Metabolismo energetico
Capitolo 7:Le vie del metabolismo cellulare
che liberano energia chimica
METABOLISMO
:= complesso coordinato delle reazioni chimiche di un organismo
Le trasformazioni chimiche in un organismo non si verificano in una singola reazione ma attraverso una serie di reazioni distinte (via metabolica).
Ogni reazione di una via metabolica è catalizzata da uno specifico enzima
Vi sono parti comuni e parti differenti nelle vie metaboliche di diversi organismi
Le vie metaboliche sono regolate
Le vie metaboliche sono compartimentate
CATABOLISMO
ANABOLISMO
Macromolecole
Proteine,DNA,RNA
Lipidi
Molecole di precursori
amino acidi, basi azotate,
zuccheri
Sostanze nutrienti
zuccheri,grassi,
proteine
Sostanze povere di energia
CO2
H2ONH3
ADP ATPNAD NADHFAD FADH2
Autotrofi fotosintetici
EterotrofiAerobi
EterotrofiAnaerobi
Glicolisi
• “Divisione degli zuccheri”
2 C3H3O3 + 2ATP + 2NADH + 2H+ +2H2O
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2NADglucosio
2 piruvato
Glicolisi - tappe 1-3: investimento energetico
4
5
Glicolisi - Tappe 4-5: lisi e isomerizzazione
deidrogenasi
Glicolisi – tappe 6-10: recupero dell’energia
Reazioni di ossido-riduzione
Il NAD è un trasportatore universale di elettroni
Nicotinammide Adenin DinucelotideNAD
Derivato dalla vitamina niacina
L’Ossidazione del NADH fornisce molta energia
1 NADH = ~ 3ATP (nella respirazione)
NADH + H+ + ½O2 NAD+ + H2O
G= - 52.4 kcal/mol
deidrogenasi
Glicolisi – tappe 6-10: recupero dell’energia
Fermentazione lattica
lattato deidrogenasi
Fermentazione alcolica
alcol deidrogenasi
piruvato decarbossilasii
Bilancio dell’ossidazione del piruvato e del ciclo dell’acido citrico
C3H3O3 + 4NAD+ + FAD + GDP + Pi + 3H2O
3CO2 + 4NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Piruvato
3CO2
Intermedi del ciclo dell’acido citrico come precursori per le vie anaboliche
CATENA RESPIRATORIA: OSSIDAZIONE DI NADH e FADH2
Catena respiratoria
• Gli elettroni contenuti in NADH e FADH2 passano ad una serie di trasportatori legati alla membrana del mitocondrio.
• L’accettore finale degli elettroni è l’ossigeno
• Il flusso di elettroni determina un trasporto attivo di protoni dalla matrice allo spazio intermembrana del mitocondrio
• La diffusione dei protoni verso la matrice mitocondriale fornisce l’enegia per produrre ATP da parte del complesso dell’ATP sintasi
• La produzione di ATP nella catena respiratoria prende il nome di fosforilazione ossidativa