METABOLISMO - PARTE 2

LE VIE DEL GLUCOSIO

Buongiorno carissimi lettori,  con questo post proseguo a descrivere il metabolismo, entrando un po più nel merito di quelle che sono le reazioni che costituiscono il metabolismo vero e proprio.

Il glucosio, un carboidrato, è un composto sfruttato molto dalle cellule per diverse vie biosintetiche, tra le più importanti quella della respirazione, serve per sviluppare energia mediante la sua ossidazione grazie a particolari enzimi.

La respirazione cellulare inizia proprio con il processo di glicolisi che trasforma il glucosio in piruvato, quindi è la prima risorsa che la cellula usa per produrre energia, uno zucchero semplice che è accumulato tramite specifici polisaccaridi.

In condizioni di particolare sforzo o quando la concentrazione di glucosio nel sangue diminuisce, gli organismi più complessi hanno imparato a sfruttare anche proteine e lipidi che lavorati formano intermedi di questa lunga catena biosintetica respiratoria  e ne entrano a far parte.

Lo zucchero viene trasformato in piruvato e poi in base alla presenza o meno di ossigeno può subire diversi destino e dare il via a diverse vie biosintetiche.

Quindi in condizioni anaerobiche (in mancanza di O₂), il glucosio si trasforma in piruvato e poi in etanolo o acido lattico, queste due vie di fermentazione sono meno produttive in termini energetici infatti il nostro organismo che si avvale dell’ossigeno produce più ATP con una diversa lavorazione del piruvato.

FERMENTAZIONE ALCOLICA

FERMENTAZIONE LATTICA

In entrambe le vie fermentative non vengono prodotti ulteriori moli di ATP ( ATP prodotta è quindi proveniente solo dalla glicolisi) quindi nella reazione globale di queste vie il numero di ATP effettivamente prodotte sono 2.

Non vengono nemmeno prodotti equivalenti di riduzione, anzi vengono usati quelli che sono stati prodotti durante la glicolisi per poter ridurre il gruppo carbonilico ad alcol.

AMIDO E GLICOGENO

amido e glicogeno sono le fonti numero uno di glucosio del nostro organismo, sono polisaccaridi di riserva, specialmente il glicogeno cattura il nostro interesse perché è un polisaccaride di riserva usato dai mammiferi.

Il glicogeno è una macromolecola legata da legami alfa 1,4 glicosidici e ramificata da legami 1,6 glicosidici.

Per quanto riguarda l’amido è formato da due componenti, l’amilosio la parte lineare fatta da legami 1,4 e l’amilopectina fatta da legami 1,6 glicosidici.

Questa struttura similare al glicogeno si trova per lo più in cellule di tipo vegetale dove svolge anche li una funzione di riserva.

Nel glicogeno esistono due tipi di estremità, quella chiamata riducente e quella non riducente, questa sostanziale differenza è che la parte non riducente è un estremità libera con il suo OH pronto per reagire, le estremità non riducenti invece sono punti della catena dove OH non è più libero ma impegnato in un legame glicosidico di ramificazione 1,6  o lineare  1,4.

Il polimero del glicogeno viene scisso nei suoi monomeri da un enzima chiamato fosforilasi.

Solitamente si sa che i polisaccaridi introdotti dal corpo non vengono scissi con una fosforilasi ma mediante un enzima idrolitico, questo perché un glucosio non fosforilato è libero di entrare nella circolazione sanguinea, nel nostro caso invece il glucosio non deve fuoriuscire dalla cellula, quindi viene fosforilato.

Il glucosio 1 fosfato prodotto però non è sensibile agli enzimi della glicolisi che non lo riconoscerebbero come un substrato buono, quindi è necessario mediante un azione enzimatica di trasformare il glucosio 1 fosfato in glucosio 6 fosfato.

Quindi una volta staccato il glucosio non riducente e trasformato in glucosio 6 fosfato la reazione prosegue  con il glucosio successivo che ora è diventato non riducente dato che il suo OH non è più impegnato in alcun legame glicosidico.

Questa reazione procede fino a che non incontra un punto di ramificazione, questo enzima non è in grado di scindere legami 1,6 glicosidici ma solo 1,4, quindi entra in gioco un altro enzima capace di farlo, questo enzima di chiama deramificante.

L’enzima deramificante non toglie solo l’ultimo glucosio dalla catena, ma nella sua struttura proteica una parte è utilizzata per una funzione di transfer, che sposta i glucosio prima del punto di ramificazione su un'altra catena e poi interviene per eliminare mediante un idrolisi il legame 1,6 del glucosio.

 GLICOGENO FOSFORILASI

La glicogeno fosforilasi funziona mediante un controllo allosterico, è inibita dalla presenza di ATP e glucosio 6 fosfato mentre è favorita da ADP ( questo solo per la glicogeno fosforilasi dell’apparato muscolo scheletrico, per esempio nel fegato non c’e una regolazione de glucosio 6 fosfato).

Questo sistema di regolazione fu scoperto dal Corey.

L’attivazione allosterica avviene grazie al glucosio 6 fosfato e al AMP, che originano un cambiamento nella conformazione della proteina, poi l’azione dell’ATP lega due gruppi fosfato alla struttura modificata trasformandola nella proteina attiva e pronza al funzionamento.

Questo enzima si compone di due sub unità che funzionano in modo da essere regolate allostericamente, cambiando di conformazione una volta attivate, se poi la quantità di ATP aumenta  nella ambiente cellulare, avviene un idrolisi dei gruppi fosfato legati e successivamente la regolazione allosterica per via della presenza dell’ATP  inattiva del tutto la proteina.

GLUCOGENESI

La glucogenesi è un processo catalizzato dalla glicogeno sintasi che lega le molecole di glucosio con legami glicosidici. Tutte le condizione che inibiscono la glicogeno sintasi favoriscono la fosforilasi.

La glicogeno sintasi è un enzima che non può unire liberamente due molecole di glucosio ma deve partire da un innesto e di ciò si preoccupa una proteina specifica chiamata glicosina.

Il legame richiede energia quindi per la formazione di glicogeno è richiesta la presenza di ATP

nel prossimo post parlerò unicamente della glicolisi, specificando bene tutte le condizione nella quale le sue reazione avvengono, enzimi e substrati di ogni passaggio :) buona lettura !