Biochimica/Metabolismo dei carboidrati: differenze tra le versioni
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La glicolisi è fatta di 10 tappe suddivise in tre stadi:
*'''1° stadio''', preparatorio, consuma 2 ATP per fosforilare il substrato. È lo stadio '''endoergonico''';
*'''2° stadio''', in cui il substrato viene
*'''3° stadio''', si producono 4 molecole di ATP per ogni molecola di glucosio; complessivamente quindi la glicolisi produce 2 ATP per ogni molecola di glucosio. Il 3° stadio produce pure 2 NADH che vengono impiegati per produrre ulteriore ATP nella respirazione cellulare. È lo stadio '''esoergonico'''.
L'agente ossidante primario della glicolisi e il NAD<sup>+</sup>. Il NADH prodotto dall'ossidazione dell'intermedio della glicolisi gliceraldeide 3-fosfato deve essere continuamente riossidato in modo da mantenere la via glicolitica rifornita di questo coenzima. Esistono due modi per far ciò in condizioni anaerobiche. (In condizioni aerobiche il NADH viene ossidato nei mitocondri a NAD<sup>+</sup> producendo 2,5 molecole di ATP).
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*nei momenti post-prandiali il rapporto di concentrazione [insulina]/[glucagone] aumenta e l'insulina attiva una fosfatasi che defosforila PFK-2 attivando il dominio chinasi. [fruttosio 2,6-bisfosfato] aumenta stimolando la glicolisi e inibendo la gluconeogenesi.
*nel digiuno il glucagone attiva una PKA che fosforila PFK-2 attivandone il dominio fosfatasi; la concentrazione di fruttosio 2,6-bisfosfato diminuisce e dunque la glicolisi è inibita e la gluconeogenesi viene attivata.
===2° stadio===
;4. degradazione del fruttosio 1,6-bifosfato
D-fruttosio 1,6-bifosfato <chem><=></chem> diidrossiacetone fosfato (DHAP) + gliceraldeide 3-fosfato (GA3P)
Enzima: '''aldolasi'''
;5. isomerizzazione del DHAP a GA3P
diidrossiacetone fosfato <chem><=></chem> gliceraldeide 3-fosfato
Enzima: '''trioso fosfato isomerasi'''
All'equilibrio il 96% del trioso 6-fosfato è costituito dal diidrossiacetone fosfato; il consumo del GAP nella reazione seguente sposta l'equilibrio della reazione verso destra.
La glicolisi fino a questo punto ha degradato il glucosio in due molecole a 3 atomi di carbonio fosforilate pronte a essere convertite in composti ad alta energia la cui idrolisi del gruppo fosfato libera l'energia usata per produrre 2 ATP per GA3P. Questo processo è raddoppiato dal fatto che si parte da due GA3P e quindi si ha nello stadio finale la produzione di 4 ATP per molecola di glucosio.
===3° stadio===
;6. ossidazione e fosforilazione del GAP
GA3P + P<sub>i</sub> + NAD<sup>+</sup> <chem><=></chem> 1,3-bifosfoglicerato + NADH + H<sup>+</sup>
Enzima: '''GA3P deidrogenasi'''
Nel corso della sesta reazione avvengono due eventi molecolari importanti:
* formazione del composto ad alta energia 1,3-bifosfoglicerato che verrà impiegato nella reazione successiva per sintetizzare ATP;
* formazione di NADH + H<sup>+</sup> che nella fosforilazione ossidativa consentirà di produrre 2,5 molecole di ATP.
;7. 1^ fosforilazione a livello del substrato
1,3-bifosfoglicerato + ADP <chem><=></chem> 3-fosfoglicerato + ATP
Enzima: '''fosfoglicerato chinasi (Mg<sup>2+</sup>)'''
L'energia chimica fornita dall'idrolisi dal legame fosfoanidridico dell'1,3-BPG è sfruttata per produrre ATP, la cui sintesi è una reazione endoergonica e che quindi necessita di essere coadiuvata da una reazione esoergonica per poter procedere.
;8. isomerizzazione del 3-fosfoglicerato
3-fosfoglicerato <chem><=></chem> 2-fosfoglicerato
Enzima: '''fosfoglicerato mutasi (Mg<sup>2+</sup>)'''
;9. 2^ formazione di un composto ad alta energia di idrolisi
2-fosfoglicerato <chem><=></chem> fosfoenolpiruvato + H<sub>2</sub>O
L'enzima '''enolasi''' trasforma il 2-fosfoglicerato, un composto a bassa energia, in un composto ad alto contenuto energetico (l'enolo)
;10. 2^ fosforilazione a livello del substrato
fosfoenolpiruvato + ADP + H<sup>+</sup> <chem>-></chem> piruvato + ATP
Questa reazione catalizzata dalla '''piruvato chinasi''' porta alla seconda fosforilazione a livello del substrato: il P<sub>i</sub> del PEP viene trasferito dall'ADP per formare ATP. Il prodotto della reazione è il piruvato nella forma enolica (enolpiruvato), che si tautomerizza spontaneamente nella forma chetonica rilasciando sufficiente energia per portare alla sintesi endoergonica ATP.
La piruvato chinasi è sottoposta alle seguenti regolazioni:
*è '''allostericamente attivata''' da AMT e ADP e '''inibita''' da ATP, citrato, acetil-CoA, acidi grassi e alanina che indicano alti livelli energetici nella cellula;
* è sottoposta anche a una '''attivazione allosterica a feedforward''' dal fruttosio 1,6-bifosfato prodotto dalla PFK-1
* nel fegato la '''fosforilazione della piruvato chinasi inattiva l'enzima'''. Durante il digiuno gli alti livelli di glucagone aumentano le concentrazioni intracellulari di cAMP, portando all'attivazione di PKA che fosforilano la piruvato chinasi, inattivandola, inibendo in tal modo la via glicolitica. L'insulina invece, la cui concentrazione nel sangue aumenta subito dopo un impasto, diminuisce livelli di cAMP inattivando le PKA, e attiva una fosfodiesterasi che defosforila la piruvato chinasi, attivandola. In questo modo si attiva la glicolisi.
==Gluconeogenesi==
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