Transcript 3-Metabolismo_dei_glucidi

METABOLISMO DEI
GLUCIDI
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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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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LE TAPPE DELLA GLICOLISI
(ANAEREOBIOSI)
fruttoso, galattoso
glucoso, mannoso
pentosi
ATPADP
Glicogeno, amido
glucoso 6-P
fruttoso 6-P
Pi
Glucoso 1-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
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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
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LE TAPPE DELLA GLICOLISI
glucoso, fruttoso,
galattoso, mannoso
ATPADP
Glicogeno
glucoso 6-P
fruttoso 6-P
Pi
Glucoso 1-P
ATPADP
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
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
Fosfofruttochinasi
PFK
E' un enzima tetramero composto
da 4 subunità
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Glicolisi
Fosfofruttochinasi
PFK
PFK inattiva
tutte le subunità si trovano nella
conformazione inattiva T
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Glicolisi
Fosfofruttochinasi
PFK
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Glicolisi
Fosfofruttochinasi
PFK
La Fosfogliceraldeide (PGA) funziona da
inibitore della PFK
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Glicolisi
Fosfofruttochinasi
PFK
PFK attiva
in presenza di attivatori quali l'ADP
e AMP, l'enzima si trasforma nella
sua conformazione attiva
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Glicolisi
Fosfofruttochinasi
PFK
Mg2+ e ATP
perchè possa funzionare è
necessaria la presenza di ioni Mg2+
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Glicolisi
Fosfofruttochinasi
PFK
amminoacidi che costituiscono il
sito catalitico
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LA DECARBOSSILAZIONE OSSIDATIVA
DEL PIRUVATO (MITOCONDRIO)
PIRUVATO
Piruvato deidrogenasi
(decarbossilasi)
NAD+, TPP, CoA
CO2
ACETIL S-CoA
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GLICOLISI ANAEROBIA
NADH + H+
+
LDH (lattato deidrogenasi)
+
NAD+