Biochimica/Metabolismo dei carboidrati: differenze tra le versioni
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La piruvato carbossilasi è attiva ad '''alti livelli di acetil-Coa''', un suo potente effettore allosterico positivo. La reazione di carbossilazione del piruvato ad ossalacetato è una reazione anaplerotica del ciclo di Krebs, ma ad alte concentrazioni di ATP e NADH, che indicano una domanda di substrato per la fosforilazione ossidativa soddisfatta, il ciclo degli acidi tricarbossilici viene inibito e l'ossalacetato viene quindi indirizzato alla sintesi di PEP nella gluconeogenesi. Inoltre alte concentrazioni di acetil-Coa inibiscono il complesso della piruvato deidrogenasi, prevenendo il catabolismo ossidativo del piruvato.
L'ossalacetato così prodotto non viene trasformato direttamente a PEP ma viene prima ridotto a malato dalla malato deidrogenasi mitocondriale col contributo di NADH + H<sup>+</sup> il quale viene ossidato a NAD<sup>+</sup>+. Il malato viene dunque trasportato nel citosol dove viene riossidato a ossalacetato dalla malato deidrogenasi citosolica con conversione di NAD<sup>+</sup> in NADH + H<sup>+</sup>. A questo punto l'ossalacetato può essere trasformato in PEP.
L'enzima '''PEP carbossichinasi (PEPCK)''' catalizza la sintesi di PEP dall'ossalacetato:
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===Defosforilazione del glucosio 6-fosfato a glucosio===
La '''glucosio 6-fosfatasi''', Mg<sup>2+</sup>-dipendente, si trova nel reticolo endoplasmatico di epatociti e cellule renali e ha il compito di defosforilare il glucosio 6-fosfato in glucosio. Sono implicati tre trasportatori, uno permette l'ingresso del G6P nel RE, gli altri due consentono il trasporto nel citosol del glucosio e del gruppo fosfato.
La reazione netta della gluconeogenesi è:
2 piruvato + 4 ATP + 3 GTP + 2 NADH + 2 H<sup>+</sup> + 6 H<sub>2</sub>O <chem>-></chem> glucosio + 4 ADP + 2 GDP + 2 NAD<sup>+</sup> + 6 P<ub>i</sub>
===Controllo della gluconeogenesi===
Il '''glucagone''', colla sua azione iperglicemizzante, stimola la gluconeogenesi, mentre l''''insulina''', grazie alla sua azione ipoglicemizzante, la inibisce. Il glucagone favorisce la gluconeogenesi non solo diminuendo la concentrazione cellulare del fruttosio 2-6-bifosfato ma anche inducendo la sintesi del PEPCK.
===Precursori della gluconeogenesi===
Precursori della gluconeogenesi sono tutti gli '''aminoacidi''' tranne due (lisina e leucina) che perciò son detti '''glucogenici'''. Infatti gli aminoacidi possono essere trasformati in intermedi del ciclo di Krebs, nel quale vengono ossidati a '''ossalacetato'''. Anche il '''propionato''' è un potnziale precursore della gluconeogenesi. Infatti il propionato è convertibile, dopo una serie di reazioni, in '''succinil-CoA''', intermedio del ciclo di Krebs.
Il '''glicerolo''' è un altro precursore della gluconeogensi, ottenuto dal metabolismo dei lipidi. Il glicerolo viene fosforilato nel citosol a glicerolo 3-P; questo nella matrice viene ossidato dal glicerolo 3-P deidrogenasi FAD-dipendente a diidrossiacetone fosfato (DHAP), con contemporanea cessione degli elettroni del FADH<sub>2</sub> al coenzima Q. Il DHAP è un intermedio della gluconeogenesi oltre a essere precursore del lattato nella glicolisi.
==Via dei pentoso fosfati==
La '''via dei
*nelle cellule ad '''alto numero di mitosi''', come quelle della pelle, della mucosa intestinale e del midollo osseo, il prodotto utile di questa via è il '''R5P''', necessario per la sintesi di nucleotidi liberi, acidi nucleici, coenzimi (NADH, FADH);
*in altri tessuti, il prodotto utile di questa via è il '''NADPH''', necessario per la '''biosintesi riduttiva''' e importante nel controllo dello stress ossidativo. Nei tessuti dove è molto attiva la '''liposintesi''' (fegato, tessuto adiposo, mammella attiva) c'è necessità del NADPH prodotto da questo pathway (il NADPH è l'agente riducente delle vie anaboliche). Gli '''eritrociti''', che sono esposti all'ossigeno, impiegano il NADPH generato da questa via per mantenere nella cellula un ambiente riducente e contrastare così l'azione dei ROS.
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