Prof. Maria Nicola GADALETA

Documenti analoghi
: : H-Cl + H-N: H-N-H + : Cl : H

trasferimento degli elettroni dal donatore di elettroni di una

Prof. Maria Nicola GADALETA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA 4

Metabolismo e Bioenergetica

Termodinamica dei sistemi biologici

I Mitocondri Centrale elettrica cellulare

FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA

Chimica Biologica A.A Bioenergetica. Marco Nardini Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologie Università di Milano

INTRODUZIONE AL METABOLISMO

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

Il flusso di elettroni è responsabile, direttamente o indirettamente, di tutto il lavoro prodotto dagli organismi viventi. CITOSOL- MITOCONDRI

ENERGIA LIBERA DI GIBBS (G)

Come le cellule traggono energia dal cibo: produzione di ATP

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

FADH ADP + Pi ATP...29 AG ' = -30,5 kj/mol...29 Resa di ATP per l ossidazione completa del glucosio...31

Catena di trasporto degli elettroni (catena respiratoria) e Fosforilazione ossidativa

NADH FADH 2 (trasportatori ridotti di elettroni) Catena respiratoria (trasferimento degli

Introduzione allo studio del metabolismo Parte I

Lo scopo della biochimica è la comprensione della vita in termini molecolari.

IL METABOLISMO CELLULARE

Il metabolismo cellulare

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

- utilizzano esclusivamente le reattività chimiche di alcuni residui AA

B. Classificazione degli organismi 1. Autotrofi - si nutrono da soli a. ottengono il carbonio dalla CO 2 b. fonte di energia - fotosintetica: uso

Acetil-CoA. NADH (prodotto nella glicolisi) PIRUVATO. Condizioni anaerobiche. Condizioni. aerobiche

I processi mediante i quali le molecole biologiche vengono scisse e risintetizzate costituiscono una rete di reazioni enzimatiche, complessa e

Modulo 16: La fosforilazione ossidativa

Helena Curtis N. Sue Barnes

I processi mediante i quali le molecole biologiche vengono scisse e risintetizzate formano una rete di reazioni enzimatiche, complessa e finemente

Modulo 12 : Il metabolismo: concetti di base

COME VIENE METABOLIZZATA QUESTA MASSICCIA QUANTITA DI ENERGIA? Trasformazione di energia potenziale di riduzione. energia libera di fosforilazione

Reazioni di Ossido-Riduzione ed Elettrochimica

L ossidazione completa del glucosio da parte dell O 2. può essere suddivisa in due semi-reazioni

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

FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA

ADP + HPO 3, NAD +, NADP +, FAD ATP, NADH, NADPH, FADH 2 ENERGIA CHIMICA

METABOLISMO CELLULARE

ELETTROCHIMICA. Consideriamo la reazione che si ha quando si aggiunge dello zinco ad una soluzione acquosa di acido cloridrico:

Il metabolismo e l'energia

Introduzione al metabolismo

BIOENERGETICA. Struttura dell ATP (Adenosintrifosfato) ATP. ATP è la molecola adenosin-tri-fosfato

La degradazione ossidativa di zuccheri, ac. grassi, e amminoacidi. livello del substrato) Equivalenti riducenti di NADH e FADH 2

Biologia. La cellula al lavoro

MODULO 6 FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONE

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

IL METABOLISMO ENERGETICO

Il metabolismo microbico

Fosforilazione ossidativa

Una panoramica del ciclo dell acido ciclico

IL METABOLISMO ENERGETICO BIOCHIMICA. GLICOLISI, FERMENTAZIONE E RESPIRAZIONE CELLULARE GSCATULLO

L ossidazione completa del glucosio da parte dell O 2. può essere suddivisa in due semi-reazioni

I MITOCONDRI: LE CENTRALI ENERGETICHE DELLA CELLULA

CATENA RESPIRATORIA (CR) FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA (FO)

LE REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE NEL SUOLO

catabolismo anabolismo

Capitolo 6 La respirazione cellulare

Corso di Studi di Fisica Corso di Chimica

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

RESPIRAZIONE CELLULARE (METABOLISMO DEL GLUCOSIO)

Esempi di calcolo del numero di ossidazione

Modulo 16: La fosforilazione ossidativa

Reazioni di ossido-riduzione (redox) - Come stabilire il verso di una redox? -

Elettrochimica. Cu 2+ (aq) + Zn(s) à Zn 2+ (aq) + Cu(s)

DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO

ELETTROCHIMICA. Zn(s) + Cu +2 Zn +2 + Cu. Ossidazione: perdita di elettroni Riduzione: acquisto di elettroni. +2e

IL METABOLISMO CELLULARE GLICOLISI E RESPIRAZIONE CELLULARE

Elettrochimica. Cu 2+ (aq) + Zn(s) à Zn 2+ (aq) + Cu(s)

L energia negli esseri viventi: fotosintesi e respirazione viste dal punto di vista chimico

L elettrochimica studia le variazioni chimiche prodotte dalla corrente elettrica e la produzione di elettricità ottenuta tramite reazioni chimiche.

Reazioni redox ed elettrochimica Nelle reazioni di ossidoriduzione degli elettroni vengono trasferiti da un reagente ad un altro reagente.

Reazioni di ossido-riduzione (redox) - Come stabilire il verso di una redox? -

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

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

Agente ossidante è la specie chimica che acquistando elettroni passa ad uno stato di ossidazione inferiore: Es. Ce +4 + e - Ce +3

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

Fosforilazione ossidativa

DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO

Reazioni redox ed elettrochimica Nelle reazioni di ossidoriduzione degli elettroni vengono trasferiti da un reagente ad un altro reagente.

1. L importanza delle reazioni di ossido-riduzione 2. Il numero di ossidazione 3. Ossidazione e riduzione: cosa sono e come si riconoscono 4.

Elettrochimica. le trasformazioni redox spontanee (DG < 0) l energia elettrica in celle elettrolitiche per ottenere

Introduzione al Metabolismo

Esercitazioni di stechiometria - Corso di Chimica Generale ed inorganica C. dove : R = costante dei gas T = 298,15 K F = Faraday

Modulo 14 Il ciclo di Krebs

Elettrochimica. le trasformazioni redox spontanee (DG < 0) l energia elettrica in celle elettrolitiche per ottenere

Capitolo B2 Il metabolismo energetico: dal glucosio all ATP

DELLE REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONE

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

Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile. Chimica. concetti e modelli.blu

2- (aq) + Zn (s) Zn 2+ (aq) + SO 4. Semi-reazione di ossidazione: in cui una specie chimica perde elettroni

CICLO DI KREBS (o DELL ACIDO CITRICO)

Principi di Biochimica

Determinazione della carica microbica

2 INCONTRO: LA PRODUZIONE DI ENERGIA NELLA CELLULA

I Lincei per una nuova didattica nella Scuola: una rete nazionale Polo di Brescia

12/03/18 L energia della vita

MANTENIMENTO DELLA STRUTTURA CRESCITA SVILUPPO RIPRODUZIONE

1. In n di ossidazione di un elemento libero è 0 2. La somma algebrica in qualsiasi composto è 0. In uno ione

Le celle elettrolitiche

Transcript:

Prof. Maria Nicola GADALETA E-mail: m.n.gadaleta@biologia.uniba.it Facoltà di Scienze Biotecnologiche Corso di Laurea in Biotecnologie Sanitarie e Farmaceutiche Biochimica e Biotecnologie Biochimiche DISPENSA N. 21 Coenzimi piridinici e flavinici

Prevalgono i processi ossidativi Prevalgono i processi riduttivi Nelle ossidazioni biologiche (glucosio CO 2 ) gli e - sono trasferiti all ossigeno attraverso trasportatori solubili di e - : NAD +, NADP +, FAD M.N. Gadaleta

G = -2840 Kj / mol G = -9770 KJ / mol M.N. Gadaleta

Trasportatori solubili di e-

1)Nucleotidi o coenzimi piridinici : NAD,NADP Derivano dalle Vitamine: niacina e nicotinamide Le deidrogenasi piridiniche: appartengono alle ossidoreduttasi, sono più di 200 catalizzano le seguenti reazioni: AH 2 + NAD + A + NADH + H + A + NADPH + H + AH 2 + NADP +

M.N. Gadaleta

Le deidrogenasi piridiche (ossidoreduttasi) (specificità 5 x 10 7 volte) M.N. Gadaleta

M.N. Gadaleta

Negli alcolisti i,che ricavano la maggior parte delle loro calorie dall alcool alcool,si ha: assorbimento intestinale di niacina molto ridotto carenza di NAD + per consumo da parte dell alcooldeidrogenasi Vitamine: niacina niacina e nicotinamide Avitaminosi: pellagra uomo (lingua nera nel cane): dermatite, diarrea, demenza portano alla morte se non corrette con somministrazione di vitamina. M.N. Gadaleta

[ NAD + + NADH] = ~ 10-5 M in tutti i tessuti [NADP + + NADPH] = ~ 10-6 M in tutti i tessuti Specializzazione del ruolo metabolico dei nucleotidi piridinici: NAD + per le vie cataboliche (ossidative)* NADP + per le vie biosintetiche (riduttive)* *[NAD + /NADH] è in genere elevato e favorisce il trasferimento di uno ione idruro (:H -,un atomo di idrogeno con due elettroni e un protone) da un donatore al NAD + per formare NADH *[NADPH/NADP] è in genere elevato e favorisce il trasferimento di uno ione idruro (:H - ) dal NADPH ad un accettore M.N. Gadaleta

Trasportatori solubili di elettroni: 2) nucleotidi o coenzimi flavinici :FAD,FMN

AH 2 + FAD (FMN) A + FADH 2 (FMNH 2 ) Le flavoproteine completamente ridotte sono incolori (λ ( max 360 nm) parzialmente ridotte (λ ( max 450 nm) completamente ossidate (λ ( max tra 370 e 440 nm) max M.N. Gadaleta

FINE

Reazioni di ossidoriduzione Le ossidoriduzioni possono essere descritte come semi-reazioni Fe 2+ + Cu 2+ Fe 3+ + Cu + Agente riducente Fe 2+ Fe 3+ + e - dona e - Agente ossidante Cu 2+ + e - Cu + accetta e - Coppia coniugata redox come coppia coniugata acido base M.N. Gadaleta

M.N. Gadaleta

Per indicare un singolo elettrone che partecipa ad una reazione di ossidoriduzione, indipendentemente dal fatto che sia sotto forma: di un elettrone di un atomo di idrogeno di uno ione idruro oppure se l elettrone viene trasferito all ossigeno e si forma un composto ossigenato si usa il termine equivalente riducente. Per i biochimici una unità di ossidazione biologica corrisponde, per convenzione, al passaggio di due equivalenti riducenti da un substrato all ossigeno. Ciò dipende dal fatto che le sostanze nutrienti vanno incontro a deidrogenazione enzimatica in cui vengono persi due equivalenti riducenti per volta e che ciascun atomo di ossigeno può ricevere due equivalenti riducenti.

Le semi-reazioni dei nucleotidi piridinici sono: NAD + + 2e - + 2H + NADH + H + NADP + + 2e - + 2H + NADPH + H +

I potenziali di riduzione sono una misura dell affinità per gli elettroni Il potenziale di riduzione standard o potenziale redox standard E 0, misura in volt l affinità per gli elettroni di una coppia redox in condizioni standard. E stata scelta come standard di riferimento la semi-reazione: H + + e - ½ H 2 in condizioni standard, ossia [H + ] 1M e 1 Atm Potenziale di riduzione dell elettrodo (semi-cella) in cui ha luogo questa semi-reazione è E 0 = 0,00 Volt in condizioni standard. In biochimica E 0 viene misurato a ph 7 = 0,414 Volt = E 0

Il flusso di e - va dalla semi-cella con il potenziale redox più basso alla semicella con il potenziale redox più elevato. La semi-cella con tendenza più forte ad acquisire e- viene indicata con un valore in Volt di E 0 positivo. M.N. Gadaleta

Il potenziale di riduzione di una semi-cella E dipende non soltanto dalla natura chimica delle specie presenti (E ) ma anche dalla loro attività espressa approssimativamente dalla loro concentrazione. Equazione di Nernst : mette in relazione E 0 con E potenziale redox a qualsiasi concentrazione di specie ossidate e ridotte. A 298K (25 C) l espressione diventa M.N. Gadaleta

M.N. Gadaleta

DE =E (accettore di elettroni)- E (donatore di e lettroni)

Il flusso spontaneo di e - verso la semi-cella che ha un E (potenziale di riduzione)più positivo è proporzionale alla E(fem) tra le due semi-celle. Questo flusso spontaneo di e - rende disponibile energia in grado di produrre lavoro. Consideriamo la reazione in cui il NADH viene ossidato dall ossigeno NADH + H + + ½ O 2 NAD + + H 2 O NAD + /NADH E 0 = -0,320 Volt O 2 /H 2 O E 0 = 0,816 Volt Il E 0 di questa reazione = 0,816 (-0,320) =1,14 Volt G 0 = - 2 (96,5 kj/vmole) (1,14 Volt) - 220 kj/mole (di NADH) N.B. condizioni standard = NADH e NAD + 1 molare Durante una intensa respirazione mitocondriale [NADH/NAD + ]: >> 1 quindi G G >> -220 kj/mole M.N. Gadaleta

M.N. Gadaleta

M.N. Gadaleta