Regolazione della Glicolisi

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Oreste Spinelli
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1 Regolazione della Glicolisi Enzimi regolati della glicolisi: 1) esochinasi. da: Champe La esochinasi: ha bassa Km per Glu 0,2mM: questo assicura la captazione anche di poche molecole di glucosio, presenti nel sangue, da parte del cervello e degli eritrociti che utilizzano solo il glucosio come fonte energetica) bassa Vmax: questo assicura che venga sintetizzato tanto Glu 6P quanto serve è inibita allostericamente dal glucosio 6P (questo fa si che, nei vari tessuti, non si sintetizzi più Glu 6P del necessario). Nel fegato, in condizioni di iperglicemia, attraverso l insulina viene indotto un isoenzima della esochinasi che è la glucochinasi. La glucochinasi ha 1)elevata Km(10 mm) ed 2)elevata Vmax per il Glu. La glucochinasi 3) non è inibito dal glucosio 6P e indirizza il glucosio 6P verso la sintesi del glicogeno (riserva glicidica della cellula epatica).

2 La glucochinasi è, inoltre, indirettamente inibita da fruttosio 6P (in equilibrio con Glu 6P) e indirettamente stimolata dal Glu. La glucochinasi è, infatti, inattiva in presenza di fruttosio 6P e complessata nel nucleo con la GKRP. Un eccesso di Glu favorendone l uscita dal nucleo la attiva. In caso di diabete manca insulina, manca glucochinasi e ciò contribuisce ad un ulteriore aumento della glicemia. da: Champe

3 Enzimi regolati della glicolisi: 2) fosfofruttochinasi-1(pfk1) Questa reazione è la committed step (reazione impegnativa) della glicolisi perché è l unica reazione regolata che è esclusiva della glicolisi. 1 ATP e citrato = effettori eterotropi negativi:segnalano una abbondanza di intermedi metabolici e di energia del sistema. L inibizione della PFK1 determina anche la inibizione della esochinasi perché fa accumulare Glu 6P. AMP e fruttosio 2,6 bisfosfato =effettori eterotropi positivi :segnalano richiesta di energia da: Champe

4 Perché è la PFK1 e non la esochinasi la committed step della glicolisi? da: Ritter

5 PFK1: enzima regolato allostericamente da: Nelson & Cox

6 Carica energetica della cellula da: Ritter La carica energetica di una cellula è il livello che raggiungono l ATP e, secondariamente, l ADP nel sistema ATP- ADP-AMP. L ATP è la fonte diretta di energia per il trasporto attivo primario, l attività muscolare, gran parte dell anabolismo e una grande varietà di altri processi. La maggior parte dell ATP viene prodotto per aggiunta di gruppi fosforite all ADP o all AMP, e la maggior parte dell AMP e dell ADP derivano dalla defosforilazione dell ATP. Di conseguenza, quando i livelli di ATP sono elevati, quelli di ADP e di AMP sono bassi e viceversa. Bassi rapporti ATP/AMP segnalano una bassa carica energetica, mentre alti rapporti indicano una carica energetica alta. Siccome un alto rapporto NADH/NAD+ è associato generalmente con un elevato rapporto ATP/AMP, anche elevate concentrazioni di NADH segnalano la presenza di un alta carica energetica.

7 Stato alimentato: insulina/glucagone elevato: favorisce la glicolisi attraverso [fruttosio 2,6-Bisfosfato] elevato. Digiuno: insulina/glucagone basso: [2,6-Bisfosfato] basso: nel fegato viene bloccata la glicolisi e favorita la gluconeogenesi. da: Champe

8 Enzimi regolati della glicolisi: 3) piruvatochinasi. Regolazione allosterica e covalente nel fegato,solo allosterica negli altri tessuti da: Nelson &A Cox (IV Ed.)

9 da: Nelson & Cox

10 Regolazione a lungo termine della Glicolisi Figura 8-23 Induzione e repressione ormonale della sintesi di enzimi chiave della glicolisi nel fegato. da: Champe

11 Vie di alimentazione della glicolisi

12 Destini del piruvato Il piruvato rappresenta un punto di incrocio particolarmente importante nel catabolismo dei carboidrati: in condizioni anaerobiche (nel muscolo, nelle piante sommerse, batteri lattacidi) il NADH generato dalla glicolisi non può essere riossidato dall O 2. La mancata riossidazione a NAD + priva la cellula di un accettore di elettroni necessario per l ossidazione della gliceraldeide 3 fosfato. Gli organismi possono ripristinare il NAD + in seguito al trasferimento degli elettroni ad un altro composto il lattato nella fermentazione omolattica o attraverso la fermentazione alcolica microorganismi in condizioni aerobiche viene ossidato ad acetato, che preferenzialmente entra nel ciclo dell acido citrico

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