Respirazione cellulare: processi molecolari medianti i quali le cellule consumano O 2 e producono CO 2

Documenti analoghi
La glicolisi non è l unica via catabolica in grado di produrre energia. Se il suo prodotto viene ulteriormente ossidato si ottiene molta più energia.

DEGRADAZIONE di polisaccaridi (glicogeno epatico, amido o glicogeno dalla dieta) Glucosio. GLUCONEOGENESI (sintesi da precursori non glucidici)

Cap.19. Ciclo di Krebs. o Ciclo degli acidi Tricarbossilici o Ciclo dell acido Citrico

Il ciclo degli acidi tricarbossilici o ciclo dell acido citrico

CICLO DI KREBS (o DELL ACIDO CITRICO)

Modulo 14 Il ciclo di Krebs

CHIMICA BIOLOGICA. Seconda Università degli Studi di Napoli. DiSTABiF. Corso di Laurea in Scienze Biologiche. Insegnamento di. Anno Accademico

Fase 1 Produzione di Acetil-CoA. Glicolisi. Complesso della Piruvato Deidrogenasi. Acetil-CoA. Ammino Acidi grassi. Glucosio.

CICLO DI KREBS (o DELL ACIDO CITRICO)

Ossidazione dell α-chetoglutarato: questa reazione porta alla formazione di un legame TIOESTERE ad alta energia e alla produzione di NADH

prodotto finale della glicolisi

Aerobiosi C A T A B O L I S M O. Lez 4A. Schema generale del metabolismo dei glucidi

Via finale comune per l ossidazione di tutti i combustibili metabolici che entrano nella via come molecola di acetil CoA

Una panoramica del ciclo dell acido ciclico

Attenzione: Lunedì 15 la lezione sarà dalle 14 alle 16 (al posto di L. Migliore)

Complesso della piruvato deidrogenasi (1) Stechiometria della reazione finale

DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO

DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO

scaricato da 1

DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO

GLUCOSIO. Vena porta DIGESTIONE DEI DISACCARIDI. Enzimi parete intestinale

La glicolisi non è l unica via catabolica in grado di produrre energia. Se il suo prodotto viene ulteriormente ossidato si ottiene molta più energia.

Principali vie di utilizzo del Glucosio

GLICOLISI. fruttoso 6-P. fruttoso 1,6-P. gliceraldeide 3-P (2 molecole) Pi 2 NADà 2 NADH+H + 1,3 BPG (2) 2 ADPà 2 ATP. 3 fosfoglicerato (2)

Ciclo dell Acido Citrico

DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO

Il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa

La glicolisi non è l unica via catabolica in grado di produrre energia. Se il suo prodotto viene ulteriormente ossidato si ottiene molta più energia.

scaricato da

metano alcool metilico formaldeide acido formico CO 2

Attività cellulare altamente coordinata svolta da sistemi multienzimatici, con i seguenti scopi: ottenere energia chimica dall ambiente attraverso la

BIOCHIMICA e BIOTECNOLOGIE degli ALIMENTI

Capitolo B2 Il metabolismo energetico: dal glucosio all ATP

IL CICLO DELL ACIDO CITRICO

Seminario. Ciclo di Krebs 1. La citrato sintasi forma citrato a partire dall ossaloacetato e dall acetilcoenzima A

Prof. Maria Nicola GADALETA DISPENSA N. 23

1. L'enzima che catalizza la trasformazione della 3-fosfogliceraldeide in acido 1,3 difosfoglicerico è una:

Regolazione del Ciclo di Krebs 8 reazioni

Ciclo dell acido citrico

Lezione 7. Il metabolismo terminale e la produzione di ATP

Variazioni di energia libera nella glicolisi

Fosforilazione a livello del substrato

Processi spontanei: esoergonici ΔG << 0 -> ΔS aumenta Processi non spontanei: endoergonici ΔG > 0 -> ΔS diminuisce

PIRUVATO DEIDROGENASI E CICLO DI KREBS

Fosforilazione a livello del substrato

DESTINI DEL PIRUVATO

METABOLISMO OSSIDATIVO

PIRUVATO DEIDROGENASI

6 H 2. con G=-686 kcal/mole di H 12 O 6 O + 6 CO O 2. glucosio La respirazione avviene in tre stadi principali; ognuno di questi

La materia vivente è costituita da molecole, che costruiscono strutture ordinate partendo da materiali disordinati, tramite una spesa energetica

Utilizzo del glucosio: la glicolisi

Corso di Laurea in Farmacia Insegnamento di BIOCHIMICA Angela Chambery

Lezione 7. Il metabolismo terminale e la produzione di ATP

METABOLISMO del GLUCOSIO: GLUCONEOGENESI e VIA DEI PENTOSI

DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO

Prima di essere ossidati. gli ACIDI GRASSI devono essere attivati. (cioè legati al CoA) e poi entrare nel mitocondrio

Lattato. Glicolisi. Piruvato

Gluconeogenesi. Sintesi de-novo di glucosio

METABOLISMO OSSIDATIVO VIE METABOLICHE CONVERGENTI

TCA cycle (ciclo di Krebs)

Coenzimi. Ioni essenziali. Molti coenzimi hanno come precursori le vitamine.

METABOLISMO OSSIDATIVO VIE METABOLICHE CONVERGENTI

Biosintesi dei carboidrati

I MITOCONDRI: LE CENTRALI ENERGETICHE DELLA CELLULA

Catabolismo dei carboidrati Glicolisi

GLUCONEOGENESI fegato, corteccia renale

METABOLISMO CELLULARE

Cap.16 GLICOLISI. Glucosio + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD + 2 Piruvato + 2 ATP + 2 H 2 O+ 2 NADH + 2H + 2 ADP + 2 Pi 2 ATP H 2 O 2 NAD + 2 NADH + 2H +

La via del gliossilato avviene in parte nei gliossisomi e in parte nei mitocondri. 2 enzimi la isocitrato liasi (ICL) e

INTRODUZIONE AL METABOLISMO

Cap.21 CATABOLISMO DEI LIPIDI

Esercitazione Esempi di domande del 1 test

INTRODUZIONE AL METABOLISMO. dal gr. metabolè = trasformazione

AGISCONO NEL SISTEMA NAVETTA 2 ISOFORME DELL ENZIMA: UNA FORMA MITOCONDRIALE ( MEMBRANA MIT. INTERNA) FAD-dipendente

Idratazione (introduciamo un gruppo OH sul Cβ) per mezzo della enoil-coa idratasi

Respirazione cellullare

catabolismo anabolismo

4. MED Nella respirazione aerobica si ha ossidazione delle molecole di: A) glucosio B) ossigeno C) biossido di carbonio D) acqua E) NAD +

Capitolo 6 La respirazione cellulare

AcetilCoA carbossilasi

Corso di Biochimica. Destino catabolico del piruvato. Prof. Paolo Cirri. Dipartimento Scienze Biomediche Sperimentali e Cliniche Università di Firenze

Introduzione allo studio del metabolismo Parte I

Il metabolismo cellulare

AcetilCoA carbossilasi

- utilizzano esclusivamente le reattività chimiche di alcuni residui AA

Biosintesi degli acidi grassi (acido palmitico)

fornire energia chimica in vettori attivati ATP e NADH e NADPH e FADH.

IL METABOLISMO. Dal carbonio agli OGM Capitolo 2

Mobilizzazione dei trigliceridi di riserva IDROLIZZATI DA LIPASI IN GLICEROLO E ACIDI GRASSI

Catabolismo = degradazione di composti per recuperare i loro componenti e/o produrre energia

2 INCONTRO: LA PRODUZIONE DI ENERGIA NELLA CELLULA

Nicotinamide adenin dinucleotide (NAD + ) H - NMN R AMP. Nel NADP + questo gruppo ossidrilico è esterificato con un gruppo fosforico

Regolazione ormonale del metabolismo energetico. Lezione del 11 marzo 2014

Esercitazione Esempi di domande del 2 test

IL METABOLISMO ENERGETICO

Reazione prossima all equilibrio Molto rapida. Trioso-fosfato isomerasi

CHETOGENESI (PRODUZIONE DI CORPI CHETONICI)

TUTORATO DI BIOLOGIA GENERALE PER BIOTECNOLOGIE ANNO 2018/2019.

(2 x) (2 x) (2 x) Il NADH prodotto in questa reazione DEVE essere ri-ossidato affinché la glicolisi non si fermi. Gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi

Transcript:

AVVERTENZA Il presente materiale didattico è messo a disposizione degli studenti per facilitare la comprensione degli argomenti trattati nel corso delle lezioni e lo studio individuale Non sostituisce il libro di testo che rappresenta lo strumento fondamentale per lo studio della Biochimica generale e molecolare Le immagini utilizzate sono tratte dal libro di testo consigliato e da quelli da consultare indicati nelle diapositive 6-10 del file INTRODUZIONE

Condizioni aerobiche RESPIRAZIONE CELLULARE Respirazione cellulare: processi molecolari medianti i quali le cellule consumano O 2 e producono CO 2

Fasi della respirazione cellulare

Decarbossilazione ossidativa di un α-chetoacido

Acido lipoico Acido diidrolipoico

Lipoamide Diidrolipoamide Acetillipoamide

α

Enzima Abbreviazione Gruppo prostetico Piruvato deidrogenasi E 1 Tiamina pirofosfato (TPP) Diidrolipoil transacetilasi E 2 Acido lipoico Diidrolipoil deidrogenasi E 3 FAD Coenzimi che si comportano da substrati: NAD +, Coenzima A

Alcune reazioni in cui la tiamina pirofosfato è un cofattore essenziale Enzima Via metabolica Piruvato decarbossilasi Fermentazione alcolica Piruvato deidrogenasi α-chetoglutarato deidrogenasi Sintesi di acetil-coa Ciclo dell acido citrico Transchetolasi Via dei pentoso fosfati

anello tiazolico Tiamina (Vit B 1 ) Tiamina pirofosfato (TPP)

Piruvato carbanione della TPP Acetaldeide Idrossietile aldeide attiva Idrossietil TPP

E2 Il braccio oscillante della lipoamide si muove tra i siti attivi di E1 ed E3: - accetta 2 atomi di H ed un gruppo acetilico da E1 - trasferisce il gruppo acetilico al CoA e 2 atomi di H ad E3

Braccio oscillante dell acido lipoico

ossidazioni cataboliche: NAD + è accettore di elettroni AH 2 A + 2H + + 2e - 2H + + 2e - H - + H + NAD + + AH 2 NADH + H + + A riossidato nella catena respiratoria producendo ATP

Fasi della respirazione cellulare L AcetilCoA si forma oltre che dal piruvato 1) dagli acidi grassi 2) da alcuni amminoacidi e viene ossidato nel ciclo di Krebs a CO 2

CICLO DI KREBS detto anche ciclo degli acidi tricarbossilici o dell acido citrico

1 citrato sintasi Acetil-CoA Ossalacetato Citrato

1

2 aconitasi aconitasi Citrato cis-aconitato Isocitrato

3 Mn 2+ β isocitrato deidrogenasi Isocitrato α-chetoglutarato

cisaconitato 14 isocitrato α-chetoglutarato Si ottiene solo questo prodotto 14 NO NO NO

Il citrato è una molecola prochirale che interagisce asimmetricamente con il sito attivo asimmetrico dell aconitasi 14 14

Decarbossilazione ossidativa di un β-oh-acido β β 6-fosfo gluconato 6-fosfo gluconato deidrogenasi Ribulosio 5-fosfato

4 Decarbossilazione ossidativa di un α-chetoacido complesso dell α-chetoglutarato deidrogenasi α-chetoglutarato Succinil-CoA

5 Fosforilazione a livello del substrato ADP o ATP o succinil-coa sintetasi Succinil-CoA Succinato GTP + ADP Nucleoside difosfato chinasi GDP + ATP ΔG = 0

6 Succinato succinato deidrogenasi (complesso II) Fumarato

Malonato Succinato

succinato deidrogenasi (complesso II)

succinato deidrogenasi (complesso II)

7 fumarasi Fumarato L-Malato

8 L-Malato malato deidrogenasi Ossalacetato

Gli atomi di C che si ossidano a CO 2 non sono quelli dell acetilcoa poiché si trovano ancora nel succinilcoa Sono necessari altri giri del ciclo perché gli atomi di C entrati con l AcetilCoA escano come CO 2

Bilancio energetico Glicolisi Glucosio 2 Piruvato 2 ATP 2 NADH 5 ATP Piruvato DH 2Piruvato 2 AcetilCoA 2 NADH 5 ATP Ciclo di Krebs 2AcetilCoA 4 CO 2 6 NADH 15 ATP 2 FADH 2 3 ATP 2 ATP 32 x 30.5 kj/mole = 976 kj/mole 32 ATP 976 2840 x 100 = 34 %

IL CICLO DI KREBS E UNA VIA METABOLICA ANFIBOLICA E una via sia catabolica che anabolica Alcune vie anaboliche utilizzano intermedi del ciclo Gli intermedi sottratti devono essere rimpiazzati Le reazioni anaplerotiche riforniscono il ciclo degli intermedi sottratti perché precursori di altre vie metaboliche

Reazioni anaplerotiche Piruvato + HCO 3 - + ATP Fosfoenolpiruvato + CO 2 + GDP piruvato carbossilasi PEP carbossichinasi ossalacetato + ADP + Pi ossalacetato + GTP enzima malico Piruvato + HCO - 3 + NADPH + H + malato + NADP +

Decarbossilazione ossidativa di un β-oh-acido β enzima malico Malato Piruvato

a n a b o l i s m o c a t a b o l i s m o

Regolazione della piruvato deidrogenasi [NADH] [ATP] [NAD + ] [ADP] [AcetilCoA] [HSCoA] REGOLAZIONE ALLOSTERICA Complesso della piruvato deidrogenasi Piruvato ATP, Acetil-CoA, NADH, acidi grassi AMP, CoA, NAD +, Ca 2+ Acetil-CoA adenilato chinasi ADP + ADP ATP + AMP

Acetil-CoA NADH

Regolazione della piruvato deidrogenasi CH 2 OH REGOLAZIONE COVALENTE Ca 2+ Mg 2+ Proteina Fosfatasi H 2 O Pi E 1 Forma attiva CH 2 O-Pi E 1 ATP Proteina Chinasi ADP ATP, NADH, acetilcoa ADP, piruvato, NAD + CoASH Forma inattiva La forma attiva della piruvato deidrogenasi (E 1 ) è quella defosforilata La fosforilazione della PDH è catalizzata da una Proteina chinasi specifica L attività della proteina chinasi è aumentata in presenza di elevata carica energetica ATP, NADH, acetilcoa ed è inibita da elevate concentrazioni di piruvato, ADP, NAD + e CoASH La proteina fosfatasi è attivata da ioni Ca 2+ e Mg 2+

La velocità del ciclo è regolata dalla: Disponibilità di substrato (acetilcoa e ossalacetato) Inibizione da accumulo di prodotti Inibizione allosterica retroattiva (feedback) degli enzimi che catalizzano le prime tappe del ciclo Attività della fosforilazione ossidativa

Grazie al ciclo del gliossilato nella cellula vegetale è possibile convertire l acetlcoa in carboidrati

Ciclo del gliossilato acetilcoa + ossalacetato Citrato citrato sintasi aconitasi citrato + HSCoA isocitrato isocitrato gliossilato + acetilcoa citrato liasi malato sintasi succinato + gliossilato malato + HSCoA malato deidrogenasi malato + NAD + ossalacetato + NADH + H + 2acetil-CoA + NAD + succinato + 2HSCoA + NADH + H +