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Utilizzo del glucosio: laUtilizzo del glucosio: la glicolisiglicolisiGLUCOSIOGLUCOSIO
OSSIDAZIONE Fermentazione
ACETATO
CICLO DI KREBS EOSSIDAZIONIMITOCONDRIALI
Sistema lento, irreversibile, Richiede la presenza diossigeno. Produce molta energia
ANIDRIDE CARBONICA ED ACQUA
GLICOLISISistema rapido, reversibile, avviene anche in assenza diossigeno. Produce poca energia
PIRUVATO LATTATO
Resa energetica della Resa energetica della glicolisi glicolisi anaerobiaanaerobia
Fosfoenolpiruvato piruvato (+1 ATP x2)
Fruttosio-6-P fruttosio 1,6 P
1,3 bis-fosfogliceratofosfoglicerato (+1 ATP x2)
Glucosio glucosio-6-P
Produzione di ATPConsumo di ATP
Resa netta: 2 ATP (+ 2 NADH)
GLICOLISI AEROBIA ATP/MOLI di D-GLUCOSIO1. Fosforilazione del D-glucosio -12. Fosforilazione del D-fruttosio 6-P -13. 1,3-diP-glicerato 3-P-glicerato * 2 +24. Fosfoenolpiruvato piruvato * 2 +25. NADH + H+ FADH2 * 2 +4
ovveroNADH + H+ NAD+ * 2 +6
Totale +6 o +8
GLUCOSIO 2 PIRUVATO ∆G = -502 KJ/moleADP + Pi ATP ∆G = 51,6 KJ/mole
RESA ENERGETICA : 1) Glicolisi anaerobia 2x51,6 = 103,2 kj/mole2) Glicolisi aerobia 8x51,6 = 412,8 kj/mole
Sequenza di reazioni Molecole di ATP /molecola di glucosio
Glicolisi: da glucosio a piruvato (nel citosol)Fosforilazione del glucosio -1Fosforílazione del fruttoso 6-fosfato -1Defosforilazione di 2 molecole di 1,3-BPG + 2Defosforilazione di 2 molecole di fosfoenolpiruvato + 2
2 NADH si formano nell'ossidazione di 2 molecole di gliceraldeide 3-fosfato
Conversione del piruvato in acetil CoA (nei mitocondrí)Si formano 2 NADH
Ciclo dell'acido citrico (nei mitocondrí)Si formano 2 molecole di GTP da due molecole di succinil-CoASi formano 6 NADH nell'ossidazione di 2 molecole di isocitrato, a-chetoglutarato e malatoSi formano 2 FADH2 nell'ossidazione di 2 molecole di succinato
Fosforilazione ossidativa (nei mitocondri)2 NADH formati nella glicolisi; ognuno rende 2ATP
(assumendo che operi il sistema navetta dei glicerolo fosfato) + 4//62 NADH formati nella decarbossilazione ossidativa del piruvato;
ognuno rende 3ATP +62 FADH2 formati nel ciclo dell'acido citrico;
ognuno rende 2 ATP +46 NADH formati nel ciclo dell'acido citrico;
ognuno rende 3 ATP +18
RESA COMPLESSIVA 36 // 38
GLUCOSIO 2 Acetil-CoA 4 CO2
Energia totale glucosio = 2840 KJ/mole
ADP + Pi ATP ∆G = 51,6 KJ/mole
RESA ENERGETICA Glicolisi + Krebs
36/38 x 51,6 = 1857.6/1960.8 kj/mole (Rendimento = 70%)
La La gluconeogenesigluconeogenesi
• Indica i meccanismi e le vie responsabili della conversione di composti non glucidici in glucosio o glicogeno.
• Principali substrati: aminoacidi glucogenetici, lattato, glicerolo,propionato.
• Fegato e rene
• Non è la glicolisi percorsa in senso inverso
• Importante per il mantenimento della glicemia
Variazioni di energia libera delle reazioni dellaglicolisi (calcolate da stime di concentrazioni di substrati)
0.8FOSFOGLICERATO MUTASI-3.3ENOLASI-16.7PIRUVATO CHINASI
-1.8FOSFOGLICERATO CHINASI-1.7GLICERALDEIDE-3P DEIDROGENASI+2.5TRIOSO FOSFATO ISOMERASI-1.3ALDOLASI-22.2FOSFOFRUTTOCHINASI-2.5FOSFOGLUCOISOMERASI-33.5ESOCHINASI
∆G (kJmol-1)ENZIMA
La La gluconeogenesigluconeogenesi
Enzimi necessari per la gluconeogenesi:
• Fosfoenolpiruvato carbossichinasi(ossalacetato fosfoenolpiruvato)
• Fruttosio 1,6 bifosfatasi(fruttosio 1,6P fruttosio 6P)
• Glucosio 6 fosfatasi(glucosio 6P glucosio)
• Piruvato carbossilasi(piruvato ossalacetato)
Regolazione di Regolazione di GlicolisiGlicolisi e e GluconeogenesiGluconeogenesi
• Regolate reciprocamente in modo opposto
• Diversa disponibilità di substrati modifiche secrezioneOrmonale cambiamento attività enzimatica tramite:1) Regolazione allosterica2) Modificazioni covalenti (fosforilazione)3) Sintesi/degradazione
• Enzimi chiave glicolisi
F-2,6-BP
Regolazione diRegolazione di GlicolisiGlicolisi e e GluconeogenesiGluconeogenesiFRUTTOSIO-6-P FRUTTOSIO-1,6-Pregolazione allosterica
inibitori in rosso, attivatori in nero
RegolazioneRegolazione allosterica allosterica della della FosfofruttochinasiFosfofruttochinasi
V (PFK-1)
[F-6-P]
Alta [ATP]
Bassa [ATP]
Fruttosio 2,6 biP e PFKFruttosio 2,6 biP e PFK--22• Fruttosio-2,6-P è un potente attivatore di PFK-1 (glicolisi)e inibitore della Frt-1,6-biFosfatasi (gluconeogenesi) !!
• Frt-6-P Frt-2,6-P mediata da PFK-2 • PFK-2 contiene sia attività chinasica (fosforilazione) sia attività fosfatasica (defosforilazione)
Frt-6-P Frt-2,6-P
PFK-2 defosforilato
PFK-2 fosforilato• La fosforilazione di PFK-2 e stimolata dal glucagone (via cAMP)
Regolazione diRegolazione di GlicolisiGlicolisi e e GluconeogenesiGluconeogenesiFosfoenolpiruvato Piruvatoregolazione allosterica
inibitori in rosso, attivatori in nero
Regolazione diRegolazione di GlicolisiGlicolisi e e GluconeogenesiGluconeogenesi
Fosfoenolpiruvato Piruvato regolazione tramite fosforilazione (tipico dellaIsoforma L del fegato; M nel cervello)
PIRUVATO CHINASI FOSFORILATA
PIRUVATO CHINASI DEFOSFORILATA
H2O
Pi
ADP
ATP
Fosfoenolpiruvato Piruvato
GLICEMIA BASSA GLUCAGONE [cAMP]
Regolazione diRegolazione di GlicolisiGlicolisi e e GluconeogenesiGluconeogenesi
GLUCOSIO GLUCOSIO-6-P
ESOCHINASI è inibita da elevata [GLUCOSIO-6-P]
GLUCOCHINASI NEL FEGATO
GLUCOSIO-6-FOSFATASI : solo nel fegato (e rene)