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Piruvato glucosio NADH FADH 2 (trasportatori Ridotti di e - ) Acetil-CoA Glicolisi CO 2 Ciclo dell’acido citrico Citrato Ossalacetato Acidi grassi Ammino-

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Presentazione sul tema: "Piruvato glucosio NADH FADH 2 (trasportatori Ridotti di e - ) Acetil-CoA Glicolisi CO 2 Ciclo dell’acido citrico Citrato Ossalacetato Acidi grassi Ammino-"— Transcript della presentazione:

1 piruvato glucosio NADH FADH 2 (trasportatori Ridotti di e - ) Acetil-CoA Glicolisi CO 2 Ciclo dell’acido citrico Citrato Ossalacetato Acidi grassi Ammino- acidi e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- Complesso della piruvato deidrogenasi Catena respiratoria (trasferimento degli Elettroni) 2H + + 1/2O 2 H2OH2O ADP + Pi ATP Catabolismo delle sostanze nutrienti Esso può essere diviso in tre fasi Fase 1: Produzione di Acetil-CoA Fase 2: Ossidazione dell’Acetil-CoA Fase 3: Trasferimento degli elettroni e fosforilazione ossidativa CO 2 e-e-

2 GLICOLISI Il glucosio è la principale sostanza nutriente Precursore di molte molecole La sua ossidazione ad H 2 O e CO 2 libera 2840 kJ/mole Altri zuccheri diversi del glucosio entrano nella glicolisi Saccarosio, Lattosio, Maltosio, Trealosio, …

3 Nella glicolisi, una molecola di glucosio viene degradata in due molecole di piruvato mediante una serie di reazioni catalizzate da enzimi. Una parte dell’energia libera rilasciata dal glucosio viene convertita in ATP La glicolisi è una via metabolica ben studiata in quanto è la via centrale del catabolismo del glucosio. Nel corso dell’evoluzione la sequenza delle reazioni è stata conservata.

4 Tre possibili destini del glucosio Glucosio 2 Puruvato 2 Acetil-CoA 4 CO H 2 O 2 Etanolo + 2 CO 2 2 Lattato Ciclo dell’acido citrico O2O2 O2O2 CO 2 Fermentazione a lattato nel muscolo in attività, negli eritrociti e in alcuni microrganismi Condizioni anaerobiche Condizioni anaerobiche Glicolisi (10 reazioni successive) Fermentazione Alcolica Nel lievito

5 Glucosio Glucosio-6-fosfato Fruttosio-6-fosfato Fruttosio-1,6-bisfosfato Gliceraldeide-3-fosfato Diidrossiacetone-3-fosfato 1,3-bisfosfoglicerato 3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato (-ATP) (+2 ATP) (-2 NAD + ) Fase Preparatoria Fase di recupero La glicolisi è divisa in due fasi

6 Prima tappa Fosforilazione del glucosio ATPADP Mg 2+ Esochinasi Glucosio Glucosio-6-fosfato  G°’= -16,7 kJ/mole

7 Seconda tappa Conversione del glucosio-6-fosfato a fruttosio-6-fosfato Mg 2+ Glucosio-6-fosfatoFruttosio-6-fosfato Fosfoesosio isomerasi  G°’= 1,7 kJ/mole

8 Terza tappa Fosforilazine del fruttosio-6-fosfato a fruttosio-1,6-bisfosfato Mg 2+ Fruttosio-6-fosfato Fosfofruttochinasi-1 ATPADP Fruttosio-1,6-bisfosfato  G°’= -14,2 kJ/mole

9 Quarta tappa Rottura del fruttosio-1,6-bisfosfato Aldolasi Fruttosio-1,6-bisfosfato  G°’= 23,8 kJ/mole Diidrossiacetone fosfato Gliceraldeide- 3-fosfato +

10 Quinta tappa Interconversione dei triosi fosfati Trioso fosfato isomerasi  G°’= 7,5 kJ/mole Diidrossiacetone fosfato Gliceraldeide- 3-fosfato

11 Sesta tappa Ossidazione della gliceraldeide-3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato Gliceraldeide-3- Fosfato deidrogenasi  G°’= 6,3 kJ/mole Gliceraldeide- 3-fosfato NAD + NADH + H + 1,3-bisfosfoglicerato

12 Settima tappa Trasferimento del gruppo fosforico all’ADP Fosfoglicerato chinasi  G°’= -18,8 kJ/mole ADPATP 1,3-bisfosfoglicerato Mg 2+ 3-fosfoglicerato

13 Ottava tappa Conversione del 3-fosfoglicerato in 2-fosfoglicerato Fosfoglicerato mutasi  G°’= 4,4 kJ/mole Mg 2+ 3-fosfoglicerato2-fosfoglicerato

14 Nona tappa Deidratazione del 2-fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato Enolasi  G°’= 7,5 kJ/mole 2-fosfoglicerato H2OH2O Fosfoenolpiruvato

15 Decima tappa Trasferimento del fosfato all’ADP Piruvato chinasi  G°’= -31,4 kJ/mole ATP Fosfoenolpiruvato ADP Mg 2+, K + Piruvato

16 Bilancio complessivo della glicolisi in condizioni aerobiche 2 ATP 2 ADP + Pi Glucosio 2 Piruvato 2 NAD + 2 NADH + H +

17 In condizioni anaerobiche il NAD+ viene rigenerato Lattato deidrogenasi  G°’= -25,1 kJ/mole NAD + NADH + H + PiruvatoLattato Fermentazione lattacida

18 Bilancio complessivo della glicolisi in condizioni anaerobiche 2 ATP 2 ADP + Pi Lattato Glucosio 2

19 Nella fermentazione alcolica il piruvato viene convertito in etanolo con due reazioni CO 2 NAD + NADH + H + Piruvato decarbossilasi Acetaldeide TPP, Mg 2+ Acetaldeide Etanolo Alcol deidrogenasi

20 Regolazione del catabolismo dei carboidrati Glucosio Glucosio-6-fosfato Fruttosio-6-fosfato Fruttosio-1,6-bisfosfato Gliceraldeide-3-fosfato Diidrossiacetone-3-fosfato 1,3-bisfosfoglicerato 3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato (l’esochinasi è inibita dal suo prodotto) (la fosfofruttochinasi è inibita da ATP e citrato ed è attivata da AMP, ADP e fruttosio-2,6-bisfosfato) (la piruvato chinasi è inibita dall’ATP)

21 piruvato glucosio NADH FADH 2 (trasportatori Ridotti di e - ) Acetil-CoA Glicolisi CO 2 Ciclo dell’acido citrico Citrato Ossalacetato Acidi grassi Ammino- acidi e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- Complesso della piruvato deidrogenasi Catena respiratoria (trasferimento degli Elettroni) 2H + + 1/2O 2 H2OH2O ADP + Pi ATP Catabolismo delle sostanze nutrienti Esso può essere diviso in tre fasi Fase 1: Produzione di Acetil-CoA Fase 2: Ossidazione dell’Acetil-CoA Fase 3: Trasferimento degli elettroni e fosforilazione ossidativa CO 2 e-e-

22 Ciclo dell’acido citrico o ciclo degli acidi tricarbossilici o ciclo di Krebs Prima di entrare nel ciclo il piruvato deve essere convertito in acetil-CoA Complesso della Piruvato Deidrogenasi (E 1, E 2, E 3 ) NAD + NADH Piruvato CoA-SH TPP,lipoato, FAD CO 2 + Acetil-CoA  G°’= -33,4 kJ/mole

23 E2E2 E1E1 E3E3 E2E2 E1E1 E3E3 E2E2 E1E1 E3E3 E2E2 E1E1 E3E3 Piruvato E2E2 E1E1 E3E3 TPP OH | CH 3 -C-H CO 2 FAD TPP FAD TPP CoA-SH CoA FADH 2 NAD + NADH + H + Lipoillisina ossidata Lipoillisina ridotta TPP FAD Complesso della piruvato deidrogenasi E 1 : Piruvato deidrogenasi 24 x E 2 : diidrolipoil transacetilasi 24 x E 3 : diidrolipoil deidrogenasi 12 x

24 CO 2 Reazioni del ciclo dell’acido citrico Citrato Isocitrato  -chetoglutarato Succinil-CoA Succinato Fumarato Malato Ossalacetato Acetil-CoA FADH 2 GTP (ATP) NADH

25 Prima tappa Condensazione dell’acetil-CoA con l’ossalacetato Citrato sintasi Acetil-CoA Ossalacetato  G°’= -32,2 kJ/mole H2OH2O CoA-SH Citrato

26 Seconda tappa Formazione dell’isocitrato attraverso il cis-aconitato Aconitasi Citrato Aconitato  G°’= -13,3 kJ/mole H2OH2O H2OH2O Aconitasi Isocitrato

27 Terza tappa Ossidazione dell’isocitrato ad  -chetoglutarato Isocitrato deidrogenasi NAD + NADH + H + + CO 2  G°’= -20,9 kJ/mole Isocitrato  -chetoglutarato

28 Quarta tappa Ossidazione del  -chetoglutarato a succinil-CoA Complesso dell’  -chetoglutarato deidrogenasi NAD + NADH + H + + CO 2  G°’= -33,5 kJ/mole CoA-SH Succinil-CoA  -chetoglutarato

29 Quinta tappa Conversione del a succinil-CoA a succinato Succinil-CoA sintetasi GTP CoA-SH  G°’= -2,9 kJ/mole GDP + Pi Succinil-CoA Succinato

30 Sesta tappa Ossidazione del succinato a fumarato Succinato deidrogenasi FADH 2  G°’= 0 kJ/mole FAD Fumarato Succinato

31 Settima tappa Idratazione del fumarato per produrre malato Fumarasi  G°’= -3,8 kJ/mole H2OH2O Fumarato Malato

32 Ottava tappa Ossidazione del malato a ossalacetato Malato deidrogenasi  G°’= 29,7 kJ/mole NAD + Malato NADH + H + Ossalacetato

33 L’energia liberata dalle ossidazioni viene conservata nel ciclo reazione Numero di molecole di ATP o di coenzima ridotto formate Numero di molecole di ATP formate complessivamente Glucosio  glucosio-6-fosfato - 1 ATP Fruttosio-6-fosfato  fruttosio-1,6-bisfosfato - 1 ATP 2 Gliceraldeide-3-fosfato  2 1,3-bisfosfoglicerato 2 NADH5 2 1,3-bisfosfoglicerato  2 3-fosfoglicerato 2 ATP2 2 Fosfoenolpiruvato  2 piruvato 2 ATP2 2 Piruvato  2 acetil-CoA 2 NADH5 2 Isocitrato  2  -chetoglutarato 2 NADH5 2  -chetoglutarato  2 succinil-CoA 2 NADH5 2 succinil-CoA  2 succinato 2 ATP (o2 GTP)2 2 succinato  2 fumarato 2 FADH Malato  2 ossalacetato 2 NADH5 totale32

34 Regolazione del ciclo dell’acido citrico Citrato Isocitrato  -chetoglutarato Succinil-CoA Succinato Fumarato Malato Ossalacetato Acetil-CoA FADH 2 GTP (ATP) NADH Piruvato ATP, acetil-CoA, NADH, acidi grassi AMP, CoA, NAD +, Ca 2+ Piruvato deidrogenasi NADH, succinil-CoA, citrato, ATP ADP ATP Ca 2+,ADP Succinil-CoA, NADH Ca 2+


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