinmonofosfato)