lipidi e metabolismo Flashcards
Lipidi.
Classe eterogenea di composti organici accomunati dall’insolubilità in acqua e solubilità in solventi organici.
Classificazione dei lipidi.
Saponificabili (trigliceridi, fosfolipidi, glicolipidi), contengono acidi grassi e reagiscono con basi formando i rispettivi sali; non saponificabili (vitamine liposolubili, steroidi), non contengono acidi grassi.
Funzioni dei lipidi.
Riserva energetica (trigliceridi) nei viventi, ruolo strutturale (fosfolipidi, glicolipidi) come componenti della membrana cellulare, di regolazione (vitamine e steroidi) e le cere hanno funzione idrorepellente.
Trigliceridi.
Triesteri del glicerolo, sono formati da una molecola di glicerolo e tre acidi grassi.
Acidi grassi.
Acidi carbossilici con catena idrocarburica che contiene un numero pari di atomi di carbonio superiore a 12.
Classificazione degli acidi grassi.
Saturi se la catena carboniosa degli acidi grassi è costituita da soli legami semplici; insaturi se la stessa presenta almeno un legame doppio.
Grassi.
Trigliceridi saturi, pertanto allo stato solido.
Oli.
Trigliceridi insaturi, pertanto allo stato liquido.
Idrogenazione dei trigliceridi insaturi.
Reazione che prevede l’aggiunta di idrogeno ai doppi legami della catena carboniosa degli acidi grassi insaturi, può portare alla conformazione trans che rende le proprietà fisiche identiche agli acidi grassi saturi.
Molecola anfipatica.
Una molecola è anfipatica se presenta una regione idrofobica e una regione idrofila.
Fosfolipidi.
Classe di lipidi costituiti da una molecola di glicerolo o sfingosina, una testa polare (idrofila) formata da un gruppo fosfato e un amminoalcol e una coda apolare (idrofobica) determinata dagli acidi grassi.
Classificazione dei fosfolipidi.
Glicerofosfolipidi, costituiti da una molecola di glicerolo, un gruppo fosfato legato a un amminoalcol e due acidi grassi; sfingolipidi, costituiti da una molecola di sfingosina, un gruppo fosfato legato a un amminoalcol e un solo acido grasso.
Funzione dei glicerofosfolipidi.
Sono i principali componenti delle membrane cellulari e permettono la selezione di ioni e molecole che la attraversano.
Funzione degli sfingolipidi.
Isolante nella guaina mielinica che riveste l’assone del neurone.
Struttura degli sfingolipidi.
L’unità di base è la sfingosina, costituita da una catena carboniosa insatura con legati due gruppi alcolici e un gruppo amminico. A quest’ultimo si lega l’acido grasso attraverso un legame ammidico e a un gruppo alcolico è legato il gruppo fosfato a sua volta legato con legame fosfodiestere a una molecola di colina.
Glicolipidi.
Composti organici costituiti da una molecola di sfingosina, cui si legano un acido grasso e un carboidrato.
Classificazione dei glicolipidi.
Gangliosidi, se il carboidrato è monosaccaride; cerebrosidi se è un oligosaccaride.
Classificazione dei glicolipidi.
I gangliosidi sono siti di riconoscimento per molecole specifiche, come gli ormoni; i cerebrosidi sono recettori per i neurotrasmettitori.
Steroidi.
Derivati dello sterano, costituito da tre anelli esatomici e uno pentatomico.
Colesterolo.
Alcol steroideo costituito da sterano, una catena alifatica con due metili, un gruppo alcolico e un doppio legame.
Funzioni del colesterolo.
Regola fluidità delle membrane cellulari, isolante nella guaina mielinica e componente di partenza per sintesi di acidi biliari, ormoni steroidei e vitamina D.
Lipoproteine.
Composti necessari per il trasporto del colesterolo nel sangue. Sono composti da una proteina che si lega a molecole di colesterolo, fosfolipidi e trigliceridi, in modo che la testa idrofila di ogni molecola sia orientata verso l’acqua e la coda idrofobica verso l’interno della micella, che contiene colesterolo esterificato con un acido grasso per eliminarne la componente idrofila.
Classificazione delle lipoproteine.
LDL, che trasportano colesterolo dal fegato alle cellule, e HDL, che prelevano il colesterolo in eccesso e lo portano al fegato. Quello dannoso se in eccesso è il LDL.
Acidi biliari.
Acidi carbossilici steroidei (il più comune l’acido colico).
Funzione degli acidi biliari.
Sono presenti nella bile sotto forma di sali biliari. Essendo molecola anfipatiche sono in grado di emulsionare i trigliceridi, facilitandone la digestione nell’intestino tenue.
Ormoni steroidei.
Sono ormoni steroidei gli ormoni sessuali e quelli corticosurrenali.
Produzione e funzione degli ormoni sessuali.
Vengono prodotti dalle gonadi e stimolano lo sviluppo nell’organismo dei caratteri primari e secondari.
Tre principali classi di ormoni sessuali.
Androgeni, estrogeni e progestinici, sono sintetizzati sia dalle femmine che dai maschi, ma in proporzioni diverse.
Ormoni corticosurrenali.
Ormoni prodotti dalle ghiandole surrenali.
Classificazione degli ormoni corticosurrenali.
Glicocorticoidi, che favoriscono la produzione di glucosio (i più importanti sono cortisolo e cortisone), e mineralcorticoidi, che regolano il riassorbimento dello ione sodio per ristabilire l’equilibrio idrosalino.
Vitamine liposolubili.
Molecole organiche essenziali che regolano numerosi processi metabolici. Sono essenziali perché il nostro organismo non è in grado di sintetizzarle in quantità sufficienti.
Enzimi.
Catalizzatori biologici negli sistemi viventi.
Modalità di catalizzazione degli enzimi.
Indeboliscono i legami chimici nelle reazioni cataboliche, orientano le molecole in quelle anaboliche.
Cofattori.
Ioni metallici o molecole organiche che attivano gli enzimi.
Classificazione dei cofattori.
Attivatori, ioni metallici che legati all’enzima lo rendono attivo, e coenzimi, molecole organiche che fungono da trasportatori di gruppi funzionali, protoni o elettroni.
Attivatori.
Ioni metallici che legati all’enzima lo rendono attivo.
Coenzimi.
Molecole organiche che fungono da trasportatori di gruppi funzionali, protoni o elettroni. Molti derivano dalle vitamine del gruppo B.
NAD.
Nicotinammide adenindinucleotide, partecipa come accettore di idrogeno in molte reazioni di ossidazione. Nella forma ossidata è NAD+, nella forma ridotta è NADH. Deriva dalla vitamina B3.
FAD.
Flavin adenindinucleotide, nella forma ossidata (FAD) può accettare due idrogeni e diventare FADH2, la forma ridotta. Deriva dalla vitamina B2.
Apoenzima e oloenzima.
Apoenzima è un’enzima inattivo, non legato al cofattore; oloenzima è un’enzima attivo.
Azione dell’enzima a livello di energia.
Consiste nell’abbassare l’energia di attivazione di una reazione, velocizzandola.
Stadi di una reazione catalizzata da enzima.
- Formazione complesso ES: due fasi, nella prima l’enzima orienta il substrato, nella seconda questo si lega all’enzima attraverso legami a idrogeno o legami dipolo-dipolo.
- Formazione complesso EP
- Distacco dei prodotti dall’enzima: il prodotto non è più affine all’enzima, quindi se ne distacca.
Sito attivo.
Piccola regione dell’enzima con configurazione ben definita dove si trovano le catene laterali degli amminoacidi che partecipano alla catalizzazione.
Modello dell’adattamento indotto.
E’ un modello che descrive l’interazione tra enzima e substrato, per il quale l’enzima modifica la sua forma in modo da adattarsi al substrato una volta che questo è in prossimità.
Classificazione degli enzimi in base al tipo di reazione.
- Ossidoriduttasi (reazioni di ossidazione e riduzione)
- Trasferasi (trasferimento di gruppi funzionali)
- Idrolasi (reazioni di idrolisi)
- Liasi (rottura o formazione di un doppio legame)
- Isomerasi (isomerizzazione di composti organici)
- Ligasi (sintesi di due molecole)
Effettori allosterici.
Molecole che si legano non covalentemente (e quindi in modo reversibile) all’enzima, nel quale inducono una modifica conformazionale. Di distinguono in positivi e negativi in base all’esito sull’attività enzimatica.
Enzima allosterico.
Enzima la cui attività è modificata dalla presenza di un effettore allosterico.
Inibitori enzimatici.
Molecole che si combinano con l’enzima interferendo con la sua attività enzimatica.
Inibitori irreversibili.
Composti che modificano il sito attivo di un enzima attraverso un legame covalente in modo che questo non sia più in grado di legare il substrato.
Inibitori reversibili e loro classificazione.
Composti che si legano all’enzima riducendone l’attività. Si distinguono in competitivi se si legano al sito attivo e non competitivi se si legano in una regione diversa ma che induce una modifica conformazionale che impedisce al substrato di legarsi al sito attivo.
Le tre funzioni del metabolismo.
- Ricavare energia
- Idrolizzare polimeri biologici
- Sintetizzare polimeri biologici
Via metabolica.
Sequenza delle reazioni coinvolte in uno stesso processo metabolico.
Inibizione retroattiva.
Meccanismo per il quale il prodotto di una via metabolica agisce da inibitore non competitivo sull’enzima che catalizza la prima reazione della stessa, in modo da limitare lo spreco di energia nel produrre più di quanto necessario.
ATP.
Adenosintrifosfato, è un nucleotide composto dalla base adenina, il ribosio e tre gruppi fosfato, il primo legato allo zucchero con legame fosfoestereo, gli altri con legami fosfoanidridici altamente energetici. E’ agente accoppiante di reazioni cataboliche e anaboliche.
I tre processi catabolici che estraggono energia dal glucosio.
Glicolisi, respirazione cellulare, fermentazione.
Reazioni della glicolisi
- Fosforilazione del glucosio
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
glucosio + ATP
Prodotti:
glucosio 6-fosfato
Enzima:
esochinasi
Reazioni della glicolisi
- Isomerizzazione glucosio-fruttosio
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
glucosio 6-fosfato
Prodotti:
fruttosio 6-fosfato
Enzima:
fosfoesoso isomerasi
Reazioni della glicolisi
- Fosforilazione fruttosio
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
fruttosio 6-fosfato + ATP
Prodotti:
fruttosio 1,6-bifosfato
Enzima:
fosfofrutto chinasi (enzima chiave e allosterico)
Reazioni della glicolisi
- Scissione del fruttosio 1,6-bifosfato
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
fruttosio 1,6-bifosfato
Prodotti:
diidrossiacetone fosfato, G3P
Enzima:
aldolasi
Reazioni della glicolisi
- Interconversione triosi fosfato
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
diidrossiacetone fosfato
Prodotti:
G3P
Enzima:
trioso fosfato isomerasi
Reazioni della glicolisi
- Ossidazione e fosforilazione G3P
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
G3P + gruppo fosfato + NAD+
Prodotti:
1,3-bisfosfoglicerato + NADH (se non viene riossidato la reazione si arresta)
Enzima:
G3P deidrogenasi
Reazioni della glicolisi
- Sintesi di ATP
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
1,3-bisfosfoglicerato + ADP
Prodotti:
3-fosfoglicerato + ATP
Enzima:
fosfoglicerato chinasi
Reazioni della glicolisi
- Conversione del fosfoglicerato
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
3-fosfoglicerato
Prodotti:
2-fosfoglicerato
Enzima:
fosfoglicerato mutasi
Reazioni della glicolisi
- Deidratazione del fosfoglicerato
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
2-fosfoglicerato
Prodotti:
Fosfoenolpiruvato (PEP) + H2O
Enzima:
enolasi
Reazioni della glicolisi
- Formazione di piruvato e ATP
Reagenti, prodotti, enzima.
Reagenti:
Fosfoenolpiruvato + ADP
Prodotti:
Piruvato + ATP
Enzima:
priuvato chinasi
Fermentazione lattica.
Reazione di riduzione del piruvato in L-lattato che ossida il NADH a NAD+, rigenerandolo; è catalizzata dalla lattato deidrogenasi.
Fermentazione alcolica.
Due reazioni, una decarbossilazione del piruvato in acetaldeide con liberazione di una CO2 catalizzata dalla piruvato decarbossilasi, seguita dalla riduzione dell’acetaldeide in etanolo con riossidazione del NADH a NAD+, catalizzata dalla alcol deidrogenasi.
Respirazione cellulare.
Via metabolica del piruvato in presenza di ossigeno, che porta alla sua ossidazione in CO2 e H20 e alla produzione di ATP.
Struttura del mitocondrio.
E’ costituito da due membrane, quella esterna, permeabile a piccole molecole o ioni attraverso proteine dette porine, e quella interna, impermeabile, che lo dividono in due regioni: spazio intermembrana e matrice mitocondriale.
Decarbossilazione ossidativa
Primo evento: decarbossilazione e ossidazione del piruvato.
Viene decarbossilato e ossidato il piruvato in acetile con liberazione di CO2 e riduzione di NAD+ a NADH
Decarbossilazione ossidativa
Secondo evento: formazione dell’acetil-CoA.
La produzione di acetil-CoA è fondamentale per entrare nel ciclo di Krebs: esso è un coenzima derivato della vitamina B5 e si lega all’acetile con un legame tioestere, dovuto alla presenza nel CoA di un gruppo tiolico -SH.
Ciclo di Krebs
Cos’è il ciclo di Krebs.
E’ una via metabolica anfibolica costituita da 8 reazioni, ognuna catalizzata da un’enzima.
Ciclo di Krebs
Quali sono i prodotti del ciclo di Krebs.
4 molecole di CO2 per molecola di glucosio, 6 NADH e 2 FADH2, 2 ATP, 6 protoni e 2 CoA.
Fosforilazione ossidativa
Perchè è necessaria la fosforilazione ossidativa?
Perchè dalla glicolisi, dalla decarbossilazione ossidativa e dal ciclo di Krebs vengono ridotte parecchie molecole di NAD+ e FAD in NADH e FADH2, ed è quindi necessario riossidare queste molecole ad alto contenuto energetico.
Fosforilazione ossidativa
I due processi che caratterizzano la fosforilazione ossidativa.
Il trasporto di elettroni lungo la catena respiratoria mitocondriale (nella membrana interna) fino all’ossigeno, che si riduce in H20, e la sintesi di ATP per chemiosmosi dovuta al gradiente elettrochimico creato dal trasporto di elettroni nella catena.
