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La fissazione dell’azoto
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Complesso della nitrogenasi
N + 10 H++ 8e + 16ATP→N2 + 10 H + 8e + 16ATP→2NH4
+ + 16ADP + 16P + H2
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Metabolismo degli aminoacidiMetabolismo degli aminoacidi
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Metabolismo degli aminoacidiMetabolismo degli aminoacidi
Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti precursori del glucosio degli acidi grassi eprecursori del glucosio, degli acidi grassi e dei corpi chetonici.
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Degradazione delle proteineDegradazione delle proteine
• Le cellule sintetizzano continuamente proteine partendo da aminoacidi e le p pdegradano ottenendo aminoacidi.
• Risparmio energetico• Risparmio energetico• Rimozione delle proteine danneggiate• Regolazione del metabolismo cellulare
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Degradazione degli aminoacidiDegradazione degli aminoacidi
Gli aminoacidi vanno incontro a degradazione : g
1.) per normale turnover delle proteine 2 ) quando il loro apporto con la dieta sia2.) quando il loro apporto con la dieta sia
particolarmente abbondante 3 ) quando non siano disponibili gli zuccheri3.) quando non siano disponibili gli zuccheri.
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Degradazione delle proteineDegradazione delle proteine
• Le proteine sono caratterizzate da una diversa emivita
• Quelle che svolgono importanti funzioni regolative del metabolismo sonoregolative del metabolismo sono degradate più velocemente rispetto a
’ àquelle caratterizzate da un’attività catalitica costante in tutte le condizioni fisiologiche
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Degradazione delle proteineDegradazione delle proteine
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Gli zimogeniGli zimogeni
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Degradazione delle proteineDegradazione delle proteine
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Degradazione intracellulare delle proteine
• Degradazione lisosomale – 50 enzimi idrolitici, pH acido.
• È attiva sulle proteine assunte per endocitosi e, in generale, su tutti i costituenti cellulari racchiusi gin vacuoli.
• La degradazione lisosomiale è non selettiva, maLa degradazione lisosomiale è non selettiva, ma in condizioni di digiuno prolungato vengono importate solo le proteine citosoliche contenentiimportate solo le proteine citosoliche contenenti il peptide KFERQ
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Degradazione intracellulare delle proteine ubiquitina-dipendente
L d d i ò iLa degradazione può avvenireTramite un processo che richiede ATP,Indipendete dai lisosomi
Ubiquitina – 76 residui
Le proteine sono marcate per essereLe proteine sono marcate per essere Degradate tramite un legame covalenteCon l’ubiquitina
Tutti gli eucarioti possiedono ubiquitina
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Degradazione intracellulare delle proteine ubiquitina-dipendente
Più molecole di ubiquitina si legano formando dellesi legano formando delle lunghe catene (fino a 50 molecole) con legami tramolecole), con legami tra la catena laterale del residuo lys 48 e il cresiduo lys 48 e il c-terminale dell’ubiquitina successivasuccessiva
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Il proteasomaLe proteine ubiquitinate vengono degradate tramite un processo ATP-dipendente da un complesso proteico ad alto peso molecolare
noto come proteasoma 26S (2000 kD, 26S) Si può riconoscere una struttura di26S). Si può riconoscere una struttura di
base di forma cilindrica, cava, denominata proteasoma 20S.
Questo è costituito da sette tipi di tipi di subunità α e da sette tipi di subunità β,
dotate di attività proteoliticadotate di attività proteoliticaProdotti di circa 8 aminoacidi
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Il proteasoma di lievitoIl proteasoma di lievito
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La degradazione degli aminoacidiLa degradazione degli aminoacidi
La via degradativa di tutti gli aminoacidi richiede l'allontanamento del grupporichiede l allontanamento del gruppo aminico.Lo scheletro carbonioso viene così utilizzato nel ciclo di Krebs o nella gluconeogenesi
Parte dell'azoto aminico viene riutilizzato in processi biosintetici; parte è escreta come tale a livello renale e parte sotto forma di urea.
![Page 29: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/29.jpg)
Reazioni di transaminazioneReazioni di transaminazione
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Reazioni di transaminazioneReazioni di transaminazione
![Page 31: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/31.jpg)
Il piridossal fosfatoIl piridossal fosfato
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Meccanismo della transamminazioneMeccanismo della transamminazione
T i i i• Transimminazione
• Tautomerizzazione
• idrolisi
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Deamminazione ossidativaDeamminazione ossidativa
![Page 34: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/34.jpg)
La glutammina trasporta ammoniaca attraverso il sangue
![Page 35: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/35.jpg)
L’alanina trasporta l’ammoniaca dal muscolo al fegato
![Page 36: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/36.jpg)
Escrezione dell’azotoEscrezione dell azoto
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Il ciclo dell’ureaIl ciclo dell ureaL’urea viene sintetizzata nel fegato secreta nel circolo• L’urea viene sintetizzata nel fegato, secreta nel circolo sanguigno, sequestrata dai reni e poi escreta.
• Questo è stato il primo ciclo metabolico ad essere compreso (1932).
• E’ composto da 5 reazioni (2 mitocondriali e 3 citoplasmatiche)
• NH3 + HCO3- + aspartato + 3ATP →U + f t + 2 ADP + 1 AMP + 2Pi + PPiUrea + fumarato + 2 ADP + 1 AMP + 2Pi + PPi
I due atomi di azoto provengono dall’ammoniaca eI due atomi di azoto provengono dall ammoniaca e dall’aspartato, il carbonio dal bicarbonato
![Page 38: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/39.jpg)
Carbamil fosfato sintetasiCarbamil fosfato sintetasi
• Questo enzima è il principale sito di regolazione del ciclo (è stimolato da N-acetilglutammatog
![Page 40: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/40.jpg)
Ornitina transcarbamilasiOrnitina transcarbamilasi
![Page 41: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/41.jpg)
Argininosuccinato sintetasiArgininosuccinato sintetasi
![Page 42: La fissazione dell’azoto - uniroma2.it · Gli aminoacidi introdotti in eccesso con laGli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti ... Il ciclo](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022018/5b87ca057f8b9a435b8c3a4a/html5/thumbnails/42.jpg)
Argininosuccinasig
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Arginasi
l’arginina èil precursore
direttodirettodell’ureadell urea
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Qual’è il costo energetico del ciclo dell’urea?
A t tApparentemente:NH3 + HCO3- + aspartato + 3ATP → Urea + fumarato + 2 ADP + 1 AMP + 2Pi + PPi
MA:MA:
I lt d i i id tiInoltre: deaminazione ossidativa
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Degradazione degli aminoacidiDegradazione degli aminoacidi
Glucogenici
chetogenici
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Ala Cys Gly Ser ThrAla Cys Gly Ser Thr
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Serina deidratasiSerina deidratasi
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Arg, Glu,Gln, His,Pro
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Met
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Catenaramificata
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Lys e LeuLys e Leu
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