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Gluconeogenesi.

Per ripetere per l'imminente esame di biochimica ho deciso di fare una serie di post sugli argomenti trattati. Perdonate eventuali imprecisioni.

Gluconeogenesi.

Quando il glucosio scarseggia può essere sintetizzato da precursori non saccaridici (lattato, piruvato, glicerolo, alcuni amminoacidi) mediante la gluconeogenesi, “sintesi di nuovo glucosio”. Tale processo avviene nel fegato e poco nel rene ed è prevalentemente citoplasmatico, tranne che per la prima reazione, che è mitocondriale. Costa di dieci reazioni, sette delle quali sono in comune con la glicolisi, ma non possiamo pensare alla gluconeogenesi come a un processo contrario della glicolisi, sebbene le reazioni in comune siano catalizzate dagli stessi enzimi. È piuttosto dispendioso dal punto di vista energetico.

Reazione complessiva:

2C₃H₄O₃+4ATP+2GTP+2NADH+2H⁺+6H₂O---> C₆H₁₂O₆+4ADP+2GDP+2NAD⁺+6Pi.

I reazione (I deviazione dalla glicolisi):

Reazione irreversibile, mitocondriale, anaplerotica per rifornire il ciclo dell'acido citrico di ossalacetato, catalizzata dalla piruvato carbossilasi, che richiede biotina come coenzima.

Piruvato+CO₂+ATP----> Ossalacetato+ADP+Pi.

II reazione:

Reazione reversibile, d'ora in poi saranno tutte reazioni citoplasmatiche, catalizzata dalla fosfoenolpiruvato carbossichinasi, enzima appartenente alla classe delle liasi.

Ossalacetato+GTP <:::::::> Fosfoenolpiruvato+GDP+CO₂.

III reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dall'enolasi, enzima appartenente alla classe delle liasi.

Fosfoenolpiruvato <:::::::> 2-fosfoglicerato.

IV reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dalla fosfoglicerato mutasi, un enzima appartenente alla classe delle isomerasi.

2-fosfoglicerato <:::::::> 3- fosfoglicerato.

V reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dall'ezima fosfoglicerato chinasi, appartenente alla classe delle transferasi.

3- fosfoglicerato+ ATP <:::::::> 1,3-bisfosfoglicerato+ ADP.

VI reazione:

Si tratta di una reazione reversibile catalizzata dalla gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi, enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, NADH dipendente.

1,3-bisfosfoglicerato+NADDH₂ <:::::::> Gliceraldeide 3-fosfato+ NAD⁺.

VII reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dalla triosofosfatoisomerasi, enzima appartenente alla classe delle isomerasi.

Gliceraldeide 3-fosfato<:::::::> Diidrossi acetone fosfato.

VIII reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dall'aldolasi, enzima appartenente alla classe delle liasi.

Diidrossi acetone fosfato <:::::::> Fruttosio 1,6-bisfosfato.

IX reazione (seconda deviazione dalla glicolisi):

Reazione irreversibile, catalizzata dalla fruttosio 1,6 bisfosfatasi, controllata allostericamente dal citrato.

Fruttosio 1,6-bisfosfato -----> Fruttosio 6-fosfato.

Il fruttosio 6-fosfato viene convertito a glucosio 6-fosfato mediante fosfoglucoisomerasi.

X reazione (terza deviazione dalla glicolisi):

Reazione irreversibile, catalizzata dalla glucosio 6-fosfatasi.

Glucosio 6-fosfato -----> Glucosio.

La regolazione della gluconeogenesi è determinata principalmente dal livello di glucagone in circolo e dalla disponibilità di substrati gluconeogenici.

Glicolisi.

Per ripetere per l'imminente esame di biochimica ho deciso di fare una serie di post sugli argomenti trattati. Perdonate eventuali imprecisioni.

Glicolisi.

La glicolisi è una delle vie metaboliche del glucosio, mediante la quale questo composto a sei atomi di carbonio viene ossidato a due molecole di piruvato, composto a tre atomi di carbonio. Si tratta di un processo anaerobico che avviene nel citoplasma di tutte le cellule e consta di dieci reazioni. Può essere divisa in due fasi: la prima comprende le prime cinque reazioni e si tratta di una fase di investimento energetico, in cui si consumano due molecole di ATP e il glucosio è scisso in due molecole di gliceraldeide 3-fosfato, mentre la seconda è la fase di recupero energetico in cui le molecole di gliceraldeide 3-fosfato sono convertite in due molecole di piruvato e si formano 4 molecole di ATP.

La reazione complessiva è: C₆H₁₂O₆+2Nad⁺+2ADP+2Pi-----> 2C₃H₄O₃+2Nadh+2ATP+2H₂O+2H⁺.

Fase di investimento:

I reazione:

Si tratta di una reazione irreversibile, catalizzata dall'esochinasi, un enzima che catalizza la fosforilazione di altri esosi, tra cui fruttosio e mannosio, che ha un'elevata affinità per il glucosio. Glucosio+ ATP----> Glucosio 6- fosfato+ ADP.

II reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dalla fosfoglucosioisomerasi, enzima appartenente alla classe delle isomerasi.

Glucosio 6-fosfato <::::::::::> Fruttosio 6-fosfato.

III reazione:

Reazione irreversibile, catalizzata dalla fosfofruttochinasi 1, enzima appartenente alla classe delle transferasi e che controlla allostericamente questa via metabolica. È inibita da un'alta concentrazione di ATP mentre è attivata da una scarsa concentrazione di ATP.

Fruttosio 6-fosfato +ATP ----> Fruttosio 1,6-bisfosfato+ ADP.

IV reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dall'aldolasi, enzima appartenente alla classe delle liasi.

Fruttosio 1,6 bisfosfato <::::::::::> gliceraldeide 3-fosfato+ diidrossiacetone fosfato.

V reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dalla triosofosfatoisomerasi, enzima appartenente alla classe delle isomerasi. Viene definita interconversione dei triosi fosfato.

Diidrossi acetone fosfato <::::::::::> Gliceraldeide 3-fosfato.

Fine della fase di investimento. Un esoso è stato: fosforilato, isomerizzato e scisso in due triosi fosfati interconvertibili.

Fase di recupero:

VI reazione:

Si tratta di una reazione reversibile catalizzata dalla gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi, enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, NADH dipendente.

Gliceraldeide 3-fosfato+ Pi <::::::::> 1,3-bisfosfoglicerato.

VII reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dall'ezima fosfoglicerato chinasi, appartenente alla classe delle transferasi. Si tratta della prima reazione in cui si produce ATP.

1,3-bisfosfoglicerato+ ADP <::::::::> 3-fosfoglicerato+ ATP.

VIII reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dalla fosfoglicerato mutasi, un enzima appartenente alla classe delle isomerasi.

3- fosfoglicerato <:::::::> 2- fosfoglicerato.

IX reazione:

Reazione reversibile, catalizzata dall'enolasi, enzima appartenente alla classe delle liasi.

2-fosfoglicerato <::::::::> fosfoenolpiruvato.

X reazione:

Reazione irreversibile, catalizzata dalla piruvato chinasi, un enzima appartenente alla classe delle liasi. È durante questa reazione che si produce la seconda molecola di ATP.

Fosfoenolpiruvato+ADP ----> Piruvato+ ATP.

Le molecole piruvato prodotte possono essere ossidate ad Acetil CoA per entrare poi nel ciclo dell'acido citrico, oppure essere fermentato, in condizioni di anaerobiosi, a lattato durante un'intensa contrazione muscolare o negli eritrociti oppure ad alcol nei lieviti.