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Sabrina Cappelli
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1 ricerca Lista di lavoro del Progetto Enzimi - Wikipedia o/enzimi/lista_nomi_accettati/4

2 Il destino dello scheletro carbonioso dipende dallo STATO METABOLICO e dal TIPO di TESSUTO RICHIESTA ENERGETICA processo catabolico con formazione di piruvato o intermedi del ciclo di Krebs ossidati per produrre ATP FEGATO DURANTE il DIGIUNO processo catabolico con formazione di piruvato o intermedi del ciclo di Krebs utilizzati per sintetizzare glucosio (gluconeogenesi) FEGATO DURANTE la FASE POST-PRANDIALE converte gli intermedi del catabolismo aminoacidico in glicogeno (aminoacidi glucogenici) e trigliceridi (aminoacidi chetogenici)

3 Lo scheletro carbonioso degli amminoacidi deaminati può subire un processo catabolico per la produzione di energia o può essere indirizzato verso la sintesi di glucosio (a.acidi glucogenetici) o verso la sintesi di acidi grassi (lipogenetici).

5 SOLO LEUCINA E LISINA SONO COMPLETAMENTE LIPOGENETICI Ala Cys Gly Ser Trp* piruvato acetil-coa ossalacetato Ile* Leu acetoacetil-coa Asp Asn Leu Lys Phe* Trp* Tyr* Tyr* Phe* Asp Ile* Met Val Thr fumarato succinil- CoA ciclo di Krebs a-chetoglutarato Glu Arg His Gln Pro

6 PIRUVATO: Alanina, Glicina, Serina, Cisteina, Triptofano METABOLISMO della ALANINA (Glucogenico non essenziale) CATABOLISMO (GPT o ALT) SINTESI Nella reazione inversa l alanina può essere sintetizzata da piruvato NON ESSENZIALE

7 METABOLISMO della GLICINA Amino acido GLUCOGENICO NON ESSENZIALE Sintesi della Glicina Via di sintesi più importante - OH

8 Degradazione della Glicina serina transidrossimetilasi glucosio

9 DEAMINAZIONE OSSIDATIVA della GLICINA in GLIOSSALATO Via catabolica con importanti implicazioni cliniche (IPEROSSALURIA) H H Glicina Ossidasi reazione spontanea H Catalasi GLIOSSALATO

Smaltimento del GLIOSSALATO deidrogenasi a-chetoglutarato Gliossilato carboligasi a-chetoglutarato RENI Depositi di ossalato di calcio a livello renale (calcoli)

10 Smaltimento del GLIOSSALATO deidrogenasi a-chetoglutarato Gliossilato carboligasi a-chetoglutarato RENI Depositi di ossalato di calcio a livello renale (calcoli) ma anche in altri tessuti (miocardio) Dalla GLICINA: Glutatione Eme Acidi glicocolici Creatina principale forma di smaltimento del gliossalato IPEROSSALURIA PRIMARIA

11 METABOLISMO della SERINA Amino acido GLUCOGENICO NON ESSENZIALE Sintesi della Serina (La serina si può ottenere da glicina) fosfoglicerato deidrogenasi transaminasi fosfatasi Catabolismo della Serina OH

12 La SERINA è l amminoacido più abbondante delle proteine e precursore di: glicina, sfingolo, PS, PE DECARBOSSILAZIONE della SERINA Catalizzata da enzimi PLP-dipendenti che decarbossilano gli aminoacidi formando le corrispondenti AMINE serina decarbossilasi (PLP) SERINA CISTEINA

13 METABOLISMO della CISTEINA Amino acido GLUCOGENICO NON ESSENZIALE Sintesi della Cisteina H SH C NH 2 + HO H C NH 2 Cistationina Sintasi (PLP), LIASI H 2 O H S H C NH 2 C NH 2 Omocisteina Serina Cistationina Metionina PLP H 2 O cistationinasi NH 3 CH 3 SH Cystathionine gamma-lyase (CTH or CSE; also cystathionase) Acido-a-cheto butirrico C O + H C NH 2 Cisteina

14 Nota: se la disponibilità di metionina è inadeguata, la cisteina diventa essenziale. La presenza di cisteina nella dieta riduce la quantità necessaria di metionina per la sintesi di cisteina

La deficienza congenita della cistationina-sintasi determina OMOCISTINURIA (Patologia rara autosomica RECESSIVA) Accumulo ematico di metionina, omocisteina e omocistina (eliminazione urinaria) -

15 La deficienza congenita della cistationina-sintasi determina OMOCISTINURIA (Patologia rara autosomica RECESSIVA) Accumulo ematico di metionina, omocisteina e omocistina (eliminazione urinaria) - Anomalie dello scheletro - Dislocazione delle lenti dell occhio - Malattia arteriosa prematura - Osteoporosi - Ritardo mentale Anomala conformazione della cistationasi Terapia: trattamento con Vit B6

16 Catabolismo della Cisteina: deaminazione a piruvato

17 Catabolismo della Cisteina: ossidazione a piruvato (via principale) SH O 2 H + SO 2 - NH 2 C H NH 2 C H cisteina diossigenasi Cisteina-sulfinato a-chetoglutarato precursore della taurina transaminasi glutammato Glicosamminoglicani Solfatidi Esteri solforici di vari alcool (fegato) Acido piruvico? SO 2 - C O SO 4-2 1/2O 2 SO 3-2? 3-sulfinil piruvato Solfato Solfito

18 Catabolismo della Cisteina: ossidazione a taurina SH O 2 H + SO 2 - NH 2 C H H C NH cisteina diossigenasi 2 1/2O 2 Cisteina Acido cisteinsolfonico SO - 3 CO 2 SO 2 - H C NH 2 NH 2 Acido cisteico SO 3-1/2O 2 Ipotaurina CO 2 NH 2 Taurina

19 SINTESI del GLUTATIONE O P SH NH 2 C H P NH 2 P + C H 2

2 G SH G S S G + 2H + + 2e Tampone sulfidrilico con azione protettiva dei gruppi tiolici di proteine e altri composti ossidabili da perossidi e radicali liberi dell ossigeno Nel GLOBULO ROSSO

20 2 G SH G S S G + 2H + + 2e Tampone sulfidrilico con azione protettiva dei gruppi tiolici di proteine e altri composti ossidabili da perossidi e radicali liberi dell ossigeno Nel GLOBULO ROSSO la sua azione di tampone redox è utile ad assicurare l integrità della membrana eritrocitaria Ossigenazione dell emoglobina O -. 2 H 2 O 2 H 2 O superossido dismutasi 2GSH GS-SG NADP+ NADPH(H+)

METABOLISMO del TRIPTOFANO - Aminoacido aromatico apolare idrofobico - ESSENZIALE (cioccolato, avena, banane, datteri, arachidi, latte e latticini) - GLUCO e CHETOGENICO

21 METABOLISMO del TRIPTOFANO - Aminoacido aromatico apolare idrofobico - ESSENZIALE (cioccolato, avena, banane, datteri, arachidi, latte e latticini) - GLUCO e CHETOGENICO piruvato e acetoacetil-coa triptofano pirrolasi - Diossigenasi a rame -Enzima inducibile (triptofano e ormoni corticosurrenali) -Inibito da NAD+ e NADP+ formamidasi Gruppo formilico

22 chirunenina 3-idrossilasi NADPH(H+) chiruneninasi (PLP) URINE PIRUVATO

23 Via catabolica mediante decarbosilazione Il triptofano è precursore della serotonina e della melatonina triptofano idrossilasi (BH 4 ) ANTIDEPRESSIVI 5-idrossitriptofano decarbossilasi (PLP) 5-idrossitriptamina ossidasi Nel SNC, la serotonina svolge un ruolo importante nella regolazione dell'umore, del sonno, della temperatura corporea, della sessualità e dell'appetito.

N-acetil trasferasi SEROTONINA = neurotrasmettitore.

gastrointestinale, la secrezione di ormoni peptidici MELATONINA =

ghiandola pineale in risposta al buio o a poca luce metil trasferasi

transmembrana di triptofano (malassorbimento intestinale) presenza di

24 N-acetil trasferasi SEROTONINA = neurotrasmettitore. Stimola anche la contrazione della muscolatura liscia e, a livello gastrointestinale, la secrezione di ormoni peptidici MELATONINA = pseudo-ormone che sembra modulare i ritmi sonno-veglia, prodotto dalla ghiandola pineale in risposta al buio o a poca luce metil trasferasi MORBO di HARTNUP Malattia congenita rara per alterato trasporto transmembrana di triptofano (malassorbimento intestinale) presenza di indolo nelle urine Sintomi: eritema fotosensibile turbe psichiche e ritardo mentale Terapia: opportuno regime alimentare

25 Aminoacidi che generano Succinil-CoA: Treonina, Metionina, Valina e Isoleucina METABOLISMO della TREONINA Amino acido glucogenico ESSENZIALE non esistono vie biosintetiche Catabolismo della Treonina DEAMINAZIONE NON OSIIDATIVA

26 Glucosio Propionil-CoA Ciclo di Krebs Succinil-CoA

solforato con catena laterale alifatica apolare In forma di

27 METABOLISMO della METIONINA Amino acido glucogenico ESSENZIALE non esistono vie biosintetiche Aminoacido solforato con catena laterale alifatica apolare In forma di S-adenosilmetionina (SAM) rappresenta il donatore universale di gruppi metilici

28 METABOLISMO della METIONINA FEGATO S-adenosil metionina: Metionina + ATP SAM + PPPì metionina adenosil trasferasi 3Pì

29 S-adenosilmetionina come donatrice di gruppi metilici Conversione della fosfatidiletanolamina a fosfatidilcolina Metilazione della noradrenalina ad adrenalina

30 Catabolismo della Metionina SAM + X N NH 2 N N N H O H H H S H C NH 2 OH OH X-CH 3 S-Adenosil Omocisteina (SAO) H 2 O Idrolisi spontanea Adenosina 1) Catabolizzata a propionil-coa 2) Metilata a metionina 3) Utilizzata per sintetizzare cisteina

31 Catabolismo della Metionina 2 omocisteina transmetilasi omocisteina desulfidrasi 1 Succinil-CoA

32 3 L OMOCISTEINA viene utilizzata per sintetizzare CISTEINA H SH C NH 2 + HO H C NH 2 Cistationina Sintetasi (PLP) H 2 O H S H C NH 2 C NH 2 Omocisteina Serina Cistationina PLP H 2 O cistationasi NH 3 CH 3 SH Acido-a-cheto butirrico C O + H C NH 2 Cisteina

Aminoacidi che generano Succinil-CoA: Treonina, Metionina, Valina e Isoleucina METABOLISMO degli AMINOACIDI a CATENA RAMIFICATA: Aminoacidi

33 Aminoacidi che generano Succinil-CoA: Treonina, Metionina, Valina e Isoleucina METABOLISMO degli AMINOACIDI a CATENA RAMIFICATA: Aminoacidi ESSENZIALI non esistono vie biosintetiche Catena laterale alifatica, idrofobica CATABOLISMO: 1] transaminazione 2] decarbossilazione ossidativa irreversibile

34 Catabolismo degli aminoacidi a catena ramificata a-chetoglutarato glutammato transaminasi

35 VALINA Succinil-CoA Isobutirril-CoA ISOLEUCINA Acetil-CoA Succinil-CoA 2-metil-butirril-CoA LEUCINA Acetil-CoA e Acetoacetato Isovaleril-CoA Vie cataboliche attive anche nel muscolo scheletrico e cardiaco dove questi amino acidi vengono utilizzati a scopo energetico

Malattie ereditarie per difetto di enzimi del metabolismo degli aminoacidi a catena ramificata Malattia dell urina a sciroppo d acero (leucinosi) Carenza parziale o totale della deidrogenasi degli a

36 Malattie ereditarie per difetto di enzimi del metabolismo degli aminoacidi a catena ramificata Malattia dell urina a sciroppo d acero (leucinosi) Carenza parziale o totale della deidrogenasi degli a chetoacidi a catena ramificata SINTOMI: - difficoltà ad alimentarsi - vomito - disidratazione - acidosi metabolica grave - odore di sciroppo d acero nelle urine 1) TIPO CLASSICO: l attività della deidrogenasi è assente o molto bassa (sintomi dopo pochi giorni dalla nascita) 2) FORMA INTERMEDIA o INTERMITTENTE: l attività della deidrogenasi è maggiore (dall infanzia fino all età adulta) 3) FORMA SENSIBILE alla TIAMINA (Vit B1) Ipervalinemia Deficienza ereditaria della TRANSAMINASI della VALINA

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