METABOLISMO DEI GLUCIDI

DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI GLUCIDI ALIMENTARI BOCCA AMIDO, GLICOGENO MALTOSO Denaturata dal pH acido dello stomaco amilasi salivare PANCREAS DUODENO amilasi pancreatica DEMOLIZIONE DEI POLISACCARIDI RESIDUI MALTOSO GLUCOSO + GLUCOSO SACCAROSO GLUCOSO + FRUTTOSO LATTOSO GLUCOSO + GALATTOSO maltasi Assorbiti nei capillari dei villi intestinali e, attraverso la vena porta, veicolati al fegato saccarasi lattasi

Entrata nella glicolisi di altri esosi

SCHEMA DELLE PRINCIPALI VIE CATABOLICHE fruttoso galattoso glucoso mannoso pentosi GLICOGENO ATP glicogenolisi GLUCOSO 6-P fegato via dei pentosi glicolisi PIRUVATO RIBOSO NADPH + H+ ACIDO GLUCURONICO LDH LATTATO

LA VIA DEI PENTOSI RIBOSO e NADPH + H+ 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

Relazione tra la glicolisi e la via del pentoso fosfato

LA GLICOGENOLISI (CITOPLASMA) sottoposto a regolazione ormonale Glicogeno fosforilasi Glucoso 1-P Isomerasi Glucoso 6-P Enzima deramificante Estremità attaccate dalla glicogeno fosforilasi

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.

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.

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.

La reazione complessiva è: 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

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, fruttoso-6P) 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.

LE TAPPE DELLA GLICOLISI (ANAEREOBIOSI) Glicogeno, amido fruttoso, galattoso glucoso, mannoso pentosi ATPADP glucoso 6-P Pi Glucoso 1-P fruttoso 6-P ATPADP 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

LA GLICOLISI: BILANCIO ENERGETICO (CITOPLASMA) Glucoso + ATP Glucoso 6-P Bilancio energetico 4 ATP – 2 ATP = 2 ATP prodotti esocinasi + ATP Fruttoso 1,6-BP 2 molecole di 1,3 BPG 2 ATP Sintesi “a livello del substrato” 2 molecole di fosfoenol-piruvato (PEP) 2 ATP NAD+ NADH+H+ 2 molecole di piruvato 2 molecole di lattato LDH

LE TAPPE DELLA GLICOLISI Glicogeno glucoso, fruttoso, galattoso, mannoso ATPADP glucoso 6-P Pi FASE PREPARATORIA SPESA ENERGETICA Glucoso 1-P fruttoso 6-P ATPADP fruttoso 1,6-P gliceraldeide 3-P (2 molecole) diidrossiacetone-P 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

Glicolisi

Glicolisi

Glicolisi

Glicolisi

Glicolisi

Glicolisi

Glicolisi

Glicolisi

Glicolisi

Glicolisi

Glicolisi

E' un enzima tetramero composto da 4 subunità Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK E' un enzima tetramero composto da 4 subunità

tutte le subunità si trovano nella conformazione inattiva T Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK PFK inattiva tutte le subunità si trovano nella conformazione inattiva T

Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK

La Fosfogliceraldeide (PGA) funziona da inibitore della PFK Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK La Fosfogliceraldeide (PGA) funziona da inibitore della PFK

Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK PFK attiva in presenza di attivatori quali l'ADP e AMP, l'enzima si trasforma nella sua conformazione attiva

perchè possa funzionare è necessaria la presenza di ioni Mg2+ Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK Mg2+ e ATP perchè possa funzionare è necessaria la presenza di ioni Mg2+

amminoacidi che costituiscono il sito catalitico Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK amminoacidi che costituiscono il sito catalitico

LA DECARBOSSILAZIONE OSSIDATIVA DEL PIRUVATO (MITOCONDRIO) Piruvato deidrogenasi (decarbossilasi) NAD+, TPP, CoA CO2 ACETIL S-CoA

GLICOLISI ANAEROBIA + NADH + H+ LDH (lattato deidrogenasi) + NAD+