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I COENZIMI Sulla base della loro natura chimica, i cofattori sono suddivisi in metalli e coenzimi (intesi come piccole molecole organiche In enzimologia con il termine cofattore si intende una piccola molecola di natura non proteica o uno ione metallico che si associa all'enzima e ne rende possibile l'attività catalitica tipica dell'enzima stesso. La maggior parte degli enzimi che richiedono il legame a cofattori, infatti, perde ogni funzionalità in caso di assenza del cofattore stesso.
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I COENZIMI DINUCLEOTIDICI: NAD + E FAD NAD e FAD sono i coenzimi delle deidrogenasi, la classe di enzimi che catalizza le reazioni di ossido-riduzione. Entrambi sono dinucleotidi contenenti AMP. I due mononucleotidi sono uniti da un legame fosfoanidridico. (Nicotinammide adenina dinucleotide ossidato)
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Il flavin-mononucleotide (FMN) è anche presente come gruppo prostetico (parte non proteica essenziale alla funzione) nel 1° complesso della catena respiratoria. Flavina adenin dinucleotide
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Il NAD, nicotinamide adenindinucleotide è un derivato dell’acido nicotinico detto anche niacina, vitamina PP o vitamina B3. e funge da coenzima nelle reazioni di ossidoriduzione biologiche Di grande importanza è anche la forma fosforilata del NAD, indicata come NADP. La niacina si trova nella carne, nelle uova e nel lievito Il NAD +, ed il suo analogo fosforilato NADP + (sono le forme ossidate), possono essere ridotte a NADH e NADPH Acido nicotinico o niacina Nicotinammide
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Il NAD + è il coenzima nelle reazioni di ossidazione dei gruppi alcolici ad aldeidici e dei gruppi aldeidici a carbossilici (esempi nella glicolisi e ciclo di Krebs). Il MECCANISMO di ossidoriduzione è: Il NADH trasporta 2 elettroni e 1 H +. (cioè uno ione idruro H-) Il secondo H + liberato dall’ossidazione del substrato è libero nel mezzo. Nicotinammide ossidata NAD+ Nicotinammide ridotta NADH H H Ricorda!! Quando un composto si ossida cede gli e ad uno che si riduce e il NAD è molto spesso colui che cede o acquista gli e nelle reazioni biochimiche H2H2
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2e + 2H + + H + nelle cellule gli enzimi catalizzano reazioni redox utilizzando dei trasportatori di e : NAD +, NADP +, FMN e FAD esterificato con gruppo fosforico nel NADP + NAD + : nicotinamide adenin dinucleotide gruppo reattivo adenina
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NAD NADH + + + CH CH OH 32 CH CHO 3 H + + substrato ridotto substrato ossidato es. enzimi: ossidoriduttasi o deidrogenasi nell’ossidazione di un substrato il NAD + accetta un protone e due elettroni = uno ione idruro e uno ione idrogeno viene rilasciato in soluzione [NAD + ] [NADH] = valore elevato reazione (1) favorita ossidazioni cataboliche prodotti finali poveri di E NAD NADH + + + SH 2 S H + + (1) NADP NADPH + + + SH 2 S H + + (2) [NADP + ] [NADPH] = valore basso reazione (2) sfavorita riduzioni anaboliche prodotti finali macromolecole la reazione è catalizzata dall’enzima alcol deidrogenasi Ricorda l’ossidazione di un alcol porta ad un aldeide e riduce il NAD+
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Il NAD+è in grado di ossidare alcoli a composti carbonilici mediante formale addizione di un idruro La reazione avviene in posizione 4 poiché il processo avviene all’’interno di un sito attivo enzimatico, ma il processo è del tutto analogo a quanto visto in precedenza. L’’addizione di uno ione idruro a un anello piridinico è alla base di molti processi riduttivi in ambiente biologico
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NADP + Il NADP + differisce dal NAD + per la presenza di un gruppo fosfato sul carbonio 2 del riboso che porta l’adenina. Il NADPH è il donatore di elettroni nelle biosintesi riduttive
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FAD: flavin adenin dinucleotide FMN: flavin mononucleotide N NN CH 3 CH 3 CH 2 C C C H H H OH OH OH CH 2 O PO OH O O O N - N NN CH 3 CH 3 O O NH R N NN CH 3 CH 3 O O NH R H H + 2H + +2e forma ossidataforma ridotta FADFADH 2 La riduzione avviene come scambio di atomi di H da un substrato riducente
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