IL METABOLISMO CELLULARE Glicolisi - Corso di Laure in … · 1 Biochimica –Il metabolismo 1 IL...
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1 Biochimica – Il metabolismo 1 IL METABOLISMO CELLULARE Bibliografia: - D.L.N. NELSON, M.M. COX –PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER (ZANICHELLI) Strumenti per la didattica:www.zanichelli.t/università - G. Sachem, D. Lehman CHIMICA PER LE SCIENZE BIOMEDICHE EdiSES - R. ROBERTI, G.A. BISTOCCHI CHIMICA E BIOCHIMICA MC GRAW HILL Biochimica – Il metabolismo 2 Glicolisi 2 ac. piruvico 1 Glucosio Glicolisi e Ciclo di Krebs sono le due vie metaboliche centrali del metabolismo. Cicl o di Krebs 2 Acetil-CoA CO2 10 NAD, 2 FAD 10 NAD ridotto 2 FAD ridotto 4 ATP (poco …) 4 ADP + 4Pi Biochimica – Il metabolismo 3 Glucosio Acetil-CoA NAD NADP FAD NAD ridotto NADP ridotto FAD ridotto CO2 ATP (poco!...) ADP + Pi (1) ac. ossalacetico (2) ac. citrico Acetil- Coenzima A (Ac-CoA) IL CICLO DI KREBS o degli acidi tricarbossilici Biochimica – Il metabolismo 4 glucosio Acetil-CoA NAD NADP FAD NAD ridotto NADP ridotto FAD ridotto ATP (poco!...) CO2 ATP (poco!...) ADP + Pi Un settore importante del metabolismo è dedicato a rigenerare i nucleodidi ossidati (catena respiratoria) e a produrre ATP (fosforilazione ossidativa) Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa ATP ADP + Pi H2O O2 Biochimica – Il metabolismo 5 LA CATENA RESPIRATORIA LA CATENA RESPIRATORIA LA CATENA RESPIRATORIA LA CATENA RESPIRATORIA La catena respiratoria è costituita da una serie di proteine presenti nella membrana mitocondriale interna in grado di ossidare i nucleotidi (es. NAD e FAD). Biochimica – Il metabolismo 6 LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e il complesso LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e il complesso LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e il complesso LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e il complesso enzimatico enzimatico enzimatico enzimatico dell’ATPasi dell’ATPasi dell’ATPasi dell’ATPasi Il trasporto degli elettroni nella catena respiratoria provoca la sintesi di ATP da parte dell’enzima ATP sintetasi (teoria chemioosmotica)
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Biochimica – Il metabolismo
1
IL METABOLISMO CELLULARE
Bibliografia: - D.L.N. NELSON, M.M. COX –PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER (ZANICHELLI)Strumenti per la didattica:www.zanichelli.t/università- G. Sachem, D. LehmanCHIMICA PER LE SCIENZE BIOMEDICHEEdiSES- R. ROBERTI, G.A. BISTOCCHI CHIMICA E BIOCHIMICA MC GRAW HILL
Biochimica – Il metabolismo
2
Glicolisi
2 ac. piruvico
1 Glucosio
Glicolisi e Ciclo di Krebssono le due vie metaboliche centrali del metabolismo.
Ciclo di Krebs2 Acetil-CoA
CO2
10 NAD, 2 FAD
10 NAD ridotto2 FAD ridotto
4 ATP(poco …)
4 ADP + 4Pi
Biochimica – Il metabolismo
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Glucosio
Acetil-CoA
NADNADPFAD
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridottoCO2
ATP (poco!...)
ADP + Pi
(1) ac. ossalacetico
(2) ac. citrico
Acetil- Coenzima A(Ac-CoA)
IL CICLO DI KREBS o degli acidi tricarbossilici
Biochimica – Il metabolismo
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glucosio
Acetil-CoA
NADNADPFAD
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridottoATP (poco!...)
CO2
ATP (poco!...)
ADP + Pi
Un settore importante del metabolismo è dedicato a rigenerare i nucleodidi ossidati (catena respiratoria) e a produrre ATP (fosforilazione ossidativa)
Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa
ATP
ADP + Pi
H2O
O2
Biochimica – Il metabolismo
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LA CATENA RESPIRATORIALA CATENA RESPIRATORIALA CATENA RESPIRATORIALA CATENA RESPIRATORIA
La catena respiratoria è costituita da una serie di proteine presenti nella membrana mitocondriale interna in grado di ossidare i nucleotidi (es. NAD e FAD).
Biochimica – Il metabolismo
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LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e il complesso LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e il complesso LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e il complesso LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e il complesso
enzimatico enzimatico enzimatico enzimatico dell’ATPasidell’ATPasidell’ATPasidell’ATPasi
Il trasporto degli elettroni nella catena respiratoria provoca la sintesi di ATP da parte dell’enzima ATP sintetasi (teoria chemioosmotica)
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Biochimica – Il metabolismo
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Bilancio della produzione di ATP di una molecola di glucosio attraverso la glicolisi ed il ciclo di Krebs.(Bisogna tener presente che la riduzione di 1 NADH nella catena respiratoria genera 3 ATP e 1 FADH produce 2 ATP)
Glicolisi: 2 ATP 2 ATP2 NADH x 3 ATP 6 ATPtotale glicolisi……….………..8 ATP
Ciclo di Krebs: 2 ATP 2 ATP2 FADH x 2ATP 4 ATP8 NADH x 3 ATP 24 ATPtotale C. di Krebs…………….30 ATP
Totale complessivo……………………………………… 38 ATP
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Impiego giornaliero di ATP
Fabbisogno calorico 2.000 kcal/giorno
Energia fornita da 1 mole ATP 7,3 kcal/moleATP necessario(2.000/7,3) 274 moli/giorno
Peso molecolare ATP: 507 DaltonMassa (g) di una mole di ATP: 507 grammiATP corrispondente a 274 moli = 139 kg/giorno
ATP presente nel corpo umano (0,1 mole) 50 g !!!
Biochimica – Il metabolismo
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acidi grassi e glicerolo
beta-ossidazione
Trigliceridi Glucosio
Acetil-CoA
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridottoATP (poco!...)
CO2
ATP (poco!...)
ADP + Pi
NADNADPFAD
IL METABOLISMO DEI TRIGLICERIDI
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amminoacidi
NH3
Glucosio
Acetil-CoA
NADNADPFAD
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridottoATP (poco!...)
CO2
ATP (poco!...)
ADP + Pi
IL METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI
Biochimica – Il metabolismo
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amminoacidi
nucleotidi
Glucosioacidi grassi e glicerolo
Acetil-CoA
NADNADPFAD
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridottoATP (poco!...)
NH3
CO2
ATP (poco!...)
ADP + Pi
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amminoacidi
nucleotidi
Glucosioacidi grassi e glicerolo
Acetil-CoA
NADNADPFAD
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridottoATP (poco!...)
NH3
CO2
ATP (poco!...)
ADP + Pi
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amminoacidi
nucleotidi
Glucosioacidi grassi e glicerolo
Acetil-CoA
NADNADPFAD
NAD ridotto
NADP ridotto
FAD ridottoATP (poco!...)
NH3
CO2
ATP (poco!...)
ADP + Pi
A T P
A D P + P i
H 2 O
O 2
Riassumiamo ….
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acido piruvico
acido lattico
LDH lattato deidrogenasi
La degradazione dell’acido piruvico via ciclo di Krebs può avvenire solo se O2 è disponibile (aerobiosi) altrimenti ….
LA FERMENTAZIONE LATTICA
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Il metabolismo del glucosio.
La sintesi del glicogeno.
GLUT1,2,3
GLUT4
(insulina)
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La gluoneogenesi:
E’ una via di BIOSINTESI o ANABOLICA per la sintesi del glucosio.
Esempio di integrazione tra le vie metaboliche
Gli enzimi di questa via vengono attivati nel fegato quando diminuisce la glicemia ed in assenza di glicogeno (digiuno)
GLUCOSIO
Ac. piruvico
Acetil-CoA
Glicolisi
Ciclo di Krebs
Gluconeogenesi
a. ossalacetico
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Il metabolismo del glucosio.La gluoneogenesi: la viametabolica di sintesi del glucosio.
Biochimica – Il metabolismo
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Il metabolismo
degli acidi grassi.La sintesi degli acidi grassi inizia dall’ Acetil-CoA.
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INTERAZIONI TRA LE VIE METABOLICHE
�Metabolismo del glucosio e formazione dei corpichetonici.- La gluoconeogenesi provoca l’accumulo dell’Acetil-CoA che viene convertito in tre composti noti come corpi chetonici (ac. acetacetico, ac.idrossibuttirico e acetone)
Metabolismo dei lipidi e metabolismo del glucosio- I lipidi possono essere sintetizzati dagli zuccheri ma non è possibile il contrario.- il completo utilizzo dei lipidi come fonte di energia richiede una dieta con un adeguato apporto di zuccheri
� Metabolismo delle proteine e degli glucosio.- gli amminoacidi sono la fonte principale di precursori (composti semplici di partenza) da cui nsi alimenta la sintesi del glucosio (gluconeogenesi)
