N 2, malgrado la sua abbondanza, è un fattore limitante la crescita della maggior parte degli organismi

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1 Glicina (Gly) Alanina (Ala) N 2, malgrado la sua abbondanza, è un fattore limitante la crescita della maggior parte degli organismi

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3 La digestione delle proteine endopeptidasi H O R H O R R H 3+ N -C-C-NH-C-C-NH-C-C-NH-C-C-NH-C-COO - R H O R H O H H O R H 2 O H 3+ N -C-C-NH-C-C-O - R H O H O R R + NH 3 -C-C-NH-C-C-NH-C-COO - R H O H esopeptidasi (aminopeptidasi) esopeptidasi (carbossipeptidasi) amino acidi dipeptidi tripeptidi

4 Digestione e assorbimento delle proteine Secrezione di HCl cellula parietale Cl - H + K + ATP H + K + Cl - stomaco Digestione HCl (ph 2) pepsinogeno pepsina autocatalisi Assorbimento duodeno pancreas HCO 3 - (ph8) peptidi aminoacidi liberi intestino enterochinasi tripsinogeno tripsina peptidasi aminopeptidasi aminoacidi liberi enterocita tripsina chimotripsinogeno chimotripsina proelastasi elastasi procarbossipeptidasi carbossipeptidasi sangue

5 Non essenziali Alanina Asparagina Aspartato Cisteina Glutammato Glutammina Glicina Prolina Serina Tirosina Essenziali Arginina Istidina Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptofano Valina Con la dieta dobbiamo assolutamente assumere proteine per rifornirci degli aminoacidi essenziali che non siamo in grado di sintetizzare per non impedire la sintesi delle proteine endogene

6 Proteine alimentari 100g 16g N Proteine tissutali 300g Pool di aminoacidi liberi 30g chetoacidi Sintesi proteica NH 3 16g N UREA Derivati non proteici Purine Pirimidine Porfirine Neurotrasmettitori Ormoni Aminozuccheri Lipidi complessi

7 Deaminazione degli aminoacidi COO - HC-NH 2 R -aminoacido NH 3 COO - C=O R -chetoacido

8 Proteine alimentari Proteine tissutali Glucosio 100g 16g N Aa glucogenetici Tutto l azoto che non utilizziamo deve essere eliminato perché non abbiamo alcun composto che abbia un ruolo di riserva di azoto o di aminoacidi 300g Pool di aminoacidi liberi 30g chetoacidi Acetil-CoA Ciclo di Krebs ATP Sintesi proteica NH 3 16g N UREA Aa chetogenetici Derivati non proteici Purine Pirimidine Porfirine Neurotrasmettitori Ormoni Aminozuccheri Lipidi complessi Corpi chetonici

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10 Deaminazione degli aminoacidi COO - H-C-NH 2 R -aminoacido NH 3 COO - C=O R -chetoacido Transaminazione Deaminazione ossidativa

11 escrezione L ammoniaca è tossica Basi puriniche Aminoacidi Amine biogene NH 3 Nel plasma [NH 3 ] = 0,1-0,2 mg/100ml (glucosio = mg/100ml) L ammoniaca viene portata al fegato per neutralizzarla trasformandola in urea urea fegato L urea viene escreta dal rene rene

12 La catena respiratoria è un complesso organizzato di trasportatori di elettroni situato nel doppio strato fosfolipidico della membrana interna del mitocondrio Il suo ruolo è di permettere la riossidazione dei trasportatori di idrogeno NADH e FADH 2 a spese dell ossigeno

13 L ossidazione del NADH è separata dalla riduzione dell ossigeno per permettere un maggiore recupero di energia G = - 52,7 Kcal/mole - NADH (H + ) + ½ O 2 NAD + + H 2 O

14 I componenti della catena respiratoria sono ordinati secondo il loro POTENZIALE REDOX (E ) da quello più basso (NADH) a quello più alto (O 2 ) Siti fosforilativi in cui si produce una quantità di energia sufficiente per fosforilare una molecola di ADP ad ATP

15 4H + 4H H L energia liberata dall ossidazione del NADH viene utilizzata per pompare dalla matrice allo spazio intermembrana un numero definito di protoni NADH (H + ) + ½ O 2 G = - 52,7 Kcal/mole - - NAD + + H 2 O - -

16 spazio intermembrana matrice

17 4H + 4H H I protoni seguendo il loro gradiente rientrano nella matrice attraverso l ATPsintasi, il loro passaggio fornisce la forza necessaria per la fosforilazione dell ADP ad ATP H

18 Teoria chemiosmotica di Mitchell Il flusso di elettroni lungo la catena respiratoria provoca l estrusione di protoni H + dalla matrice nello spazio intermembrana Si crea un gradiente di ph (alcalino all interno, acido all esterno) e di potenziale elettrico (negativo all interno, positivo all esterno) Gli ioni H + possono attraversare la membrana mitocondriale interna soltanto in corrispondenza di specifici canali ai quali è associata l ATP sintasi L ATP sintasi è l enzima che utilizza l energia prodotta dalla caduta di potenziale elettrochimico provocata dal rientro dei protoni nella matrice per sintetizzare ATP ADP + Pi ATP

19 Rendimento della catena respiratoria Per ogni NADH ossidato sono pompati verso lo spazio intermembrana 10 H + Per ogni FADH 2 ossidato sono pompati verso lo spazio intermembrana 6 H + Necessari 4 H + per formare un ATP 10/4 = 2,5 ATP formati per ogni 2 e - donati da NADH 6/4 = 1,5 ATP formati per ogni 2 e - donati da FADH 2

20 Glicolisi e ciclo di Krebs: bilancio di reazione Glucosio + 2ADP + 2P i +2NAD + 2Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H 2 O + 2H + 3ATP 2Piruvato + 2 NAD CoASH 2AcetilCoA + 2NADH + 2CO 2 5ATP 2Acetil-CoA+6NAD+2FAD+2GDP+2P+2H 2 O 2CoASH+6NADH+2FADH 2 +2GTP+4CO 2 Si formano 5 ATP per ogni atomo di carbonio ossidato 15ATP 3ATP 2ATP 30ATP

21 b-ossidazione: bilancio di reazione Palmitato (C 16 ) + 7FAD + 7NAD + + ATP 8Acetil CoA + 7FADH 2 + 7NADH, 7H + +AMP + 2P i 80ATP 10.5ATP 17.5ATP 107ATP Si formano 6,7 ATP per ogni atomo di carbonio ossidato

22 glucosio Gli zuccheri sono composti a un livello intermedio di ossidazione, per questo motivo dalla loro ossidazione si ricava un po meno ATP Sono però idrosolubili e quindi facilmente catabolizzabili Sono perciò preferiti da tessuti che devono ottenere rapidamente ATP, ad esempio il muscolo scheletrico bianco Meno ATP ma più rapidamente acido palmitico I grassi sono più ridotti degli zuccheri e quindi portano alla formazione di un maggior numero di molecole di ATP Sono però insolubili in acqua e quindi più difficilmente catabolizzabili Sono perciò preferiti da tessuti che devono ottenere maggiori quantità ATP, ad esempio il muscolo scheletrico rosso o il cuore Più ATP ma più lentamente