GLUCOSIO GLUCOSIO-6-FOSFATO ISOMERASI FRUTTOSIO-6-FOSFATO ATP FRUTTOSIO-1,6-DIFOSFATO ALDOLASI ISOMERASI

Transcript

1 GLUCOSIO ESOCHINASI (costitutivo) inibizione feed-back GLUCOCHINASI (induttivo) GLUCOSIO-6-FOSFATO ISOMERASI - 2 FRUTTOSIO-6-FOSFATO FOSFOFRUTTOCINASI allosterico reg +: e Fr-2,6-dP reg -:, citrato FRUTTOSIO-1,6-DIFOSFATO ALDOLASI DIIDROSSIACETONFOSFATO ISOMERASI GLICERALDEIDE-3-FOSFATO NAD + NADH + H + DEIDROGENASI Pi ox esoergonica +Pi endoergonica AC. 1,3-DIFOSFOGLICERICO CHINASI AC. 3-FOSFOGLICERICO MUTASI + 4 AC.2,3-dFOSFOGLICERICO MUTASI ISOMERASI AC. 2-FOSFOGLICERICO AEROBIOSI 8 SISTEMA SHUTTLE PER MITOCONDRIO ENOLASI AC.FOSFOENOLPIRUVICO ANAEROBIOSI 2 ACIDO LATTICO ANAEROBIOSI CHINASI ACIDO PIRUVICO NAD + NADH + H + AEROBIOSI KREBS

2 SISTEMI NAVETTA PER IL NADH + H + GLICOLITICO PROBLEMA: IL NADH NON PUO PENETRARE LA MEMBRANA MITOCONDRIALE. SOLUZIONE: INTERVENGONO SISTEMI NAVETTA CHE RIOSSIDANO IL NADH A LIVELLO CITOSOLICO FORMANDO CONTEMPORANEAMENTE MOLECOLE PERMEABILI CHE VENGONO RIOSSIDATE NEL MITOCONDRIO A SPESE DI NAD O FAD MITOCONDRIALE. MUSCOLI ALARI DEGLI INSETTI E, PROBABILMENTE ALTRI TESSUTI DI ALTRI ORGANISMI: GLICEROFOSFATODEIDROGENASI CITOPLASMATICA DIIDROSSIACETONFOSFATO GLICEROLO-3-FOSFATO NADH + H + NAD + MITOCONDRIO GLICEROFOSFATODEIDROGENASI MITOCONDRIALE DIIDROSSIACETONFOSFATO GLICEROLO-3-FOSFATO FADH 2 FAD + CAT RESP. 2 MAMMIFERI OSSALACETATO GLUTAMMATO MALICO DEIDROGENASI CITOPLASMATICA NADH + H+ NAD+ TRANSAMINASI MALATO α-chetoglutarato ASPARTATO MALATO α-chetoglutarato ASPARTATO NAD + MALICO DEIDROGENASI TRANSAMINASI MITOCONDRIO MITOCONDRIALE NADH+H + OSSALACETATO CAT RESP 3 GLUTAMMATO

3 SHUNT DEI PENTOSOFOSFATI METABOLISMO CITOPLASMATICO AVVIENE SOPRATTUTTO A LIVELLO DI FEGATO, ERITROCITA, ADIPOCITA, RENE. E MINIMO NEL MUSCOLO E UNA VIA ALTERNATIVA ALLA GLICOLISI, FORNISCE ENERGIA SOTTO FORMA DI POTERE RIDUCENTE (NH) UTILIZZATO PER LE BIOSINTESI (ACIDI GRASSI E COLESTEROLO) GLI ENZIMI CHIAVE SONO LA LATTONASI E LA GLUCOSIO-6-P DEIDROGENASI SI PUO DIVIDERE IN DUE PARTI: FASE OSSIDATIVA (G-6-P R-5-P + NH) FASE NON OSSIDATIVA (INTERCONVERSIONE) REGOLA IN MODO OPPOSTO LE DUE FASI: ALTI LIVELLI DI PORTANO ALLA PRODUZIONE DI NH E NUCLEOTIDI (R-5-P) ED UNA BASSA METABOLIZZAZIONE DI RITORNO ALLA GLICOLISI, QUINDI: ALTI LIVELLI STIMOLANO LA G-6-P DEIDROGENASI BASSI LIVELLI INIBISCONO LE TRANSCHETOLASI A SECONDA DELLE NECESSITA METABOLICHE POTREMO AVERE: MAGGIORE NECESSITA DI RIBOSIO-5-P CHE DI NH: AVREMO LA FORMAZIONE DI FR-6-P E GLICERALDEIDE-3-P DA G-6-P (GLICOLISI) E DA QUESTI, MEDIANTE L INTERCONVERSIONE SI OTTERRA R-5-P: RALLENTA LA FASE OSSIDATIVA. UGUALE NECESSITA DI R-5-P E NH: PREDOMINA LA FASE OSSIDATIVA MAGGIORE NECESSITA DI NH CHE R-5-P: R-5-P DALLA FASE OSSIDATIVA CONTINUERA L INTERCONVERSIONE FINO A F-6-P E GLIC-3-P CHE, MEDIANTE GLUCONEUGENESI (GLICOLISI AL CONTRARIO) PORTERANNO A G-6-P CHE VERRA RIUTILIZZATO PER LA FASE OSSIDATIVA, QUINDI LE DUE FASI PROCEDONO IN SINCRONO.

4 REAZIONI SHUNT GLUCOSIO-6-P N + DEIDROGENASI NH + H + FASE OSSIDATIVA 6-P-GLUCONOLATTONE LATTONASI 6-P-GLUCONATO DEIDROGENASI CO 2 N + NH + H + RIBULOSIO-5-P INTERCONVERSIONE EPIMERASI XILULOSIO-5-P CHETOISOMERASI RIBOSIO-5-P TRANSCHETOLASI (2C) GLICERALDEIDE-3-P SEDOEPTULOSIO-7-P TRANSALDOLASI (3C) ERITROSIO-4-P FRUTTOSIO-6-P TRANSCHETOLASI GLICERALDEIDE-3-P FRUTTOSIO-6-P GLICOLISI

5 GLICOGENO IL GLICOGENO E COSTITUITO DA MOLECOLE DI GLUCOSIO LEGATE CON LEGAMI α-1-4 GLUCOSIDICI, NELLE RAMIFICAZIONI IL LEGAME E α 1-6. le AGGIUNTE DI UNITA GLUCOSIDICHE AVVENGONO ALL ESTREMITA NON RIDUCENTE HA LA FUNZIONE DI MANTENERE COSTANTE IL LIVELLO EMATICO DI GLUCOSIO, TRAMITE LA GLICOGENOLISI. cio AVVIENE SOLO NEL FEGATO, ESSENDO GLI ALTRI TESSUTI SPROVVISTI DI FOSFATASI RENDE DISPONIBILE GLUCOSIO-1-FOSFATO PER LA GLICOLISI, QUINDI PER IL CICLO DI KREBS E PER LA PRODUZIONE DI RENDE NORMALE LO STATO IPERGLICEMICO MEDIANTE LA GLICOGENOSINTESI SINTESI INTERVENGONO DUE ENZIMI: GLICOGENO SINTETASI: ATTACCA I RESIDUI DI UDP-GLUCOSIO AL GLICOGENO PREFORMATO, CON LEGAMI α-1-4, ENZIMA RAMIFICANTE: STACCA CATENELLE DI CIRCA SETTE UNITA DALLE CATENE PIU LUNGHE (PIU DI UNDICI) E LE ATTACCA A GLUCOSIO DELLE CATENE GIA FORMATE, CON LEGAME α-1-6 LISI INTERVENGONO: FOSFORILASI A: TRASFERISCE UNA MOLECOLA DI GLUCOSIO DALL ESTREMITA NON RIDUCENTE DEL GLICOGENO AL FOSFATO INORGANICO, DANDO GLUCOSIO-1-P, FINO A QUANDO ARRIVA A TRE O QUATTRO MOLECOLE PRIMA DELLA RAMIFICAZIONE GLUCANTRANSFERASI: TRASFERISCE LA BREVE CATENELLA PRECEDENTE LA RAMIFICAZIONE (MENO IL RESIDUO ATTACCATO CON LEGAME 1-6), AD UN ALTRA ESTREMITA NON RIDUCENTE AMILO 1,6 GLUCOSIDASI: STACCA IL GLUCOSIO PRECEDENTE LA RAMIFICAZIONE QUESTI ULTIMI DUE ENZIMI PRENDONO ANCHE IL NOME DI ENZIMA DERAMIFICANTE

6 METABOLISMO GLICOGENO SINTESI DEMOLIZIONE GLICOGENO (1,4) GLICOGENO (1,4 e 1,6) RAMIFICANTE UDP GLICOGENO SINTETASI UDP GLUCOSIO ENZIMA DERAMIFICANTE TRANSFERASI 1,6 GLUCOSIDASI GLICOGENO FOSFORILASI UTP TRANSFERASI PPi GLUCOSIO-1-P FOSFOGLUCOMUTASI G-6-P FOSFATASI GLUCOSIO-6-P ESOCINASI GLUCOCINASI GLUCOSIO

7 GLICOGENO SINTESI /GLICOGENO LISI REGOLAZIONE ORMONE ADENILICO UDP-GLUCOSIO CICLASI AMPc GLICOGENO SINTETASI (attiva) PROT. CHINASI (inattiva) PROT.CHINASI (attiva) GLICOGENO FOSFORILASI CHINASI (inattiva) GLICOGENO SINTETASI-P (inattiva) FOSFORILASI CHINASI-P (attiva) FOSFORILASI (inattiva) FOSFORILASI-P (attiva) GLICOGENO GLUCOSIO-1-FOSFATO IN ASSENZA DI STIMOLI ORMONALI [ADRENALINA (fegato e muscoli) GLUCAGONE (solo nel fegato)] GLI ENZIMI SONO IN FORMA NON FOSFORILATA: SI HA QUINDI SINTESI DI GLICOGENO, IN PRESENZA DI NECESSITA METABOLICHE, GLI ORMONI SEGNALANO DI FOSFORILARE LE PROTEINE ENZIMATICHE, SI HA COSI LA LISI DEL GLICOGENO E L UTILIZZO DI GLUCOSIO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA.

8 DIVERSI EFFETTORI DEL METABOLISMO DEL GLICOGENO glicogeno Inibizione A FEEDBACK: L ACCUMULO DI GLICOGENO, RENDE GLICOGENO SINTETASI a UN SUBSTRATO MIGLIORE PER LE PROTEIN CINASI, INIBISCE LA DEFOSFORILAZIONE DELLA GLICOGENO SINTETASI B DA PARTE DELLA FOSFOPROTEINA FOSFATASI GLUCOSIO TRAMITE INSULINA: L IPERGLICEMIA (POST PRANDIALE) PROVOCA IL RILASCIO DI INSULINA ATTIVAZIONE DELLA GLICOGENO SINTETASI IL GLUCOSIO SI LEGA ALLA FOSFORILASI a RENDENDOLA UN SUBSTRATO MIGLIORE PER LA FOSFOPROTEINA FOSFATASI GLUCAGONE EFFETTO MEDIATO DA AMPC: STIMOLA LA GLICOGENOLISI EPATICA INIBISCE L IMPIEGO DEL GLUCOSIO NELLA VIA GLICOLITICA A LIVELLO DELLA 6-FOSFOFRUTTO-1-CINASI RAPISSIMO AUMENTO DEI LIVELLI DI GLICEMIA ADRENALINA AGISCE MEDIANTE DUE DIVERSI RECETTORI: BETA-ADRENERGICO EFFETTO IDENTICO AL GLUCAGONE NEL MUSCOLO: ATTIVAZIONE DELLA GLICOLISI ALFA-ADRENERGICO ATTIVAZIONE DI FOSFOLIPASI C FORMAZIONE DI DIACILGLICEROLO FORMAZIONE DI INOSITOLO 3 FOSFATO RILASCIO DI IONI CALCIO ATTIVAZIONE FOSFORILASI CINASI IMPULSO NERVOSO L ECCITAZIONE DELL ATTIVITA MUSCOLARE E MEDIATA DA VARIAZIONI DEL CALCIO INTRACELLULARE DEPOLARIZZAZIONE DELLA MEMBRANA CON RILASCIO DI CALCIO DAL RETICOLO SARCOPLASMATICO CONTRAZIONE MUSCOLARE AUMENTO DELL ATTIVITA DELLA FOSFORILASI CINASI UTILIZZO DI G-6-P PER SOPPERIRE AL FABBISOGNO ENERGETICO INSULINA IL SUO LEGAME CON IL RECETTORE DI MEMBRANA PROVOCA RILASCIO DI UN SECONDO MESSAGGERO CASCATA CINASICA PROMOZIONE DELL UTILIZZAZIONE DEL GLUCOSIO E LA GLICOGENOSINTESI

9 GLUCOSIO ESOCHINASI Pi FOSFATASI H 2 O GLUCOSIO-6-FOSFATO GLICOLISI ISOMERASI GLUCONEOGENESI FRUTTOSIO-6-FOSFATO Pi REAZIONE PFK-1 FOSFATASI CHIAVE H 2 O FRUTTOSIO-1,6-DIFOSFATO ALDOLASI DIIDROSSIACETONFOSFATO ISOMERASI GLICERALDEIDE-3-FOSFATO NAD + DEIDROGENASI NADH + H + AC. 1,3-DIFOSFOGLICERICO CHINASI CO 2 GTP GDP PEP-CARBOSSICHINASI AC. 3-FOSFOGLICERICO MUTASI AC. 2-FOSFOGLICERICO ENOLASI AC.FOSFOENOLPIRUVICO CO 2 + Pi CHINASI AC. OSSALACETICO PIRUVATO CARBOSSILASI ACIDO PIRUVICO

10 GLUCONEOGENESI: REGOLAZIONE LA FOSFOFRUTTO CINASI E LA FOSFATASI SONO REGOLATE ALLOSTERICAMENTE DA UN COMUNE EFFETTORE: IL FRUTTOSIO-2,6-diFOSFATO, CHE INIBISCE LA FOSFATASI ED ATTIVA LA FOSFOFRUTTOCINASI, FAVORENDO QUINDI LA GLICOLISI. FRUTTOSIO-2,6-diFOSFATO + FRUTTOSIO-6-P _ FOSFOFRUTTOCINASI-1 FOSFATASI FRUTTOSIO-1,6-diFOSFATO Fr-1,6-Pasi Fr-6-P PFK-2 Fr-2,6-dPFOSFATASI + attiva inattiva PROTEINCINASI Fr-2,6-dP AMPc-dipendente PFK-1 inattiva inattiva PFK-2 Fr-2,6- dpfosfatasi + _ + inattiva (+P) attiva Fr-2,6-P Fr-1,6-Pasi attiva PFK-1 attiva Fr-6-P GLICOLISI + GLUCONEOGENESI + Fr-1,6-Pasi inattiva _ Fr-1,6-Pasi attiva Fr-6-P FR-1,6-P

11 DIGESTIONE DEI CARBOIDRATI AVVIENE IN 3 SEDI: BOCCA (amilasi salivare), INTESTINO TENUE (amilasi pancreatica), ORLETTO A SPAZZOLA (maltasi, invertasi, lattasi, isomaltasi) BOCCA AMILASI SALIVARE DESTRINE + GLUCOSIO + MALTOSIO STOMACO AMILASI BLOCCATA DA HCl INTESTINO TENUE AMILASI PANCREATICA DESTRINE + MALTOSIO + ISOMALTOSIO ORLETTO A SPAZZOLA* MALTASI, INVERTASI, LATTASI, ISOMALTASI Glucosio, fruttosio, galattosio FECI CELLULOSA FEGATO CIRCOLO GALATTOSIO GLUCOSIO GLUCOSIO Fruttosio glucosio TESSUTI *ASSORBIMENTO INTESTINALE: VENGONO TRASPORTATI ATTIVAMENTE ANCHE CONTRO GRADIENTE DI CONCENTRAZIONE: IL TRASPORTO E PER MEZZO DI UNA PROTEINA CARRIER ED E ASSOCIATO AL TRASPORTO DI SODIO. QUESTO MECCANISMO IMPEDISCE IL RIASSORBIMENTO DI ESOSI A LIVELLO INTESTINALE.

12 UTILIZZO METABOLICO DI ZUCCHERI DIVERSI DAL GLUCOSIO SACCAROSIO SACCARASI GLUCOSIO + FRUTTOSIO LATTOSIO LATTASI GLUCOSIO + GALATTOSIO MALTOSIO MALTASI 2 GLUCOSIO GALATTOSIO FRUTTOSIO no epatocita ESOCHINASI CHINASI CHINASI GAL-1-P FR-1-P FR-6-P UDP-GLU ALDOLASI URIDILTRANSFERASI DHAP + GLICERALDEIDE GLU-1-P + UDP-GAL ISOMERASI CHINASI EPIMERASI GLICERALDEIDE-3-P GLU-1-P + UDP-GLU GLICOLISI MUTASI GLU-6-P GLICOLISI FOSFATASI GLUCOSIO EMATICO

13 GLUCIDI LIPIDI IL METABOLISMO LIPIDICO E STRETTAMENTE LEGATO A QUELLO GLUCIDICO, LE MOLECOLE ESSENZIALI PER LA BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI (ACETIL-CoA, MALONIL-CoA E NH) PROVENGONO INFATTI DAL METABOLISMO GLUCIDICO. E POSSIBILE SINTETIZZARE LIPIDI DAI GLUCIDI MENTRE NON E POSSIBILE IL CONTRARIO. GLUCOSIO 2N + 2 NH + 2H + GLICOLISI SHUNT RIBOSIO-5-P PIRUVATO ACIL-CoA MALONIL-CoA H + MITOCONDRIO HCO 3 - CARBOSSILASI ACETIL-CoA β-ox ACIL-CoA +Pi PIRUVATO ACETIL-CoA OSSALACETATO CITRATO LIASI - HCO 3 H 2 O ENZ. MALICO DH PIRUVATO MALATO OSSALACETATO NH+H + N + NAD + NADH+H +

14 UTILIZZO DEL GLUCOSIO GLUCOSIO GLUCOSIO ESOCINASI GLUCOCINASI INSULINA GLUCOCORTICOIDI GLUCONEOGENESI AMINOACIDI GLICOLISI - G-6-P FOSFATASI IPOGLICEMIA GLICOGENO SINTETASI G-1-P MUTASI IPERGLICEMIA + IPOGLICEMIA MUTASI G-1-P FOSFORILASI (-, ADRENALINA, GLUCAGONE) GLICOGENO PIRUVATO -O 2 +O 2 LATTATO KREBS SHUNT (NH, RIBOSIO-5-P)

15 REGOLAZIONE DELLA GLICEMIA PANCREAS ISOLE DI LANGHERANS CELLULE ALFA CELLULE BETA GLUCAGONE INSULINA GLICOGENO GLUCOSIO FEGATO GLUCOSIO GLICOGENO GLUCOSIO SANGUE GLUCOSIO + -