METABOLISMO DEI GLUCIDI pag. 1 DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI GLUCIDI ALIMENTARI BOCCA AMIDO, GLICOGENO MALTOSO amilasi salivare PANCREAS Denaturata dal pH acido dello stomaco DUODENO amilasi pancreatica • DEMOLIZIONE DEI POLISACCARIDI RESIDUI • MALTOSO • SACCAROSO • LATTOSO maltasi saccarasi lattasi GLUCOSO + GLUCOSO GLUCOSO + FRUTTOSO GLUCOSO + GALATTOSO Assorbiti nei capillari dei villi intestinali e, attraverso la vena porta, veicolati al fegato pag. 2 Entrata nella glicolisi di altri esosi SCHEMA DELLE PRINCIPALI VIE CATABOLICHE fruttoso galattoso ATP GLICOGENO glicogenolisi glucoso mannoso pentosi GLUCOSO 6-P via dei pentosi RIBOSO NADPH + H+ glicolisi PIRUVATO LDH fegato ACIDO GLUCURONICO LATTATO pag. 4 LA VIA DEI PENTOSI La via dei pentosi, citoplasmatica, è una via catabolica del glucoso e viene attivata secondo specifiche esigenze metaboliche. Lo scopo di questa via non è di ossidare glucoso per produrre ATP, ma per produrre RIBOSO e NADPH + H+ Il riboso viene utilizzato per la sintesi dei nucleotidi liberi (ATP, GTP, CTP, UTP) e degli acidi nucleici. Il NADP+ costituisce, in forma ridotta NADPH + H+ il “potere riducente”, cioè una forma di energia utilizzata in sede extra-mitocondriale per numerosi processi di biosintesi di molecole altamente ridotte (acidi grassi, colesterolo). NAD+ e NADP+, coenzimi molto simili per struttura, hanno ruoli completamente diversi in compartimenti cellulari differenti. NADH riossidato in catena respiratoria mitocondriale 3ATP NADPH impiegato nel citoplasma biosintesi di molecole altamente ridotte pag. 5 Relazione tra la glicolisi e la via del pentoso fosfato LA GLICOGENOLISI (CITOPLASMA) Glicogeno Glicogeno fosforilasi sottoposto a regolazione ormonale Glucoso 1-P Isomerasi Glucoso 6-P Enzima deramificante Estremità attaccate dalla glicogeno fosforilasi pag. 7 La glicolisi Il glucosio è la principale fonte energetica dell'organismo, in grado di fosforilare l'ADP e trasformarlo in ATP. Le reazioni che portano alla rottura del glucosio o di altre molecole ad alto contenuto energetico, sono ossidoriduzioni che avvengono in modo graduale. pag. 8 La glicolisi le prime tappe di questo complesso processo prendono il nome di glicolisi e avvengono nel citoplasma delle cellule. si tratta di una serie di reazioni che inizialmente portano al consumo di 2 ATP per ogni molecola di glucosio, ma che poi permettono la produzione di 4 ATP, con un guadagno netto di 2 ATP. pag. 9 pag. 10 La glicolisi 4 gruppi fosfato si legano a molecole derivate dal glucosio e successivamente vengono ceduti per la formazione di 4 molecole di ATP. Durante il processo vengono inoltre prodotti 2 NADH. pag. 11 pag. 12 La glicolisi Al termine della glicolisi, il glucosio è stato trasformato in 2 molecole di acido piruvico, una molecola a 3 atomi di carbonio, che contiene ancora nei suoi legami una certa quantità di energia. La reazione complessiva è: Glucosio + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+--->2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O pag. 13 pag. 14 LA GLICOLISI E LA FOSFORILAZIONE A LIVELLO DEL SUBSTRATO La glicolisi è una via metabolica che si svolge nel citoplasma in assenza di ossigeno (anaerobiosi) e nei mitocondri (aerobiosi): riguarda il catabolismo del glucosio-6P. In anaereaobiosi si ha una sequenza lineare di reazioni, in cui gli intermedi sono tutti fosforilati per impedire che fuoriescano dalla cellula, suddivisa in 2 fasi: I FASE (consumo di ATP) - consumo di 2 molecole di ATP per attivazione dei substrati (glucoso, fruttoso6P) II FASE (produzione di ATP) - rottura della molecola a 6 atomi di carbonio in 2 molecole a 3 atomi di carbonio - 2 reazioni di ossido-riduzione che, grazie alla presenza in 2 substrati (1,3BPG e PEP) di legami “altamente energetici”, conducono alla sintesi di ATP “a livello del substrato” così definita per differenziarla dalla fosforilazione ossidativa che avviene nel mitocondrio accoppiata alla catena respiratoria. pag. 15 LE TAPPE DELLA GLICOLISI (ANAEREOBIOSI) fruttoso, galattoso glucoso, mannoso pentosi ATPADP Glicogeno, amido glucoso 6-P fruttoso 6-P Pi Glucoso 1-P ATPADP fruttoso 1,6-P gliceraldeide 3-P (2 molecole) Pi 2 NAD 2 NADH+H+ 1,3 BPG (2) 2 ADP 2 ATP Acido 3 fosfoglicerico (2) Acido 2 fosfoglicerico (2) PEP (2) 2 ADP 2 ATP acido piruvico (2) acido lattico (2) LDH pag. 16 LA GLICOLISI: BILANCIO ENERGETICO (CITOPLASMA) Glucoso + ATP Bilancio energetico Glucoso 6-P esocinasi 4 ATP – 2 ATP = + ATP 2 ATP prodotti Fruttoso 1,6-BP 2 molecole di 1,3 BPG 2 ATP Sintesi “a livello del substrato” 2 molecole di fosfoenol-piruvato (PEP) NADH+H+ 2 molecole di piruvato LDH 2 ATP NAD+ 2 molecole di lattato pag. 17 LE TAPPE DELLA GLICOLISI glucoso, fruttoso, galattoso, mannoso ATPADP Glicogeno glucoso 6-P fruttoso 6-P Pi Glucoso 1-P ATPADP SPESA ENERGETICA fruttoso 1,6-P diidrossiacetone-P FASE PREPARATORIA gliceraldeide 3-P (2 molecole) Pi 2 NAD 2 NADH+H+ 1,3 BPG (2) 2 ADP 2 ATP 3 fosfoglicerato (2) FASE DI RECUPERO ENERGETICO 2 fosfoglicerato (2) PEP (2) 2 ADP 2 ATP piruvato (2) lattato (2) LDH pag. 18 Glicolisi pag. 19 Glicolisi pag. 20 Glicolisi pag. 21 Glicolisi pag. 22 Glicolisi pag. 23 Glicolisi pag. 24 Glicolisi pag. 25 Glicolisi pag. 26 Glicolisi pag. 27 Glicolisi pag. 28 Glicolisi pag. 29 Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK E' un enzima tetramero composto da 4 subunità pag. 30 Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK PFK inattiva tutte le subunità si trovano nella conformazione inattiva T pag. 31 Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK pag. 32 Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK La Fosfogliceraldeide (PGA) funziona da inibitore della PFK pag. 33 Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK PFK attiva in presenza di attivatori quali l'ADP e AMP, l'enzima si trasforma nella sua conformazione attiva pag. 34 Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK Mg2+ e ATP perchè possa funzionare è necessaria la presenza di ioni Mg2+ pag. 35 Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK amminoacidi che costituiscono il sito catalitico pag. 36 LA DECARBOSSILAZIONE OSSIDATIVA DEL PIRUVATO (MITOCONDRIO) PIRUVATO Piruvato deidrogenasi (decarbossilasi) NAD+, TPP, CoA CO2 ACETIL S-CoA pag. 37 GLICOLISI ANAEROBIA NADH + H+ + LDH (lattato deidrogenasi) + NAD+
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