Metabolismo energetico

Capitolo 7:Le vie del metabolismo cellulare

che liberano energia chimica

METABOLISMO

:= complesso coordinato delle reazioni chimiche di un organismo

Le trasformazioni chimiche in un organismo non si verificano in una singola reazione ma attraverso una serie di reazioni distinte (via metabolica).

Ogni reazione di una via metabolica è catalizzata da uno specifico enzima

Vi sono parti comuni e parti differenti nelle vie metaboliche di diversi organismi

Le vie metaboliche sono regolate

Le vie metaboliche sono compartimentate

CATABOLISMO

ANABOLISMO

Macromolecole

Proteine,DNA,RNA

Lipidi

Molecole di precursori

amino acidi, basi azotate,

zuccheri

Sostanze nutrienti

zuccheri,grassi,

proteine

Sostanze povere di energia

CO2

H2ONH3

ADP ATPNAD NADHFAD FADH2

Autotrofi fotosintetici

EterotrofiAerobi

EterotrofiAnaerobi

Glicolisi

• “Divisione degli zuccheri”

2 C3H3O3 + 2ATP + 2NADH + 2H+ +2H2O

C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2NADglucosio

2 piruvato

Glicolisi - tappe 1-3: investimento energetico

4

5

Glicolisi - Tappe 4-5: lisi e isomerizzazione

deidrogenasi

Glicolisi – tappe 6-10: recupero dell’energia

Reazioni di ossido-riduzione

Il NAD è un trasportatore universale di elettroni

Nicotinammide Adenin DinucelotideNAD

Derivato dalla vitamina niacina

L’Ossidazione del NADH fornisce molta energia

1 NADH = ~ 3ATP (nella respirazione)

NADH + H+ + ½O2 NAD+ + H2O

G= - 52.4 kcal/mol

deidrogenasi

Glicolisi – tappe 6-10: recupero dell’energia

Fermentazione lattica

lattato deidrogenasi

Fermentazione alcolica

alcol deidrogenasi

piruvato decarbossilasii

Bilancio dell’ossidazione del piruvato e del ciclo dell’acido citrico

C3H3O3 + 4NAD+ + FAD + GDP + Pi + 3H2O

3CO2 + 4NADH + FADH2 + GTP + 3H+

Piruvato

3CO2

Intermedi del ciclo dell’acido citrico come precursori per le vie anaboliche

CATENA RESPIRATORIA: OSSIDAZIONE DI NADH e FADH2

Catena respiratoria

• Gli elettroni contenuti in NADH e FADH2 passano ad una serie di trasportatori legati alla membrana del mitocondrio.

• L’accettore finale degli elettroni è l’ossigeno

• Il flusso di elettroni determina un trasporto attivo di protoni dalla matrice allo spazio intermembrana del mitocondrio

• La diffusione dei protoni verso la matrice mitocondriale fornisce l’enegia per produrre ATP da parte del complesso dell’ATP sintasi

• La produzione di ATP nella catena respiratoria prende il nome di fosforilazione ossidativa